First_Encounter_: 10 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το First_Encounter_ είναι μια διαδραστική εγκατάσταση με βάση το Arduino, που αναπτύχθηκε για το μάθημα Σχεδιασμός και υλοποίηση φυσικής αλληλεπίδρασης στο KTH στη Στοκχόλμη. Το First_Encounter_ είναι μια κρεμαστή τέχνη εγκατάσταση που αποτελείται από, στην περίπτωσή μας, 20 τριγωνικές ενότητες. Δεδομένου ότι ο κωδικός που χρησιμοποιείται είναι επίσης αρθρωτός, εξαρτάται από εσάς και την ικανότητα υπολογισμού του Arduino να καθορίσετε πόσα τρίγωνα θέλετε για την έκδοσή σας.

Το να δουλέψεις σκληρά για το επόμενο έργο απαιτεί μουσική, αυτή είναι η λίστα αναπαραγωγής First_Encounter_:

• Δεν έχετε δει τίποτα ακόμα - Bachman -Turner Overdrive
• Hot Stuff - Donna Summer
• You Oughta Know - Alanis Morissette
• Λεμόνι - Κήπος ανόητων
• Blinded by the Light - Manfred Mann's Earth Band
• Περισσότερο από ένα συναίσθημα - Βοστώνη
• Ελάτε μαζί - The Beatles
• Pumped Up Kicks - Foster The People
• Wire to Wire - Razorlight
• Λέξεις - Bee Gees
• Η τελική αντίστροφη μέτρηση - Ευρώπη

Βήμα 1: Hot Stuff

Τα εφόδια που χρειάζεστε. Το ακριβές ποσό που χρειάζεστε θα εξαρτηθεί από τον αριθμό των τριγώνων που θέλετε να φτιάξετε:

• Ξύλο για κοπή με λέιζερ, πάχους 4mm
• Γαλακτώδες λευκό ακρυλικό για κοπή με λέιζερ (2mm)
• Ξυλόκολλα
• Γυαλόχαρτο
• Λωρίδα LED NeoPixels, 30 LED ανά μέτρο, 6 μέτρα (180 LED)
• Αλουμινόχαρτο
• Ηλεκτρικά σύρματα - ± 70 μέτρα διάφορα χρώματα
• Ηλεκτρική ταινία
• Servos - 10x
• Βιδωτοί ακροδέκτες - 170 μεταχειρισμένοι
• Μικρές βίδες μήκους ± 8 mm - 80 μεταχειρισμένες
• Arduino UNO
• MPR121 Capsense breakout board - 2x
• PCA9685 Servo breakout board
• Μαύρο πανί
• Ζεστή κόλλα
• Τροφοδοσία 5V 12A

Βήμα 2: Πρέπει να ξέρετε

Το πάχος τόσο του ακρυλικού όσο και του ξύλου καθώς και το μέγεθος του τριγώνου είναι πολύ σημαντικά.

Παρόλο που υπάρχουν λωρίδες LED Neopixel πάχους 5 mm, θεωρήσαμε ότι δεν ήταν αρκετά φωτεινές για το σκοπό αυτό. Χρησιμοποιήσαμε λωρίδες LED πλάτους 10mm και ακρυλικό πάχους 2mm, προσθέτοντας συνολικά έως 12mm. Επομένως, το πάχος του τοίχου πρέπει επίσης να είναι 12 mm, για να λειτουργήσει ο σχεδιασμός, στην περίπτωσή μας με αποτέλεσμα 3 στρώσεις ξύλου 4mm.

Το μέγεθος του τριγώνου εξαρτάται επίσης από τη λωρίδα LED που έχετε ή από την ποσότητα που είστε διατεθειμένοι να κολλήσετε. Θέλαμε 9 LED ανά τρίγωνο και πήγαμε με μια ταινία Neopixel 30 LED ανά μέτρο για να χωρέσει ένα μεγαλύτερο τρίγωνο και να μειώσουμε την ποσότητα συγκόλλησης. Με αυτή τη ρύθμιση 3 LED θα ταιριάζει ακριβώς μέσα στο τρίγωνο χωρίς να χρειάζεται επιπλέον συγκόλληση. Με τα τυποποιημένα ρολά 60 LED ανά μέτρο, πρέπει να φτιάξετε μικρότερα τρίγωνα ή να χρησιμοποιήσετε περισσότερα LED ανά πλευρά ή να συγκολλήσετε σύρματα μεταξύ μονών LED.

Βήμα 3: Λεμονόδεντρο

Η θήκη του First_Encounter_ αποτελείται συνολικά από 5 κομμάτια, τα οποία κόψαμε με κόφτη λέιζερ. Η λευκή μπροστινή πλάκα είναι ένα κομμάτι γαλακτώδους λευκού ακρυλικού, τα τοιχώματα της θήκης είναι χτισμένα από 3 ξεχωριστά τρίγωνα και τέλος υπάρχει η ξύλινη πλάτη. Περιλαμβάνεται σε αυτό το βήμα υπάρχει ένα αρχείο Illustrator που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κόψει λέιζερ τα σχήματα.

Για κάθε τρίγωνο που θέλετε, χρειάζεστε κόλλα τα τρίγωνα τοίχου μεταξύ τους. Το μεγαλύτερο τρίγωνο πηγαίνει στο κάτω μέρος και το μικρότερο στην κορυφή για να σχηματίσει σχήμα σαν σκάλα. Βεβαιωθείτε ότι το εσωτερικό του τοίχου είναι όσο το δυνατόν πιο επίπεδο, διαφορετικά η λωρίδα LED δεν θα ταιριάζει σωστά.

Αφού στεγνώσει η κόλλα, τρίψτε το εξωτερικό του τοίχου και τις πλευρές της πλάτης της πλάτης της πλάτης υπό γωνία περίπου 30 μοιρών. Αυτό θα επιτρέψει την κίνηση που θέλουμε να έχουμε. Προσπαθήστε να το κρατήσετε όσο το δυνατόν πιο συμμετρικό και παρόμοιο για να εξασφαλίσετε σωστή κίνηση. Εάν θέλετε, μπορείτε (να ψεκάσετε) το ξύλο τώρα για να έχετε καλύτερο φινίρισμα στο τέλος.

Βήμα 4: Τυφλωμένος από το φως

Τα Neopixels μας ήρθαν σε αδιάβροχο περίβλημα, το οποίο πρέπει να αφαιρεθεί για να χωρέσει η λωρίδα στο τρίγωνο. Κόψτε τη λωρίδα LED στο μήκος που χρειάζεστε για τα τρίγωνα σας, στην περίπτωσή μας μήκους 9 LED. Στην πλευρά εισόδου, όπως υποδεικνύεται από τα βέλη, συγκολλήστε καλώδια και στα τρία σημεία επαφής (μαύρο = γείωση, κίτρινο = δεδομένα εντός, κόκκινο = δεδομένα στην εικόνα). Από την άλλη πλευρά, η πλευρά εξόδου, συγκολλά μόνο ένα καλώδιο στο σημείο επαφής "out data" (πράσινο = δεδομένα στην εικόνα). Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια περνούν κατά μήκος της λωρίδας LED (δείτε την εικόνα), διαφορετικά δεν πρόκειται να ταιριάξουν! Τα σύρματα πρέπει να έχουν μήκος περίπου 12 εκατοστά.

Απομονώστε τα τελικά σημεία με ηλεκτρική ταινία για να αποφύγετε βραχυκυκλώματα, επειδή πρόκειται να πιεστούν μεταξύ τους.

Τέλος, μετά από κάθε ομάδα 3 LED λυγίστε τη λωρίδα στα σημεία αποκοπής για να σχηματίσετε ένα τρίγωνο.

Βήμα 5: Περισσότερο από ένα συναίσθημα

Ο τρόπος με τον οποίο αισθάνεται το First_Encounter είναι μέσω της χωρητικής ανίχνευσης ή της πυκνότητας. Για να λειτουργήσει το καψίματα όσο το δυνατόν ακριβέστερα χρειαζόμαστε μια μεγάλη μάζα μετάλλου, κατά προτίμηση χαλκό. Ωστόσο, ο χαλκός είναι μάλλον ακριβός, επομένως χρησιμοποιήσαμε διπλωμένο αλουμινόχαρτο.

Το αλουμινόχαρτο πρέπει να διπλωθεί σε ένα τρίγωνο, κατά προτίμηση ελαφρώς μεγαλύτερο από το χώρο μέσα στον τοίχο. Πήγαμε με 24 επίπεδα για την έκδοσή μας. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε τα τρίγωνα απορριμμάτων από τον τοίχο, αυτά είναι ακριβώς το μέγεθος του εσωτερικού του τοίχου, οπότε αν το διπλώσετε σωστά, το τρίγωνο θα αναπτυχθεί ελαφρώς.

Τοποθετήστε τα σε σχήμα S όπως φαίνεται στην εικόνα, αυτό καθιστά έναν σχετικά εύκολο τρόπο για να διπλώσετε το τρίγωνο. Αν χρειαστεί να φτιάξετε πολλά τρίγωνα, ίσως είναι χρήσιμο να τα κολλήσετε μαζί. Στο τέλος του σχήματος S θα πρέπει να επεκτείνετε δύο από τις πλευρές του τριγώνου, αυτό θα το κρατήσει διπλωμένο στη συνέχεια. Στη συνέχεια σημειώστε το αλουμινόχαρτο όπου πρέπει να κόψετε και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε ψαλίδι για να το κόψετε πραγματικά. Αυτό διατηρεί τα κομμάτια καθαρότερα όταν χρησιμοποιείτε ένα μαχαίρι.

Όταν ξεκινάτε το δίπλωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα από τα τρίγωνα απορριμμάτων για να πάρετε το κατά προσέγγιση μέγεθος των πρώτων (λίγων) πτυχώσεων δεξιά. Όταν διπλώνετε, κρατήστε τη ματ πλευρά του φύλλου στο εσωτερικό και την ανακλαστική πλευρά στο εξωτερικό, το φως LED αντανακλάται καλύτερα προς τα έξω με αυτόν τον τρόπο.

Στη συνέχεια, κάντε μια τρύπα (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια απλή τρύπα χαρτιού εάν είναι απαραίτητο) στο διπλωμένο τρίγωνο, περίπου στο ίδιο σημείο με την τρύπα στην πλάτη. Διπλώστε δύο από τα στρώματα και συνδέστε ένα καλώδιο με ένα μεγάλο απογυμνωμένο τμήμα. Αναδιπλώστε το τρίγωνο και βεβαιωθείτε ότι το σύρμα βγαίνει από την τρύπα μετά. Το μη απογυμνωμένο τμήμα του σύρματος πρέπει να έχει μήκος περίπου 10 εκατοστά. Τέλος προσθέστε λίγη (ηλεκτρική) ταινία στις άκρες της τρύπας, αυτό τους εμποδίζει να σχιστούν όταν τα καλώδια σπρώχνονται6

Βήμα 6: Ελάτε μαζί

Πριν συνεχίσετε, μπορεί να είναι χρήσιμο να ελέγξετε εάν οι λωρίδες LED έχουν κολληθεί σωστά.

Ο ευκολότερος τρόπος συναρμολόγησης είναι να τοποθετήσετε τα τρίγωνα τοίχου στο τραπέζι, με την ευρύτερη πλευρά προς τα πάνω. Βάλτε το ακρυλικό τρίγωνο μέσα στον τοίχο και βεβαιωθείτε ότι φτάνει μέχρι το τραπέζι. Στη συνέχεια τοποθετήστε τη λωρίδα LED και κολλήστε τα όλα μαζί από μέσα με ένα πιστόλι θερμής κόλλας.

Στη συνέχεια, τοποθετήστε ηλεκτρική ταινία στις άκρες, για να αποφύγετε τυχαία επαφή μεταξύ του αλουμινίου και της λωρίδας LED. Τραβήξτε τα καλώδια από τη λωρίδα LED μέσα από την οπή στο αλουμίνιο και κολλήστε το αλουμίνιο στο τρίγωνο.

Τώρα πάρτε το πανί και σχεδιάστε το σχήμα που θέλετε να κάνετε με τις πλάκες των τριγώνων. Αφήστε ένα μικρό κομμάτι μεταξύ του τριγώνου για να αυξήσετε την κίνηση. Στη συνέχεια, κολλήστε τις πλάκες στο ντύσιμο σε αυτήν τη θέση και κόψτε το πανί λίγο στη θέση της οπής της πλάκας.

Τέλος τραβήξτε τα καλώδια και βιδώστε τα τρίγωνα στη θέση τους.

Βήμα 7: Αντλήσεις κλωτσιών

Τώρα που όλα είναι συγκεντρωμένα, θα προσθέσουμε κίνηση στη δομή. Το κίνημα πρόκειται να ρυθμιστεί από συνολικά 10 servos. Προσθέσαμε επίσης βιδωτούς ακροδέκτες στο πίσω μέρος κάθε τριγώνου, με αυτόν τον τρόπο το σύστημα μπορεί να είναι λίγο πολύ αρθρωτό και εύκολο να επισκευαστεί. Μια σημαντική ειδοποίηση εδώ, είναι να βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια που βγαίνουν από τους ακροδέκτες των βιδών πηγαίνουν προς τα πάνω όταν κρέμονται, για να μην παρεμβαίνουν στην κίνηση.

Λόγω προβλημάτων βάρους, αποφασίσαμε να κολλήσουμε τα σερβο σε ένα μικρό κομμάτι ξύλου και να το βιδώσουμε στο τρίγωνο. Βάζουμε επίσης τις συνδέσεις 5V και τις συνδέσεις γείωσης τόσο του servo όσο και της λωρίδας LED κάθε τριγώνου στον ίδιο ακροδέκτη βιδών, με αυτόν τον τρόπο μόνο ένα καλώδιο 5V και ένα καλώδιο γείωσης τρέχουν προς τα πάνω από κάθε τρίγωνο.

Βήμα 8: Wire to Wire

Το σχέδιο καλωδίωσης φαίνεται αρκετά περίπλοκο, αλλά στην πραγματικότητα είναι πολύ εφικτό. Η ισχύς χωρίστηκε σε 5 ομάδες, 1 ομάδα για το Arduino και πίνακες breakout και 4 ομάδες για ολόκληρη την εγκατάσταση. Η αρίθμηση των τριγώνων ξεκινά από το επάνω αριστερό τρίγωνο, αν κοιτάξει από μπροστά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αρίθμηση στο σχήμα φαίνεται αντίστροφη.

Ουσιαστικά από κάθε πίνακα, 4 σύρματα ανεβαίνουν στην κορυφή:

• 2 καλώδια για την ισχύ (5V και γείωση) τόσο των LED όσο και του περιστασιακού σερβο.
• 1 καλώδιο για την έξοδο δεδομένων capsense
• 1 καλώδιο για την είσοδο σερβο δεδομένων

Είναι πολύ σημαντικό το πρώτο τρίγωνο σύρμα κεφαλαίου, να συνδέεται με τον πρώτο πίνακα κεφαλής και το πρώτο σημείο εισόδου. Πρέπει να είναι σε τάξη, διαφορετικά ο φωτισμός των LED δεν θα λειτουργήσει σωστά. Οι λυχνίες LED είναι συνδεδεμένες σε σειρά (πράσινο σύρμα που περνάει στα τρίγωνα), επομένως το πλήκτρο και ο αριθμός πίνακα πρέπει να αντιστοιχούν, το ίδιο ισχύει και για τους σερβοκινητήρες.

Τοποθετήσαμε το τροφοδοτικό και τους πολλαπλούς βιδωτούς ακροδέκτες σε ένα ξύλινο πλαίσιο, έτσι θα ελαχιστοποιηθεί η επίδραση της κίνησης στις συνδέσεις.

Όταν ολοκληρωθεί η καλωδίωση, μπορείτε να βάλετε τις κεφαλές σερβο και να τις συνδέσετε με τα συνδεδεμένα τρίγωνα.

Βήμα 9: Λέξεις

Αυτός είναι ο κώδικας Arduino

Βάλτε εδώ τον αριθμό των τριγώνων που χτίζετε:

#define N_TRIANGLES 20

Βάλτε εδώ τον αριθμό των servos που χρησιμοποιήσατε:

#define N_SERVOS 10

Βάλτε εδώ τον αριθμό των LED που χρησιμοποιήσατε:

#define N_LEDs 180

Η ταχύτητα κίνησης που θέλετε (Το τρίγωνο γίνεται λευκό):

#define hueSpeed 2

Βήμα 10: Η τελική αντίστροφη μέτρηση

Ευχαριστώ και καλή διασκέδαση