Καρδιά LED που χτυπά: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Πέρασαν 5 υπέροχα χρόνια από τότε που παντρεύτηκα τη γυναίκα μου. Της δίνω αυτήν την ηλεκτρονική καρδιά. Μπορεί να αισθανθεί τον ενθουσιασμό. Χτυπά ανάλογα με τον καρδιακό παλμό του κατόχου. Με στηρίζει σε πολλές από τις τρελές μου αναζητήσεις.

Όπως όλες οι δημιουργίες μου, πήγα λίγο καλλιτεχνικά εδώ και έκανα το σχήμα της καρδιάς από ορείχαλκο πλέγμα. Όλα τα ηλεκτρονικά είναι κρυμμένα με ασφάλεια μέσα στην καρδιά και τροφοδοτούνται από μπαταρία LiPo.

Βήμα 1: Υλικό & Εργαλεία

Υλικό

• Ορείχαλκο σύρμα 1mm
• Ορείχαλκο σύρμα 0,8mm
• Πάστα συγκόλλησης Συγκολλητικό
• Τρισδιάστατη εκτύπωση πρότυπο καρδιάς

Επισυνάπτονται πηγές STL και GCode για το πρότυπο καρδιάς. Σημειώστε ότι η εκτυπωμένη καρδιά είναι ελαφρώς κλιμακωτή από το αρχικό μοντέλο για να ταιριάζει σε όλα τα ηλεκτρονικά.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Φορτιστής μπαταρίας LiPo (Aliexpress)
• Μπαταρία LiPo (Aliexpress)
• MAX30102 Αισθητήρας καρδιακού ρυθμού (Aliexpress)
• Micro USB breakout board (Aliexpress)
• 9x LEDs WS2812B RGB (Aliexpress)
• Μίνι διακόπτης (MSK-12C02)

Εργαλεία

• σταθμός συγκόλλησης με άκρη 3mm
• πένσα
• πένσα κοπής σύρματος
• τσιμπιδακι ΦΡΥΔΙΩΝ
• ταινία διπλής όψης
• σταθερά χέρια

Βήμα 2: Προετοιμασία του προτύπου

Το γλυπτό καρδιά είναι χτισμένο και συγκολλημένο γύρω από ένα πρότυπο καρδιάς με τρισδιάστατη εκτύπωση. Ας εκτυπώσουμε λοιπόν το πρότυπο μόνοι σας για να το έχετε έτοιμο για το επόμενο βήμα - συγκόλληση του πλέγματος. Η καρδιά είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από το αρχικό μοντέλο, οι διαστάσεις είναι 100x84x49,5 mm.

Δεν υπάρχει ανάγκη για υψηλή ακρίβεια ή ωραία ομαλή απόδοση. Η εγκατάσταση του 3D εκτυπωτή μου είναι προφίλ ταχύτητας PLA με στρώμα 0,30mm. Δεν θα φαίνεται όμορφο, αλλά για ένα πρότυπο μιας χρήσης, είναι αρκετά καλό. Θα εξοικονομήσετε χρόνο και νήματα.

Εάν έχετε Prusa i3 MK3S, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αμέσως το αρχείο GCode για το καλύτερο αποτέλεσμα.

Πρωτότυπο μοντέλο της VARRG

Βήμα 3: Συγκόλληση του εξωτερικού κελύφους

Προθερμάνετε τον σταθμό συγκόλλησης στους 270 ° C, ετοιμάστε το σύρμα συγκόλλησης και ορείχαλκου. Isρθε η ώρα να ξεκινήσετε την κατασκευή ενός εξωτερικού κελύφους πάνω από το πλαστικό πρότυπο που εκτυπώθηκε στο προηγούμενο βήμα. Θα αργήσει πολύ, μην βιάζεσαι. Εάν κουραστείτε, κάντε ένα διάλειμμα για μια ημέρα.

Επιλέξτε τη μία πλευρά της καρδιάς και ξεκινήστε βάζοντας ένα μόνο σύρμα σε μια μόνο άκρη του προτύπου. Η ταινία διπλής όψης είναι ένας εξαιρετικός φίλος που θα σας βοηθήσει να κρατήσετε το σύρμα στη θέση του. Προσθέστε δεύτερο σύρμα και κολλήστε τα μαζί. Προσθέστε το τρίτο σύρμα και δημιουργήστε το πρώτο τρίγωνο. Χρησιμοποιήστε πάστα συγκόλλησης για να κάνετε λεία σημεία συγκόλλησης.

Συνεχίστε να βάζετε σύρματα μέχρι να καλυφθούν όλα τα άκρα στη μία πλευρά με σύρματα. Σταματήστε όταν τα καλώδια αρχίσουν να λυγίζουν στην άλλη πλευρά. Δεν θα μπορείτε να τραβήξετε το ορειχάλκινο πλέγμα από το πρότυπο.

Γυρίστε το πρότυπο ανάποδα και ξεκινήστε από την άλλη πλευρά της καρδιάς. Συνεχίστε μέχρι να συναντήσετε τα καλώδια από την άλλη πλευρά. Μην κολλήσετε αυτές τις δύο πλευρές μαζί. Όταν τελειώσετε, μπορείτε να κατεβάσετε το σύρμα από το πρότυπο και να είστε υπερήφανοι για τον εαυτό σας.

Βήμα 4: Ηλεκτρονικά Σχήματα & Εξαρτήματα

Έχετε έτοιμο το ορειχάλκινο εξωτερικό σας κέλυφος; Τώρα ήρθε η ώρα να φτιάξουμε έναν «εγκέφαλο» αυτής της όμορφης καρδιάς. Ο πυρήνας είναι ένας μικροελεγκτής Arduino Nano που διαβάζει δεδομένα παλμών από μια μονάδα αισθητήρα καρδιακού ρυθμού MAX30102 μέσω διαύλου I2C. Τα οπτικά εφέ δημιουργούνται από ένα σύνολο 9 διευθυνσιοδοτούμενων WS2812b RGB LED που ελέγχονται από τη Nano. Η τροφοδοσία διατηρείται από μια μονάδα φόρτισης μπαταρίας TP4056 η οποία μπορεί να τροφοδοτήσει το Arduino με 5V από μπαταρία LiPo και να φορτίσει την μπαταρία από τη θύρα USB.

Παρόλο που τόσο το TP4056 όσο και το Arduino Nano διαθέτουν θύρα USB, υπάρχει ένα επιπλέον USB. Διαχωρίζει τις γραμμές USB σε γραμμές τροφοδοσίας που χειρίζεται το TP4056 και γραμμές δεδομένων που χειρίζεται το Arduino. Διαφορετικά, τα καλώδια τροφοδοσίας θα είναι μικτά και το κύκλωμα δεν θα λειτουργήσει.

Βήμα 5: LED εσωτερική καρδιά

Ας φωτίσουμε το πράγμα! Θα φτιάξουμε την εσωτερική καρδιά των LED RGB. Είναι αρκετά απλό. Μη διστάσετε λοιπόν να το κολλήσετε μαζί για να είστε έτοιμοι για το τελικό μέρος συναρμολόγησης.

Τι θα χρειαστείτε:

• πρότυπο χαρτιού
• WS2812b RGB LED (9x)
• Ορειχάλκινο σύρμα 0,8mm

Βήματα:

1. Εκτυπώστε το πρότυπο και καλύψτε τις κόκκινες κηλίδες με ταινία διπλής όψης.
2. Τοποθετήστε τα LED RGB στις κόκκινες κηλίδες στο πρότυπο ανάποδα. Οι τέσσερις οδηγοί πρέπει να δείχνουν προς εσάς. Είναι σοφό να φτιάξετε τις καρφίτσες GROUND και VCC για να βεβαιωθείτε ότι τις κολλήσατε σωστά. Στρέψτε την καρφίτσα GROUND στον εξωτερικό δακτύλιο της καρδιάς.
3. Λυγίστε και κολλήστε τον εξωτερικό δακτύλιο της καρδιάς στις GROUND ακίδες των LED.
4. Λυγίστε και κολλήστε τον εσωτερικό δακτύλιο της καρδιάς στις ακίδες VCC των LED.
5. Συνδέστε LED στην αλυσίδα-Κάθε LED έχει ακίδα DATA-IN και DATA-OUT. Εάν συνδέσετε τον πρώτο πείρο εξαγωγής δεδομένων LED με τον επόμενο πείρο εισαγωγής δεδομένων LED, θα δημιουργήσετε μια αλυσίδα που μπορεί να ελεγχθεί με ένα μόνο σύρμα. Χρησιμοποιήστε κοντά καλώδια μεταξύ κάθε LED. Η καρφίτσα εισόδου δεδομένων βρίσκεται στην ίδια πλευρά με το GROUND.
6. Καθαρίστε την καρδιά με λίγο οινόπνευμα.

Βήμα 6:

Αυτό θα είναι το πιο δύσκολο από όλα επειδή θα απαιτήσει κάποια γνώση ηλεκτρονικών.

Τροφοδοσία του Arduino NANO

Το κύκλωμα που έχω εφαρμόσει δεν είναι το πιο εύκολο να εκτελεστεί, αλλά ήταν το πιο κομψό για την ίδια την καρδιά. Εάν το βρήκατε πολύ δύσκολο, μπορείτε να δείτε τις άλλες παραλλαγές στο τέλος αυτής της ενότητας.

Ας ξεκινήσουμε με την ενεργοποίηση του Arduino Nano με την μπαταρία LiPo. Εάν ελέγξετε τα διαγράμματα, μπορείτε να δείτε ότι το καλώδιο τροφοδοσίας από USB δεν συνδέεται απευθείας με το Arduino Nano αλλά μάλλον παρακάμπτεται μέσω μιας μονάδας φόρτισης μπαταρίας TP4056. Αυτό διασφαλίζει ότι η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί σωστά και η καρδιά να απενεργοποιηθεί από το διακόπτη. Ξεκολλήστε την υποδοχή USB από το Arduino Nano και προσθέστε την πλακέτα διακοπής micro USB. Συνδέστε τις γραμμές δεδομένων και τη γραμμή γείωσης στο Arduino NANO, όπως φαίνεται στην εικόνα. Τοποθετήστε το κεντρικό πίνακα στοιχισμένο με το Arduino NANO, ώστε να φαίνεται όμορφο.

Πάρτε τον πίνακα φόρτισης της μπαταρίας TP4056 και κολλήστε τον με δύο καλώδια στην κάτω πλευρά του Arduino Nano - συνδέστε το OUT+ με 5V στην πλακέτα Arduino και το OUT- στο GND. Έκανα ένα διάστημα μεταξύ του Arduino Nano και της πλακέτας φόρτισης της μπαταρίας για να χωρέσει η μπαταρία LiPO 500mA. Τώρα συνδέστε την τροφοδοσία από την πλακέτα διαρροής USB στο IN+ στην πλακέτα φόρτισης της μπαταρίας και τέλος στο IN- στο GND. Η μπαταρία συγκόλλησης οδηγεί στα μαξιλάρια B+ (κόκκινο σύρμα) και B- (μαύρο καλώδιο) στην πλακέτα φόρτισης της μπαταρίας μέσω διακόπτη τροφοδοσίας. Μπορείτε τώρα να δοκιμάσετε να ενεργοποιήσετε την πλακέτα για πρώτη φορά. Ελπίζω να λειτουργεί!

Συμβουλή: Ξεκολλήστε επίσης το LED τροφοδοσίας από το Arduino UNO. Πάντα στο φως είναι ενοχλητικό για την καρδιά.

Παραλλαγή 1: Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το USB build στην πλακέτα Arduino NANO. Εάν ξεκολλήσετε τη δίοδο ανορθωτή που βρίσκεται στο κάτω μέρος της πλακέτας, μπορείτε να κολλήσετε χρησιμοποιώντας το 5V από μίνι USB και δεν θα τροφοδοτήσει άλλο την πλακέτα.

Παραλλαγή 2: Η καρδιά σας μπορεί να έχει δύο USB - ένα για προγραμματισμό και ένα για φόρτιση της μπαταρίας. Τόσο η μονάδα φόρτισης μπαταρίας Arduino Nano όσο και η TP4056 διαθέτουν ένα USB, μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε. Δεν είναι κομψό αλλά αρκετά απλό να το κάνετε.

Παραλλαγή 3: Εάν δεν χρειάζεστε καρδιά με μπαταρία, μπορείτε να παραλείψετε την επιπλέον κάρτα USB και το κύκλωμα φόρτισης ισχύος.

Βήμα 7: Ενσωμάτωση του εγκεφάλου στην καρδιά

Συγκολλήστε την εσωτερική καρδιά στο κάτω μισό του κελύφους της καρδιάς. Το εξωτερικό σύρμα της εσωτερικής καρδιάς είναι GND και το ίδιο το κέλυφος θα είναι επίσης GND. Χρησιμοποιήστε λοιπόν μερικά μικρά καλώδια από ορείχαλκο για να το βάλετε στο ακριβές κέντρο της καρδιάς, όπως φαίνεται στις εικόνες.

Τώρα πάρτε το Arduino με μπαταρία που έχει προετοιμαστεί παραπάνω και κολλήστε το στην εσωτερική καρδιά. Χρησιμοποιήστε όσα καλώδια χρειάζονται για να βεβαιωθείτε ότι θα κρατήσει μέσα στην καρδιά. Χρησιμοποιήστε ξανά καρφίτσες GND στους πίνακες και το κέλυφος του USB ως σημείο όπου μπορείτε να το κολλήσετε στο εξωτερικό περίβλημα της καρδιάς. Μην το κολλήσετε στο εσωτερικό καλώδιο της εσωτερικής καρδιάς! Το εσωτερικό καλώδιο είναι 5V για τα LED.

Συνδέστε το εσωτερικό καλώδιο της εσωτερικής καρδιάς LED με το 5V του Arduino Nano και το DATA-IN του πρώτου LED RGB στο pin D12.

Βήμα 8: Εγκατάσταση του αισθητήρα καρδιακού παλμού

Ο αισθητήρας MX30102 μετρά τους καρδιακούς παλμούς και την αρτηριακή πίεση όταν αγγίζεται με ένα δάχτυλο. Συγκολλήστε την σανίδα στο πάνω μισό του κελύφους της καρδιάς. Χρησιμοποιήστε ένα μικρό άνοιγμα στις πλευρές της σανίδας. Αυτά είναι GND και αφού το κέλυφος της καρδιάς θα είναι GND επίσης είναι τέλειο. Βεβαιωθείτε ότι μπορείτε να αγγίξετε το μικρό μικρό μαύρο εξάρτημα στον πίνακα - αυτός είναι ο αισθητήρας.

Πάρτε 3 εύκαμπτα σύρματα - έχω χρησιμοποιήσει σύρμα μεταφοράς μετατροπέα.3mm με τη μορφή ελατηρίου. Και κολλήστε τα σε ακίδες SCL, SDA και VIN στον πίνακα MAX30102 ως εξής:

• SCL έως A5 pin
• Καρφίτσα SDA έως A6
• Καρφίτσα VIN έως 5V

Αυτές είναι όλες οι ηλεκτρικές συνδέσεις που χρειάζονται. Πριν κολλήσετε μαζί πάνω και κάτω κελύφη. Θα πρέπει να δοκιμάσετε αν λειτουργεί. Θα ήταν δύσκολο να επισκευαστεί μετά.

Βήμα 9: Μεταφόρτωση του σκίτσου και δοκιμή

Συνδέστε το Arduino στον υπολογιστή και ανεβάστε το σκίτσο που επισυνάπτεται σε αυτήν την ανάρτηση. Ο διακόπτης τροφοδοσίας πρέπει να είναι ενεργοποιημένος. Αφού ανέβει, πρέπει να ανάψει το μικρό κόκκινο LED στον αισθητήρα παλμών. Εάν το αγγίξετε, οι λυχνίες LED θα πρέπει να αρχίσουν να αναβοσβήνουν ανάλογα με τους παλμούς της καρδιάς σας. Μπορεί να χρειαστούν έως και 15 δευτερόλεπτα για να μετρηθούν σωστά οι καρδιακοί παλμοί, οπότε μην απελπίζεστε αν δεν είναι στιγμιαία.

Βήμα 10: Τελικό άγγιγμα

Εργα? Καλός! Συγκολλήστε το πάνω κέλυφος και το κάτω κέλυφος μαζί και καθαρίστε ολόκληρη την καρδιά με κάποιο καθαριστικό με βάση το οινόπνευμα για να αφαιρέσετε την υπόλοιπη ροή.

Τελείωσες! Ενημερώστε με αν λειτουργεί για εσάς και δημοσιεύστε φωτογραφίες για το πώς εξελίχθηκε η καρδιά σας. Με ενδιαφέρει πραγματικά!

Όπως αυτό το άρθρο. Επίσης, σκεφτείτε να με στηρίξετε στο Patreon.

Είμαι ο Jiri Praus.

Instagram, Twitter, YouTube

www.jiripraus.cz

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Καρδιάς