Latido del corazón LED: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Han pasado 5 maravillosos años desde que me casé con mi esposa. Le estoy dando este corazón electrónico. Puede sentir la emoción. Late de acuerdo con los latidos del corazón del titular. Ella me ha estado apoyando en muchas de mis locas misiones.

Como todas mis creaciones, fui un poco artístico aquí e hice la forma del corazón con una malla de alambre de latón. Todos los componentes electrónicos están ocultos de forma segura dentro del corazón y funcionan con una batería LiPo.

Paso 1: Material y herramientas

Material

• Alambre de latón 1 mm
• Alambre de latón 0,8 mm
• Soldadura en pasta para soldar
• Plantilla de corazón impresa en 3D

Se adjuntan el código fuente STL y GCode para la plantilla del corazón. Tenga en cuenta que el corazón impreso se ha ampliado ligeramente con respecto al modelo original para adaptarse a todos los componentes electrónicos.

Componentes electrónicos

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Cargador de batería LiPo (Aliexpress)
• Batería LiPo (Aliexpress)
• Sensor de frecuencia cardíaca MAX30102 (Aliexpress)
• Placa de conexión micro USB (Aliexpress)
• 9 LED RGB WS2812B (Aliexpress)
• Mini interruptor (MSK-12C02)

Instrumentos

• estación de soldadura con punta de 3 mm
• alicates
• alicates de corte de alambre
• pinzas
• cinta de dos lados
• manos firmes

Paso 2: preparación de la plantilla

La escultura del corazón está construida y soldada alrededor de una plantilla de corazón impresa en 3D. Así que imprimamos la plantilla usted mismo para tenerla lista para el siguiente paso: soldar la malla. El corazón es un poco más grande que el modelo original, las dimensiones son 100x84x49,5 mm.

No hay necesidad de una alta precisión o una salida suave y agradable. La configuración de mi impresora 3D es un perfil de velocidad PLA con una capa de 0,30 mm. No se verá bonito, pero para una plantilla desechable, es lo suficientemente bueno. Ahorrarás tiempo y filamento.

Si tiene Prusa i3 MK3S, puede usar mi archivo GCode de inmediato para obtener el mejor resultado.

Modelo original de VARRG

Paso 3: soldar la carcasa exterior

Caliente su estación de soldadura a 270 ° C, prepare su soldadura y alambre de latón. Es hora de comenzar a construir una capa exterior sobre la plantilla de plástico impresa en el paso anterior. Va a llevar mucho tiempo, no se apresure. Si se cansa, tómese un descanso por un día.

Elija un lado del corazón y comience colocando un solo cable en un solo borde de la plantilla. La cinta de doble cara es un gran amigo que te ayudará a mantener el cable en su lugar. Agregue un segundo cable y suelde estos juntos. Agrega un tercer cable y crea el primer triángulo. Use pasta de soldar para hacer puntos de soldadura suaves.

Continúe colocando cables hasta que todos los bordes de un lado estén cubiertos con cables. Deténgase cuando los cables comiencen a doblarse hacia el otro lado. No podrá sacar la malla de latón de la plantilla.

Dé la vuelta a la plantilla y comience de nuevo en el otro lado del corazón. Continúe hasta que encuentre los cables del otro lado. No suelde estos dos lados juntos. Cuando termine, puede quitar la malla de alambre de la plantilla y estar orgulloso de sí mismo.

Paso 4: Esquemas y componentes electrónicos

¿Tiene su capa exterior de latón lista? Ahora es el momento de hacer un "cerebro" de este hermoso corazón. El núcleo es un microcontrolador Arduino Nano que lee datos de pulso de un módulo sensor de frecuencia cardíaca MAX30102 a través de un bus I2C. Los efectos visuales se crean mediante un conjunto de 9 LED RGB WS2812b direccionables controlados por Nano. La fuente de alimentación se mantiene mediante un módulo cargado con batería TP4056 que puede suministrar al Arduino 5V de una batería LiPo y cargar la batería desde el puerto USB.

Aunque tanto TP4056 como Arduino Nano cuentan con un puerto USB, se presenta un USB adicional. Divide las líneas USB en líneas eléctricas manejadas por TP4056 y líneas de datos manejadas por Arduino. De lo contrario, las líneas eléctricas se mezclarían y el circuito no funcionaría.

Paso 5: corazón interior LED

¡Encendamos la cosa! Vamos a hacer que el corazón de los LED RGB internos. Es bastante simple. Así que no dude en soldarlo para estar listo para la pieza de ensamblaje final.

Lo que vas a necesitar:

• plantilla de papel
• LED RGB WS2812b (9x)
• Alambre de latón de 0,8 mm

Pasos:

1. Imprime la plantilla y cubre los puntos rojos con cinta adhesiva de doble cara.
2. Coloque los LED RGB en los puntos rojos de la plantilla al revés. Los cuatro conductores deben apuntar hacia usted. Es aconsejable hacer los pines de TIERRA y VCC para asegurarse de soldarlos correctamente. Coloque la clavija de TIERRA hacia el anillo exterior del corazón.
3. Doble y suelde el anillo exterior del corazón a los pines de TIERRA de los LED.
4. Doble y suelde el anillo interior del corazón a los pines VCC de los LED.
5. Conecte los LED a la cadena: cada LED tiene un pin DATA-IN y DATA-OUT. Si conecta el primer pin de salida de datos de LED al siguiente pin de entrada de datos de LED, creará una cadena que se puede controlar con un solo cable. Utilice cables cortos entre cada uno de los LED. El pin de entrada de datos se encuentra en el mismo lado que TIERRA.
6. Limpia el corazón con un poco de alcohol.

Paso 6:

Esta será la parte más difícil de todas porque requerirá algunos conocimientos de electrónica.

Encendido del Arduino NANO

El circuito que he implementado no es el más fácil de realizar, pero fue el más elegante para el corazón mismo. Si le resultó demasiado difícil, puede consultar las otras variantes al final de esta sección.

Comencemos por encender el Arduino Nano con la batería LiPo. Si revisa los esquemas, puede ver que la línea de alimentación de USB no se conecta directamente a Arduino Nano, sino que se deriva a través de un módulo de carga de batería TP4056. Esto asegura que la batería se pueda cargar correctamente y el corazón se pueda apagar con el interruptor. Desuelde el conector USB de Arduino Nano y agregue la placa de conexión micro USB. Conecte las líneas de datos y la línea de tierra al Arduino NANO como se puede ver en la imagen. Coloque el centro de la placa de arranque alineado con el Arduino NANO para que se vea bonito.

Tome la placa de carga de la batería TP4056 y suéldela con dos cables en la parte inferior del Arduino Nano: conecte OUT + con 5V en la placa Arduino y OUT- a GND. Hice un espacio entre el Arduino Nano y la placa de carga de la batería para colocar la batería LiPO de 500 mA. Ahora conecte la energía de la placa de conexión USB a IN + en la placa de carga de la batería y finalmente IN- a GND. Suelde los cables de la batería a las almohadillas B + (cable rojo) y B- (cable negro) en la placa de carga de la batería a través del interruptor de encendido. Ahora puede intentar encender la placa por primera vez. ¡Espero que funcione!

Consejo: Desuelde también el LED de encendido del Arduino UNO. Siempre encendida es inquietante para el corazón.

Variante 1: también puede usar la compilación USB en la placa Arduino NANO. Si desolda el diodo rectificador que se encuentra en la parte inferior de la placa, puede soldar el uso de 5 V del mini USB y ya no encenderá la placa.

Variante 2: su corazón puede tener dos USB, uno para programar y otro para cargar la batería. Tanto el módulo de carga de batería Arduino Nano como el TP4056 tienen un USB, puede usarlos. No es elegante, pero es bastante sencillo de hacer.

Variante 3: si no necesita un corazón a batería, puede omitir la placa USB adicional y el circuito de carga de energía.

Paso 7: Incrustar el cerebro en el corazón

Suelde el corazón interior en la mitad inferior del caparazón del corazón. El cable exterior del corazón interior es GND y la propia carcasa también será GND. Por lo tanto, use algunos alambres cortos de latón para colocarlo en el centro exacto del corazón, como se puede ver en las imágenes.

Ahora tome el Arduino con la batería preparada arriba y suéldelo en el corazón interno. Utilice tantos cables como sea necesario para asegurarse de que se mantenga dentro del corazón. Nuevamente use los pines GND en las placas y la carcasa del USB como un punto donde soldarlo a la carcasa exterior del corazón. ¡No lo suelde al cable interno del corazón interno! El cable interior es de 5 V para los LED.

Conecte el cable interno del corazón LED interno a los 5V del Arduino Nano y DATA-IN del primer LED RGB al pin D12.

Paso 8: instalación del sensor de latidos

El sensor MX30102 mide los latidos del corazón y la presión arterial cuando se toca con un dedo. Suelde la placa en la mitad superior de la carcasa del corazón. Use una pequeña abertura en los lados del tablero. Estos son GND y dado que el shell del corazón también será GND, es perfecto. Asegúrese de poder tocar el pequeño componente negro en la placa, ese es el sensor.

Tome 3 cables flexibles: he usado un cable de cobre de transformador aislado de 0,3 mm en forma de resorte. Y suéldelos a los pines SCL, SDA y VIN en la placa MAX30102 de la siguiente manera:

• SCL al pin A5
• Pin SDA a A6
• VIN al pin de 5V

Esas son todas las conexiones eléctricas que se necesitan. Antes de soldar juntas las carcasas superior e inferior. Debería probar si funciona. Sería difícil de reparar después.

Paso 9: carga del boceto y prueba

Conecte Arduino a la computadora y cargue el boceto adjunto a esta publicación. El interruptor de encendido debe estar encendido. Después de que se cargue, el pequeño LED rojo en el sensor de latidos debería encenderse. Si lo toca, los LED deberían comenzar a parpadear de acuerdo con los latidos de su corazón. Puede tomar hasta 15 segundos medir los latidos del corazón correctamente, así que no se desespere si no es instantáneo.

Paso 10: toque final

¿Obras? ¡Bien! Suelde la carcasa superior y la inferior y limpie todo el corazón con un limpiador a base de alcohol para eliminar el fundente restante.

¡Estás listo! Déjame saber si te funciona y publica fotos de cómo resultó tu corazón. ¡Estoy realmente interesado!

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Soy Jiri Praus.

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Primer premio en el concurso del corazón