Lámpara LED levitante: 6 pasos (con imágenes)

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

¿Alguna vez has jugado con imanes y has intentado hacerlos levitar? Estoy seguro de que muchos de nosotros lo hemos hecho, y aunque parezca posible, si se coloca con mucho cuidado, después de un tiempo se dará cuenta de que en realidad es imposible. Esto se debe al teorema de Earnshaw, que prueba que es imposible hacer levitar un objeto solo con materiales ferromagnéticos. Sin embargo, tenemos una solución. En lugar de usar imanes, levitaremos la lámpara usando una ilusión llamada tensegridad, ¡haciendo una lámpara que parece estar flotando!

Paso 1: Suministros

Para fabricar esta lámpara, se necesitan una variedad de suministros:

Electrónica:

• Placa Arduino Nano
• Cables de puente
• Anillo de 24 LED
• Batería de 9V
• Conector de batería de 9V

Suministros decorativos:

• Cartón (o madera, si usa corte por láser)
• Línea de pesca (cualquiera debería funcionar, e intente elegir una lo más transparente posible)

Otros:

• Banda elástica
• Pistola de silicona
• Barras de pegamento caliente
• Equipo de soldadura
• Velcro

Paso 2: ensamble la electrónica

Primero necesitamos ensamblar las partes electrónicas. Esto es simple y se puede hacer con unos pocos pasos:

1. Suelde el conector de la batería de 9V a la placa Arduino Nano. Esto puede ser un poco difícil, pero es una parte esencial para el éxito del proyecto porque la falta de energía proporcionada a la placa hará que no funcione correctamente. Conecte el cable rojo al pin VIN y conecte el cable negro a uno de los pines GND en la placa.
2. Suelde los pines a la parte posterior del anillo LED. En estos 24 anillos LED, generalmente hay 4 lugares para soldar, pero en este proyecto, solo usaremos 3: DI, VCC y GND. La parte DO no se utilizará en este proyecto. Sueldelo con el cable apuntando hacia el anillo, ya que el exterior del anillo quedará oculto detrás de una hoja de papel, pero si los cables de puente están soldados en la dirección incorrecta, sobresaldrá de la lámpara.
3. Conecte los cables al Nano. El DI debe estar conectado al pin D5, el VCC conectado a 5V y el GND al GND, en el anillo LED y el Arduino Nano, respectivamente.

¡Y has terminado con la electrónica!

Paso 3: la escultura de la tensegridad

Para este proyecto, estamos usando tensegridad, que es un término que se usa para describir el acto de usar tensión para mantener algo en su lugar. Si solo desea crear la escultura, puede descargar el archivo de Adobe Illustrator, hecho para corte láser, o mirar la foto y recortarla en cartón usted mismo.

Si quieres entender cómo funciona esto, ¡sigue leyendo a continuación!

Esta escultura de tensegridad usa hilo de pescar para que parezca más un objeto levitando. En la foto anotada, la posición de cada una de las 6 líneas está resaltada, en colores separados. Los rojos más largos son los que evitan que la parte superior se caiga. Llamemos a estas las "líneas estructurales". Luego tenemos las líneas azules, que son mucho más cortas que las rojas, sosteniendo la parte superior hacia arriba. Llamemos a estas las "líneas de levitación".

En nuestra escultura de tensegridad, las líneas de levitación son las que sostienen la estructura. Debido a que la parte superior quiere moverse hacia abajo debido a la gravedad, las líneas de levitación deben sostener la estructura. Cuando están unidos, están muy tensos, sosteniendo la parte superior de la estructura hacia arriba. Hay uno de estos en dos de los cuatro lados de la escultura, aunque en teoría, uno es suficiente para sostener la estructura.

Sin embargo, si intentó unir solo las líneas de levitación, notará que se cae fácilmente. Esto se debe a que la parte superior está unida solo por dos puntos, lo que no es suficiente para proporcionar una estructura estable. Imagina un balancín. Está unido por una línea, lo que le permite moverse libremente. En nuestro caso, tenemos la parte superior unida por dos puntos, y dos puntos forman una línea, por lo que la parte superior de nuestra escultura de tensegridad, con solo las líneas de levitación, es solo un balancín.

Aquí es donde entran en juego las líneas estructurales. Estas líneas también están tensas y mantienen la estructura en posición. Si la parte superior de la estructura se inclina en cualquier dirección, las líneas estructurales en la otra dirección mantendrán la estructura en su lugar, haciendo que la estructura se vuelva estable.

A pesar de que parece magia, ¡hay muchas razones detrás de toda la escultura!

Paso 4: Montaje de la estructura

Ahora es el momento de ensamblar la estructura para tener la lámpara unida a ella. Esta parte es relativamente fácil:

1. Encuentra las piezas base. Siempre son los cuadrados más grandes.
2. Ponte las piezas del "brazo". Asegúrese de que todos miren en la misma dirección cuando se miren de lado. Esto asegura que la estructura de tensegridad podrá ensamblarse según lo previsto.
3. Ponga una de las piezas laterales. Esto nos permite estar seguros de que la pieza del brazo no se empuja demasiado hacia adentro mientras la pegamos, y asegura que toda la base de la estructura se pueda alinear.
4. Reúna el resto de la estructura. Las piezas deben encajar exactamente en su lugar y, con un poco de pegado, terminarás con lo que se muestra arriba.

Después de hacer eso, es hora de conectar las líneas de pesca a las estructuras.

1. Con pegamento caliente, pegue cuatro trozos de hilo de pescar en cada una de las esquinas de una de las partes de la estructura. Asegúrate de que todos tengan la misma longitud.
2. Pegue el hilo de pescar en las esquinas correspondientes de la otra estructura. Me resultó más fácil pegar si toda la estructura estaba tendida, por lo que no tendría que sostenerla con las manos.
3. Pegue las "líneas de levitación" en su lugar. Empuje las partes superior e inferior lo más lejos que pueda, después de que el pegamento se haya enfriado, y pegue las dos últimas líneas de pesca en el medio, conectando los brazos de la estructura.

Si has llegado hasta aquí, ¡buen trabajo! Ya has hecho la mayor parte del trabajo:)

Ahora tenemos que montar la lámpara. Esta parte es realmente fácil:

1. Pegue el anillo LED a la pieza circular de la "rueda" con los dos agujeros en el medio. Asegúrese de que el soporte de plástico para los cables de puente esté completamente dentro del círculo exterior.
2. Pega las dos piezas circulares juntas. Pegue la primera pieza de "rueda" con un círculo completo con dos agujeros en el medio. Estos forman la parte superior de nuestra lámpara levitante.
3. Ate la batería a la última pieza rectangular. Esta pieza tiene un orificio para la batería de 9V, y átela, junto con la placa Arduino Nano, con bandas de goma. Recuerde no usar pegamento aquí: la batería eventualmente se agotará y no tendrá nada para usar.
4. Toma un trozo de papel B5 y pégalo alrededor del borde de la lámpara. Esto funciona como una pantalla de lámpara y también impedirá que los espectadores vean el tablero y la batería de la lámpara.
5. Puede tener algo colgando de la parte inferior de la lámpara. En algunas de mis fotos, traté de usar pedazos de paja cortados para crear un efecto de araña, pero luego lo quité porque estaba en el camino de mis fotos. ¡Puedes ser creativo con lo que pones aquí!
6. Pega la parte superior de la lámpara a la última pieza de la rueda. Asegúrate, nuevamente, de que todos los trozos de hilo de pescar tengan la misma longitud.
7. Pegue el velcro en la parte superior de la segunda rueda y en la parte inferior de la parte superior de la estructura. Esto mantendrá la lámpara en su lugar mientras está levitando. El uso de velcro le permite quitarlo y darle una batería nueva cuando la necesite.

Paso 5: ¡Codificación

Ahora, aquí está la parte divertida: ¡codifica cómo quieres que se vea la lámpara! He usado una luz RGB giratoria aquí, pero siéntase libre de crear lo que quiera y sea creativo con eso.

Sé que expliqué cada parte del código de forma independiente en mi último instructable, pero esta vez, incluí todas las explicaciones en los comentarios del código. Mientras explora el código, tenga en cuenta lo que he creado: una lámpara de arco iris giratoria. Si esa explicación no fue lo suficientemente buena (no sé de qué otra manera explicarla), siempre puedes mirar hacia atrás en el video incluido al principio. ¡Puede ver el código a continuación o descargarlo desde el enlace del sitio web Arduino Create a continuación!

Arduino Crear enlace

(Además, si suficientes personas me piden que explique el código con más detalle, tal vez haga algo al respecto …)

Levitating_Lamp.ino

#incluir// incluye la biblioteca para usar el anillo LED

# definePIN5 // el pin al que está conectado el anillo LED

# defineNumPixels24 // el número de píxeles en el anillo. hay anillos con 8 LED, o puedes usar una tira de LED con los Neopixels. ¡Solo recuerde especificar cuántos LED tiene!

Adafruit_NeoPixel píxeles (NumPixels, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // declara el objeto de luz llamado píxeles. El código se referirá al anillo LED como este.

# defineDELAYVAL20 // esto decide cuánto tiempo debe esperar el tablero antes de que se giren las luces. Si lo hace más pequeño, los colores del arco iris girarán aún más rápido.

int r [NumPixels]; // este es el valor rojo para todos los LED

int g [NumPixels]; // este es el valor verde para todos los LED

int b [NumPixels]; // este es el valor azul para todos los LED

constante diff = 31; // esto establece el valor de brillo. El número máximo es 31, pero cualquier número x donde 0 <x <32 funcionará.

/////// Establecer la posición inicial de las luces ////////

voidsetLights () {

int R = 8 * diff, G = 0, B = 0; // la posición inicial de todos los LED

para (int i = 0; i <8; i ++, R- = diff, G + = diff) {

r = R;

g = G;

b = 0;

}

para (int i = 0; i <8; i ++, G- = diff, B + = diff) {

g [i + 8] = G;

b [i + 8] = B;

r [i + 8] = 0;

}

para (int i = 0; i <8; i ++, B- = diff, R + = diff) {

r [i + 16] = R;

b [i + 16] = B;

g [i + 16] = 0;

}

}

/////// Terminar de configurar la posición inicial de los LED ////////

voidsetup () {

pixels.begin (); // enciende el objeto píxeles

setLights (); // establece la posición inicial de los LED

}

int idx = 0; // establece la posición inicial de la rotación del LED

voidloop () {

/////// establece el color de cada uno de los LED ////////

para (int i = 0; i <numpixels; i ++) = "" {

píxeles.setPixelColor (i, píxeles. Color (r [(i + idx)% 24], g [(i + idx)% 24], b [(i + idx)% 24]));

pixels.show ();

}

/////// terminar de configurar el color de los LED ////////

retraso (DELAYVAL); // espera DELAYVAL milisegundos

idx ++; // mover la rotación de los LED en uno

idx% = 24; // modifique el valor por 24. Esto restringe el valor de idx entre 0 y 23, inclusive

}

ver rawLevitating_Lamp.ino alojado con ❤ por GitHub

Paso 6: ¡Completa

Ahora es el momento de encender la lámpara, pegar el velcro a la estructura y apagar las luces: es la hora del espectáculo. ¡Siéntete libre de hacer los cambios que quieras y comparte con el mundo lo que has creado con este proyecto!

¡Buena suerte y sigue explorando!