قلب LED ينبض: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

لقد مرت 5 سنوات رائعة منذ أن تزوجت زوجتي. أنا أعطيها هذا القلب الإلكتروني. يمكن أن تشعر بالإثارة. ينبض حسب نبضات قلب حاملها. لقد كانت تدعمني في العديد من مهامي المجنونة.

مثل كل إبداعاتي ، أصبحت فنية هنا قليلاً وصنعت شكل القلب من شبكة سلكية نحاسية. يتم إخفاء جميع الأجهزة الإلكترونية بأمان داخل القلب ويتم تشغيلها بواسطة بطارية LiPo.

الخطوة 1: المواد والأدوات

مادة

• سلك نحاسي 1 مم
• سلك نحاسي 0.8 مم
• لحام لصق جندى
• قالب قلب مطبوع ثلاثي الأبعاد

تم إرفاق مصدر STL و GCode لقالب القلب. لاحظ أن القلب المطبوع تم تصغيره قليلاً عن النموذج الأصلي ليناسب جميع الأجهزة الإلكترونية.

مكونات الكترونية

• اردوينو نانو (Aliexpress)
• شاحن بطارية LiPo (AliExpress)
• بطارية LiPo (Aliexpress)
• جهاز استشعار معدل ضربات القلب MAX30102 (Aliexpress)
• لوحة اختراق USB صغيرة (AliExpress)
• 9x WS2812B RGB LEDs (Aliexpress)
• مفتاح صغير (MSK-12C02)

أدوات

• محطة لحام بطرف 3 مم
• كماشة
• كماشة قطع الأسلاك
• ملاقيط
• شريط مزدوج
• يد ثابتة

الخطوة 2: تجهيز النموذج

تم بناء تمثال القلب ولحمه حول قالب قلب مطبوع ثلاثي الأبعاد. لذلك دعونا نطبع القالب بنفسك حتى يكون جاهزًا للخطوة التالية - لحام الشبكة. القلب أكبر قليلاً من النموذج الأصلي ، الأبعاد 100x84x49.5 مم.

ليست هناك حاجة لدقة عالية أو إخراج سلس لطيف. إعداد الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاص بي هو ملف تعريف سرعة PLA بطبقة 0.30 مم. لن تبدو جميلة ، لكنها جيدة بما يكفي للقالب القابل للتصرف. ستوفر الوقت والفتيل.

إذا كان لديك Prusa i3 MK3S ، يمكنك استخدام ملف GCode الخاص بي على الفور للحصول على أفضل نتيجة.

النموذج الأصلي من VARRG

الخطوة 3: لحام الغلاف الخارجي

قم بتسخين محطة اللحام الخاصة بك إلى 270 درجة مئوية ، وقم بتجهيز الأسلاك النحاسية واللحام. حان الوقت للبدء في بناء غلاف خارجي أعلى القالب البلاستيكي المطبوع في الخطوة السابقة. سيستغرق الأمر وقتًا طويلاً ، لا تستعجل. إذا شعرت بالتعب ، خذ قسطًا من الراحة ليوم واحد.

اختر جانبًا واحدًا من القلب وابدأ بوضع سلك واحد على حافة واحدة من القالب. الشريط اللاصق ذو الوجهين صديق رائع سيساعدك على تثبيت السلك في مكانه. أضف السلك الثاني ولحامها معًا. أضف السلك الثالث وقم بإنشاء المثلث الأول. استخدم معجون اللحام لعمل نقاط لحام ناعمة.

استمر في وضع الأسلاك حتى يتم تغطية جميع الحواف من جانب واحد بالأسلاك. توقف عندما تبدأ الأسلاك في الانحناء إلى الجانب الآخر. لن تتمكن من سحب الشبكة النحاسية من القالب.

اقلب القالب رأسًا على عقب وابدأ من جديد على الجانب الآخر من القلب. استمر حتى تقابل الأسلاك من الجانب الآخر. لا تقم بلحام هذين الجانبين معًا. عند الانتهاء ، يمكنك إزالة الشبكة السلكية من القالب وتفخر بنفسك.

الخطوة 4: المخططات الإلكترونية والمكونات

هل لديك غلاف خارجي من النحاس الأصفر جاهز؟ حان الوقت الآن لعمل "عقل" لهذا القلب الجميل. النواة عبارة عن متحكم دقيق Arduino Nano يقرأ بيانات النبض من وحدة استشعار معدل ضربات القلب MAX30102 عبر ناقل I2C. يتم إنشاء المؤثرات المرئية بواسطة مجموعة من 9 مصابيح WS2812b RGB LED يمكن التحكم فيها بواسطة Nano. يتم الحفاظ على مصدر الطاقة بواسطة وحدة TP4056 مشحونة بالبطارية والتي يمكنها تزويد Arduino بجهد 5 فولت من بطارية LiPo وشحن البطارية من منفذ USB.

على الرغم من أن كل من TP4056 و Arduino Nano يتميزان بمنفذ USB ، إلا أنه تم تقديم USB إضافي. يقوم بتقسيم خطوط USB إلى خطوط طاقة يتم التعامل معها بواسطة TP4056 وخطوط البيانات التي يتم التعامل معها بواسطة Arduino. خلاف ذلك ، سيتم خلط خطوط الكهرباء ولن تعمل الدائرة.

الخطوة 5: الصمام الداخلي للقلب

دعونا نضيء الشيء! سنجعل قلب RGB LEDs الداخلي. انها بسيطة جدا. لذلك لا تتردد في لحامها معًا لتكون جاهزًا لجزء التجميع النهائي.

ماذا ستحتاج:

• قالب ورقي
• WS2812b RGB LEDs (9x)
• سلك نحاسي 0.8 مم

خطوات:

1. اطبع القالب وقم بتغطية البقع الحمراء بشريط على الوجهين.
2. ضع RGB LEDs على النقاط الحمراء في القالب رأسًا على عقب. يجب أن تشير الخيوط الأربعة إليك. من الحكمة أن تصنع دبابيس GROUND و VCC للتأكد من أنك قمت بلحامها بشكل صحيح. وجه الدبوس الأرضي إلى الحلقة الخارجية للقلب.
3. ثني ولحام الحلقة الخارجية للقلب إلى المسامير الأرضية لمصابيح LED.
4. قم بثني الحلقة الداخلية للقلب ولحامها بمسامير VCC الخاصة بمصابيح LED.
5. قم بتوصيل مصابيح LED بالسلسلة - يحتوي كل مصباح LED على DATA-IN و DATA-OUT دبوس. إذا قمت بتوصيل أول دبوس إخراج بيانات LED بدبوس إدخال بيانات LED التالي ، فستنشئ سلسلة يمكن التحكم فيها بسلك واحد فقط. استخدم أسلاكًا قصيرة بين كل من مصابيح LED. يوجد دبوس إدخال البيانات على نفس جانب GROUND.
6. نظف القلب ببعض الكحول.

الخطوة السادسة:

سيكون هذا هو الجزء الأصعب على الإطلاق لأنه سيتطلب بعض المعرفة بالإلكترونيات.

تشغيل Arduino NANO

الدائرة التي نفذتها ليست الأسهل في الأداء لكنها كانت الأكثر أناقة للقلب نفسه. إذا وجدت الأمر صعبًا للغاية ، يمكنك التحقق من المتغيرات الأخرى في نهاية هذا القسم.

لنبدأ بتشغيل Arduino Nano ببطارية LiPo. إذا قمت بفحص المخططات ، يمكنك أن ترى أن خط الطاقة من USB لا يتصل مباشرة بـ Arduino Nano بل يتم تجاوزه عبر وحدة شحن البطارية TP4056. يضمن ذلك إمكانية شحن البطارية بشكل صحيح وإيقاف القلب عن طريق المفتاح. قم بفك موصل USB من Arduino Nano وأضف لوحة اندلاع USB الصغيرة. قم بتوصيل خطوط البيانات والخط الأرضي مرة أخرى بـ Arduino NANO كما يتضح في الصورة. ضع مركز لوحة الاختراق بمحاذاة Arduino NANO بحيث تبدو جميلة.

خذ لوحة شحن البطارية TP4056 وقم بتوصيلها بسلكين على الجانب السفلي من Arduino Nano - قم بتوصيل OUT + بـ 5V على لوحة Arduino و OUT- بـ GND. لقد قمت بعمل مساحة بين Arduino Nano ولوحة شحن البطارية لتناسب بطارية LiPO 500mA. قم الآن بتوصيل الطاقة من لوحة فصل USB بـ IN + على لوحة شحن البطارية وأخيراً IN- إلى GND. تؤدي بطارية اللحام إلى الوسادات B + (السلك الأحمر) و B- (السلك الأسود) على لوحة شحن البطارية عبر مفتاح الطاقة. يمكنك الآن محاولة تشغيل اللوحة لأول مرة. نأمل أن يعمل!

نصيحة: قم أيضًا بفك مصباح الطاقة من Arduino UNO. دائما في الضوء مزعج للقلب.

البديل 1: يمكنك أيضًا استخدام بناء USB على لوحة Arduino NANO. إذا قمت بفك الصمام الثنائي المعدل الموجود في الجزء السفلي من اللوحة ، فيمكنك استخدام 5V من mini USB ولن يتم تشغيل اللوحة بعد الآن.

البديل 2: يمكن أن يحتوي قلبك على جهازي USB - أحدهما للبرمجة والآخر لشحن البطارية. تحتوي كل من وحدة شحن البطارية Arduino Nano و TP4056 على USB واحد ، يمكنك استخدامها. إنه ليس أنيقًا ولكنه بسيط جدًا.

البديل 3: إذا لم تكن بحاجة إلى قلب يعمل بالبطارية ، فيمكنك حذف لوحة USB الإضافية ودائرة شحن الطاقة.

الخطوة 7: دمج الدماغ في القلب

لحام القلب الداخلي في النصف السفلي من قشرة القلب. السلك الخارجي للقلب الداخلي هو GND والقشرة نفسها ستكون GND أيضًا. لذا استخدم بعض الأسلاك النحاسية القصيرة لوضعها في مركز القلب بالضبط كما يتضح من الصور.

الآن خذ Arduino مع البطارية المحضرة أعلاه وقم بتوصيلها في القلب الداخلي. استخدم العديد من الأسلاك حسب الحاجة للتأكد من ثباتها داخل القلب. مرة أخرى ، استخدم دبابيس GND على الألواح وقذيفة USB كنقطة لحامها في الغلاف الخارجي للقلب. لا تلحمه بالسلك الداخلي للقلب الداخلي! السلك الداخلي 5 فولت للمصابيح.

قم بتوصيل السلك الداخلي لقلب LED الداخلي بجهد 5 فولت من Arduino Nano و DATA-IN الخاص بأول RGB LED بدبوس D12.

الخطوة الثامنة: تثبيت مستشعر نبضات القلب

يقيس مستشعر MX30102 نبضات القلب وضغط الدم عند لمسه بإصبع. جندى اللوح الموجود في النصف العلوي من قشرة القلب. استخدم فتحة صغيرة على جانبي اللوحة. هذه هي GND وبما أن قشرة القلب ستكون GND فهي مثالية أيضًا. تأكد من أنه يمكنك لمس المكون الأسود الصغير على اللوحة - هذا هو المستشعر.

خذ 3 أسلاك مرنة - لقد استخدمت سلك نحاسي محول معزول 3 مم في شكل زنبرك. ولحمهم بدبابيس SCL و SDA و VIN على لوحة MAX30102 على النحو التالي:

• SCL إلى A5 دبوس
• SDA إلى A6 دبوس
• VIN إلى دبوس 5V

هذه هي كل التوصيلات الكهربائية المطلوبة. قبل أن تقوم بلحام الأصداف العلوية والسفلية معًا. يجب عليك اختبار ما إذا كان يعمل. سيكون من الصعب إصلاحه بعد ذلك.

الخطوة 9: تحميل الرسم والاختبار

قم بتوصيل Arduino بالكمبيوتر وقم بتحميل الرسم المرفق بهذا المنشور. يجب تشغيل مفتاح الطاقة. بعد أن يتم تحميله ، يجب أن يضيء مؤشر LED الأحمر الصغير الموجود على مستشعر نبضات القلب. إذا لمستها ، يجب أن تبدأ مصابيح LED في الوميض وفقًا لنبضات قلبك. قد يستغرق الأمر ما يصل إلى 15 ثانية لقياس نبضات القلب بشكل صحيح ، لذا لا تكن يائسًا إذا لم تكن فورية.

الخطوة 10: اللمسة النهائية

يعمل؟ حسن! قم بتلحيم القشرة العلوية والسفلية معًا وتنظيف القلب بالكامل باستخدام بعض المنظفات الكحولية لإزالة التدفق المتبقي.

انتهيت! اسمحوا لي أن أعرف ما إذا كان يعمل من أجلك ونشر صور لكيفية قلبك. أنا مهتم حقًا!

مثل هذا المقال. أيضًا ، ضع في اعتبارك دعمي على Patreon.

أنا جيري براوس.

Instagram و Twitter و YouTube

www.jiripraus.cz

الجائزة الأولى في مسابقة القلب