دليل المبتدئين في مجال الألياف البصرية: 13 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

الألياف البصرية! الألياف البصرية! من المسلم به ، أنني مهووس قليلاً بالألياف الضوئية ، ولسبب وجيه. إنها طريقة متينة ومتعددة الاستخدامات وبسيطة نسبيًا لإضافة تأثيرات إضاءة جميلة إلى أي شيء تقوم بإنشائه. ما عليك سوى إلقاء نظرة على بعض المشاريع الرائعة التي يمكنك إنشاؤها معهم! كان هناك وقت كنت أستخدم فيه في الغالب el wire في تصميماتي المضيئة ، ولكن منذ أن قدمتني Natalina و Technorainbows المذهلة إلى عجائب الألياف الضوئية بأشكالها المختلفة ، كنت أعمل قليلاً من ثني الألياف البصرية. لذا تعال واسقط معي في حفرة الأرانب هذه ، وحوّل نفسك إلى مخلوق بحري ساحر يتلألأ بيولوجيًا … أنت تعلم أنك تريد ذلك.

يمكن استخدام الألياف الضوئية لإضاءة العديد من المشاريع ، ولكن بالنسبة لهذا Instructable ، سأركز على استخدامها في الأجهزة القابلة للارتداء ، لأن هذا هو مجال خبرتي. تعتبر الألياف الضوئية أيضًا رائعة بشكل خاص للملابس والأزياء والإكسسوارات لأنها تسمح لك بتوزيع الضوء من مصدر واحد ، مما يجعل مشروعك يتطلب إضاءة أقل وطاقة أقل (دائمًا ما يكون اعتبارًا مهمًا عند تصميم الأجهزة القابلة للارتداء). نظرًا لأن الألياف يمكن أن تحمل الضوء بعيدًا عن الإلكترونيات التي تعد مصدر الإضاءة ، فهي أيضًا رائعة للمشاريع التي تحتاج إلى مقاومة الطقس أو قابلة للغسل.

الألياف الضوئية نفسها واضحة وعديمة اللون ، لذا فإن نظام الإضاءة بالألياف الضوئية المثبت في المشروع سوف يأخذ أي ضوء لوني يلمع من خلاله ، أو يتمايل مع أنماط الألوان إذا كان مصدر الضوء الخاص بك قابل للبرمجة أو ديناميكيًا.

تأتي الألياف البصرية في مجموعة متنوعة من الأقطار والأشكال والأنواع. في الواقع ، يبدو أن الخيارات تتزايد في كل مرة أبحث فيها عبر الإنترنت. الاختلافات المختلفة أفضل للتطبيقات المختلفة ، لذلك سأتحدث هنا عن جميع الأنواع المختلفة التي واجهتها وأفضل الاستخدامات التي وجدتها لها. سأضيف أيضًا إلى Instructable حيث اكتشفت المزيد من المعرفة بالألياف البصرية ، ولكن في الوقت الحالي ، هذا ما أعرفه.

الخطوة 1: ما هي الألياف البصرية

الألياف البصرية التي أتعامل معها في Instructable هي الألياف البلاستيكية المصممة للإضاءة ، وليست حزم الألياف الزجاجية الأكثر تطوراً قليلاً التي تنقل البيانات بسرعة عبر مسافات طويلة ، ولكنها تعمل على نفس المبدأ الأساسي: ضوء ساطع في طرف واحد من ينتقل مصدر الإضاءة ، مثل LED أو الليزر ، إلى أسفل شريط الألياف البصرية ويظهر في الطرف الآخر.

الألياف البصرية "الباعثة للضوء" القياسية المصممة للإضاءة عبارة عن خيط رفيع طويل من البلاستيك يتكون من لب شديد الوضوح وطبقة خارجية تسمى الكسوة. (اسم آخر لهذا النوع من الهياكل هو "أنبوب خفيف").

يسمح اللب الداخلي الصافي للضوء بالسفر دون عوائق على طول الألياف بينما تعمل الكسوة مثل مرآة أحادية الاتجاه ، تحتوي على أي ضوء يحاول الهروب من الألياف عن طريق ارتدادها مرة أخرى إلى القلب في عملية تسمى الانعكاس الداخلي الكلي. يسمح هذا المزيج من اللب والكسوة للضوء بالانتقال على طول الألياف لمسافات كبيرة ، حتى حول المنحنيات ، والظهور في الطرف الآخر تقريبًا مثل السطوع مثل المصدر الأصلي للإضاءة.

اعتمادًا على جودة الألياف ، قد تتحلل بعض كمية الضوء أو تضيع على طول الطريق. تستفيد بعض الألياف الضوئية من هذا التدهور الضوئي ، مما يسمح بمرور القليل من الضوء عبر الكسوة على طول الألياف ، مما يخلق توهجًا متساويًا يشبه إلى حد ما أنبوب النيون. تسمى هذه الألياف الألياف الضوئية "الباعثة للجانب".

الخطوة 2: إنهاء انبعاث الألياف

تتميز الألياف الباعثة للانبعاثات والألياف الجانبية بمظهر مختلف قليلاً وهي جيدة لأغراض مختلفة.

الألياف الباعثة للضوء (وتسمى أيضًا توهج النهاية ، أو ضوء النهاية) هي ألياف بصرية كلاسيكية ، مع نقاط مضيئة من الضوء في النهايات وقليل جدًا من الضوء يهرب على طول الخيوط نفسها. عادة ما تكون رقيقة ، في مكان ما بقطر من 0.25 إلى 3 مم. كما أنها بشكل عام أكثر صلابة من الألياف الجانبية التي ينبعث منها.

تعتبر الألياف الباعثة للضوء رائعة لتوجيه نقاط الضوء الفردية بعيدًا عن مصدر ضوء واحد. تستفيد مشاريع مثل خريطة النجوم في الصورة الثانية أعلاه من نهايات الألياف لنشر الضوء من بضع نقاط من الإضاءة إلى عدد لا يحصى من النجوم الصغيرة.

تتسرب الألياف المنبعثة من النهاية قليلاً من الضوء على طول الخيوط ، وعندما يتم تجميعها في عناقيد ، يصبح هذا الضوء مرئيًا في الظلام ، كما ترون في مشاريع مثل Natalina's Fiber Optic Dress and Coat و Fiber Optic Fairy Wings أعلاه. يمكنك أيضًا قطع الألياف بشكل استراتيجي أو كشطها لإنشاء نقاط ضوء على طول أطوالها. (سأتحدث أكثر عن هذا لاحقًا).

أعتقد أن مثل هذه المشاريع تعد استخدامًا رائعًا لبصريات الألياف الضوئية النهائية لأنها تستخدم كلاً من نقاط الضوء في نهايات الألياف والضوء الخافت على طول الخيوط كعناصر تصميم بصرية. إن السماح لبعض ألياف التوهج النهائية الخاصة بك بالتعليق بحرية هو أيضًا أمر ممتع للغاية ويخلق تأثيرًا ساحرًا للرسم بالضوء عند التحرك.

لقد وجدت أن ألياف ضوء النهاية أقل من 0.75 مم (والتي يبدو أنها ذات حجم قياسي إلى حد ما) لا تصدر ضوءًا على طول الخيوط بنفس القدر ، لذلك إذا كنت تريد هذا النوع من التوهج ، فاختر أليافًا أكبر.

الخطوة 3: الألياف الجانبية

عادةً ما تكون الألياف الباعثة للضوء (وتسمى أيضًا التوهج الجانبي أو الضوء الجانبي) أكبر وأكثر مرونة من الألياف الباعثة للأطراف. يبدو أنها متوفرة في أي مكان بقطر من 2 مم إلى 12 مم.

نظرًا للطريقة التي يتم بناؤها بها ، مع الكسوة التي تكون أقل فعالية عن قصد ، فإن الضوء يهرب تدريجياً على طول الألياف بالكامل مما يخلق توهجًا متساويًا إلى حد ما تقريبًا مثل أنبوب النيون أو سلك el.

ومع ذلك ، كما ترون في الصورة الثانية أعلاه ، فإن بعض الضوء يهرب أيضًا من نهاية الألياف مما يخلق نقطة مضيئة من الضوء حيث يتم قطع الألياف.

تعتمد شدة وهج الألياف على شدة مصدر الضوء. على سبيل المثال ، سوف يضيء مصباح LED 1 وات أو الليزر الألياف أكثر من ضوء نيوبكسل. يكون توهج الألياف أيضًا أكثر سطوعًا بالقرب من مصدر الإضاءة ، ويتلاشى تدريجيًا ، أو يتغير لونه في بعض الأحيان ، حيث يهرب المزيد من الضوء على طول الألياف. لقد وجدت أن توهج الألياف الضوئية الجانبية ، المضاء بمصباح نيوبكسل عادي عند السطوع الكامل ، يصبح من الصعب رؤيته ، ويصبح أصفر قليلاً ، على بعد حوالي 5 أقدام من مصدر الضوء.

يمكنك مكافحة هذا التعتيم عن طريق وضع مصدر ضوء على طرفي الألياف كما فعلت في الصورة الثالثة أعلاه. يمكن أن يؤدي ذلك أيضًا إلى إنشاء تأثيرات لونية ممزوجة مذهلة من خلال وجود مصابيح LED ملونة مختلفة في كل طرف من أطراف الألياف. حتى وضع مرآة صغيرة ، بدلاً من مصباح LED ثانٍ ، في الطرف الآخر من الألياف يساعد في الاحتفاظ بالضوء ، مما يجعل الشريط بأكمله أكثر إشراقًا.

تكون الألياف الباعثة للضوء الجانبية أكثر وضوحًا في الضوء المحيط من الألياف الباعثة للنهاية ، لكنها لا تزال تخلق توهجًا منتشرًا يبدو أفضل في الظلام. تعد الألياف الباعثة للضوء من الجانب رائعة للمشروعات التي تريد فيها خطوطًا محددة من الضوء بدلاً من تحديد البريق. ستكون أيضًا جيدة لإنشاء توهج داخلي أو عناصر مضاءة بشكل خافت لمشروع لا ترغب في رؤية الألياف فيه مباشرة.

الخطوة 4: متغيرات الألياف البصرية الشائعة

بالإضافة إلى التمييز الأساسي بين التوهج الجانبي والتوهج النهائي ، فمن المحتمل أن تصادف بعض الاختلافات التالية في بحثك عن الألياف البصرية:

كابل توهج طرفي متعدد الأطراف: هذا عبارة عن مجموعة من ألياف التوهج الطرفية المجمعة داخل غلاف بلاستيكي. لقد رأيت هذه الأغلفة ذات الأغلفة السوداء السميكة المصممة لحجب كل الضوء باستثناء نهايات الألياف ، أو في أغلفة شفافة تسمح لك برؤية الألياف على طول الكبل. عادةً ما تمتلئ هذه الكابلات بألياف من نفس القطر ، لكنني رأيت أيضًا كبلات مثل هذه تحتوي على عدد قليل من الألياف ذات الأحجام المختلفة قليلاً للتنوع (فهي مصممة لصنع سقوف ذات تأثير نجمي). يمكن أن يكون شراء الألياف الضوئية بهذا الشكل مفيدًا خاصةً إذا كنت تخطط لاستخدام الألياف في حزم وتريد التأكد من أن جميع منحنى الألياف في نفس الاتجاه. قد يكون إخراج الألياف من الغلاف صعبًا بعض الشيء ، وغالبًا ما يؤدي إلى خدش الألياف في بعض الأماكن.

كابل التألق: مجموعات من ألياف التوهج الطرفية التي تم قطعها عمدًا على طول الخيوط ومجمعة في غلاف شفاف لخلق تأثير لامع. أنا شخصياً أعتقد أنهم يبدون جبنيين بعض الشيء ، لكنني متأكد من أنهم سيكونون رائعين لبعض المشاريع.

كابل "التوهج الجانبي" متعدد الخطوط: على عكس الكابلات الطرفية المتوهجة ، التي تحتوي على ألياف مستقيمة ، فإن الألياف الموجودة داخل هذه الكابلات الشفافة ملتوية ، ظاهريًا للسماح لمزيد من الضوء بالهروب على طول طولها. مثل الكثير من الألياف البصرية ، يبدو أنها مصممة لإضاءة الديكور الداخلي ، ولكن بعد طلب عينة منها واختبارها ، لا أرى حقًا أنها تتمتع بأي ميزة على ألياف التوهج الجانبية ذات النواة الصلبة الكبيرة ، ولا يبدو أنه يعمل بشكل جيد للغاية. لا أوصي بهم للمشاريع القابلة للارتداء.

توهج طرف صلب (غير مصور): هذه خيوط مفردة يصل قطرها إلى 14 مم ومغلفة بغلاف أسود من PVC. لم أستخدمها بالفعل ، لكن يبدو أنها أشبه بألياف متوهجة جانبية مغلفة بحيث يخرج الضوء فقط من النهاية. يتم استخدامها في الغالب في شاشات العرض والميزات المائية لتوجيه الضوء إلى نقاط محددة. يمكن أن تكون مفيدة في الأجهزة القابلة للارتداء لغرض مماثل.

الخطوة 5: المتغيرات الأقل شيوعًا

يصعب العثور على هذه الأنواع من الألياف الضوئية ، ولكن لديها الكثير من إمكانات التصميم.

الألياف المتوهجة الجانبية ذات النواة البيضاء ، أو الأنبوب الخفيف: تتميز بالمرونة المماثلة لألياف التوهج الجانبية الشفافة "الأساسية الصلبة" ، ولكنها تحتوي على لب أبيض مدمج في وسط حبلا واضح. يضيء القلب الأبيض ويشع الضوء في القسم الواضح ، مما يجعل هذه الألياف تبدو أشبه بسلك el كما يمكنك رؤيته في الصورة الأولى.

يبدو أن هذه الألياف تنقل الضوء فقط على بعد بضعة أقدام من طولها قبل أن تتلاشى وتتحول إلى اللون الأصفر ، ولكن لها مظهر مثير للاهتمام ويمكن أن تكون رائعة لبعض المشاريع.

شريط الألياف البصرية الصلب: رأيت هذه لأول مرة على أنها الضوء الموجود في الداخل لأساور الكاحل المضيئة لركوب الدراجات ، وبعد ذلك في زوج من الحمالات التنكرية وجدت مصنوعات مايكل. كما ترون في الصورة الثانية ، فإن هذه الألياف تشبه في الأساس أليافًا متوهجة كبيرة أخرى ذات شكل مختلف قليلاً. يبدو توهجها أكثر وضوحًا عندما يتم تغليفها داخل القماش أو مادة أخرى منتشرة كما هي في الحمالة في الصورة الثالثة أعلاه. لست متأكدًا حتى مما إذا كانت هذه الأشرطة عبارة عن ألياف بصرية تقنيًا أو مجرد مادة بلاستيكية أخرى تنقل الضوء بشكل جيد إلى حد ما ، لكنني أعتقد أن لديها الكثير من الإمكانات لاستخدامات مثيرة للاهتمام.

شريط ألياف بصرية منسوج (غير مصور): شريط مسطح يشبه الشريط تم إنشاؤه عن طريق نسج ألياف أرق معًا بشكل فضفاض. لم أستخدمها أبدًا ، لكنها تبدو وكأنها بالتأكيد رائعة للأجهزة القابلة للارتداء.

Corning Fibrance: منتج جديد من شركة Corning Glass وهو عبارة عن ألياف رفيعة ومرنة للغاية ذات هيكل مشابه لأنبوب الضوء الأبيض. تقوم Corning بتزويد أليافها بأشعة الليزر بدلاً من مصابيح LED مما يجعلها أكثر إشراقًا بشكل ملحوظ بمظهر مشابه جدًا لسلك el كما ترون في الصورة الأخيرة. يتمتع هذا المنتج بالكثير من الإمكانات ، خاصةً لإدماجه في المنسوجات ، ولكنه في الوقت الحالي مكلف للغاية وغير متاح بسهولة للمستهلك.

الخطوة 6: نسيج الألياف البصرية

بدأ عدد قليل من الشركات في نسج الألياف الضوئية في المنسوجات لإنشاء نسيج مضاء. هذه من الناحية النظرية فكرة رائعة ، لكن حتى الآن لم أكن متحمسًا للنتائج.

الألياف المستخدمة في هذه المنسوجات عبارة عن ألياف متوهجة نهائية تم كشطها بشكل استراتيجي لإطلاق الضوء على طول الخيوط ، ويكون النسيج الناتج قاسيًا وخشنًا إلى حد ما. عادة ما يتم نسج الألياف في اتجاه واحد (الالتواء أو اللحمة فقط) وتحتاج إلى تجميعها وتوصيلها بمصدر ضوء في أحد طرفيها. يحد هذا إلى حد كبير من كيفية قطع القماش إذا كنت تريد الاحتفاظ بالتوهج في جميع الألياف ، مما يعني أنه يمكنك فقط استخدام القماش في الملابس مع أنواع معينة من أشكال الأنماط. يمكن حل كل هذا ، لكنها بالتأكيد ليست أسهل مادة يمكن التعامل معها.

أنا شخصياً أجد أن جمالية النسيج نفسه مبتذلة قليلاً إذا لم يتم استخدامها بشكل صحيح. لقد رأيته مضاءًا بأشعة الليزر المتحركة ، أو الأضواء القابلة للبرمجة بطرق تمنحها مظهرًا أكثر ديناميكية ودقة. يمكن أيضًا أن يؤدي كشط الألياف بشكل استراتيجي لإضافة أنماط من الضوء إلى القماش إلى الحصول على نتائج رائعة. لم ألعب بهذه المادة كثيرًا بنفسي ، لكنها بالتأكيد إمكانية مثيرة للاهتمام للمشاريع القابلة للارتداء ، وأنا متأكد من أنها ستستمر في التطوير بطرق جديدة ومثيرة.

الخطوة 7: خيارات الإضاءة

تتراوح إمكانيات الألياف الضوئية للإضاءة من البسيط إلى المعقد للغاية ، ويمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا في شكل مشروعك. عندما تختار الإضاءة ، ضع في اعتبارك أنه كلما كان الضوء أكثر سطوعًا ، ستكون إضاءة الألياف البصرية أكثر وضوحًا. أيضًا ، من منظور جمالي شخصي ، أعتقد أن الابتعاد عن ألوان LED الأساسية خارج الصندوق مثل الأخضر والأزرق والأحمر ، يساعد في منع مشروع الألياف البصرية من الظهور كزينة عيد الميلاد الجبن. عادةً ما أختار الألوان الممزوجة أو غير المشبعة للحصول على تأثير أكثر دقة وجمالًا.

مصابيح LED:

تعد البطارية البسيطة التي تعمل بالبطارية / الأضواء مثل هذه الأزهار التي تأتي في مجموعة متنوعة من الألوان خيارًا جيدًا لإضاءة الألياف البصرية الأساسية جدًا. شكلها يجعل من السهل إرفاقها بحزمة من الألياف (أو ألياف كبيرة واحدة) باستخدام أنابيب الانكماش الحراري والغراء فقط. هناك الكثير من خيارات الإضاءة المعبأة مسبقًا مثل هذه المتوفرة والتي يمكن أن توفر إضاءة بسيطة وجميلة لمشروع الألياف البصرية الخاص بك.

المصابيح القابلة للبرمجة:

للاستفادة الكاملة من إمكانيات الإضاءة الديناميكية للألياف الضوئية ، فأنت تحتاج حقًا إلى إضاءة قابلة للبرمجة ، أو على الأقل مصدر ضوء تمت برمجته مسبقًا.

إحدى الطرق البسيطة نسبيًا للقيام بذلك هي استخدام مصابيح RGB LED القابلة للتوجيه بشكل فردي مع متحكم دقيق. أنا بالكاد بدأت في تعلم برمجة Arduino ، ولكن حتى مع الحد الأدنى من المعرفة ، فمن السهل إلى حد ما العثور على برامج إضاءة مثيرة للاهتمام عبر الإنترنت وتحميلها في وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك. أتحدث عن كيفية القيام بذلك بمزيد من التفصيل في Fibre Optic Fairy Wings Instructable ، وهناك العديد من Instructables الرائعة الأخرى التي تتناول المزيد من التفاصيل حول برمجة LEDs.

هناك طريقة أخرى أسهل للوصول إلى بعض برامج الإضاءة الرائعة ، وهي شراء شريحة مبرمجة مسبقًا مثل Cool Neon Driver الذي استخدمته في مشروع تنورة LED الخاص بي وتوصيله بمصابيح LED قابلة للتحكم. سيعطيك هذا العديد من أنماط الإضاءة المختلفة للاختيار من بينها ويمكن التحكم فيها عن طريق جهاز التحكم عن بعد.

منتجات الألياف البصرية مسبقة الصنع:

يمكنك أيضًا شراء منتجات مسبقة الصنع مصممة لإضاءة الألياف الضوئية. صنعت ناتالينا لباسها ومعطفها باستخدام سوط من الألياف البصرية يأتي مُجمَّعًا مسبقًا مع حزمة كبيرة من الألياف متصلة بمصباح RGB LED ساطع مع العديد من البرامج المحملة مسبقًا. من نواح كثيرة ، تعتبر هذه السياط من المنتجات الرائعة ، لكن عمر البطارية ليس جيدًا كما ينبغي ، كما أن شكل وحجم السوط غير مناسبين بشكل خاص للأجهزة القابلة للارتداء.

يمكن أيضًا دمج المنتجات الأصغر والأرخص سعرًا مثل القطع المركزية المصنوعة من الألياف الضوئية والألياف الضوئية في الأجهزة القابلة للارتداء ، ولكنها لا تمنحك أي قدرة على تغيير لون الأضواء الخاصة بك ، وغالبًا ما تكون رخيصة الثمن وسيئة الصنع. إنها بالتأكيد القاسم المشترك الأدنى للألياف البصرية ، ولكن مع القليل من الإبداع ، يمكن أن تظل إضافة جيدة إلى زيك.

الليزر:

هناك خيار آخر لإضاءة الألياف الضوئية وهو استخدام وحدات ليزر صغيرة. لم أجرب هذا شخصيًا ، لكنني رأيت ذلك ، وهو بالتأكيد يجعل الألياف أكثر إشراقًا وضوء النهار أكثر وضوحًا. أحد القيود هو ألوان الليزر المتاحة المحدودة نسبيًا. أفضل استخدام لليزر في الألياف الضوئية الذي رأيته كان عندما قام شخص ما بتوصيل ليزر دوار بنسيج الألياف البصرية بحيث يتم تشغيل ألوان وأنماط مختلفة على سطح القماش.

الخطوة 8: قطع الألياف

قبل توصيل الألياف بمصدر الضوء ، عليك أيضًا التأكد من قطع نهاية الألياف بشكل نظيف للسماح لأكبر قدر من الضوء بالاختراق.

يمكن قطع ألياف التوهج الجانبية ، التي تكون أكثر نعومة ، بسهولة بسكين xacto حاد ، ولكن من الصعب الحصول على قطع نظيف على ألياف التوهج الأكثر صلابة. بالنسبة للحزم الصغيرة التي تقلصت الحرارة معًا ، يمكن أن يعمل xacto الحاد ، ولكن بالنسبة للحزم الأكبر ، يعد استخدام سكين ساخن فكرة جيدة. يمكنك العثور على شرح جيد للعملية في هذا Instructable.

الخطوة 9: طرق ربط الأضواء بالألياف

أحد أهم الأشياء التي يجب التفكير فيها عند التخطيط لمشروع الألياف البصرية هو ، "كيف سأقوم بربط أليافي بمصابيحي؟" من الضروري إنشاء اتصال قوي ونظيف بين مصدر الضوء ونهايات أليافك بحيث يضيء الضوء مباشرة في الألياف ويجعلها تتوهج بأكبر قدر ممكن من السطوع. التحدي الكبير في هذا هو حقيقة أن الألياف الضوئية نفسها زلقة تمامًا ولا تلتصق بمعظم المواد اللاصقة بشكل فعال للغاية. لقد وجدت أن superglue وبعض الإيبوكسيات يبدو أنها تلتصق بشكل أفضل ، ولكن عليك أن تكون حريصًا على عدم الحصول على superglue في نهاية الألياف حيث يمكن أن يسبب التعتيم الذي يؤثر على انتقال الضوء أسفل الشريط.

كما ذكرت في الخطوة السابقة ، من السهل إلى حد ما إرفاق مصابيح LED القياسية المنتشرة بحجم 5 مم بألياف بصرية لأنه يمكنك تمرير أنبوب انكماش حراري فوق كل من LED وحزمة الألياف البصرية ، وتقليصه ، وإضافة القليل من الغراء ولديك اتصال قوي إلى حد ما بين الاثنين (انظر الصورة الأولى). يمكنك شراء مصابيح LED القابلة للعنونة RGB بهذا الشكل من أماكن مثل Adafruit ، لذلك لا تحتاج إلى التضحية بإمكانية البرمجة. يوضح Instructable أيضًا كيفية تحقيق اتصال مماثل باستخدام Sugru بدلاً من الانكماش الحراري.

إذا كنت تستخدم شريط LED لإضاءة أليافك ، فإن توصيلها يصبح أكثر تعقيدًا بعض الشيء لأن مصابيح LED لديها مثل هذا المظهر الجانبي المنخفض ، فلا يوجد الكثير لتوصيله. يبدو أن كل شخص أعرفه يعمل مع الألياف البصرية قد توصل إلى حل خاص به لهذه المشكلة.

أشلي نيوتن ، التي عرّفتني لأول مرة على الألياف البصرية الباعثة للضوء ، وعملت معي لإنشاء زي Sea Warrior الخاص بي ، لديها طريقة فعالة للغاية تتضمن طباعة ثلاثية الأبعاد لقطعة تحمل شريط LED ولها عقد بها ثقوب تسدها الألياف البصرية في أعلى كل بكسل (انظر الصورتين 2 و 3 أعلاه). يمكن أن تكون الاختلافات في هذا الشكل ثلاثية الأبعاد لتناسب شكل ما تقوم بإنشائه. أتحدث أكثر عن هذه الطريقة في محارب الألياف البصرية البحري Instructable.

بالنسبة لمشروع حديث ، قمت أيضًا بإنشاء نسخة مزدوجة الجوانب من عقد LED هذه التي تحتوي على شريط LED مطوي يسمح للألياف الضوئية بالظهور والإضاءة من كلا الجانبين (الصورة 4).في جزء آخر من نفس المشروع ، استخدمت النمذجة ثلاثية الأبعاد لإنشاء وحدة تحتوي على 12 حلقة نيوبيكسل LED مع فتحات فوق كل بكسل لحزمة من الألياف البصرية (الصورة 5).

وجدت Jenn Mann ، التي تصنع أيضًا أجهزة مدهشة من الألياف البصرية ، طريقة لاستخدام طبقات من الأكريليك المقطوع بالليزر لإنشاء شريط توصيل مشابه الشكل بين مصابيح LED والألياف.

بالنسبة للأجنحة الجنية المصنوعة من الألياف الضوئية ، استخدمت طريقة أبسط بكثير ، وأكثر رقة قليلاً. جمعت ألياف الوهج الخاصة بي في مجموعات من حوالي 30 ، ثم قامت الحرارة بتقليص الأطراف معًا وقطعها بسكين دقيق لإنشاء حافة ناعمة. لقد قمت بتثبيت شريط LED الخاص بي داخل صندوق صغير به ثقوب محفورة في الجوانب ، ثم قمت بتغذية حزم الألياف البصرية الخاصة بي من خلال الفتحات ولصقها بالغراء في مكانها مقابل مصابيح LED ، مع الحرص على عدم الحصول على أي غراء ساخن بين نهايات الألياف ومصابيح LED لأن ذلك من شأنه أن يمنع الضوء من إضاءة الألياف (الصورة الأخيرة).

نجح هذا الأمر بشكل جيد ، على الرغم من أن بعض الألياف الموجودة في منتصف الحزم كانت لا تزال فضفاضة بعد لصقها بها. نظرًا لأنني كنت سأقوم بخياطة جميع الألياف الخاصة بي بأمان شديد على أي حال ، لم يكن هذا مهمًا حقًا ، لكني أود للعثور على طرق أفضل ، تأكد من أن جميع الألياف آمنة.

الخطوة 10: طرق ربط الألياف بالأجهزة القابلة للارتداء

هناك اعتبار آخر مهم لمشاريع الألياف البصرية القابلة للارتداء وهو كيفية ربط الألياف بالملابس أو الإكسسوارات التي تصنعها. اعتمادًا على عدد الألياف أو حزم الألياف المنفصلة التي تعمل بها ، يمكن أن تكون هذه عملية تستغرق وقتًا طويلاً ، وأنا أبحث دائمًا عن طرق جديدة لحل هذه المشكلة.

الطريقة الأساسية لربط الألياف مباشرة بالثوب هي الخياطة اليدوية. هذه هي الطريقة التي ربطت بها الألياف بجناحي الخيالية في الصورة الأولى. تستغرق الخياطة اليدوية لحزم الألياف الضوئية وقتًا طويلاً وتتطلب القليل من المهارة لجعلها تبدو أنيقة ، ولكنها تعمل بشكل جيد ، وتمنحك مساحة كبيرة لإنشاء تخطيطات يدوية. عادةً ما أستخدم خط صيد رفيعًا أو خيطًا واضحًا لخياطة الألياف ، والتي ينتهي بها الأمر إلى أن تكون غير مرئية تقريبًا مقابل الألياف.

طريقة أخرى أحب دمج الألياف في تصميماتي ، خاصةً ألياف الضوء الجانبية الأكبر حجمًا ، تتمثل في خياطة القنوات في طبقتين من القماش الشفاف وإدخال الألياف في هذه القنوات ، تقريبًا مثل إنشاء نسيج الألياف البصرية الخاص بي على نطاق واسع (انظر الصور 2 و 3). هذه طريقة أقل استهلاكا للوقت لاحتواء الألياف ، وتخلق تأثيرًا لطيفًا من خلال جعل الألياف تبدو وكأنها تحوم في الجو عندما يكون الظلام.

أود أيضًا استخدام تقنية تتضمن قطع الشقوق بالليزر في الجلد الرقيق ثم نسج الألياف من خلال هذه الشقوق كما هو موضح في الصورة 4 (في هذه الصورة ، استخدمت بالفعل el wire ، لكنها تعمل بنفس الطريقة). يمكنك أيضًا القيام بذلك يدويًا باستخدام سكين xacto. لقد استخدمت هذه التقنية على قطعة الصدر وأكتاف زي Sea Warrior. يمكن حتى تعديله لإنشاء أنماط منسوجة أكثر تعقيدًا باستخدام الألياف.

في تصميمات مثل غطاء الرأس Sea Warrior ، تعمل العقد المطبوعة ثلاثية الأبعاد التي تتزوج الألياف بالأضواء أيضًا كوسيلة لربط الألياف بغطاء الرأس (الصورة 5). نظرًا لأن طولها بضع بوصات فقط ، فيمكنها التوصيل بالعقد الموجودة في القاعدة ثم الخروج بحرية.

إذا كنت ترغب فقط في رؤية نقاط الضوء في نهايات الألياف ، يمكنك إخفاء معظم الألياف داخل الثوب (كما فعلت NLED-Projects مع قبعة الألياف البصرية العلوية هذه) وقم فقط بإرفاق الخيوط حتى النهايات مرئية كما هو موضح في الصورة الأخيرة أعلاه.

الخطوة 11: معالجة الألياف

لم أجرب الكثير في التلاعب بشكل الألياف الفعلية نفسها ، ولكن هناك بعض الاحتمالات هنا التي يمكن أن يكون لها بعض النتائج المثيرة للاهتمام.

خدش أو كشط ألياف الوهج الطرفية

سيسمح إتلاف الكسوة على الجزء الخارجي من الألياف المتوهجة للضوء بالهروب وخلق نقطة توهج على الألياف. يمكن القيام بذلك باستخدام ورق الصنفرة للحصول على مظهر أكثر انتشارًا ، أو باستخدام سكين xacto أو أي شيء حاد آخر لإنشاء نقاط ضوئية فردية. هذه هي الطريقة التي يتم بها التلاعب بالألياف الموجودة في الكابلات البراقة ونسيج الألياف البصرية لإضفاء مزيد من التألق الشامل.

يؤدي استخدام ورق الصنفرة على نسيج الألياف البصرية إلى إنشاء أنماط من التوهج الأكثر إشراقًا في مناطق مختلفة. مع النوع الصحيح من الإخفاء والخدش الاستراتيجي ، أعتقد أن هذه التقنية لديها الكثير من الإمكانات لجعل نسيج الألياف البصرية أكثر إثارة. بالطبع يجب أن تكون حريصًا على عدم الصنفرة بشدة ، وإلا فقد تتلف الخيوط التي تثبت النسيج معًا. ضع في اعتبارك أيضًا أنه كلما قمت بكشط الألياف ، كلما قل الضوء سيستمر في الانتقال إلى أسفل بقية الألياف ، مما يجعلها باهتة قليلاً في الأطراف.

تشويه الألياف بالحرارة

إذا كنت تريد إنشاء نقاط ضوئية أكبر في نهايات ألياف التوهج الطرفية ، فيمكنك استخدام مسدس أخف أو مسدس حراري لإذابة أطراف الألياف في كرة من البلاستيك.

أثناء محاولتي تقويم بعض الألياف لمشروع ما ، قمت بإذابة بعضها عن طريق الخطأ بمكواة مما تسبب في تجعيدها بطرق غريبة. اعتقدت أن هذا في الواقع يبدو مثيرًا للاهتمام إلى حد ما مثل منحوتة الشيهولي أو مخلوق بحري. كما أنه يجعل الألياف أكثر إشراقًا

الخطوة 12: مشاريع الألياف البصرية الرائعة

لقد تحدثت بالفعل عن الكثير من مشاريع الألياف البصرية المفضلة لدي ، ولكن إليك قائمة أطول من الإلهام الرائع الذي سيُظهر لك بعض الأشياء الجميلة التي يمكنك إنشاؤها باستخدام إضاءة الألياف البصرية.

تعليمات:

فستان من الألياف البصرية

معطف الألياف البصرية

LED تنورة قنديل البحر الألياف البصرية

أجنحة خرافية الألياف البصرية

مصنوعة من أجنحة الألياف البصرية السحرية

Lightwings

محارب البحر الألياف البصرية

أعلى قبعة LED الألياف البصرية

اصنع زهرة الألياف البصرية

تركيب الألياف البصرية في المنور

بلينغ LED الألياف البصرية

أقراط LED للاستحمام الليلي

تنورة مليئة بالنجوم

كيفية الحصول على مزيد من الضوء من حبلا واحد من الألياف الضوئية

خريطة النجوم

السماء على الحائط

مصباح الهندباء من الألياف البصرية

مصباح قنديل البحر من الألياف البصرية

تحقق أيضًا من عمل:

السحر المستدام

جين مان

راشيل رايشرت

ايلينا كوزلوفا

الخطوة 13: من أين تشتري الألياف البصرية

لا تزال الألياف الضوئية السائبة غير متوفرة على نطاق واسع كمنتج للبيع بالتجزئة ، ولكن ليس من الصعب العثور عليها إذا كنت تعرف مكان البحث. إذا كنت تخطط لمشروع يستخدم الألياف الضوئية ، فإنني أوصي بالبدء في جمع المواد الخاصة بك قبل أسابيع قليلة من الموعد المحدد لأن أفضل المصادر غالبًا ما تكون في الخارج. تأكد من قراءة بقية Instructable قبل الغوص في الطلب حتى تفهم بالضبط منتج الألياف البصرية الذي تبحث عنه.

ألياف توهج النهاية

• يسهل العثور عليه محليًا أكثر من التوهج الجانبي ويمكن طلبه من أماكن مثل Wiedamark و The Fiber Optic Store والعديد من الأماكن الأخرى
• بالتناوب ، يمكنك شراء منتجات مسبقة الصنع مثل سياط الألياف البصرية أو glowbys واستخدام الألياف منها لمشروعك
• للطلب المباشر من المصانع بكميات كبيرة ، ابحث عن مواقع مثل AliExpress أو Alibaba أو Ebay

ألياف توهج جانبية صلبة

• للحصول على أفضل الأسعار ، اطلبها بكميات كبيرة من الصين من خلال البحث على AliExpress أو Alibaba أو Ebay
• إذا كنت بحاجة إلى كميات أقل ، أو تسليم أسرع ، فإن Wiedamark و The Fiber Optic Store يقدمان أيضًا بعض الخيارات المحلية للألياف المتوهجة الجانبية.
• شيء واحد يجب أن تكون على دراية به عند طلب ألياف التوهج الجانبية هو أنها غالبًا ما تأتي مع غلاف رفيع من البولي فينيل كلوريد لحمايتها من أضرار ضوء الأشعة فوق البنفسجية. إذا كنت تستخدمها بالخارج ، فهذا أمر رائع ، ولكن بالنسبة للأجهزة القابلة للارتداء يمكن أن تجعل الألياف أقل مرونة. هذا يعني أيضًا أن القطر المذكور في قائمة المنتج غالبًا ما يكون القطر الداخلي ، وليس القطر مع الغلاف. أحاول شراء ألياف كهذه ، ليس لها غلاف.

ألياف توهج الجانب الأبيض الأساسية

لقد اعتادوا بيعها على Sparkfun بقطر 3 مم و 5 مم ، لكن يبدو أنهم أوقفوها. في الوقت الحالي ، أرى أنه يتم بيعه فقط من اثنين من الموزعين الأوروبيين

شريط الألياف البصرية الصلبة

لقد واجهت صعوبة في العثور على مصدر جيد لهذا النوع من الألياف عبر الإنترنت. لقد طلبت مؤخرًا بعضًا من الصين على موقع Ebay ، لكنه لم يكن بالضبط الشكل الذي كنت أتمناه. أكثر تقريبًا قليلاً وليس بنفس عرض النوع الذي وجدته داخل الحمالات ، لكنه لا يزال منتجًا مثيرًا للاهتمام

شريط ألياف بصرية منسوج

يتوفر نوع يسمى Flexglow من منتجات الألياف البصرية

نسيج الألياف البصرية

• يمكن طلب القطع الصغيرة مقاس 40 × 75 سم من Sparkfun ، باللون الأسود فقط.
• يمكن طلب كميات أكبر في تنوع ألوان النسيج وكثافة الألياف عن طريق الاتصال بـ Lumigram.