Reaktywne paski LED do deski surfingowej: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Niedawno wraz z przyjaciółmi odkryliśmy surfing po rzece. Mieszkając w Monachium, mamy szczęście, że mamy do czynienia z trzema falami na rzece, w tym słynnym spotem surfingowym Eisbach. Minusem surfingu po rzece jest to, że jest dość uzależniający, więc rzadko znajduję czas na moje inne hobby, w tym budowanie projektów elektronicznych. Tak było, dopóki mój przyjaciel nie wpadł na świetny pomysł, aby wyposażyć deskę surfingową w paski LED na naszą pierwszą nocną sesję surfowania. Naszym planem było nie tylko oświetlenie deski surfingowej, ale także zainstalowanie żyroskopu, aby reagowały na ruch deski.

Kieszonkowe dzieci:

• Taśmy LED 5m WS2812B, IP68, 60 LED/m
• Arduino Nano
• MPU6050 3-osiowy żyroskop (np. ebay.de)
• Bateria 18650 (np. ebay.de)
• Ładowarka TP4056 z obwodem zabezpieczającym przed nadmiernym rozładowaniem (np. ebay.de)
• Moduł podwyższający napięcie 3,7 V do 5 V, >1,5 A (np. ebay.de)
• Pudełko Tupperware
• 3 pinowe złącza superseal (np. ebay.de)
• klej epoksydowy
• silikon
• Taśma z podwójnym zamkiem 3M (np. ebay.de)
• gorący klej
• opaski kablowe

Krok 1: Przygotowanie deski surfingowej

Do tego projektu użyliśmy naprawdę taniej 7-calowej płyty piankowej, która była pierwszą deską, którą kupiliśmy na małą falę Eisbach (znaną również jako E2). Chcieliśmy przymocować jeden długi pasek LED wzdłuż deski surfingowej. W pierwszym kroku usunęliśmy górną warstwę pianki za pomocą narzędzia obrotowego. W tym celu zaleca się użycie maski oddechowej, ponieważ po zabiegu mieszkanie mojej koleżanki zostało całkowicie pokryte warstwą niebieskiego pyłu. Wpuszczenie paska LED w deskę surfingową pomaga zapobiegać uszkodzeniom, gdy przypadkowo uderzysz deską o ścianę, co zdarza się często podczas surfowania po rzece.

Krok 2: Klejenie taśmy LED

Mocowanie taśm LED nie było łatwe, ponieważ wiele klejów nie przylega dobrze do silikonu pokrywającego pasek. Po kilku nieudanych próbach z klejem na gorąco i klejem uniwersalnym w końcu zdecydowaliśmy się na dwuskładnikową żywicę epoksydową o wysokiej lepkości. Musieliśmy też skrócić taśmę LED nieco uszczelnioną silikonem. Niestety, po pierwszej sesji surfowania również żywica ponownie się poluzowała, więc planujemy pokryć również górę pasków silikonem lub przezroczystą żywicą epoksydową.

Krok 3: Przygotowanie elektroniki

Pierwotnie chcieliśmy użyć powerbanku, aby zapewnić napięcie 5V potrzebne do zasilania Arduino i taśm LED. Jednak większość powerbanków automatycznie wyłącza się, gdy pobór prądu jest poniżej pewnego progu, co jest nieco niewygodną funkcją. Ostatecznie wymieniliśmy powerbank na baterię 18650, płytkę TP4056 oraz moduł podwyższający napięcie 3,7V do 5V. Upewnij się, że wybrałeś konwerter doładowania, który poradzi sobie z poborem prądu przez paski LED lub odpowiednio dostosuje jasność diod LED. Nasz moduł step-up 1,5 A okazał się niewystarczająco wydajny przy ustawieniu jasności LED na >50%.

Jak się okazuje, to nie moduł podwyższający ograniczał prąd wyjściowy, ale zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem na module TP4056. Wymieniłem go na moduł TP4056 bez zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem.

Wszystkie elementy elektroniczne zostały zamontowane na płytce perforowanej i połączone od spodu srebrzonym miedzianym drutem. Dodałem też przełącznik suwakowy za konwerterem doładowania.

Krok 4: Wodoszczelna obudowa dla elektroniki

Moim planem było zrobienie ładnej drukowanej w 3D obudowy dla elektroniki i przeczytanie kilku pomocnych samouczków na temat projektowania wodoszczelnych wydruków 3D (zobacz tutaj i tutaj). Niestety nie udało mi się uzyskać pełnej szczelności pokrywy obudowy za pomocą gumowego oringa lub silikonu i po trzech nieudanych próbach zrezygnowałem. W końcu po prostu włożyliśmy elektronikę do pudełka Tupperware, zrobiliśmy otwór na kabel i zapieczętowaliśmy go gorącym klejem i silikonem. Gdybym musiał to przerobić, prawdopodobnie kupiłbym po prostu obudowę o stopniu ochrony IP68 z przepustem kablowym.

Krok 5: Kod Arduino

Załączony kod Arduino jest dość prosty i opiera się na bibliotekach FastLED i Adafruit MPU6050. Diody LED reagują inaczej, gdy wykryty zostanie następujący ruch.

• Skręt w lewo/w prawo: kolorowa kropka przesuwająca się tam iz powrotem po stronie, w którą obraca się deska
• stojąc: animacja „konfetti” FastLED
• pompowanie: migający wzór tęczy
• surfowanie prosto: animacja „tęcza z brokatem” FastLED

Krok 6: Łączenie wszystkiego

Nie chcieliśmy, aby elektronika była na stałe przymocowana do paska LED, ale miała jakieś złącze pomiędzy. Po pewnym czasie poszukiwań złącz o stopniu ochrony IP68 zdecydowaliśmy się w końcu na zastosowanie tzw. złączy superseal. Są one oceniane tylko jako IP67, ale są mniej nieporęczne i tańsze niż większość znalezionych przez nas złączy IP68. Oprócz uszczelnienia, które jest dostarczane ze złączem, ponownie uszczelniliśmy je żywicą epoksydową.

Na koniec skrzynka z elektroniką została przymocowana do górnej części deski surfingowej za pomocą podwójnej taśmy zabezpieczającej 3M i zabezpieczona opaskami kablowymi. W końcu wszystko wygląda na nieco improwizowane, ponieważ bardzo nam zależało na szybkim wykonaniu zadań, abyśmy mogli wypróbować tablicę.

Krok 7: Surfuj dalej

Ledwo skończyliśmy deskę na czas, aby wypróbować ją podczas naszej pierwszej nocnej sesji surfingu. W końcu prawie wszystko poszło nie tak. Kiedy doszliśmy do fali, wyszli tylko ludzie z reflektorem. Zdaliśmy sobie również sprawę, że paski LED wyłączają się po około minucie, ponieważ pobór prądu był zbyt wysoki dla modułu step-up. Po szybkim ponownym zhakowaniu płyty poprzez podłączenie akumulatora bezpośrednio do wejścia 5V Arduino i taśm LED i zabezpieczeniu wszystkiego dużą ilością taśmy klejącej, mieliśmy też szczęście, że nad rzekę przybyło więcej osób z reflektorem. Deska działała i mieliśmy niesamowitą sesję surfingową.

Potem zobaczyliśmy, że silikonowy wąż zakrywający diody miał sporo dziur, żywica poluzowała się, a złącza nie były wodoszczelne, więc cudem jest, że taśmy LED działały do końca. Teraz nadszedł czas na naprawę i ulepszenie deski na następną noc surfowania.

Krok 8: Aktualizacja

Przymocowałem też małą taśmę LED do mojej 5-calowej deski na dzień zamknięcia sezonu we Floßlände.

Taśma LED została umieszczona w przezroczystym wężu PVC i uszczelniona silikonem. Do tablicy przymocowałem wąż z opaskami kablowymi i samoprzylepnymi uchwytami na opaski kablowe.

Elektronika została umieszczona w skrzynce z certyfikatem IP68 z przepustem kablowym. Pudełko zostało przymocowane taśmą dwustronną. Wszystko trzymało się dobrze, ale udało mi się go później usunąć.