Bicie serca LED: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Minęło 5 wspaniałych lat, odkąd poślubiłem moją żonę. Daję jej to elektroniczne serce. Wyczuwa podekscytowanie. Bije zgodnie z biciem serca posiadacza. Wspierała mnie w wielu moich szalonych misjach.

Podobnie jak wszystkie moje kreacje, poszedłem tutaj trochę artystycznie i wykonałem kształt serca z mosiężnej siatki drucianej. Cała elektronika jest bezpiecznie schowana w sercu i zasilana baterią LiPo.

Krok 1: Materiał i narzędzia

Materiał

• Drut mosiężny 1mm
• Drut mosiężny 0,8 mm
• Pasta lutownicza Lutowane
• Wydrukowany w 3D szablon serca

Załączone są źródłowe kody STL i GCode dla szablonu serca. Zwróć uwagę, że wydrukowane serce jest nieco powiększone w stosunku do oryginalnego modelu, aby pasowało do całej elektroniki.

Części elektroniczne

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Ładowarka akumulatorów LiPo (Aliexpress)
• Akumulator LiPo (Aliexpress)
• MAX30102 czujnik tętna (Aliexpress)
• Tablica zaciskowa Micro USB (Aliexpress)
• 9x WS2812B diody LED RGB (Aliexpress)
• Miniprzełącznik (MSK-12C02)

Narzędzia

• stacja lutownicza z końcówką 3mm
• szczypce
• szczypce do cięcia drutu,
• pinceta
• taśma dwustronna
• stabilne ręce

Krok 2: Przygotowanie szablonu

Rzeźba serca jest budowana i lutowana wokół drukowanego w 3D szablonu serca. Wydrukujmy więc szablon samemu, aby był gotowy do kolejnego kroku – lutowania siatki. Serce jest nieco większe od oryginalnego modelu, wymiary to 100x84x49,5 mm.

Nie ma potrzeby wysokiej precyzji ani przyjemnej płynnej pracy. Moja konfiguracja drukarki 3D to profil prędkości PLA z warstwą 0,30 mm. Nie będzie to wyglądało ładnie, ale jak na szablon jednorazowego użytku wystarczy. Zaoszczędzisz czas i filament.

Jeśli masz Prusa i3 MK3S, możesz od razu użyć mojego pliku GCode, aby uzyskać najlepszy wynik.

Oryginalny model firmy VARRG

Krok 3: lutowanie zewnętrznej powłoki

Rozgrzej stację lutowniczą do 270°C, przygotuj lut i drut mosiężny. Czas zacząć budować zewnętrzną powłokę na plastikowym szablonie wydrukowanym w poprzednim kroku. To zajmie dużo czasu, nie spiesz się. Jeśli się zmęczysz, zrób sobie przerwę na jeden dzień.

Wybierz jedną stronę serca i zacznij od umieszczenia pojedynczego drutu na jednej krawędzi szablonu. Taśma dwustronna to świetny przyjaciel, który pomoże utrzymać drut na swoim miejscu. Dodaj drugi drut i zlutuj je razem. Dodaj trzeci przewód i utwórz pierwszy trójkąt. Użyj pasty lutowniczej, aby uzyskać gładkie punkty lutownicze.

Kontynuuj wkładanie drutów, aż wszystkie krawędzie z jednej strony zostaną pokryte drutami. Zatrzymaj się, gdy przewody zaczną się wyginać na drugą stronę. Nie będziesz w stanie wyciągnąć mosiężnej siatki z szablonu.

Odwróć szablon do góry nogami i zacznij od drugiej strony serca. Kontynuuj, aż napotkasz przewody z drugiej strony. Nie lutuj tych dwóch stron razem. Po zakończeniu możesz wyjąć drucianą siatkę z szablonu i być z siebie dumnym.

Krok 4: Schematy elektroniczne i komponenty

Czy masz już gotową mosiężną powłokę zewnętrzną? Teraz nadszedł czas, aby zrobić „mózg” tego pięknego serca. Rdzeń stanowi mikrokontroler Arduino Nano, który odczytuje dane impulsowe z modułu czujnika tętna MAX30102 za pośrednictwem magistrali I2C. Efekty wizualne tworzy zestaw 9 adresowalnych diod LED RGB WS2812b sterowanych przez Nano. Zasilanie zapewnia moduł ładowany bateryjnie TP4056, który może zarówno zasilać Arduino napięciem 5V z akumulatora LiPo, jak i ładować akumulator z portu USB.

Mimo że zarówno TP4056, jak i Arduino Nano mają port USB, zaprezentowano dodatkowy port USB. Rozbija linie USB na linie zasilające obsługiwane przez TP4056 i linie danych obsługiwane przez Arduino. W przeciwnym razie linie energetyczne zostaną pomieszane i obwód nie będzie działał.

Krok 5: Wewnętrzne serce LED

Rozpalmy to! Zrobimy serce z wewnętrznych diod LED RGB. To całkiem proste. Więc nie wahaj się zlutować go razem, aby być gotowym na ostateczną część montażową.

Czego będziesz potrzebować:

• papierowy szablon
• Diody LED RGB WS2812b (9x)
• Drut mosiężny 0,8 mm

Kroki:

1. Wydrukuj szablon i zaklej czerwone plamy taśmą dwustronną.
2. Umieść diody LED RGB na czerwonych punktach na szablonie do góry nogami. Cztery tropy powinny wskazywać na ciebie. Rozsądnie jest wykonać piny GROUND i VCC, aby upewnić się, że zostały prawidłowo przylutowane. Skieruj szpilkę UZIEMIAJĄCĄ do zewnętrznego pierścienia serca.
3. Zagnij i przylutuj zewnętrzny pierścień serca do pinów GROUND diod LED.
4. Zagnij i przylutuj wewnętrzny pierścień serca do pinów VCC diod LED.
5. Podłącz diody LED do łańcucha - każda dioda LED ma pin DATA-IN i DATA-OUT. Jeśli połączysz pierwszy pin wyjścia danych LED z następnym pinem wejścia danych LED, utworzysz łańcuch, który można kontrolować za pomocą tylko jednego przewodu. Użyj krótkich przewodów między każdą z diod LED. Pin wejścia danych znajduje się po tej samej stronie co GROUND.
6. Oczyść serce alkoholem.

Krok 6:

To będzie najtrudniejsza część ze wszystkich, ponieważ będzie wymagała pewnej wiedzy z zakresu elektroniki.

Zasilanie Arduino NANO

Zaimplementowany przeze mnie układ nie jest najłatwiejszy do wykonania, ale był najbardziej elegancki dla samego serca. Jeśli uznałeś to za zbyt trudne, możesz sprawdzić inne warianty na końcu tej sekcji.

Zacznijmy od zasilania Arduino Nano baterią LiPo. Jeśli przejrzysz schematy, zobaczysz, że linia zasilająca z USB nie łączy się bezpośrednio z Arduino Nano, ale jest raczej obejściem przez moduł ładowania akumulatora TP4056. Gwarantuje to, że bateria może być prawidłowo naładowana, a serce można wyłączyć przełącznikiem. Odlutuj złącze USB z Arduino Nano i dodaj płytkę zaciskową micro USB. Podłącz linie danych i linię uziemienia z powrotem do Arduino NANO, jak widać na zdjęciu. Umieść środek tablicy zaciskowej wyrównany z Arduino NANO, aby wyglądał ładnie.

Weź płytkę ładowania akumulatora TP4056 i przylutuj ją dwoma przewodami na spodniej stronie Arduino Nano - podłącz OUT + z 5 V na płytce Arduino i OUT- do GND. Zrobiłem przestrzeń pomiędzy Arduino Nano a płytką ładowania baterii, aby zmieścić baterię LiPO 500mA. Teraz podłącz zasilanie z płytki zaciskowej USB do IN+ na płytce ładowania akumulatora, a na końcu IN- do GND. Przylutuj przewody akumulatora do padów B+ (czerwony przewód) i B- (czarny przewód) na płytce ładowania akumulatora za pomocą przełącznika zasilania. Możesz teraz po raz pierwszy spróbować zasilić planszę. Mam nadzieję, że to zadziała!

Wskazówka: odlutuj również diodę LED zasilania z Arduino UNO. Zawsze włączone światło jest niepokojące dla serca.

Wariant 1: Możesz również użyć kompilacji USB na płytce Arduino NANO. Jeśli odlutujesz diodę prostowniczą znajdującą się na spodzie płytki, możesz przylutować 5V z mini USB i nie będzie już zasilać płytki.

Wariant 2: Twoje serce może mieć dwa porty USB - jedno do programowania i jedno do ładowania baterii. Zarówno moduł ładowania baterii Arduino Nano, jak i TP4056 mają jedno złącze USB, można z nich korzystać. To nie jest eleganckie, ale dość proste do zrobienia.

Wariant 3: Jeśli nie potrzebujesz serca zasilanego bateryjnie, możesz pominąć dodatkową płytkę USB i obwód ładowania.

Krok 7: Osadzanie mózgu w sercu

Przylutuj wewnętrzne serce do dolnej połowy skorupy serca. Zewnętrzny przewód wewnętrznego serca to GND, a sama powłoka również będzie GND. Więc użyj krótkich mosiężnych drucików, aby umieścić go dokładnie w środku serca, jak widać na zdjęciach.

Teraz weź Arduino z przygotowaną powyżej baterią i wlutuj go w wewnętrzne serce. Użyj tylu przewodów, ile potrzeba, aby upewnić się, że utrzyma się w sercu. Ponownie użyj pinów GND na płytkach i obudowie USB jako punktu, w którym przylutuj go do zewnętrznej powłoki serca. Nie lutuj go do wewnętrznego drutu wewnętrznego serca! Wewnętrzny przewód to 5V dla diod LED.

Podłącz wewnętrzny przewód wewnętrznego serca LED do 5V Arduino Nano i DATA-IN pierwszej diody LED RGB do pinu D12.

Krok 8: Instalacja czujnika bicia serca

Czujnik MX30102 mierzy tętno i ciśnienie krwi po dotknięciu palcem. Przylutuj płytkę na górnej połowie muszli serca. Użyj małego otworu po bokach deski. To są GND, a ponieważ muszla serca również będzie GND, jest idealnie. Upewnij się, że możesz dotknąć małego czarnego elementu na płytce – to jest czujnik.

Weź 3 elastyczne przewody - użyłem izolowanego drutu miedzianego transformatora.3mm w formie sprężyny. I przylutuj je do pinów SCL, SDA i VIN na płytce MAX30102 w następujący sposób:

• SCL na pin A5
• SDA na pin A6
• VIN do pinu 5V

To wszystkie potrzebne połączenia elektryczne. Zanim zlutujesz ze sobą górną i dolną powłokę. Powinieneś sprawdzić, czy to działa. Później trudno byłoby je naprawić.

Krok 9: Przesyłanie szkicu i testowanie

Podłącz Arduino do komputera i prześlij szkic dołączony do tego posta. Wyłącznik zasilania musi być włączony. Po załadowaniu mała czerwona dioda LED na czujniku bicia serca powinna się zaświecić. Jeśli go dotkniesz, diody LED powinny zacząć migać zgodnie z uderzeniami twojego serca. Prawidłowe zmierzenie bicia serca może zająć do 15 sekund, więc nie bądź zdesperowany, jeśli nie jest to natychmiastowe.

Krok 10: Ostateczny dotyk

Pracuje? Dobry! Zlutuj górną i dolną powłokę razem i wyczyść całe serce środkiem czyszczącym na bazie alkoholu, aby usunąć pozostały topnik.

Gotowe! Daj mi znać, czy to działa dla Ciebie i opublikuj zdjęcia, jak wyszło Twoje serce. Jestem naprawdę zainteresowany!

Polub ten artykuł. Rozważ też wspieranie mnie na Patreon.

Jestem Jiri Praus.

Instagram, Twitter, YouTube

www.jiripraus.cz

I nagroda w Konkursie Serca