Strisce LED per tavole da surf reattive al movimento: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Di recente, io e alcuni amici abbiamo scoperto il surf sul fiume. Vivendo a Monaco abbiamo la fortuna di avere tre onde del fiume surfabili tra cui il famoso spot di Eisbach. L'aspetto negativo del surf sul fiume è che crea abbastanza dipendenza e quindi raramente trovo il tempo per gli altri miei hobby, tra cui la costruzione di progetti elettronici. Questo fino a quando un mio amico ha avuto la grande idea di equipaggiare una tavola da surf con strisce LED per la nostra prima sessione di surf notturno. Il nostro piano era non solo illuminare la tavola da surf, ma anche installare un giroscopio per farle reagire al movimento della tavola.

Forniture:

• Strisce LED 5m WS2812B, IP68, 60 LED/m
• Arduino Nano
• MPU6050 Giroscopio a 3 assi (ad es. ebay.de)
• Batteria 18650 (es. ebay.de)
• Caricabatterie TP4056 con circuito di protezione da sovrascarica (es ebay.de)
• Modulo step-up da 3,7V a 5V, >1,5A (es. ebay.de)
• Scatola Tupperware
• 3 pin, connettori superseal (ad es. ebay.de)
• colla epossidica
• silicone
• Nastro 3M Dual Lock (es. ebay.de)
• colla calda
• fascette per cavi

Passaggio 1: preparare la tavola da surf

Abbiamo usato una tavola in schiuma da 7' davvero economica per questo progetto, che è stata la prima tavola che abbiamo comprato per la piccola onda Eisbach (nota anche come E2). Volevamo attaccare una lunga striscia LED lungo tutto il lato della tavola da surf. Come primo passo, abbiamo rimosso lo strato di schiuma più alto con uno strumento rotante. Si consiglia di utilizzare una maschera respiratoria per questo poiché la procedura ha lasciato l'appartamento del mio amico completamente coperto da uno strato di polvere blu. Avere la striscia LED svasata nella tavola da surf aiuta a prevenire danni quando si sbatte accidentalmente la tavola contro il muro, cosa che accade spesso durante il surf in fiume.

Passaggio 2: incollare la striscia LED

Attaccare le strisce LED non è stato facile in quanto molte colle non aderiscono bene al silicone che ricopre la striscia. Dopo alcuni tentativi falliti con colla a caldo e colla multiuso abbiamo finalmente optato per una resina epossidica bicomponente ad alta viscosità. Abbiamo anche dovuto accorciare un po' la striscia LED, sigillando l'estremità con del silicone. Sfortunatamente, dopo la prima sessione di surf anche la resina epossidica si è di nuovo allentata, quindi stiamo pensando di coprire anche la parte superiore delle strisce con silicone o resina epossidica trasparente.

Passaggio 3: preparazione dell'elettronica

Inizialmente, volevamo utilizzare un powerbank per fornire i 5V necessari per alimentare Arduino e le strisce LED e. Tuttavia, la maggior parte dei powerbank si spegne automaticamente quando l'assorbimento di corrente è inferiore a una certa soglia, il che è una caratteristica un po' scomoda. Alla fine, abbiamo sostituito il powerbank con una batteria 18650, una scheda TP4056 e un modulo step-up da 3,7 V a 5 V. Assicurati di scegliere un convertitore boost in grado di gestire l'assorbimento di corrente delle strisce LED o regolare di conseguenza la luminosità dei LED. Il nostro modulo step-up da 1,5 A si è rivelato non abbastanza potente quando si imposta la luminosità del LED su >50%.

A quanto pare non è stato il modulo step-up a limitare la corrente di uscita, ma la protezione da sovrascarica a bordo del modulo TP4056. L'ho sostituito con un modulo TP4056 senza protezione da sovraccarico.

Tutti i componenti elettronici sono stati montati su una scheda perf e collegati sul fondo con filo di rame argentato. Ho anche aggiunto un interruttore a scorrimento dopo il convertitore boost.

Passaggio 4: custodia a tenuta stagna per l'elettronica

Il mio piano era creare un bel contenitore stampato in 3D per l'elettronica e leggere alcuni tutorial utili su come progettare stampe 3D a tenuta stagna (vedi qui e qui). Sfortunatamente, non sono riuscito a ottenere il coperchio della custodia veramente a tenuta stagna utilizzando un o-ring di gomma o silicone e ho rinunciato dopo tre tentativi falliti. Alla fine, abbiamo semplicemente messo l'elettronica in una scatola Tupperware, fatto un foro per il cavo e sigillato con colla a caldo e silicone. Se dovessi rifarlo, probabilmente acquisterei solo un involucro classificato IP68 con un passacavo.

Passaggio 5: codice Arduino

Il codice Arduino allegato è abbastanza semplice e si basa sulle librerie FastLED e Adafruit MPU6050. I LED reagiscono in modo diverso quando viene rilevato il movimento successivo.

• svolta a sinistra/destra: un punto colorato che scorre avanti e indietro sul lato in cui si gira la scacchiera
• in piedi: animazione "coriandoli" di FastLED
• pompaggio: motivo arcobaleno lampeggiante
• navigando dritto: l'animazione "arcobaleno con glitter" di FastLED

Passaggio 6: collegare tutto

Non volevamo che l'elettronica fosse fissata in modo permanente alla striscia LED, ma con qualche connettore in mezzo. Dopo aver cercato per un po' di tempo connettori con grado di protezione IP68, abbiamo finalmente deciso di utilizzare i cosiddetti connettori superseal. Questi sono classificati solo come IP67 ma sono meno ingombranti ed economici della maggior parte dei connettori IP68 che abbiamo trovato. Oltre alla sigillatura fornita con il connettore, li abbiamo anche risigillati con resina epossidica.

Infine, la scatola dell'elettronica è stata fissata alla parte superiore della tavola da surf con nastro a doppia chiusura 3M e fissata con fascette per cavi. Alla fine, sembra tutto un po' improvvisato perché eravamo davvero desiderosi di fare le cose velocemente in modo da poter provare la tavola.

Passaggio 7: navigare

Abbiamo appena finito la tavola in tempo per provarla per la nostra prima sessione di surf notturno. Alla fine quasi tutto è andato storto. Quando siamo arrivati all'onda, le uniche persone con un proiettore sono appena uscite. Inoltre, ci siamo resi conto che le strisce LED si spengono dopo circa un minuto perché l'assorbimento di corrente era troppo alto per il modulo step-up. Dopo aver rapidamente re-hackerato la scheda collegando la batteria direttamente all'ingresso 5V dell'Arduino e delle strisce LED e assicurando tutto con tanto nastro adesivo, siamo stati anche fortunati che altre persone con un proiettore siano arrivate al fiume. La tavola funzionava e abbiamo fatto una fantastica sessione di surf.

Successivamente, abbiamo visto che il tubo in silicone che copriva i LED aveva dei buchi, la resina epossidica si è allentata e i connettori non erano a tenuta stagna, quindi è un miracolo che le strisce LED abbiano funzionato fino alla fine. Ora è il momento di riparare e migliorare la tavola per la prossima notte di surf.

Passaggio 8: aggiornamento

Ho anche attaccato una piccola striscia LED alla mia scheda da 5' per il giorno di chiusura della stagione a Floßlände.

La striscia LED è stata inserita in un tubo di PVC trasparente e sigillata con silicone. Ho attaccato il tubo con fascette per cavi e supporti per fascette per cavi autoadesivi alla scheda.

L'elettronica è stata inserita in una scatola certificata IP68 con passacavo. La scatola era attaccata con nastro biadesivo. Tutto teneva bene, ma sono stato anche in grado di rimuoverlo in seguito.