Cuore LED che batte: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Sono passati 5 anni meravigliosi da quando ho sposato mia moglie. Le sto dando questo cuore elettronico. Può percepire l'eccitazione. Batte secondo il battito cardiaco del titolare. Mi ha supportato in molte delle mie folli missioni.

Come tutte le mie creazioni, qui sono andato un po' artistico e ho realizzato la forma del cuore con una rete metallica di ottone. Tutta l'elettronica è nascosta in modo sicuro all'interno del cuore e alimentata dalla batteria LiPo.

Passaggio 1: materiali e strumenti

Materiale

• Filo di ottone 1mm
• Filo di ottone 0.8mm
• Pasta saldante Saldatura
• Modello di cuore stampato in 3D

Sono allegati STL sorgente e GCode per il modello del cuore. Si noti che il cuore stampato è leggermente ingrandito rispetto al modello originale per adattarsi a tutta l'elettronica.

Componenti elettronici

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Caricabatteria LiPo (Aliexpress)
• Batteria LiPo (Aliexpress)
• MAX30102 Sensore di frequenza cardiaca (Aliexpress)
• Scheda breakout micro USB (Aliexpress)
• 9 LED RGB WS2812B (Aliexpress)
• Mini interruttore (MSK-12C02)

Utensili

• stazione di saldatura con punta da 3 mm
• pinze
• pinze tagliafili
• pinzette
• nastro biadesivo
• mani ferme

Passaggio 2: preparare il modello

La scultura del cuore è costruita e saldata attorno a un modello di cuore stampato in 3D. Quindi stampiamo tu stesso il modello per averlo pronto per il passaggio successivo: la saldatura della rete. Il cuore è leggermente più grande del modello originale, le dimensioni sono 100x84x49,5 mm.

Non c'è bisogno di alta precisione o bella uscita liscia. La configurazione della mia stampante 3D è il profilo di velocità PLA con uno strato di 0,30 mm. Non sembrerà carino, ma per un modello usa e getta, è abbastanza buono. Risparmierai tempo e filamento.

Se hai Prusa i3 MK3S puoi usare subito il mio file GCode per il miglior risultato.

Modello originale di VARRG

Passaggio 3: saldatura del guscio esterno

Riscalda la tua stazione di saldatura a 270°C, prepara la saldatura e il filo di ottone. È ora di iniziare a costruire un guscio esterno sopra il modello di plastica stampato nel passaggio precedente. Ci vorrà molto tempo, non avere fretta. Se ti stanchi, prenditi una pausa per un giorno.

Scegli un lato del cuore e inizia mettendo un singolo filo su un singolo bordo del modello. Il nastro biadesivo è un ottimo amico che ti aiuterà a mantenere il filo in posizione. Aggiungi il secondo filo e saldali insieme. Aggiungi il terzo filo e crea il primo triangolo. Usa la pasta saldante per creare punti di saldatura lisci.

Continua a mettere i fili finché tutti i bordi su un lato non sono coperti di fili. Fermati quando i fili inizieranno a piegarsi dall'altra parte. Non sarai in grado di estrarre la rete di ottone dal modello.

Capovolgi il modello e ricomincia dall'altro lato del cuore. Continua finché non incontri i fili dall'altra parte. Non saldare questi due lati insieme. Al termine, puoi togliere la rete metallica dal modello ed essere orgoglioso di te stesso.

Fase 4: Schemi e componenti elettronici

Hai pronto il tuo guscio esterno in ottone? Ora è il momento di fare un "cervello" di questo bel cuore. Il nucleo è un microcontrollore Arduino Nano che legge i dati degli impulsi da un modulo sensore di frequenza cardiaca MAX30102 tramite un bus I2C. Gli effetti visivi sono creati da un set di 9 LED RGB indirizzabili WS2812b controllati da Nano. L'alimentazione è mantenuta da un modulo di carica della batteria TP4056 che può sia alimentare l'Arduino con 5V da una batteria LiPo sia caricare la batteria dalla porta USB.

Anche se sia TP4056 che Arduino Nano dispongono di una porta USB, è presente un'ulteriore USB. Suddivide le linee USB in linee elettriche gestite da TP4056 e linee dati gestite da Arduino. In caso contrario, le linee elettriche verrebbero mischiate e il circuito non funzionerebbe.

Passaggio 5: cuore interno LED

Accendiamo la cosa! Faremo il cuore dei LED RGB interni. È piuttosto semplice. Quindi non esitare a saldarlo insieme per essere pronto per la parte di assemblaggio finale.

Di cosa avrai bisogno:

• modello di carta
• LED RGB WS2812b (9x)
• Filo di ottone da 0,8 mm

Passaggi:

1. Stampa il modello e copri i punti rossi con del nastro biadesivo.
2. Posiziona i LED RGB sui punti rossi sulla dima capovolti. Le quattro piste dovrebbero puntare a te. È saggio creare i pin GROUND e VCC per assicurarti di saldarli correttamente. Rivolgi il perno GROUND verso l'anello esterno del cuore.
3. Piegare e saldare l'anello esterno del cuore ai pin GROUND dei LED.
4. Piegare e saldare l'anello interno del cuore ai pin VCC dei LED.
5. Collegare i LED nella catena - Ogni LED ha un pin DATA-IN e DATA-OUT. Se colleghi il primo pin di uscita dati LED al pin di ingresso dati LED successivo, creerai una catena che può essere controllata con un solo filo. Utilizzare fili corti tra ciascuno dei LED. Il pin di ingresso dati si trova sullo stesso lato di GROUND.
6. Pulisci il cuore con un po' di alcol.

Passaggio 6:

Questa sarà la parte più difficile di tutte perché richiederà alcune conoscenze di elettronica.

Alimentare Arduino NANO

Il circuito che ho implementato non è dei più facili da eseguire ma era il più elegante per il cuore stesso. Se lo hai trovato troppo difficile, puoi controllare le altre varianti alla fine di questa sezione.

Iniziamo con l'accensione di Arduino Nano con la batteria LiPo. Se controlli gli schemi puoi vedere che la linea di alimentazione da USB non si collega direttamente ad Arduino Nano ma è piuttosto bypassata tramite un modulo di carica della batteria TP4056. Ciò garantisce che la batteria possa essere caricata correttamente e il cuore possa essere spento dall'interruttore. Dissaldare il connettore USB da Arduino Nano e aggiungere la scheda breakout micro USB. Collegare le linee dati e la linea di terra all'Arduino NANO come si può vedere nell'immagine. Metti il centro della scheda breakout allineato con Arduino NANO in modo che sembri carino.

Prendi la scheda di carica della batteria TP4056 e saldala con due fili sul lato inferiore di Arduino Nano - collega OUT+ con 5V sulla scheda Arduino e OUT- a GND. Ho creato uno spazio tra l'Arduino Nano e la scheda di carica della batteria per adattare la batteria LiPO da 500 mA. Ora collega l'alimentazione dalla scheda breakout USB a IN+ sulla scheda di carica della batteria e infine IN- a GND. La batteria di saldatura conduce ai pad B+ (filo rosso) e B- (filo nero) sulla scheda di carica della batteria tramite l'interruttore di alimentazione. Ora puoi provare ad accendere la scheda per la prima volta. Spero funzioni!

Suggerimento: dissaldare anche il LED di alimentazione da Arduino UNO. La luce sempre accesa disturba il cuore.

Variante 1: puoi anche usare la build USB sulla scheda Arduino NANO. Se dissaldi il diodo raddrizzatore che si trova nella parte inferiore della scheda, puoi saldare utilizzando il 5V da mini USB e non alimenterà più la scheda.

Variante 2: Il tuo cuore può avere due USB: una per la programmazione e una per caricare la batteria. Entrambi i moduli di carica della batteria Arduino Nano e TP4056 hanno una USB, puoi usarli. Non è elegante ma abbastanza semplice da fare.

Variante 3: se non hai bisogno di un cuore alimentato a batteria, puoi omettere la scheda USB aggiuntiva e il circuito di carica dell'alimentazione.

Passaggio 7: incorporare il cervello nel cuore

Saldare il cuore interno nella metà inferiore del guscio del cuore. Il filo esterno del cuore interno è GND e anche il guscio stesso sarà GND. Quindi usa dei fili di ottone corti per inserirlo nel centro esatto del cuore come si può vedere nelle immagini.

Ora prendi l'Arduino con la batteria preparata sopra e saldalo nel cuore interno. Usa tutti i fili necessari per assicurarti che resti all'interno del cuore. Usa di nuovo i pin GND sulle schede e sul guscio dell'USB come punto in cui saldarlo al guscio esterno del cuore. Non saldarlo al filo interno del cuore interno! Il filo interno è 5V per i LED.

Collegare il filo interno del cuore LED interno ai 5V dell'Arduino Nano e DATA-IN del primo LED RGB al pin D12.

Passaggio 8: installazione del sensore di battito cardiaco

Il sensore MX30102 misura i battiti cardiaci e la pressione sanguigna quando viene toccato con un dito. Saldare la scheda sulla metà superiore del guscio del cuore. Usa una piccola apertura ai lati della tavola. Questi sono GND e poiché anche il guscio del cuore sarà GND, è perfetto. Assicurati di poter toccare il piccolo componente nero sulla scheda: quello è il sensore.

Prendi 3 cavi flessibili: ho usato un cavo di rame per trasformatore isolato da 0,3 mm a forma di molla. E saldarli ai pin SCL, SDA e VIN sulla scheda MAX30102 come segue:

• SCL a pin A5
• Da SDA a pin A6
• VIN a pin 5V

Questi sono tutti i collegamenti elettrici necessari. Prima di saldare i gusci superiore e inferiore insieme. Dovresti verificare se funziona. Sarebbe difficile da riparare in seguito.

Passaggio 9: caricamento dello schizzo e test

Collega Arduino al computer e carica lo sketch allegato a questo post. L'interruttore di alimentazione deve essere acceso. Dopo che è stato caricato, il piccolo LED rosso sul sensore del battito cardiaco dovrebbe accendersi. Se lo tocchi, i LED dovrebbero iniziare a lampeggiare in base ai battiti del tuo cuore. Possono essere necessari fino a 15 secondi per misurare correttamente i battiti cardiaci, quindi non essere disperato se non è istantaneo.

Passaggio 10: tocco finale

Lavori? Bene! Saldare il guscio superiore e inferiore insieme e pulire l'intero cuore con un detergente a base di alcol per rimuovere il flusso rimanente.

Hai fatto! Fammi sapere se funziona per te e posta foto di come è venuto fuori il tuo cuore. mi interessa molto!

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Sono Jiri Praus.

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