Battement de cœur LED : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Cela fait 5 merveilleuses années que j'ai épousé ma femme. Je lui donne ce cœur électronique. Il peut sentir l'excitation. Il bat selon le rythme cardiaque du porteur. Elle m'a soutenu dans plusieurs de mes quêtes folles.

Comme toutes mes créations, je suis allé un peu artistique ici et j'ai fait la forme de cœur en treillis métallique en laiton. Toute l'électronique est cachée en toute sécurité à l'intérieur du cœur et alimentée par une batterie LiPo.

Étape 1: Matériel et outils

Matériel

• Fil de laiton 1mm
• Fil de laiton 0.8mm
• Pâte à souder
• Modèle de coeur imprimé en 3D

La source STL et le GCode pour le modèle de cœur sont joints. Notez que le cœur imprimé est légèrement agrandi par rapport au modèle d'origine pour s'adapter à toute l'électronique.

Composants electroniques

• Arduino NANO (Aliexpress)
• Chargeur de batterie LiPo (Aliexpress)
• Batterie LiPo (Aliexpress)
• MAX30102 Capteur de fréquence cardiaque (Aliexpress)
• Carte de dérivation Micro USB (Aliexpress)
• 9 LED RVB WS2812B (Aliexpress)
• Mini-interrupteur (MSK-12C02)

Outils

• station de soudure avec panne de 3 mm
• pinces
• pince coupante de fil
• pince à épiler
• ruban adhésif double face
• mains fermes

Étape 2: Préparation du modèle

La sculpture de cœur est construite et soudée autour d'un modèle de cœur imprimé en 3D. Imprimons donc le modèle vous-même pour qu'il soit prêt pour la prochaine étape - souder le maillage. Le coeur est légèrement plus grand que le modèle original, les dimensions sont de 100x84x49,5 mm.

Il n'y a pas besoin d'une haute précision ou d'une belle sortie lisse. Ma configuration d'imprimante 3D est un profil de vitesse PLA avec une couche de 0,30 mm. Cela n'aura pas l'air joli, mais pour un gabarit jetable, c'est suffisant. Vous gagnerez du temps et du filament.

Si vous avez Prusa i3 MK3S, vous pouvez utiliser mon fichier GCode immédiatement pour le meilleur résultat.

Modèle original par VARRG

Étape 3: Souder la coque extérieure

Faites chauffer votre station de soudure à 270°C, préparez votre soudure et votre fil de laiton. Il est temps de commencer à construire une coque extérieure sur le modèle en plastique imprimé à l'étape précédente. Ça va être long, ne te dépêche pas. Si vous êtes fatigué, faites une pause d'une journée.

Choisissez un côté du cœur et commencez par mettre un seul fil sur un seul bord du gabarit. Le ruban adhésif double face est un excellent ami qui vous aidera à maintenir le fil en place. Ajoutez un deuxième fil et soudez-les ensemble. Ajoutez un troisième fil et créez le premier triangle. Utilisez de la pâte à souder pour faire des points de soudure lisses.

Continuez à mettre des fils jusqu'à ce que tous les bords d'un côté soient recouverts de fils. Arrêtez-vous lorsque les fils commenceront à se plier de l'autre côté. Vous ne pourrez pas retirer le maillage en laiton du gabarit.

Retournez le gabarit et recommencez de l'autre côté du cœur. Continuez jusqu'à ce que vous rencontriez les fils de l'autre côté. Ne soudez pas ces deux côtés ensemble. Une fois terminé, vous pouvez retirer le treillis métallique du gabarit et être fier de vous.

Étape 4: Schémas et composants électroniques

Avez-vous votre coque extérieure en laiton prête? Il est maintenant temps de faire un "cerveau" de ce beau cœur. Le noyau est un microcontrôleur Arduino Nano qui lit les données d'impulsion d'un module de capteur de fréquence cardiaque MAX30102 via un bus I2C. Les effets visuels sont créés par un ensemble de 9 LED RGB adressables WS2812b contrôlées par Nano. L'alimentation est maintenue par un module chargé par batterie TP4056 qui peut à la fois alimenter l'Arduino en 5V à partir d'une batterie LiPo et charger la batterie à partir du port USB.

Même si le TP4056 et l'Arduino Nano disposent d'un port USB, un USB supplémentaire est présenté. Il divise les lignes USB en lignes électriques gérées par TP4056 et en lignes de données gérées par Arduino. Sinon, les lignes électriques seraient mélangées et le circuit ne fonctionnerait pas.

Étape 5: Cœur intérieur LED

Allumons la chose ! Nous allons faire le cœur des LED RVB internes. C'est assez simple. N'hésitez donc pas à les souder ensemble pour être prêt pour la partie assemblage final.

Ce dont vous aurez besoin:

• modèle de papier
• LED RVB WS2812b (9x)
• fil de laiton de 0,8 mm

Pas:

1. Imprimez le modèle et couvrez les taches rouges avec du ruban adhésif double face.
2. Placez les LED RVB sur les points rouges du modèle à l'envers. Les quatre fils doivent pointer vers vous. Il est sage de fabriquer les broches GROUND et VCC pour vous assurer de les souder correctement. Placez la goupille de TERRE face à l'anneau extérieur du cœur.
3. Pliez et soudez l'anneau extérieur du cœur aux broches de TERRE des LED.
4. Pliez et soudez la bague intérieure du cœur aux broches VCC des LED.
5. Connectez les LED dans la chaîne - Chaque LED a une broche DATA-IN et DATA-OUT. Si vous connectez la première broche de sortie de données LED à la prochaine broche d'entrée de données LED, vous créerez une chaîne qui peut être contrôlée avec un seul fil. Utilisez des fils courts entre chacune des LED. La broche d'entrée de données est située du même côté que GROUND.
6. Nettoyez le cœur avec de l'alcool.

Étape 6:

Ce sera la partie la plus difficile de toutes car elle nécessitera des connaissances en électronique.

Alimentation de l'Arduino NANO

Le circuit que j'ai mis en place n'est pas le plus simple à réaliser mais c'était le plus élégant pour le cœur lui-même. Si vous avez trouvé cela trop difficile, vous pouvez consulter les autres variantes à la fin de cette section.

Commençons par alimenter l'Arduino Nano avec la batterie LiPo. Si vous consultez les schémas, vous pouvez voir que la ligne d'alimentation de l'USB ne se connecte pas directement à Arduino Nano mais est plutôt contournée via un module de charge de batterie TP4056. Cela garantit que la batterie peut être correctement chargée et que le cœur peut être éteint par l'interrupteur. Dessoudez le connecteur USB de l'Arduino Nano et ajoutez la carte de dérivation micro USB. Connectez les lignes de données et la ligne de masse à l'Arduino NANO comme on peut le voir sur l'image. Alignez le centre de la carte de dérivation avec l'Arduino NANO pour qu'il soit joli.

Prenez la carte de charge de batterie TP4056 et soudez-la avec deux fils sur la face inférieure de l'Arduino Nano - connectez OUT+ avec 5V sur la carte Arduino et OUT- à GND. J'ai fait un espace entre l'Arduino Nano et la carte de charge de la batterie pour installer la batterie LiPO 500mA. Connectez maintenant l'alimentation de la carte de dérivation USB à IN+ sur la carte de charge de la batterie et enfin IN- à GND. La batterie à souder mène aux plots B+ (fil rouge) et B- (fil noir) sur la carte de charge de la batterie via l'interrupteur d'alimentation. Vous pouvez maintenant essayer de mettre la carte sous tension pour la première fois. Esperons que ça marche!

Astuce: Dessoudez également la LED d'alimentation de l'Arduino UNO. Elle toujours allumée est dérangeante pour le cœur.

Variante 1: Vous pouvez également utiliser la construction USB sur la carte Arduino NANO. Si vous dessoudez la diode de redressement qui se trouve en bas de la carte, vous pouvez souder en utilisant le 5V du mini USB et cela n'alimentera plus la carte.

Variante 2: Votre cœur peut avoir deux clés USB - une pour la programmation et une pour charger la batterie. Les modules de charge de batterie Arduino Nano et TP4056 ont tous deux un seul USB, vous pouvez les utiliser. Ce n'est pas élégant mais assez simple à faire.

Variante 3: Si vous n'avez pas besoin d'un cœur alimenté par batterie, vous pouvez omettre la carte USB supplémentaire et le circuit de charge électrique.

Étape 7: Intégrer le cerveau dans le cœur

Soudez le cœur intérieur dans la moitié inférieure de la coque du cœur. Le fil extérieur du cœur intérieur est GND et la coque elle-même sera également GND. Utilisez donc des fils de laiton courts pour le placer exactement au centre du cœur, comme on peut le voir sur les photos.

Prenez maintenant l'Arduino avec la batterie préparée ci-dessus et soudez-le dans le cœur intérieur. Utilisez autant de fils que nécessaire pour vous assurer qu'il tiendra à l'intérieur du cœur. Utilisez à nouveau les broches GND sur les cartes et la coque de l'USB comme point de soudure à la coque externe du cœur. Ne le soudez pas au fil intérieur du cœur intérieur ! Le fil intérieur est de 5V pour les LED.

Connectez le fil intérieur du cœur LED intérieur au 5V de l'Arduino Nano et DATA-IN de la première LED RVB à la broche D12.

Étape 8: Installation du capteur de rythme cardiaque

Le capteur MX30102 mesure les battements cardiaques et la pression artérielle lorsqu'il est touché avec un doigt. Soudez la planche sur la moitié supérieure de la coque du cœur. Utilisez une petite ouverture sur les côtés de la planche. Ce sont des GND et puisque la coquille du cœur sera également GND, c'est parfait. Assurez-vous que vous pouvez toucher le petit petit composant noir sur la carte - c'est le capteur.

Prenez 3 fils flexibles - j'ai utilisé un fil de cuivre de transformateur isolé de 0,3 mm sous la forme d'un ressort. Et soudez-les aux broches SCL, SDA et VIN de la carte MAX30102 comme suit:

• SCL à broche A5
• Broche SDA vers A6
• VIN à broche 5V

C'est toutes les connexions électriques qui sont nécessaires. Avant de souder les coques supérieure et inférieure ensemble. Tu devrais tester si ça marche. Ce serait difficile à réparer par la suite.

Étape 9: Téléchargement de l'esquisse et test

Connectez Arduino à l'ordinateur et téléchargez le croquis joint à ce message. L'interrupteur d'alimentation doit être allumé. Une fois le téléchargement terminé, la petite LED rouge du capteur de rythme cardiaque doit s'allumer. Si vous le touchez, les LED devraient commencer à clignoter en fonction de vos battements cardiaques. Cela peut prendre jusqu'à 15 secondes pour mesurer correctement les battements cardiaques, alors ne désespérez pas si ce n'est pas instantané.

Étape 10: touche finale

Travaux? Bon! Soudez la coque supérieure et la coque inférieure ensemble et nettoyez tout le cœur avec un nettoyant à base d'alcool pour éliminer le flux restant.

Vous avez terminé! Faites-moi savoir si cela fonctionne pour vous et publiez des photos de l'évolution de votre cœur. Je suis vraiment intéressé !

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Je suis Jiri Praus.

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Premier prix du concours de coeur