Jupe en fibre optique pour méduses : 16 étapes (avec photos)

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

Parce que l'effet de la fibre optique est si fascinant, je pensais faire une tenue avec de la fibre optique et des LED RVB. Il m'a fallu un certain temps avant de trouver un design et de comprendre comment attacher les fibres sur la bande LED. Au final, j'ai réalisé cette jupe Jelly Fish: des brins de fibre optique sont collés dans des tubes en vinyle qui sont scotchés sur une bande LED et une ceinture. À l'arrière se trouve un petit sac pour la batterie et le microcontrôleur qui alimente la LED en énergie et en données. Parce que les LED sur la bande sont adressables, la ceinture peut s'allumer dans différentes couleurs et motifs préprogrammés.

Ce projet est un excellent moyen de commencer avec les LED RVB et d'apprendre à programmer avec l'IDE Arduino. Et pas de soucis, vous n'avez besoin ni d'excellentes compétences en soudure ni en programmation pour fabriquer cette jupe.

Étape 1: Fournitures

Matériaux

· Fibre optique 200 x 2 m de long - 0,05 cm de diamètre [eBay]

· LED RGB adressables 5V (60/m) avec étui en silicone [Adafruit, eBay]

· Microcontrôleur Arduino [Sparkfun, Adafruit, Watterott]

· Batterie lithium (ion) polymère ou banque d'alimentation USB [Sparkfun, Adafruit, eBay]

· Tube en vinyle transparent - 0,6 cm de diamètre [quincaillerie]

· Adhésif époxy transparent 5 minutes ou E6000 pour plastique [quincaillerie]

· Ruban adhésif transparent solide (de préférence bifilament) [quincaillerie]

· Thermorétractable - 1 cm de diamètre [quincaillerie]

· 1,5 m de câble/fil de cuivre toronné 22 AWG [quincaillerie]

· Ceinture fine

· Velcro à dos collant solide de 10 cm [magasin de tissus]

· Tissu pour sac de batterie

Outils

· Pistolet à colle chaude

· Fer à souder

· Soudure

· Couteau

· Ciseaux

· Briquet

· Pistolet thermique

· Aiguille et fil

· Ruban à mesurer

Étape 2: Bande LED RVB

Les LED RVB peuvent s'allumer dans différentes couleurs et motifs car elles sont adressables. Chaque LED RVB a une LED rouge, verte et bleue ainsi qu'une minuscule puce pilote. En raison de la puce, la LED RVB est plus intelligente qu'une LED ordinaire. La puce de chaque LED connaît sa propre position sur la bande et peut également contrôler individuellement la luminosité du rouge, du vert et du bleu. Par conséquent, presque tous les motifs et couleurs imaginables peuvent être programmés.

Entre chaque LED individuelle, vous pouvez trouver trois lignes: +5V, DO/DI et GND. La ligne 5V (qui signifie "5 Volts") alimente la LED; DI/DO (qui signifie « Entrée de données » et « Sortie de données ») indique à la LED comment et quand s'allumer; GND signifie masse. Au-dessus de ces trois lignes se trouve le symbole d'un petit ciseau - c'est le seul endroit où vous devez couper la bande LED.

Vous devriez également trouver des flèches sur la bande. Les flèches indiquent la direction dans laquelle les données se déplacent. Il est important d'indiquer le début et la fin de la bande: le bord coupé avec la flèche pointant à l'opposé de vous est le début. Ce côté doit être connecté à une source d'alimentation et à un microcontrôleur. Avant d'utiliser une bande LED dans un projet, assurez-vous de vérifier que toutes les LED fonctionnent. À l'étape 14, nous verrons comment télécharger un programme et tester votre bande LED.

Les bandes LED sont livrées avec différentes densités de LED (30 LED/m, 60 LED/m ou 90 LED/m). Pour ce projet, je recommanderais d'utiliser 60 LED/m ou même plus de LED/mètre pour une jupe plus ample.

Étape 3: Microcontrôleur

Il existe de nombreux microcontrôleurs différents parmi lesquels choisir. Sur la photo, vous pouvez voir 4 microcontrôleurs différents que j'utilise habituellement pour les appareils portables: Le Wattuino Nanite85 rouge de Watterott est la plus petite carte avec un microprocesseur Atmel ATtiny85. C'est idéal pour la plupart des projets portables. Même s'il n'a pas de gros trous pour la couture, il est facile à attacher sur vos vêtements car il est si petit. Sur la carte se trouve un chargeur de démarrage USB pour le connecter à votre ordinateur et connecter une source d'alimentation comme une banque d'alimentation. La carte a 6 broches: 4 broches de données, 1 GND et 1 alimentation.

Le petit tableau noir est Gemma d'Adafruit qui possède également un microprocesseur Atmel ATtiny85. Les trous sont un peu plus gros et vous pouvez utiliser du fil conducteur pour le coudre. Gemma dispose d'un port USB et d'une connexion JST pour les batteries lithium-polymère. La carte est idéale pour les petits projets car elle possède 6 broches: 3 broches de données, 1 GND et 2 d'alimentation (3 V et Vout).

Le plus gros microcontrôleur noir est leFlora d'Adafruit. Le Flora dispose d'un microprocesseur plus puissant (Atmel Mega 32u4) et peut être utilisé pour des projets complexes (connexion de plusieurs capteurs, microphones, etc.). La carte dispose d'un port USB et d'un connecteur JST pour les batteries lithium-polymère. Outre les 14 broches (8 données, 3 GND et 3 alimentation), il y a aussi un interrupteur marche/arrêt sur la carte.

Le microcontrôleur violet est le LilypadArduino Simple de Sparkfun avec un microprocesseur Atmel Mega328. La carte a un connecteur JST, un interrupteur marche/arrêt ainsi qu'un bouton-interrupteur programmable. Étant donné que le port USB n'est pas sur la carte (rupture FTDI), il est plus compliqué d'utiliser une banque d'alimentation pour l'alimentation. Il a 11 broches: 9 broches de données, 1 GND et 1 alimentation. Le Lilypad est lavable et convient aux projets de couture en raison de ses gros trous.

Pour ce projet, j'ai utilisé le Flora. J'aurais pu utiliser un microcontrôleur plus petit mais c'était le seul que j'avais sous la main à ce moment-là.

Étape 4: Alimentation

Les batteries au lithium polymère sont puissantes et faciles à recharger. Selon la capacité (mA), les batteries sont disponibles en différentes tailles. Les batteries au lithium polymère sont généralement livrées avec un connecteur JST à 2 broches, qui peut être branché sur le microcontrôleur. Une batterie de 3,7 V a environ 4,2 V lorsqu'elle est complètement chargée et meurt à 3,0 V.

La bande LED doit fonctionner sur une alimentation 5 V mais elle fonctionne également avec une batterie 3,7 V. Cependant, ne dépassez jamais 5 V.

Quelle capacité est adaptée à votre projet ? Une LED consomme environ 60 mA (milliampères) de courant. Imaginez que vous ayez 20 LED sur votre bande, elles consommeront très probablement 1 200 mA au total. Une batterie de 1200 mAh (milliampères-heures) peut fournir 1200 mA pendant une heure, donc si votre batterie a une capacité de 2 500 mAh, elle durera deux heures ou plus:

2 500 mAh/1 200 mA = 2,08 heures

Étant donné que les LED ne fonctionneront pas à pleine luminosité tout le temps, la batterie durera probablement plus longtemps. Vous pouvez trouver un excellent guide sur l'estimation de l'autonomie de votre batterie sur Adafruit. Lorsqu'elles ne sont pas utilisées correctement, les batteries Lithium Polymère peuvent être très dangereuses. Si vous n'êtes pas trop familier avec l'électronique, je vous recommande d'utiliser une banque d'alimentation USB. Il est livré avec un câble USB pour alimenter/charger de petits appareils électroniques comme votre smartphone ou dans ce cas, un microcontrôleur. Il est plus sûr de porter une banque d'alimentation USB sur votre corps car la batterie au lithium polymère est protégée dans un boîtier en aluminium et moins susceptible d'être endommagée, ce qui pourrait la faire fuir ou exploser. Vous ne voulez pas que cela se produise. Dans ce tutoriel, j'ai utilisé directement une batterie au lithium polymère (pas dans un boîtier en aluminium). Depuis, je suis passé à l'utilisation de banques d'alimentation.

Étape 5: Couper la bande LED et la ceinture

Pour commencer, vous devez déterminer la longueur de la ceinture et le nombre de LED et de brins de fibre optique dont vous aurez besoin. Mesurez votre tour de taille (aide à la prise de mesures) et découpez une bande LED aussi longue que votre mesure. Coupez la bande sur la ligne de coupe la plus proche marquée avec des petits ciseaux (voir photo). Dans le meilleur des cas, la bande LED est légèrement plus courte que la longueur de votre tour de hanches. Comptez maintenant les LED sur la bande - c'est le nombre de brins de fibre optique individuels que vous allez préparer. C'est aussi le nombre de LED que vous devez déclarer dans le code NeoPixel avant de télécharger le programme sur votre microcontrôleur.

Ma bande a 60 LED par mètre. Après avoir coupé un morceau de 70 cm de long, il reste 42 LED sur la bande.

Plus tard, je collerai la bande LED sur une fine ceinture pour plus de soutien. La ceinture doit être aussi large que la bande LED et environ 10 cm plus longue. Parce que vous utiliserez du Velcro pour fermer la ceinture, assurez-vous de couper la boucle de la ceinture.

Étape 6: Souder les fils sur la bande LED

À l'étape suivante, vous devrez souder les trois fils sur la bande LED et la sceller avec de la colle chaude et du thermorétractable. Poussez d'abord un petit morceau de thermorétractable (environ 1,5 cm de long) sur l'étui en silicone. Ensuite, coupez trois fils et soudez un fil à chacune des broches conductrices +5V, DIN et GND au début de la bande (tutoriel sur la soudure des bandes LED). Si vous utilisez le même fil de couleur pour les trois lignes, mettez du ruban adhésif autour de chaque fil et marquez-les pour ne pas les mélanger. Assurez-vous que les fils sont suffisamment longs - environ 30 cm - pour les souder ultérieurement à votre microcontrôleur. Faites-les plus longtemps que vous ne le pensez si vous n'êtes pas sûr.

Poussez maintenant une petite quantité de colle chaude dans le boîtier en silicone, mais pas jusqu'à recouvrir la première LED de colle. Pendant que la colle est encore molle, tirez le thermorétractable à mi-chemin sur l'étui en silicone et à mi-chemin sur les fils. Pressez un peu de colle de la bande dans le tube thermorétractable et utilisez un pistolet thermique, un briquet ou le fer à souder pour réchauffer le thermorétractable jusqu'à ce qu'il soit bien serré autour de la bande et des fils. Maintenant, scellez l'autre extrémité de la bande LED avec de la colle chaude.

Étape 7: préparer les faisceaux de fibres optiques

J'ai acheté un brin de 2 m de long de 200 fibres optiques d'un diamètre de 0,05 cm. Il existe des fibres optiques plus fines sur le marché, mais plus la fibre est épaisse, plus les extrémités brilleront et moins elles risquent de se casser.

Parce que je voulais que la jupe mesure environ 50 cm de long, j'ai coupé le brin de fibre optique trois fois et j'ai obtenu 800 fibres à 50 cm.

Maintenant, un petit paquet de fibres optiques doit être collé sur chaque LED. J'ai utilisé un tube en vinyle transparent d'un diamètre de 0,6 cm, que j'ai coupé en 42 morceaux (nombre de mes LED) de 3 cm de long chacun. J'ai mis environ 17 fibres dans chaque morceau de vinyle et je les ai poussés à travers le tube et un peu au-delà de l'extrémité, environ 3 à 4 cm. Selon l'épaisseur de vos fibres ou de votre tube en vinyle, vous pouvez avoir une quantité différente de fibres dans chaque tube. Utilisez-en autant que possible.

À la fin, étalez de la colle transparente (j'ai utilisé E6000) entre les fibres. Assurez-vous que la colle pénètre entre les fibres et tirez le haut du brin dans le tube. J'ai choisi à l'origine un époxy de 5 minutes mais ce n'était pas le meilleur choix. La colle est devenue très dure et les fibres se cassaient parfois. Un adhésif transparent E6000 fonctionne tout aussi bien et est plus flexible.

Étape 8: Rendre la fibre optique plus brillante

Lorsque la colle est sèche, coupez environ 0,5 cm de l'extrémité du tube avec un couteau bien aiguisé. Assurez-vous que toutes les fibres sont maintenant alignées avec l'extrémité coupée et ne reculent pas à l'intérieur. Plus la coupe est nette, mieux la lumière sera transférée aux fibres.

Pour rendre les extrémités encore plus brillantes, vous pouvez également faire fondre l'extrémité coupée. Tenez l'extrémité du tube en vinyle près d'une flamme propre (four à gaz ou briquet mais pas de bougie) jusqu'à ce que les fibres soient légèrement fondues. Soyez prudent cependant et ne le tenez pas trop près de la flamme - vous ne voulez pas brûler le tube. Maintenant, les pointes des fibres devraient briller deux fois plus.

Étape 9: Séparez les fibres

Maintenant, les brins individuels sont presque terminés. Pour une jupe plus ample, nous devons séparer les fibres. Au bout du tube où sortent les fibres, étalez-les uniformément et mettez délicatement un peu de colle chaude dessus. N'utilisez pas trop de colle ou ne placez pas le pistolet à colle trop près car les fibres vont fondre et se plier. Maintenez-le en place jusqu'à ce que la colle soit sèche.

Étape 10: Construisez un support de tube en vinyle

La bande LED est dotée d'un boîtier en silicone amovible et étanche. J'ai essayé beaucoup de colles différentes mais rien n'a collé au silicone de façon permanente. Cependant, je voulais garder l'étui en silicone pour la protection.

Pour fixer le faisceau de fibres au-dessus de chaque LED, il est nécessaire de construire un petit support en colle chaude. Placez un brin de fibre optique au-dessus d'une LED et mettez de la colle chaude autour et sur les côtés droit et gauche du tube - attendez qu'il soit sec. Répétez l'opération pour tous les autres brins de fibres, individuellement. Ensuite, faites fondre délicatement la colle sur le côté et collez 4 à 5 tubes ensemble – faites très attention à la distance entre les tubes en vinyle. En fin de compte, chaque faisceau de fibres optiques devrait être juste au-dessus d'une LED.

Étape 11: Ruban Tubes sur Bande et Ceinture

À l'étape suivante, coupez le canard tape en fines lanières de 5 cm de long et collez les porte-tubes autour de la bande LED et de la ceinture. Commencez par l'extrémité de la bande qui a les 3 fils et laissez 10 cm de ceinture à découvert. Assurez-vous de placer chaque brin exactement au-dessus d'une LED. Après avoir fixé une section de supports de tubes, fixez la section suivante avec le même processus que la dernière étape où nous avons fabriqué les supports eux-mêmes. Ensuite, attachez la section suivante. Ne collez pas encore les trois derniers tubes du dernier support sur la bande et la ceinture.

À l'extrémité avec les 3 fils, découpez un petit trou dans la ceinture et tirez les trois fils à travers le trou. Pliez les fils vers le centre de la bande et fixez-en quelques-uns avec quelques boucles de ruban adhésif. Nous allons éventuellement conduire les fils plus loin là où se trouvera la poche de la batterie.

Étape 12: Faire une poche de batterie

Pour la batterie et le microcontrôleur, j'ai cousu une petite poche. Si vous ne savez pas coudre, coupez simplement deux morceaux de tissu carrés et collez-les ensemble. Pour l'attacher à la ceinture, j'ai découpé un carré avec une poignée dans un tissu maillé en plastique (voir photo) - un tissu ordinaire devrait tout aussi bien fonctionner. Le carré doit être à peu près de la même taille que la poche de la batterie.

Choisissez maintenant un endroit où vous souhaitez transporter la poche de batterie. Le mien est à l'arrière un peu à droite. Retirez maintenant la boucle de ruban entre les deux tubes en vinyle où vous souhaitez placer la poche et poussez la poignée entre la bande LED et la ceinture. Tirez la poignée vers le bas et cousez ou collez-la sur le carré. Collez du velcro sur la poche et le support de la batterie. N'oubliez pas non plus de coller à nouveau la bande LED sur la ceinture.

J'ai choisi le velcro car je voulais pouvoir remplacer le sac de batterie en fonction de la tenue que je porte. Il existe de nombreuses autres façons de fabriquer un sac de batterie permanent encore plus sûr et plus sécurisé.

Étape 13: Construisez l'attache de la ceinture

Coupez un morceau de velcro de 10 cm de long et collez le morceau rugueux sur le dessus de la ceinture où nous avons laissé 10 cm à découvert. Mettez la pièce floue de côté pour plus tard.

Parce que la ceinture est un peu lourde, j'avais peur que le velcro s'ouvre pendant que je la portais. Pour plus de maintien, j'ai découpé trois petites bandes velcro. À l'extrémité de la ceinture où vous avez laissé 3 tubes non scotchés, collez les petites bandes velcro entre la ceinture et la bande LED, alignées sous les tubes. La pièce floue doit coller à la bande LED, tandis que le côté rugueux doit coller à la ceinture. La pièce floue doit dépasser d'un côté et la pièce rugueuse doit dépasser de l'autre. Par conséquent, chaque pièce ne pourra être qu'à mi-chemin entre la ceinture et la bande LED, avant de toucher l'autre pièce. Les côtés collants qui dépassent du ruban LED et de la ceinture peuvent être recouverts de tissu afin qu'ils ne soient plus collants.

Avec des bandes de ruban adhésif, fixez les derniers supports de tubes en vinyle sur la ceinture.

Maintenant, récupérez le morceau flou de 10 cm que vous aviez mis de côté. Collez-le sous la ceinture du même côté où vous venez de mettre les petites bandes velcro.

Vous pouvez maintenant essayer la jupe et fermer la ceinture.

Étape 14: Téléchargez le programme LED

Vous devez maintenant télécharger le programme LED sur votre microcontrôleur.

Puisqu'il y a tellement de tutoriels bien écrits et détaillés, je vais juste partager les liens avec vous: vous pouvez trouver des informations utiles sur le site Web Arduino ou le didacticiel Adafruit Flora.

Un excellent programme LED pour commencer est le Strandtest d'Adafruit. Suivez simplement le didacticiel, téléchargez le fichier zip NeoPixel et ajoutez-le à votre bibliothèque Arduino. Si vous souhaitez en savoir plus sur les LED RVB et écrire votre propre code, consultez la bibliothèque FastLED. C'est une autre bibliothèque Arduino pour programmer des bandes LED et des pixels adressables. Consultez la communauté Fast LED pour voir quelques excellents exemples.

Étape 15: Connectez la bande au microcontrôleur

Soudez le fil +5 V de la courroie à la broche VBAT du microcontrôleur, GND à GND et le fil de données à la broche que vous avez définie dans le code LED que vous avez téléchargé sur le microcontrôleur. J'ai choisi la broche 6. Pour être sûr que les fils ne se déchireront pas, j'ai scotché le Flora sur un morceau de plastique et protégé les broches avec de la colle chaude. Vous pouvez également voir un petit bouton interrupteur dans le coin gauche - je l'ai ajouté pour changer entre les différents modèles de LED. Connectez maintenant votre source d'alimentation au microcontrôleur et la ceinture LED devrait s'allumer.

Étape 16: … Presque terminé

Presque fini! Vous pouvez maintenant couper les fibres à différentes longueurs. Si vous souhaitez des effets différents, vous pouvez utiliser du papier de verre sur toute la longueur des fibres ou plier légèrement les fibres. J'ai poncé un peu plus les extrémités pour une lueur plus diffuse vers les extrémités.

Merci d'avoir lu mon instructable et amusez-vous à construire et à porter votre jupe. Si vous avez des questions ou si quelque chose n'est pas clair, n'hésitez pas à demander.