arduino交互設(shè)計(jì)作品2019—害羞的郁金香

ID:487444 · 發(fā)表于 2019-3-9 16:00

永遠(yuǎn)盛開的郁金香

機(jī)械郁金香雕塑，只需輕輕觸摸即可綻放，可以發(fā)出五彩斑斕的光亮。

硬件材料

1 * Arduino Nano R3

1 * SG90舵機(jī)

1 * TTP223觸摸模塊

1 * 1毫米黃銅線

1 * 2毫米黃銅管

1 * 0.3mm絕緣銅線

7 * WS2812 5050 LED燈

30 * 白色貼片1206 LED

故事

永恒的花朵，永恒的愛。一個(gè)完美的不只是情人節(jié)可以送給你所愛的人的禮物。這款郁金香只需輕輕觸摸即可綻放出任何顏色。它的六個(gè)花瓣將慢慢打開并點(diǎn)亮。當(dāng)花瓣關(guān)閉時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生令人難以置信的環(huán)境光線和葉子圖案。

如何實(shí)現(xiàn)

在我告訴你如何創(chuàng)造這種美之前，先簡(jiǎn)單地談?wù)勊侨绾芜\(yùn)作的。郁金香由6個(gè)花瓣組成，每個(gè)花瓣有5個(gè)貼片白色LED。每個(gè)花瓣都與一個(gè)Arduino輸出引腳相連�；ㄈ镫[藏了7個(gè)RGBLED。從電氣的角度來說，整個(gè)花是負(fù)電壓的，花瓣中的靜脈是正電壓。花瓣通過推桿打開，推桿一直沿著莖桿向底座延伸。推桿由小型舵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制。閥桿側(cè)面的小葉片連接到底座內(nèi)的TTP223觸摸傳感器，并創(chuàng)建一個(gè)電容式觸摸板。木質(zhì)底座包含舵機(jī)，觸摸IC和ArduinoNano。讓我們自己構(gòu)建一個(gè)吧！

我沒有告訴你材料的任何尺寸和花朵的確切形狀。我認(rèn)為每朵花都應(yīng)該是獨(dú)一無二的。

花瓣（4小時(shí)）

讓我們從最令人滿意的部分開始- 開花的花瓣。

你需要的第一件事是開花的模板。我用石膏澆注成管模具。干燥后，我把它塑造成郁金香花。你也可以3D打印它，但我沒有3D打印機(jī)。石膏很棒，因?yàn)樗苋菀准庸�，鉛筆可以在上面畫畫。單瓣是模板表面的1/4，所以最后當(dāng)它們有6個(gè)時(shí)，它們會(huì)略微重疊，形成郁金香花朵的精確外觀。我用鉛筆在石膏表面畫出花瓣形狀。當(dāng)我對(duì)花瓣形狀感到滿意時(shí)，我用刀子將它雕刻成石膏，以幫助我在焊接時(shí)將桿固定到位。

花瓣由1毫米的黃銅棒組成，一直圍繞著形狀�；ò陜�(nèi)部是5個(gè)1206白色LED和來自同一根線的“靜脈”結(jié)構(gòu)。首先，創(chuàng)建圓周線，花時(shí)間彎曲它。切下一小段管子并將其放在電線的底部平坦部分- 這將是鉸鏈花瓣將四處移動(dòng)。焊絲末端焊接在一起，確保不要用焊料填充管子。它需要自由移動(dòng)。用LED和靜脈結(jié)構(gòu)完成花瓣�？次易鲆粋€(gè)花瓣。對(duì)我感到羞恥，這是我制作這首花的唯一鏡頭。

現(xiàn)在再做5個(gè)。所有花瓣都需要完全相同。這真的很重要。否則，它們?cè)陉P(guān)閉時(shí)不會(huì)像一個(gè)漂亮的郁金香形狀，甚至可能卡住。

開花（1小時(shí)）

是時(shí)候?qū)⑺谢ò旰附釉谝黄鹆恕；ǖ幕渴橇切? 6個(gè)花瓣�；ò晖ㄟ^鉸鏈固定在六邊形上。然而，六邊形略微不規(guī)則。我失敗很多次�；ò晷枰嗷ブ丿B，如果六邊形是規(guī)則的，則不允許。三個(gè)花瓣靠近中心（內(nèi)花瓣），另外三個(gè)花瓣稍微偏移（外花瓣）。為此，我創(chuàng)建了一個(gè)模板并將其打印在紙上。紅色形狀是由兩個(gè)嵌套的正六邊形組成的最終不規(guī)則六邊形。將所有鉸鏈（管道）焊接到六邊形上。從模板中心出來的光線將幫助你將花瓣焊接到正確的位置�；ò甑闹行男枰S從六邊形中心出來的射線。最后，當(dāng)你關(guān)閉花瓣時(shí)，你將擁有最后的花朵形狀。

制作閥桿和推桿（1小時(shí)）

首先完成了開花內(nèi)部的機(jī)制，然后添加了一個(gè)桿和推桿。它為制作增添了許多痛苦。有一次，我?guī)缀跸氚阉鼇G棄，永不回頭。花瓣的移動(dòng)是由1毫米黃銅推桿在黃銅管內(nèi)自由移動(dòng)而產(chǎn)生的�；ò晖ㄟ^一個(gè)非常小的六邊形與推桿連接，每側(cè)有2mm長(zhǎng)的鉸鏈- 推桿頭。六邊形垂直地坐在推桿上，借助穿過六邊形中心的小桿。這是制表師的工作。

為了做推桿頭，我做了第二個(gè)模板。首先，彎曲電線以形成微小的六邊形。然后切下2毫米長(zhǎng)的小管并將它們放在電線上。焊接電線以完成六邊形形狀。再次確保不要將管道焊接到電線上。繼續(xù)將焊絲焊接到六邊形的中心。并通過垂直于推桿頭中心焊接1毫米線完成桿。

將黃銅管切成所需長(zhǎng)度。而現(xiàn)在是第二個(gè)關(guān)鍵部分。莖需要與花的六角形基部完全垂直，需要在其正中心，并且需要有足夠的空間讓推桿頭向下移動(dòng)以關(guān)閉花瓣。首先，我將兩根電線焊接到閥桿的一端以形成V形膨脹。這些將是連接桿與六邊形基座頂點(diǎn)的6根線中的2根。

因此將花朵倒置并將V形膨脹物焊接到六角形底座的兩個(gè)相對(duì)頂點(diǎn)。檢查形狀。如果你把桿放在桿內(nèi)，它需要在花的中心出來�；c(diǎn)時(shí)間在這里完美。這真的是一個(gè)至關(guān)重要的部分。當(dāng)你使用它時(shí)，在六邊形頂部的其余部分和桿頂部之間焊接4根導(dǎo)線。確保不要焊接管道內(nèi)的孔！

花瓣機(jī)制（6小時(shí)）

我差點(diǎn)把它丟進(jìn)垃圾桶里。你要釘它！對(duì)于這一部分，我受到蒸汽機(jī)及其桿，活塞和飛輪的啟發(fā)。

用莖將花固定在向上的位置。將推桿穿過閥桿，頭部朝上。垂直于推桿底端焊接短管，并用1mm黃銅線制成一個(gè)小連桿，用于連接舵機(jī)和推桿（見上圖）。應(yīng)該能夠使用舵機(jī)上下推動(dòng)推桿。連接你的Arduino嘗試一下。在開始焊接花瓣和推桿頭之間的連桿之前，需要使用Arduino調(diào)整舵機(jī)機(jī)芯。編寫代碼，以便在推桿頭端與開花六角形底座齊平的最頂部位置上下移動(dòng)推桿。在最低位置，它位于開花V形底座的底部。為使推桿運(yùn)動(dòng)盡可能柔軟，請(qǐng)使用最靠近舵機(jī)臂中心的孔。舵機(jī)需要旋轉(zhuǎn)更長(zhǎng)但步長(zhǎng)更短。當(dāng)推桿向上移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)連桿和花瓣向下。隨著它向下移動(dòng)它連接桿和花瓣被關(guān)閉。

花瓣目前缺少一個(gè)關(guān)鍵部件- 花瓣針。這個(gè)鉸鏈?zhǔn)够ò暌苿?dòng)。鉸鏈位于一個(gè)桿上（見下圖），該桿與平行于其底座的每個(gè)花瓣焊接在一起�；ò赇N需要位于花瓣表面之上，以便在動(dòng)畫中看到它完全打開。用管子的鉸鏈制作一個(gè)這樣的棒，并將其焊接到第一個(gè)花瓣上。這將需要大量試驗(yàn)桿的大小及其與花瓣基部的距離，以允許推桿完全打開和關(guān)閉花瓣。使用試錯(cuò)法。將桿焊接到合適的位置，并在推桿銷和花瓣銷之間添加連桿。如果你的推桿位于上部位置而你的花瓣處于完全打開的位置，推桿銷和花瓣銷之間的空間就是連桿的長(zhǎng)度。

現(xiàn)在嘗試上下推動(dòng)推桿，看看發(fā)生了什么。如果它沒有任何摩擦工作正常，花瓣可以關(guān)閉和打開你完成（與第一個(gè)花瓣）！如果沒有，請(qǐng)嘗試不同長(zhǎng)度的連桿或桿的不同位置。為了完成開花，在剩下的5個(gè)花瓣上復(fù)制相同的條和連桿。當(dāng)開花開放時(shí)，3個(gè)外花瓣需要稍低，以允許它們?cè)陉P(guān)閉時(shí)適當(dāng)?shù)刂丿B內(nèi)花瓣。最后，你應(yīng)該能夠關(guān)閉并打開花朵。不要驚慌如果你沒有做第一次嘗試的完美形狀。它只意味著所有的花瓣都不完全一樣�？赡苄枰M(jìn)行大量的微調(diào)才能創(chuàng)造出完美的形狀- 連桿的長(zhǎng)度和桿的位置略有不同。

花蕊（1小時(shí)）

在花開的里面，我放了7個(gè)LED從內(nèi)部發(fā)光。這些LED只需要控制一根DATA線，并且可以菊花鏈?zhǔn)竭B接。我把它們中的6個(gè)焊接在兩個(gè)小六邊形之間（當(dāng)然是另一個(gè)模板）。下六邊形是地線，上半部分是正電壓。將適當(dāng)?shù)腘eoPixels引線焊接到這些六角環(huán)上。這些LED放置在45度角下，照射到側(cè)面。為了使其更好，將第七個(gè)LED放入上六角的中心。最后但并非最不重要的是連接DATAIN和OUT導(dǎo)致創(chuàng)建菊花鏈。

這種結(jié)構(gòu)需要兩條線向下到達(dá)基座- VCC和DATA。地面取自花架。將一根0.3的絕緣銅線焊接到上環(huán)用于VCC，第二根焊接到菊花鏈中的第一個(gè)LED用于DATA。這些電線最后會(huì)到達(dá)基座。使它們至少是莖長(zhǎng)度的3倍。在焊接之前，這些電線的末端需要從它們的透明絕緣層中釋放出來。熱量不會(huì)破壞它。用刀子去除絕緣層。你現(xiàn)在可以測(cè)試LED以確保它們正常工作。用這些銅線溫和。如果你不小心剝?nèi)ソ^緣材料以外的其他地方，可能會(huì)發(fā)生短路！

將雌蕊結(jié)構(gòu)放在花的中心。稍微偏離開花六角形底座，為花瓣連桿留出足夠的空間。對(duì)我來說，它比開花六邊形高1厘米。用黃銅棒連接所有頂點(diǎn)，形成堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。花完成了！現(xiàn)在測(cè)試看看花瓣是否仍能自由移動(dòng)。

扎根（2小時(shí)）

花瓣和LED都需要電源線才能發(fā)光。整個(gè)花卉雕塑將是一個(gè)地面，但RGBLED有6個(gè)花瓣和2個(gè)線，需要連接到基座上的Arduino。為此，帶有透明絕緣的0.3毫米細(xì)銅線將纏繞在管桿上。用于LED的兩條線已經(jīng)完成。將另外6個(gè)焊接到鉸鏈附近的每個(gè)花瓣上的松散靜脈線上，并使線穿過莖下的花開結(jié)構(gòu)。確保不要以銳角彎曲這些電線，它會(huì)很容易斷裂。

現(xiàn)在將所有電線收集在閥桿管的上端附近，并使用捆扎帶固定它們。不要過度擰緊，讓電線穿過它。現(xiàn)在很好地組織開花內(nèi)的所有電線。確�；ò昕梢宰杂梢苿�(dòng)，推桿也不會(huì)與導(dǎo)線碰撞。完成了嗎？現(xiàn)在擰緊捆扎帶。

電線現(xiàn)在無法控制地繞著閥桿運(yùn)行。你需要耐心地慢慢地將它們包裹在莖干上。緊密而均勻。我花了至少一個(gè)小時(shí)才完成這一步。當(dāng)你在桿的末端時(shí)，放置另一條捆扎帶以固定那里的電線并使用透明的強(qiáng)力膠將它們固定在那里。確保不要用推桿密封管道！

最后一根線缺失是一個(gè)地線。將另一根銅線焊接到閥桿的底端。你應(yīng)該最終從花中出來9根電線�，F(xiàn)在明智的做法是將所有電線連接到Arduino并測(cè)試是否沒有短路并且所有LED都亮起。

花盆（2小時(shí)）

我希望這朵花能夠從人造花盆中長(zhǎng)出來，這也將隱藏所有電子產(chǎn)品。我用了一塊木頭把它加工成一個(gè)4厘米高，直徑9厘米的圓筒。我沒有車床，因此我使用圓鋸切割原始形狀，然后使用壓力鉆作為臨時(shí)車床。然后我用手動(dòng)銑刀雕刻了一個(gè)2.5厘米深，直徑7厘米的開口，以適應(yīng)舵機(jī)，ArduinoNano和觸摸傳感器IC。在底部，還有一個(gè)小開口，可以精確地安裝ArduinoNano USB端口，以便能夠從側(cè)面連接USB線。

如果你有花盆，可以在花朵生長(zhǎng)的地方用電線鉆一個(gè)直徑為花莖的孔- 可能在中心。盡量適合你的花。電線要小心。如果你以銳角彎曲它們，它們就會(huì)斷裂。最后，我還從底座內(nèi)部添加了一個(gè)大孔，為舵機(jī)臂和連桿騰出更多空間。你可以做你喜歡的任何形狀的花盆，請(qǐng)記住你需要適應(yīng)所有的電子設(shè)備。

觸摸葉墊（1小時(shí)）

機(jī)械郁金香需要某種互動(dòng)元素，使人能夠開花。我選擇了TTP223觸摸傳感器。但是哪里放一個(gè)觸控板？我決定在莖的側(cè)面添加一點(diǎn)葉子，既可以使花更自然，也可以作為電容式觸摸板。觸摸時(shí)會(huì)觸發(fā)TTP223傳感器并告訴Arduino打開花朵。當(dāng)你完成這么復(fù)雜的雕塑時(shí)，這對(duì)你來說將是一塊蛋糕。使用與花瓣相同的技術(shù)省略LED。我也為自己創(chuàng)建了一個(gè)模板。在桿孔旁邊的基座上鉆一個(gè)小孔，將葉子固定在那里。

如果你不想或不能使用電容式觸摸傳感器，可以在底座上添加一個(gè)普通的按鈕。它會(huì)做同樣的工作。

把它放在一起（2小時(shí)）

這是組裝的最后一步！你緊張嗎？將花莖再次插入基座的孔中�，F(xiàn)在，這是重要的一步。在切割前測(cè)量?jī)纱�！打開盛開的花朵。并切斷從閥桿出來的推桿的末端與閥桿齊平。現(xiàn)在，當(dāng)你再次關(guān)閉花朵時(shí)，推桿應(yīng)從莖桿中拔出。垂直于推桿焊接短管。這將是連桿與舵機(jī)臂的鉸鏈。當(dāng)你放開花和桿時(shí)，它應(yīng)該完全打開，因?yàn)楣艿酪矔?huì)作為停止。

你現(xiàn)在可以將桿粘在底座上。確保閥桿管端與底座內(nèi)側(cè)齊平，以便為舵機(jī)臂留出盡可能多的空間。我再次使用過強(qiáng)力膠水。確保不要將推桿與閥桿粘在一起。這會(huì)破壞你的工作！

接下來，膠水在葉墊上。在你將銅線焊接到它之前，能夠?qū)⑷~墊連接到TTP223觸摸傳感器。

將花倒置。雕塑周圍要小心，不要現(xiàn)在打破它！這將是多么浪費(fèi)！首先，將舵機(jī)放入最終位置。它的手臂應(yīng)該已經(jīng)從試驗(yàn)臺(tái)準(zhǔn)備好了。只需找到舵機(jī)臂在底座內(nèi)自由移動(dòng)并將連桿連接到推桿的最佳位置。為了將舵機(jī)系統(tǒng)固定到位，我使用了一塊金屬板和兩個(gè)螺釘。我希望在舵機(jī)故障或放置錯(cuò)誤的情況下保持靈活性。但如果你有信心可以粘上它。

如果你有TTP223模塊，請(qǐng)將電線焊接到原始TTP223模塊觸摸板（組件所在的另一側(cè)）的葉墊上。你需要刮擦保護(hù)性絲綢面膜以暴露銅層。粘貼觸摸模塊。

進(jìn)入基座的最后一個(gè)組件是ArduinoNano本身作為郁金香的大腦。將它放入底座的開口中，以便它可以連接到計(jì)算機(jī)并與所有其他組件連接：

伺服數(shù)據(jù)線 ?D9

TTP223觸摸傳感器數(shù)據(jù) ?D2（利用中斷）

新像素?cái)?shù)據(jù) ?A0（任何輸出引腳都可以）

花瓣 ?D3，D4，D5，D6，D10，D11（任何輸出引腳都可以）

花地線 ?GND

VCC線 ?5V

TTP223觸摸傳感器GND ?GND

TTP223觸摸傳感器VCC ?5V

伺服GND ?GND

伺服VCC ?5V

編碼（1小時(shí)）

Arduino源代碼

#include <Adafruit_TiCoServo.h>
#define TOUCH_SENSOR_PIN 2
#define SERVO_PIN 9
//#define SERVO_OPEN 1650
#define SERVO_CLOSED 775
#define RED 0
#define BLUE 2
float currentRGB[] = {0, 0, 0};
float]byte newRGB[] = {0, 0, 0};
#define MODE_SLEEPING 0
#define MODE_BLOOMING 4
#define MODE_FADE 6
#define MODE_FADED 8
Adafruit_NeoPixel]Adafruit_TiCoServo servo;
int servoChange = 1; // open
Serial.begin(115200);
servo.attach(SERVO_PIN, SERVO_CLOSED, SERVO_OPEN);
pinMode(TOUCH_SENSOR_PIN, INPUT);
SoftPWMBegin();
pixelsUnifiedColor(pixels.Color(0, 0, 0));
servo.write(servoPosition);
}
byte speed = 15;
void loop() {
switch (mode) {
prepareCrossFadeBloom(500);
break;
case MODE_BLOOMING:
done = openPetals() && done;
if (done) {
}
//prepareCrossFade(0, 0, 0, 800);
break;
case MODE_FADING:
done = closePetals() && done;
if (done) {
}
//prepareCrossFade(140, 70, 0, 140);
break;
case MODE_FALLINGASLEEP:
done = closePetals() && done;
changeMode(MODE_SLEEPING);
break;
case MODE_RAINBOW:
break;
delay(speed);
}
if (mode != newMode) {
counter = 0;
}
void _touchISR() {
changeMode(MODE_BLOOM);
else if (mode == MODE_BLOOMED) {
}
}
if (j < 250) {
}
return true;
int val = (j - 250) / 2;
SoftPWMSet(petalPins[ i], val);
return false;
}
if (j > 510) {
}
SoftPWMSet(petalPins[ i], (510 - j) / 2);
return false;
}
byte color = random(0, 5);
case 0: // white
break;
prepareCrossFade(140, 5, 0, duration);
case 2: // blue
break;
prepareCrossFade(140, 0, 70, duration);
case 4: // orange
break;
}
void rainbow(int j) {
byte num = pixels.numPixels() - 1;
pixels.setPixelColor(i, colorWheel(((i * 256 / num) + j) & 255));
pixels.show();
}
if (servoPosition >= SERVO_OPEN) {
}
servo.write(servoPosition);
}
boolean closePetals() {
return true;
servoPosition --;
return false;
}
//]
for (unsigned int i = 0; i < pixels.numPixels(); i++) {
] }
]}
void prepareCrossFade(byte red, byte green, byte blue, unsigned int duration) {
float gchange = green - currentRGB[GREEN];
changeRGB[GREEN] = gchange / (float) duration;
newRGB[GREEN] = green;
Serial.print(" ");
Serial.print(" ");
Serial.print(" (");
Serial.print(" ");
Serial.print(" ");
Serial.println(")");
}
if (currentRGB[RED] == newRGB[RED] && currentRGB[GREEN] == newRGB[GREEN] && currentRGB[BLUE] == newRGB[BLUE]) {
}
if (changeRGB[ i] > 0 && currentRGB[ i] < newRGB[ i]) {
}
currentRGB[ i] = currentRGB[ i] + changeRGB[ i];
else {
}
pixelsUnifiedColor(pixels.Color(currentRGB[RED], currentRGB[GREEN], currentRGB[BLUE]));
Serial.print(currentRGB[RED]);
Serial.print(currentRGB[GREEN]);
Serial.print(currentRGB[BLUE]);
*/
}
uint32_t colorWheel(byte wheelPos) {
// The colours are a transition r - g - b - back to r.
if (wheelPos < 85) {
}
wheelPos -= 85;
}
return pixels.Color(wheelPos * 3, 255 - wheelPos * 3, 0);
}

復(fù)制代碼

ID:272625 · 發(fā)表于 2019-3-10 04:38

代碼錯(cuò)亂

ID:1095433 · 發(fā)表于 2023-10-8 21:59

有電路圖嘛

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