اللوحة الضوئية الذكية: لوحة تفاعلية تجمع بين الفن والتقنية

اللوحة الضوئية الذكية: لوحة تفاعلية تجمع بين الفن والتقنية

مقدمة

في هذا الدليل العملي قررت إنشاء زينة متحركة باستخدام طلاء متوهج في الظلام وألياف بصرية مضاءة بواسطة مصفوفة LED RGB، يتم التحكم فيها بواسطة متحكم دقيق (مايكروكونترولر).

هذه الزينة المبتكرة عبارة عن لوحة فنية تفاعلية صغيرة الحجم قابلة للتعليق، تجمع بين عناصر متعددة من الإبداع الفني والتقني الحديث، حيث عملت في هذا المشروع على دمج أساسيات الفن التشكيلي مع تقنيات الإلكترونيات المتقدمة، ونظريات البصريات المدهشة، وبرمجة الأنظمة الذكية، وذلك لخلق تجربة بصرية فريدة تتناغم فيها الأضواء والألوان بشكل متناسق.

ولكن لا تخف فإن العملية سهلة التنفيذ ومنخفضة التكلفة، وأتمني أن تنال إعجابك إن شاء الله.

لوازم

المواد المطلوبة

  • لوح PVC أسود، سماكة: 3 مم، أبعاد: 30 سم × 25 سم
  • زجاجة طلاء برتقالي متوهج في الظلام.
  • زجاجة طلاء أخضر متوهج في الظلام.
  • 4 مثبتات أبواب لاصقة من المطاط، سماكة > 20 مم (مثل الموضحة بالصور).
  • ألياف بصرية، قطر 0.75 مم.
  • مصفوفتين LED من نوع WS2812B مرنة 8x8 RGB.
  • 2 لوحة عرض ضوئية، ويمكنك طباعتهما بنفسك باستخدام طابعة 3D (انظر الملف المرفق).
  • 1 لوحة عرض ضوئية (OpticalShow) تتكون من:

1 لوحة دوائر مطبوعة (PCB)، ويمكنك تنزيل ملفات Gerber.

1 لوحة ويموس ميني (Wemos mini).

1 حامل فيوز متوافق لفيوز 5x20 مم.

فيوز 5x20 مم، 0.5 أمبير

4 موصلات PCB ثنائية الطرف 5 مم.

موصل PCB ثلاثي الطرف 5 مم.

  • 2 حامل لبطاريتين AA.
  • 4 بطاريات NiMh AA قابلة للشحن، سعة 2800 مللي أمبير/ساعة.

الأدوات المطلوبة

  • مسدس شمع.
  • غراء فينيل.
  • مثقاب صغير (استخدمت دريميل).
  • لقمة ثقب قطر 0.75 مم.
  • قواطع أسلاك، كماشات، مفكات، إلخ.

لتحميل ملف لوحة العرض الضوئية اضغط هنــا.

خطوة 1 : ارسم الخطوط العريضة لثمرة اليقطين والكتابة

باستخدام قلم رصاص قم برسم الخطوط الخارجية لثمرة (اليقطين) والكتابة عليها كما تشاء.

يوصى بطباعة الرسم على ورقة مقاس A4 مع الحفاظ على النسب التي تريدها للرسومات، ويمكنك تكبير أو تصغير التصميم حسب الحاجة ليتناسب مع حجم لوحتك النهائية.

خطوة 2 : التلوين بالطلاء المتوهج في الظلام

قم بتلوين ثمرة اليقطين وكذلك الكلام الذي قمت بكتابته سابقاً باستخدام طلاء متوهج في الظلام، مستخدمًا فرشاة رسم دقيقة.

ومن الضروري وضع 4 إلى 5 طبقات من الطلاء لضمان وضوح الرسمة وظهورها بشكل مشرق في الظلام.

قبل وضع كل طبقة جديدة تأكد من جفاف الطبقة السابقة تمامًا، ثم اترك الطلاء ليجف في مكان جيد التهوية، وقد تختلف مدة الجفاف حسب نوع الطلاء المستخدم.

خطوة 3 : تثبيت مصدات الأبواب اللاصقة

قم بتثبيت المثبتات الأربعة اللاصقة على الجانب الخلفي للوحة، عند الزوايا الأربعة.

تأكد من نظافة السطح قبل اللصق لضمان التصاق قوي، وهذه المثبتات ستساعد في إبعاد اللوحة عن الحائط عند التعليق، مما يسمح بمرور الألياف الضوئية من الخلف بشكل منظم.

خطوة 4 : عمل ثقوب لعيون ثمرة اليقطين

قم بحفر الثقوب الخاصة بالألياف الضوئية داخل منطقة العينين في رسمة الثمرة.

بعد ذلك استخدم مثقابًا صغيرًا (مثل دريميل) مع لقمة حفر قطرها 0.75 مم، ثم احفر 16 ثقبًا في كل عين ليصبح المجموع 32 ثقبًا (لعدد 32 ليفة ضوئية)، وحاول توزيع الثقوب بشكل متساوي داخل حدود العينين لتحقيق تأثير بصري متجانس عند إضاءة الألياف.

خطوة 5 : عمل ثقوب للكتابة

قم بحفر ثقوب للألياف الضوئية داخل منطقة كتابة الكلمة التي اخترتها.

استخدم مثقاب صغير مزود بلقمة حفر قطرها 0.75 ملم، ثم احفر 96 ثقب موزع بشكل متساوي لتغطي مساحة الكتابة بالكامل بشكل متناسب.

خطوة 6 : تركيب مصفوفات LED في القناع

أدخل مصفوفتي LED في لوحة العرض البصري الخاصة بكل منهما.

خطوة 7 : لحام المكونات على لوحة OpticalShow

قم بلحام جميع المكونات الإلكترونية على لوحة الدوائر المطبوعة OpticalShow PCB.

بالنسبة لوحدة ويموس ميني (Wemos Mini) ينصح بلحام مقابس أنثى DIP على اللوحة، وذلك لتمكينك من نزع وحدة Wemos Mini بسهولة في حالة الحاجة لاستبدالها.

احرص على تنفيذ عملية اللحام بدقة وتجنب حدوث قصور في الدائرة.

خطوة 8 : تثبيت المكونات في الجزء الخلفي

قم بتثبيت جميع المكونات الإلكترونية على الجانب الخلفي للوحة باستخدام مسدس الشمع.

كن حريصاً على عدم تغطية الثقوب التي يجب أن تبقى مفتوحة لمرور الألياف الضوئية.

يجب تثبيت الواح Optical Show مع توجيه الكابلات نحو مركز اللوحة.

تأكد من ترتيب الأسلاك بشكل منظم وعدم وجود أسلاك متشابكة قد تعيق عملية التركيب.

خطوة 9 : التوصيلات الكهربائية

قم بإجراء التوصيلات الكهربائية وفقًا للرسم البياني المرفق حتى لا يحدث أي خلل في الدائرة.

ثم استخدم أربطة بلاستيكية أو غراء ساخن لتجميع الأسلاك وتثبيتها بإحكام مع التأكد من عدم تغطيتها للثقوب المخصصة للألياف الضوئية، واحرص على ترتيب الأسلاك بشكل منظم لتجنب أي تشابك قد يعيق عملية التركيب أو يؤثر على الأداء.

لتحميل الرسم التخطيطي للدائرة الكهربية للوحة الضوئية اضغط هنــا.

خطوة 10 : تركيب جميع الألياف الضوئية في الثقوب

أدخل جميع الألياف الضوئية واحدة تلو الأخرى في كل ثقب، ثم ثبتها في الثقوب المقابلة في لوحة OpticalShow، مع اتباع التعليمات الموجودة في المستند المرفق.

وبالنسبة للألياف الخاصة بالكتابة فيجب ترتيبها وفقًا للأرقام المتسلسلة في المخطط لضمان إنشاء تأثير الحركة الكتابية المكتوبة بخط اليد بالشكل المطلوب.

أما الألياف المخصصة لعيني ثمرة اليقطين فلا تحتاج إلى ثقوب محددة، ويمكن توزيعها بشكل حر مع الحفاظ على التناسق البصري.

لتحميل مخطط تركيب الألياف الضوئية اضغط هنــا.

خطوة 11 : قص الألياف عند مستوى اللوحة

بعد تثبيت جميع الألياف في مكانها قم بقص أطرافها الزائدة عند مستوى سطح اللوحة باستخدام أداة قطع دقيقة، وتأكد من أن جميع الألياف متساوية الطول ومقطوعة بشكل مستقيم للحصول على مظهر نهائي متجانس.

خطوة 12 : تثبيت البرنامج على لوحة Wemos D1 Mini

أولاً قم بتنزيل الملفين المرفقين ثم أنشئ مجلدًا باسم المشروع الخاص بك ثم انسخ الملفين داخله.

بعد ذلك افتح برنامج Arduino IDE ثم قم بتعيين إعدادات اللوحة لـ Wemos Mini (كما هو موضح في الصورة المرفقة).

ثم قم بتثبيت جميع المكتبات التي يستدعيها الكود (Sketch) لتجنب أي أخطاء أثناء التجميع.

ثم قم بتوصيل كابل البرمجة بلوحة Wemos Mini.

ثم قم بتجميع البرنامج وارفعه إلى اللوحة.

لتحميل كود functions_5.h اضغط هنـــا.

لتحميل كود اللوحة الضوئية اضغط هنـــا.

خطوة 13 : إدخال البطاريات

قم بتزويد اللوحة بـ 4 بطاريات قابلة للشحن من نوع NiMh AA بسعة 2800 مللي أمبير/ساعة، وتأكد من تركيبها في حامل البطاريات بالاتجاه الصحيح (حسب العلامات الموجودة على الحامل).

بعد التركيب تحقق من عمل تأثيرات الإضاءة المتحركة للتأكد من أن النظام يعمل بشكل صحيح، وإذا لم تعمل الإضاءة راجع التوصيلات الكهربائية وتأكد من أن البطاريات مشحونة بالكامل.

خطوة 14 : شحن الطلاء المتوهج

قم بتعريض اللوحة لمصدر ضوئي قوي لشحن خصائص التوهج في طلاء الظلام.

وللحصول على أفضل النتائج:

  • يفضل استخدام ضوء الشمس المباشر حيث يعطي نتائج ممتازة في شحن الطلاء المتوهج.
  • إذا كنت تمتلك مصباحاً للأشعة فوق البنفسجية (UV)، فهو الخيار الأمثل حيث يقوم بشحن الطلاء المتوهج بشكل أسرع وأكثر فعالية.

اترك اللوحة معرضة للضوء لمدة كافية لضمان أقصى قدر من التوهج.

خطوة 15 : استمتع بالعرض الضوئي

بعد اكتمال جميع الخطوات يمكنك الآن الاستمتاع بالعرض الضوئي الرائع في الظلام، حيث تلاحظ كيف تتوهج الرسومات باللونين البرتقالي والأخضر، بينما تخلق الألياف البصرية ومصفوفات الـ LED تأثيرات ضوئية مبهرة.

يمكنك تجربة المشروع في غرفة مظلمة تماماً للحصول على أفضل تجربة بصرية، ولا تتردد في تعديل البرنامج أو توزيع الألياف البصرية لإنشاء أنماط إضاءة مختلفة حسب ذوقك.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول