كيفية صنع سوار ذراع مضيء للأطفال بطابعة ثلاثية الأبعاد مع إمكانية البرمجة

كيفية صنع سوار ذراع مضيء للأطفال بطابعة ثلاثية الأبعاد مع إمكانية البرمجة

مقدمة

مرحبًا بكم أيها القراء الأعزاء، اليوم أقدم لكم مشروعًا مميزًا سيسعد أطفالكم بالتأكيد، حيث قمت بتصنيع سوار ذراع مضيء باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، وهذا ليس مجرد سوار عادي، بل هو سوار قابل للبرمجة بالكامل ويمكنك طباعته بنفسك في المنزل، كما أنه مصمم ليكون آمنًا وسهل الاستخدام.

تختلف استخدامات أساور الذراع من شخص لآخر، فالبعض يستخدمها لإنارة المكان والحصول على رؤية واضحة، والبعض الآخر لأغراض التنكر أو كإكسسوارات موضة، ولكن هناك نقطة يتفق عليها الجميع وهي أن هذه الأساور تجذب انتباه الآخرين بشكل كبير عند ارتدائها.

يعتمد السوار على شريط LED من نوع ARGB، وهو نوع من إضاءة LED تسمح بالتحكم الفردي في كل مصباح LED على حدة، وهو معروف بين المحترفين وهواة الصناعة لمرونته في إصدار ألوان مختلفة بناءً على الأكواد البرمجية.

لقد استخدمت برنامج تنكركاد لتصميم السوار، كما تركت لكم ملف STL في الأسفل جاهز للتحميل للطباعة ثلاثية الأبعاد إذا كنت ترغب في تنفيذ هذا المشروع، ولكن يبقى السؤال المهم وهو ما هو استخدام أساور LED؟ حيث أن هذه الأساور تخدم بدورها مجموعة الاستخدامات الآتية:

  • زيادة الرؤية والسلامة للعدائين وراكبي الدراجات والمشاة.
  • استخدامها في الفعاليات الترويجية والحفلات.
  • حالات الطوارئ.
  • الفعاليات الليلية.

بناءً على المتطلبات يمكن برمجة شريط الـ LED لعرض أكثر من 16 مليون تركيبة لونية مختلفة، وفي مشروعنا هذا نعمل على توليد أنماط متدرجة من الألوان.

وباستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد يمكنك طباعة النموذج بعدة نسخ لتوزيعها على الأصدقاء وأفراد العائلة، وقد قمت بتوفير جميع المواد المستخدمة في هذا المشروع بالإضافة إلى الأكواد البرمجية والمخططات الكهربائية، والتي يمكنك استخدامها بحرية كاملة دون أي قيود.

لوازم

لقد قمت بتوفير قائمة كاملة بالمواد المطلوبة، ولكن من المهم جداً أن تعلم أن شرائط LED العادية لن تعمل في هذا المشروع، ولضمان نجاح تجربتك وتجنب حدوث أي لبس، فقد حرصت على تحديد النوع الدقيق لشريط LED الذي استخدمته شخصياً في هذا المشروع، وهو مدرج بشكل واضح في القائمة التالية:

  • لوحة Arduino Nano.
  • شريط إضاءة ARGB LED.
  • حامل بطارية.
  • أسلاك توصيل.
  • شريط مطاطي.
  • ورقة مقاس A4.
  • صمغ ورق.
  • مكواة لحام وقصدير اللحام.
  • طابعة ثلاثية الأبعاد.
  • خيط PLA للطباعة.

خطوة 1 : التصميم ثلاثي الأبعاد والطباعة

لقد استخدمت تطبيق Tinkercad لتصميم الحلقة التي تثبت شرائط الإضاءة LED، ويمكنك استخدام تصميمي المرفق أدناه للطباعة ثلاثية الأبعاد، مع اتباع نفس الإعدادات في برنامج التقطيع (slicer).

تأكد من استخدام مادة لاصقة أثناء الطباعة لأننا نقوم بطباعة الحلقة بشكل عمودي.

ثم قم بطباعة القطعة باستخدام خيط PLA، ولون القطعة اختياري، فقد اخترت اللون الأسود لأنه سيبرز أضواء الشريط دون التداخل مع الألوان المنبعثة منها.

وبعد الانتهاء من الطباعة ثلاثية الأبعاد تكون القطعة جاهزة تقريبًا دون حاجة إلى معالجة كبيرة، وهي الآن جاهزة لتركيب شريط LED.

لتحميل ملف تصميم السوار .stl اضغط هنـــا.

خطوة 2 : الدائرة الكهربائية والبرمجة

الدائرة الكهربائية لهذا المشروع بسيطة جدًا، حيث يحتوي شريط الإضاءة ARGB LED على 3 أطراف، اثنان منهم لتيار الكهرباء وواحد للإشارة.

قبل لحام الأسلاك بالشريط تحقق من اتجاه السهم على الطرف أو الدبوس الأوسط، ثم قم بلحام الأسلاك الثلاثة، ثم اتبع طريقة التوصيل التالية:

  • قم بتوصيل Din (المعروف بمدخل الإشارة لشريط LED) بالطرف D6 في لوحة Arduino Nano.
  • قم بلحام أسلاك التوصيل مع طرف أنثوي (female pin) لتتمكن من توصيل الشريط مباشرة بأطراف لوحة Nano.

وبهذا تكتمل الدائرة الكهربائية، وسننتقل الآن إلى البرمجة.

قم بتنزيل الملف المرفق أدناه وافتحه في برنامج Arduino IDE، ثم حدد رقم المنفذ (port) الصحيح، ثم قم بحساب عدد مصابيح LED في الشريط المصابيح الخاص بك (في حالتي كان 22 مصباحًا)، وأدخل العدد في الكود، ثم اضغط على "رفع" (upload).

الآن أصبحت لوحة Nano تحتوي على الكود اللازم للتحكم في شريط LED لإنتاج الألوان المتوهجة.

يمكنك أيضًا تبسيط هذه الدائرة باستخدام لوحة دوائر مطبوعة (PCB).

لتحميل ملف تصميم السوار المضئ .ino اضغط هنـــا.

خطوة 3 : تجهيز شريط الإضاءة LED

هذه المرحلة هي الأفضل بالنسبة لي في هذا المشروع، حيث بدأت بإزالة الغطاء اللاصق من الجانب الخلفي لشريط LED، ثم قمت بوضع الشريط في التجويف المخصص داخل الحلقة، مع تكرار نفس الخطوة على كامل طول الشريط.

بعد ذلك قمت بلحام الأسلاك بشريط LED، مع التأكد من إدخالها عبر الفتحات المخصصة في الحلقة.

والآن لتنعيم انتشار الضوء قمت باستخدام الورق العادي، فقمت بقص شرائح من ورق الكتابة المعروف ولصقها كما هو موضح في الخطوات، ثم اترك الصمغ حتى يجف تمامًا، ثم قم بقص أي أجزاء زائدة من الورق إذا وجد.

خطوة 4 : توصيلات البطارية

قمت باستخدام قطع من أسلاك التوصيل لربطها بأسلاك حامل البطارية، وبعد توصيل الأسلاك قمت بعزل نقاط التوصيل باستخدام مسدس الشمع.

ثم قمت بتوصيل مفتاح كهرباء بأحد طرفي السلك (سواء الموجب أو السالب)، مما يتيح تشغيل وإيقاف التيار المستمر بسهولة.

بعد ذلك قم بإضافة بعض الغراء الساخن على الجانب الخلفي لحامل البطارية، ثم وضعت لوحة Arduino Nano وتركتها حتى تجف تمامًا.

ثم قمت بتوصيل الأسلاك بلوحة Nano بدءًا من شريط LED متبوعًا بتوصيلات البطارية، ولكن تأكد من إغلاق المفتاح أثناء إجراء التوصيلات.

وفي النهاية قمت بتثبيت الأسلاك باستخدام شريطين مطاطيين لضمان بقائها في مكانها.

خطوة 5 : طريقة الاستخدام

استخدام هذه الإضاءة ليس معقدًا على الإطلاق، فكل ما عليك فعله هو ارتداء الحلقة أو السوار على الذراع، ثم إخفاء حزمة البطارية داخل القميص، ويمكنك أيضًا تمديد طول السلك ووضع البطارية داخل حقيبة الظهر، فإن الخيار لك.

والآن قم بتشغيل المفتاح، وعلى الفور ستبدأ الحلقة بإصدار ألوان RGB جميلة ومتناسقة.

كما يمكنك تغيير سرعة تحول الألوان ودرجة السطوع وبعض العوامل الأخرى من خلال كود Arduino إذا كنت ترغب في ذلك، ولكن إذا لم تكن واثق من هذه التغييرات فأنا أنصحك بعدم إجراء أي تعديلات.

أيضًا يمكنك شحن البطارية بسهولة عن طريق إخراجها من الحامل ووضعها في الشاحن، ثم إعادة إدخالها بعد اكتمال الشحن.

الجدير بالذكر أن عمر البطارية جيد، لذا لا داعي للقلق بشأن الحاجة إلى الشحن المتكرر.

يمكنك أيضًا استخدام السوار كإكسسوار لأي زي تنكري، حيث فعد هذا المشروع فكرة رائعة للحفلات، حيث يمكنك جذب انتباه الآخرين بفضل الألوان المبهرة التي تصدر من الشريط الضوئي.

وأخيراً شكراً لكم على القراءة واتمنى لكم وقتًا ممتعًا في التنفيذ.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول