Holografiese borde - Photonics Challenger Hackathon PhabLabs: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Aan die begin van hierdie jaar is ek gevra om deel te neem aan die PhabLabs Photonics Hackathon by die Science Center Delft in Nederland. Hier het hulle 'n wonderlike werkruimte met baie masjiene wat gebruik kan word om iets te skep wat ek normaalweg nie so maklik sou kon maak nie.

Met die hackathon het ek dadelik gedink dat dit interessant sou wees om iets te doen met die CNC -lasermasjiene wat daar beskikbaar is.

In die werkswinkel het hulle 'n klein verligte akrielbordjie gestaan wat geëtste was met die patent van lego wat 'n soort hologram gemaak het, maar slegs een laag, sodat dit nog steeds 'n 2D -beeld was. Dit het my laat dink wat moontlik sou wees as ek verskeie lae akriel sou neem en 'n regte 3D -holografiese beeld sou skep.

Ek het begin met net 'n bol en dit het eintlik regtig soos 'n regte hangende bol lyk, terwyl ek met die beligting rondspeel, het ek op die idee gekom of dit dan ook sou kon speel met die spektrum van (wit) lig wat opbou van rooi groen en blou lig, sou dit eintlik moontlik wees om weer wit lig te skep met hierdie plate agter mekaar, met elke bord net primêre ligkleure, rooi groen of blou.

Stap 1: Stap 1 Materiaal en gereedskap benodig

Gereedskap:

• CNC laser sny en ets masjien
• Soldeerbout ens.
• Warm gom geweer
• 3D -drukker (in die vroeë prototiperingsfase)
• Plyer
• Klappers
• Skuurpapier

Sagteware:

• Fusion 360
• Arduino IDE
• Cura

Materiaal:

elektronika:

• LED's (klein dun SMD3535 LED -stroke om die plate naby mekaar te kry)
• ESP8266
• 5v 10A kragtoevoer
• Bedrading, net eenvoudige dun drade vir die 5v leds

materiaal vir "beeldhouwerk":

• 3 mm akriel (geëts in laser masjien)
• Hout, laser om die LED's op te monteer en die akriel te ondersteun
• 3D -druk in 'n vroeë prototipe vir LED -montering en akrielondersteuning.
• materiaal om 'n boks te maak, het ek in die begin skuimplate gebruik om 'n boks vinnig te maak, en later laser -CNC -gesnyde hout.

Stap 2: Stap 2: Laseretse en beligtingstoetsing

Die eerste ding wat ek wou toets, was die moontlikheid om 'n 3D -hologram te maak met verskeie akrielplate, begin met 'n bol. bou op uit verskeie borde.

Ek het 'n eenvoudige basis in PLA gedruk met my 3d -drukker, ek het myself en 'n paar LED's bygevoeg wat ek nog gehad het.

Tydens hierdie proses het ek die idee gekry of dit moontlik is om wit (lig) te maak as ek die LED's slegs rooi groen of blou kleur, met 3 plate RGB in teorie dan wit, maar sou dit ook werk as dit in lae was.

Nadat ek dit alles bymekaargemaak het en dit aangesteek het, het ek agtergekom dat dit eintlik werk, dit was nie perfek wit nie, maar dit het beslis die kleure in die lae daaragter gemeng.

Ek het gedink dat dit miskien beter sou werk as ek van 'n soliede ets sou verander om die vorm na kolletjies te maak, sodat die lig makliker oor meer lae sou kon sien en eintlik as 'pixels' sou werk, maar dan in 3D.

Om die proses te vervolmaak, het ek 'n paar toetsvelle met verskillende digtheid van die kolletjies gemaak en ook verskillende instellings gebruik om die laser op die perfekte etsterkte af te stem. U moet die laser instel vir die hoeveelheid krag wat dit gebruik om te ets, hoe meer krag u gebruik en hoe stadiger u ets 'n dieper ets sal skep, en nie almal werk so goed soos ander in hierdie situasie nie. Dit is anders vir elke laser; ek sou aanbeveel om 'n taamlik lae instelling te gebruik; u benodig nie 'n diep ets vir hierdie beeld nie.

Stap 3: Stap 3: Finale prototipe

Vir die laaste prototipe het ek besluit om akrielplate van 20X20 cm te maak, sodat u meer besonderhede daarin kan sien en 'n beter idee kan kry van hoe dit selfs op 'n groter skaal kan lyk.

Ek het 'n ligte module gemaak waarin ek 'n totaal van 21 plate in (7X3) kon plaas, want ek wou dit gebruik om te toets hoe ver dit moontlik sou wees om te gaan, hoeveel plate geplaas kon word voordat die effek verlore gaan of soos ek gevind het uit wanneer dit raak om "morsig" te word. Ek het uitgevind dat 12 'n ordentlike maksimum sou wees, om hoër te wees, lei tot te veel vervaging.

Ek het ook getoets en gespeel met die afstand tussen die plate, deur die een keer oor te slaan, verdubbel die afstand tussen die plate en verder, hier het ek ook uitgevind dat dit baie belangrik is, as die afstand vergroot word, verander die effek ook. Wat ek dink dit gebeur, is dat oë met groter afstand beter diepte kan opspoor. Dit het dan tot gevolg dat die kleure minder meng.

Die ligte "bord" het 'n ligte strook van 9 LED's vir elke plaatdatalyn wat heen en weer zig -zag gaan, met 5v kraglyne aan elke kant, + lyn aan die een kant en - lyn aan die ander kant. maklik om op te los.

5V 10A kragtoevoer word gebruik om die LED's en die ESP8266 tegelyk aan te dryf.

Vir die ESP het ons 'n kode gemaak met hulp van meer bekwame kodeerders tydens die hackathon, hierdie stuk was ook 'n oefenprogram vir my. Die kode wat ek uiteindelik gebruik het, is 'n kode wat al die plate een keer vervaag van RGB na GRB na BRG en weer terug na RGB in 'n deurlopende lus. Groepeer die LED -beheer per 9 LED's sodat elke bord een kleur sal hê; die kode beheer 12 plate/ritte, die ander is net onaktief omdat ek dit nie nodig gehad het nie. Ek het die kode hier bygevoeg.

Ek het ook probeer om die LED's te beheer met behulp van die wifi op die ESP met artnet en madmapper, maar ek was nog nie tevrede met die resultate nie, dit sou goed moes werk, maar ek sou eers 'n beter begrip van hierdie 'kartering' -tegnieke moes kry.

Stap 4: lesse geleer

Die eerste ding wat ek geleer het, was om met die CNC -lasersnyer en -graver te werk. In die verlede het ek hierdie tegnieke gebruik om modelle te maak, maar ek het nooit die tyd geneem om na die meer presiese afstemming te kyk nie, veral om die gravure/ets af te stem. Omdat ek uitgevind het dat dit 'n groot verskil maak vir die gevolglike ligintensiteit, en nie net 'n 'dieper' gravure beteken nie, is dit beter, ek moes die etsbalans net genoeg vind, maar nie te veel nie.

Vir hierdie projek wou ek dit ook as 'n selfstandige voorwerp hê, so met 'n gekodeerde ESP in hierdie geval wat die LED's beheer sonder enige ander insette wat nodig is, ook omdat ek 'n beter begrip van kodering wou kry. regtig eenvoudig gekodeer, en die kodes vir hierdie stuk is nog steeds nie regtig kompleks nie, maar toe ek hierdie hackathon begin, was dele hiervan nog heeltemal nuut.

Na hierdie vervaardigingstegnieke het dit tot die verstaan van die lig gekom. hoe sou hierdie mengsel en sou dit selfs meng? Het uitgevind dat die werk met kolletjies in plaas van 'n volledig gegraveerde vorm, die "pixels" skep soos vroeër gesê. Ek het eers uitgevind dat dit werk, maar toe ek die afstand tussen die plate vergroot, het die effek eintlik weer afgeneem, die persepsie van die menslike oog wat dit laat werk en die kleure meng, maar ook iets magies gebeur omdat u oë nie kan vasvang wat aangaan nie, hulle kan nie fokus regtig op die diepte. Maar as die afstand tussen die plate vergroot word, kan u oë op die diepte fokus, maar dan is die magie weg.

Stap 5: Potensiële verbeterings

Die eerste verbetering waaraan ek nog werk, is 'n beter en meer komplekse kode om die plate te beheer. My doel is om verskeie instellings en vooraf gekodeerde effekte te hê, daarom het ek ook gekies om 'n ESP te gebruik, want dan kan ek dit maklik via wifi aktiveer/beheer.

Verder wil ek 'n lig maak vir slegs 12 borde, soos ek uiteindelik gekies het om te gebruik; die stuk wat ek nou gemaak het, is perfek vir hierdie fase van toetsing met afstand en aantal borde, ens. een wat gemaak is vir 12 plate en ook die montering van die LED's 'n bietjie beter maak, nou word hulle daar ingesteek en met geïmproviseerde skuimplank vasgehou; dit sal lankal nie goed wees vir die LED's nie, ek sou dit aan aluminium plak vir beter hitte geleidingsvermoë en het dit as modules, so as iets breek, kan een strook maklik uitgehaal en vervang word.

Vir die plate is ek ook nog besig om te toets wat ek met die sye moet doen, nou is die kante bloot blootgestel en kan u sien in watter kleur hulle lig, ek het 'n omhulsel rondom die hele stuk probeer bou, maar ek was nie tevrede daarmee nie, want dit was weer die lig weerkaats. Ek het toe begin toets met 'n paar spesiale 3D -gedrukte profiele, die rande geverf of weerkaatsende foelie gebruik om die lig "binne" die plate te hou.

Stap 6: Roep uit

Ek wil graag 'n spesiale dankie sê aan die volgende persone:

• Teun Verkerk vir die uitnodiging om aan die hackathon deel te neem
• Nabi Kambiz, Nuriddin Kadouri en Aidan Wyber, vir hulp en leiding tydens die hackathong. Hy het al die masjiene en materiaal wat byderhand was, gehelp en verduidelik, en Aidan het baie geduld gehad om hierdie kodering -noob te verduidelik en te help.
• Chun-Yian Liew, 'n mede-deelnemer wat ook 'n wonderlike projek gemaak het. Chun het my ook 'n paar keer gehelp toe ek nie verstaan wat met kodering gebeur nie.