目录
  1. 材料和工具
    1. 材料
    2. 电子元器件
    3. 工具
  2. 3D打印模型
  3. 焊接“外壳”
  4. 电路图
  5. LED内芯
    1. 你可能需要:
    2. 步骤:
  • 电子知识
    1. 为Arduino NANO供电
      1. 提示:
      2. 方案1:
      3. 方案2:
      4. 方案3:
  • 将“大脑”嵌入“心脏”
  • 安装心跳传感器
  • 上传程序和测试
  • 完工!
  • 往期回顾
  • 你的眼神 充满美丽 带走我的心跳

    这个会根据捧着的人的心跳而跳动的“电子心脏”是焊武帝——jiripraus于妻子五周年纪念日制作的,为了感谢妻子多年来在背后的默默支持,体现了理工男特有的浪漫。

    正如之前我们介绍过的那样,焊武帝的项目从来都不缺乏艺术感,这次也不例外。

    心脏的外形用黄铜丝网制成。所有电子元器件都安全地隐藏在心脏内部,并由锂电池供电。

    材料和工具

    材料

    STL和GCode文件,文末查看。

    电子元器件

    • Arduino NANO
    • 锂电池充电器
    • 锂电池
    • MAX30102心率传感器
    • Micro USB转换板
    • 9个WS2812B型 RGB LED
    • 迷你开关(MSK-12C02)

    工具

    • 3mm电烙铁头
    • 钳子
    • 剪线钳
    • 镊子
    • 双面胶带
    • 还有一双巧手

    3D打印模型

    利用提供的3D打印素材打印出心脏模型。

    心脏比原始模型稍大,尺寸为100x84x49.5毫米。

    为了节省时间和耗材,不需要设置太高的精度。这只是一个大致的模型。

    模型文件见文末链接

    焊接“外壳”

    视频

    把焊台预热到270°C,准备好焊料和黄铜线。

    开始在上一步中打印的塑料模型基础上焊接心脏的“外壳”。

    这一步非常费时间,请不要着急。

    选择心脏的一侧,然后将铜线放在3D模型的一侧开始。

    双面胶可以帮助你将铜线固定在适当的位置。

    然后添加第二根铜线并把它们焊接在一起。添加第三根铜线,构成一个稳定的三角形结构。

    注意使用焊锡膏让焊点焊点圆润一些。

    继续重复焊接,直到正面已经完全焊接好。

    当铜线开始弯曲到另一面时停下来。

    将3D打印的模型翻过来,然后重复上述步骤。

    千万记得把模型取出来后再把这两个面焊接到一起。

    没有遇到意外的话,完成后大致是这个样子:

    电路图

    您准备好黄铜外壳了吗?现在是时候为这颗美丽的心脏做一个“大脑”了。

    心脏的“外壳”,现在已经做好了,接下来我们要为这颗美丽的心脏做一个“大脑”了。

    内核是一个Arduino Nano微控制器,它通过I2C总线从MAX30102心率传感器模块读取脉冲数据。

    视觉效果是由一组由Nano控制的9个可寻址WS2812b RGB LED实现。

    电源由TP4056电池充电模块提供,该模块既可以通过锂电池为Arduino提供5V电压,又可以通过USB端口为电池充电。

    尽管TP4056和Arduino Nano都有USB接口,但还需要一个额外的USB接口。这个接口将USB线分为TP4056处理的电源线和Arduino处理的数据线。否则,电路将无法工作。

    LED内芯

    接下来,让我们把这东西点亮!

    我们要把内部的RGB LED做成心形。

    这很简单。因此,不要犹豫,把他们焊接在一起,为最终组装部件做好准备。

    你可能需要:

    • 纸板
    • WS2812b RGB LED(9个)
    • 0.8mm黄铜线

    步骤:

    1.打印出模板并用双面胶粘住红色标记点。

    2.把LED倒放在纸板的红色标记点上。明智的做法是制作接地和VCC引脚,以确保正确焊接。将接地引脚朝向心形的外圈。

    3.将心形的外环弯曲并焊接到LED的GROUND引脚。

    4.将心形的内环弯曲并焊接到LED的VCC引脚。

    5.将LED连接成链-每个LED都有数据输入和数据输出引脚。如果将第一个LED数据输出引脚连接到下一个LED数据输入引脚,则创建了一条链,该链仅需一根导线即可控制。在每个LED之间使用短导线线。数据输入引脚与GROUND位于同一侧。

    6.搭好之后可以适当用一些酒精擦拭清洁。

    电子知识

    这将是最困难的部分,因为它将需要一些电子知识。

    为Arduino NANO供电

    我实现的电路并不是最容易执行的电路,但对于制作“心脏”本身来说,这是却是最优雅的电路。如果发现它太难了,可以在本节末尾查看其他方法。

    让我们开始使用锂电池为Arduino Nano供电。如果查看原理图,您会发现USB的电源线没有直接连接到Arduino Nano,而是通过一个TP4056电池充电模块旁路。这确保了电池可以正常充电,“心脏”可以通过开关关闭。

    从Arduino Nano上拆下USB连接器并添加Micro USB分线板。如图所示,将数据线和地线连接回Arduino NANO。将分线板的中心与Arduino NANO对齐,这样看起来更美观一些。

    将TP4056电池充电板与Arduino Nano底部的两根电线焊接在一起-将OUT +与Arduino板上的5V连接,并将OUT-连接至GND。我在Arduino Nano和电池充电板之间留出一块空间,预留给500mA的锂电池。现在,将USB分线板的电源连接到电池充电板上的IN +,最后将IN-连接到GND。通过电源开关将电池引至电池充电板上的B+(红线)和B-(黑线)焊盘。现在,可以尝试首次启动电路板。

    提示:

    同时从Arduino UNO拆下电源LED。总是亮着让人心烦意乱。

    方案1:

    你还可以在Arduino Nano板上使用USB构建。如果取消焊接电路板底部的整流二极管,则可以使用mini USB的5V进行焊接,它将不再为电路板供电。

    方案2:

    你的心脏可以有两个USB,一个用于编程,另一个用于给电池充电。Arduino Nano和TP4056电池充电模块都有一个USB,您可以使用它们。它不是很简约,但是很简单。

    方案3:

    如果你不需要电池供电的“心脏”,那可以省略多余的USB板和电源充电电路。

    将“大脑”嵌入“心脏”

    将内部心脏焊接到心脏外壳的下半部分。内心的外部导线是GND,外壳本身也将是GND。因此,使用一些短的黄铜线,把它放入心脏的确切中心,如图片所示。

    现在,将上面准备好的电池与Arduino焊接到心脏的内部。根据需要使用尽可能多的铜线,以确保可以讲它们固定在心脏内部。再次使用USB板和外壳上的GND引脚作为将其焊接到心脏外壳的位置。不要把它焊接到心脏的内部铜线上!LED的内部导线为5V。

    将内部LED心脏的内部导线连接至Arduino Nano的5V,并将第一个RGB LED的DATA-IN连接至引脚D12。

    安装心跳传感器

    MX30102传感器可在用手指触摸时测量心跳和血压。在心形外壳的上半部焊接电路板。在板的两侧使用一个小开口。这些是GND,因为心壳也是GND。

    确保你可以触摸板上的黑色小小元件-即传感器。

    拿3根软的导线-我用的是弹簧形式的3mm绝缘变压器铜线,把它们焊接到MAX30102板上的SCL、SDA和VIN引脚,如下所示:

    • SCL至A5引脚
    • SDA至A6引脚
    • VIN至5V引脚

    以上是所有需要的电气连接。在将上下壳体焊接在一起之前。千万记得测试一下是否有效,否则之后不好修。

    上传程序和测试

    将Arduino连接到计算机,并上传文章所附的程序。记得打开电源开关。

    上传后,心跳传感器上的红色LED应该会被点亮。

    如果你触摸它,LED会根据你的心跳开始闪烁。正确测量心跳可能需要15秒,所以如果不是即时的,不要担心。

    完工!

    成功的话就可以吧上壳和下壳焊接在一起,并用一些酒精类清洁剂擦拭整个“心脏”,清除掉残留的焊剂。

    喜欢这个项目的话,可以考虑在Patreon上支持Jiri Praus

    往期回顾

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    文章作者: Roy Liu
    文章链接: https://blog.yirenliu.cn/posts/1107560676/
    版权声明: 本博客所有文章除特别声明外,均采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议。转载请注明来自 Roy
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