暗夜骑士的炫光信号服手工电子DIY教程

暗夜骑士的炫光信号服

DIYer:leahbuechley 制作时间:一星期 制作难度:★★★★☆ GEEK指数:★★★★☆

这篇教程将告诉你如何制作一件带有转向信号灯的夹克,在你骑自行车的时候好让别人知道你要往哪个方向转弯。我们将用到导线和可缝的电子器件,这样的话,完成后的夹克就柔软舒适易穿着,而且还可以水洗。希望你制作愉快!

工具和材料

工具

● 带有蜂鸣联通测试器的数字多用表

● 一两根针

● 一支布料记号笔或者可以在布料上划线的粉笔

● 布料涂料

● 布料胶水

● 一把尺子

● 一把剪刀

● 双面胶(可选的)

● 缝纫机(可选的)

 

材料

○ LilyPad Arduino 主电路板

○ FTDI 接口板

○ 迷你 USB 电缆

○ LilyPad 电源

○ 16 个 LilyPad LED(注意:SparkFun 上暂时还买不到,不过很快就会上架的)

○ 2 个按钮开关

○ 一卷 4 合股的导电线

○ 可用于改造的一件衣服或者一块布料

 

设计 

计划衣服的美观和电子器件布局 

决定好每个元件放在哪里,并想好你要怎么把它们缝起来才能让走线尽量少而短。绘制一张设计草图,你在动手的时候可以参照。下面的照片展示了我的夹克的草图。供电(正极)的针步显示为红色,接地(负极)的则为黑色,LED 为绿色,开关输入则是紫色。 

有关电源的重要提示当你在设计的时候,要在计划中让电源和 LilyPad 主电路相互靠近放置。如果它们离得太远的话,你的 LilyPad 就可能出现重置或者根本无法工作的问题。这是为什么呢?导电的线的阻值可不小。(从 SparkFun 上买的 LilyPad 初学者套装中的 4 合股的镀银线的阻值大约为 14 欧姆/英尺。)根据你在制作中所使用的型号不同,你的 LilyPad 可以承受最大 50 毫安(mA)的电流,或者 .05 安培。欧姆定律表明,导体两端的电压降——当电流过物体时损失的电压值——等于导体的阻值乘以流过的电流。例如,如果你的 LilyPad 距离电源有 1 英尺远,那么将 LilyPad 连在电源上的导体的总阻值大约就是 28 欧姆。(在从电源负端连到 LilyPad 负瓣的导电线上有 14 欧姆,而将两个正极端连起来的导电线也是 14 欧姆)。这就意味着我们可以预计将有 1.4 伏(28 欧姆 × .05 安培)的压降。这就是说当电源输出为 5 伏时,LilyPad 就只能得到 3.6 伏(5 伏 - 1.4 伏)了。一旦 LilyPad 的电压降到大约 3.3 伏以下时,它就会重置。从电源的正极到 LilyPad 的正极和电源负极到 LilyPad 的负极的导线的电阻应该最多不超过 10 欧姆。据此设计距离。如果你觉得这些让你摸不着头脑的话,别担心!只要在你的设计中让 LilyPad 和电源相互靠近就行了。 

将你的草图转移到衣服上用粉笔或者其他的非永久记号笔将你的设计方案转移到衣服上。如果你想的话,可以用尺子来保证线条全都笔直而对称。 

用双面胶暂时将 LilyPad 电路板贴在你的衣服上。这可以让你很好地了解最后的成品会是什么样子。只要胶带还有粘性,它还能让所有的东西都固定住,让你在缝制的时候方便一些。 

将你的电源和 LilyPad 缝在夹克上看看我这里的针脚有多密啊。你的针脚应该像是这样。一个用胶水粘好并修剪平齐的结。不用胶水粘的话,这些结就会很快松掉的。 

把电源后部的引脚修掉拿出 LilyPad 电源板,将它背后突出来的金属部分修剪掉。像照片中所示的那些小剪子的效果很不错,不过你也可以用大剪刀。 

将电池板固定在布料上一般而言,你要让电池板固定住,使其不会在布料上乱跑。我建议你用胶水或者用针线。将电池固定好,然后再进行本项目的其他步骤。你也许还想要在电源下面用胶水或者针线固定上什么东西,来帮助阻止它将布料扯坏或者在你活动的时候弹起来。如果你在改造的是很薄或者弹性布料的话——那么首先,你应该考虑换件衣服!在厚实、没有弹性的布料上做起来方便多了。如果你决心要用这种纤弱的布料制作的话,那么一定要选好电源摆放的位置。这是最重的电路模块,所以你要把它放在不会让布料扭曲得太厉害的部位。你一定要在电源下面用胶水或者针线固定些什么东西。 

把电源的正极缝在你的衣服上如果你是个缝纫新手的话,可以先看看这篇很棒的介绍,然后再开始学习如何穿针引线、系结走针。剪下一段 3~4 英尺长的导电线。把线穿入针孔中,穿出足够长的线,让它不会轻易从针孔中滑出来。在线较长的一头系一个结。不要剪得太靠近结,否则它会很快松掉的。 

从布料的背面朝向正面,将针从电源正极的旁边刺入,然后从布料的正面从中穿过去。线末端的结会阻止线从布料上拉下来。现在,在电源正极的孔中走一个针脚。再走几次线,循环往复地从布料的背面穿入正面,每次都穿过正极。在走线时要特别小心。这是你在本项目中所缝制的最重要的接线了。你要确保在电源两瓣和导电线之间能有非常好的接触。通过走线,多穿过几次孔(至少 5 次)。一直缝,直到你的针插不进去了为止。别把线给剪了,直接进行下一步。 

从电池缝到 LilyPad当你将电池的正极缝好了以后,就在 LilyPad 的正极上走上几个整齐的小针脚。我用的夹克带有羊毛衬料,而我的走线只穿过内部的羊毛衬料,这样从夹克外部就看不出任何的针脚了。 

将 LilyPad 的正极缝好,完成连线当你走线走到 LilyPad 的时候,用导电线把正极缝在布料上。就像缝电池的正极一样,你要格外小心,在这里缝出坚固的连线。这次的走线是在电源和 LilyPad 之间建立电路连接。 

当你完成了这一连线之后,沿着你的走线再远离 LilyPad 缝出大约 1 英寸,然后系一个结,并在离结大约 1 英寸的地方把线剪断,这样你的结就不会系不紧了。 

在每个结上涂上布料胶水,保证它们不会松开。 

等到胶水干了,把从结里伸出来的线头修剪干净。 

测试你的走线测量走线的阻值这是阻值测量的档位 

拿出多用表,将它调到阻值测试档位中。测量电源正极和 LilyPad 正极之间,以及电源负极到 LilyPad 负极之间的阻值。如果这些通路中任意一条的阻值大于 10 欧姆,那么你就应该用导电性更好的线来改良你的走线了。如果你不确定要如何测量电阻的话,可以看看这篇教程。 

这是通断测试的档位 

把一节 AAA 电池装入电源,然后将电源开关滑向开启位置。电源上的红灯应该会亮起来。如果它不亮,而你又确定你把开关打开了,那么赶快把电池取出来,检查一下你的正极和负极的走线是否发生了短路。(很可能有一根线在某处同时碰到了正极和负极的走线。)你可以用多用表上的蜂鸣通断测试器来检查正负极之间的短路。参见这篇教程,了解如何使用通断测试器的信息。还要检查一下正极和负极走线之间的阻值。如果阻值低于 10k 欧姆左右的话,那就发生短路了(可能是一根导电的头发丝同时碰到了正极和负极),你需要找出来并修好它。如果电源确实通了的话,那就检查你的 LilyPad。每当你按下它的开关的时候,它应该会快速闪动。一旦这些连线都正常工作了,你就可以将电源关掉,把电池取出来了。 

将你的供电和接地走线绝缘现在,你的夹克布满了未绝缘的导电走线。因为它是包在你的身体上的,所以没关系。身体会阻止缝好的线路相互接触。但是当你把夹克脱下来,弯曲或者折叠起来的话,线路就会相互接触发生短路了。为了解决这个问题,你要用泡沫布料涂料(或者其他绝缘体,例如普通丝线的绷针)将线路覆盖住。但是,在将线路覆盖住之前,你要确定所有的东西都能正常工作!所以,在包上线路之前要经过深思熟虑。 

缝上你的转向信号 LED缝好你的左、右信号灯缝制中的走线,从外侧观看:3 个正极缝在了一起 

用你把电源和 LilyPad 连起来的缝合技巧,把左转信号灯的所有正瓣都连在 LilyPad 的一个引脚(我这里是 9 号引脚)上,而右转信号灯的所有负瓣也连在另一个 LilyPad 引脚上(我这里是 11 号引脚)。把所有灯的负瓣连在一起,然后接在 LilyPad 的负瓣或者另一个 LilyPad 引脚上(我这里是 10 号引脚)。回头看看我的设计草图,看看哪里有问题。完成后的右转信号灯。注意我的走线并没有穿到衣服外面去。 

这是转向信号 LED 的正极引脚的走线。(由于这是内侧视图,所以一切都是反过来的。)这些线路连接到 LilyPad 上的 11 号引脚。这两根中间的线路是所有转向信号 LED 的负极线路。这些线路连接在 LilyPad 的 10 号引脚上。记得把每个结都用布料胶水封住,让它们不会松脱。小心避免发生短路;不要让一条缝合的线路碰到另一条。在这个例子中,LED 的负极线路全都连在一起了,不过你要确定左、右信号灯的正极线路并没有碰到负极线路,也没有相互接触。 

测试你的转向信号灯给你的 LilyPad 加载一个程序,它会让每一个闪烁信号灯闪烁,确保你的所有缝制都没有问题。这是我的测试程序:

int ledPin = 13; // LilyPad 上的 LED int leftSignal = 9; // 我的左转信号灯连接在 9 号引脚 int rightSignal = 11; // 我的右转信号灯连接在 11 号引脚 int signalLow = 10; // 我的信号灯的负极连接在 10 号引脚

void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // 将 ledPin 设为输出 pinMode(leftSignal, OUTPUT); // 将 leftSignal 管脚设为输出 pinMode(rightSignal, OUTPUT); // 将 rightSignal 管脚设为输出 pinMode(signalLow, OUTPUT); // 将 signalLow 管脚设为输出 digitalWrite(signalLow, LOW); // 将 signalLOW 管脚设为 LOW(负极) }

void loop() // 不停地反复运行 { delay(1000); // 等待 1 秒 digitalWrite(leftSignal, LOW); // 关闭左转信号灯 delay(1000); // 等待 1 秒 digitalWrite(rightSignal, HIGH); // 打开右转信号灯 delay(1000); // 等待 1 秒 digitalWrite(rightSignal, LOW); // 关闭右转信号灯 delay(1000); // 等待 1 秒 }

如果你的布局和我的是一样的,那么你只要将这段程序复制粘贴到你的 Arduino 窗口中就行了。如果你的转向信号灯无法正常工作,那么就用你的多用表(以及上一步中的方法)测试是否短路或者有不好的链接,确保你的程序符合你的物理布局。 

将你的转向信号灯走线绝缘用泡沫布料涂料将你的线路覆盖住。记住,在将线路覆盖住之前,你要确定所有的东西都能正常工作!在包上线路之前要经过深思熟虑。

缝上你的控制开关 

你也许注意到了我并没有将我的线路绝缘。你也可以让它们不绝缘,但是当你把它脱下来,在折叠、弯曲的时候要小心发生短路!特别是当你在编程和排错的时候。这些是从电源连接到 LilyPad 的走线。左开关的第一条线路完成了。这是开关输入线路,连在 LilyPad 的 6 号引脚上。我必须把这个结用胶水粘住,然后修平。这些是我的左转信号灯走线。这些上面也有一个结需要用胶水粘住并修平。 

摆放开关给你的开关找一个地方,当你在骑自行车的时候可以方便地按到。我把我的开关装在了手腕下面。在尝试了许多不同的位置之后,我发现了一个好位置。看看照片你就知道我说的意思了。当你找到一个好位置了以后,将开关的引脚穿过布料,在布料内侧弯折起来。 

缝上开关将你的开关缝在衣服上。把 1 个脚缝接到 LilyPad 的开关输入引脚上,而另一个脚(在第一个脚的对角线位置)接地或者接在 LilyPad 的另一个引脚上。我把左侧开关的输入的接在了 6 号引脚上,而右侧开关的输入接在了 12 号引脚上。我把左侧的负极接在了 LilyPad 的负极上,不过右侧的负极接在了 4 号引脚上。回头看看我的设计草图,看看哪里有问题。 

当你完成缝制之后,回头用胶水将开关的连线加固一下。你可不会希望开关从走线上面掉下来。 

缝上指示 LED分别在两臂的袖子上缝上 1 个 LED这些 LED 会提供你基本的反馈信息,告诉你那一侧的转向指示灯打开了。它们会闪烁起来,告诉你夹克背上的情况,所以你要让它们处于可见的位置。将每个 LED 的正瓣缝接到 LilyPad 的一个引脚上,而每个 LED 的负瓣接在开关的负极上(上一步中你所缝制的负极线路)。我把 LED 的正极接在了 5 号引脚上,而 LED 的负极接在了 3 号引脚上。(译注:此处应是作者笔误)再次回头看看我的设计草图,看看哪里有问题。 

和之前一样,要记得用胶水把结固定住,并且修平,小心不要造成任何的短路。当你将两个手腕 LED 缝制完毕以后,你就完成了本项目的缝制阶段!现在,开始编程了…… 

给你的夹克编程决定好你需要的工作方式我希望左边的开关能让左转信号灯亮 15 秒左右,而右边的开关也能这样控制右转信号灯。当按下开关时,如果对应的开关亮着的话,则可以将它关掉。同时按下两个开关应该可以让夹克进入夜间闪光模式。安装在手腕上的 LED 应该能提供反馈信息,告诉我夹克目前的状态。 

给你的夹克编程要给你的衣服编程的话,就将我的代码复制粘贴到 Arduino 窗口中,将它加载到 LilyPad 上。你也许必须先做一些小的调整,这要看你把灯和开关接在哪里了。调整延迟时间可以定制你的闪烁方式。 

将剩余的线路绝缘将剩下的线路用泡沫布料涂料覆盖好。再说一次,在你确定一切正常工作之前不要把任何东西覆盖住。 

有关水洗你的这件作品是可以水洗的。将电池拿出来,然后就能用一般的洗衣粉洗这件衣服了。

注意: 镀银线时间长了会受到腐蚀,在洗涤和穿着之后,它们的阻值会逐渐增大。若要尽量减少腐蚀的影响,就用泡沫布料涂料或者其他的绝缘体将你的线路绝缘保护起来。你也可以给外部被腐蚀的线路上一层银让它恢复过来。先在衣服上看不见的地方试一下,看看能不能对你的布料这么做!

 

装电池将电池装进去,看看它能否正常工作,接着……最高调的暗夜骑士们,让我们骑车上路吧!