Пузырьковый дисплей на ардуино


    Всем привет!

    В этот раз я выкладываю продолжение экспериментов с воздушно-пузырьковым дисплеем.
    Тем кто не видел первую часть, могут пройти и посмотреть видео по ссылке.

    В результате первого опыта выяснилось, что при минимально возможном размере пузырьков, расстояние между ними должно быть не менее 4-5 см. Иначе в жидкости, между пузырьками происходит взаимное влияние друг на друга, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

    Для устранения одной из этих проблем, я заказал акриловые перегородки, изготовленных на лазерной резке.

    В первой части мне многие советовали использовать стеклянные или пластиковые трубки, но я все же выбрал акриловые перегородки. Потому, что при подсчете затрат оказалось, что стоимость у них дешевле и из них проще собрать готовую конструкцию. Что тоже сыграло свою роль в этом выборе.

    Результатом я остался очень доволен, так как теперь можно двигаться дальше и собрать большую полноценную пузырьковую панель. На которой можно будет выводить большие изображения.

    Теперь расскажу обо всем по подробнее.

    Сборка экрана


    Детали для перегородок, я нарисовал в простейшем онлайн редакторе tinkercad. Редактор имеет настолько интуитивно понятный интерфейс, что на создание в нем нужных мне деталей, ушло не более 5 минут.



    Нарисованные детали мне вырезал старый знакомый, на станке для лазерной резки.
    На фото они еще покрыты защитной пленкой.



    Сборка самого пузырькового экрана, заняла совсем немного времени. И напомнила мне сборку детского конструктора.

    Сами перегородки я склеивать не стал, так как они хорошо зажаты между верхней и нижней крышкой.

    На фото ниже, фоновый экран в сборе.



    Схема


    Схема простая, мне не пришлось травить и паять, каких либо плат. Так как я использовал готовые комплектующие и соединял их проводами dupont.

    Из схемы можно исключить энкодер, но тогда подбирать размер пузырьков и расстояние между ними, придется методом многоразовых перепрошивок контроллера. Что не очень удобно.

    В качестве ключей для электроклапанов я использовал плату драйвера от шагового двигателя 28byj-48. Микросхема ULN2003 на плате установлена на панельке и в случаи если она при случайном закорачивании выхода, или при переполюсовке питания выйдет из строя, то ее можно легко заменить. ULN2003 способна выдерживать токи до 500 мА на каждом из семи имеющихся каналов. Защитные диоды, которые оберегают транзисторные ключи от ЭДС самоиндукции, уже встроены в микросхему. Что исключает необходимость припаивания их, на каждый электромагнит.

    Время срабатывания клапанов оставляет желать лучшего. Слабая пружина не позволят клапану быстро закрываться. А с мощной пружиной электромагнит не может справиться. По этому на видео вы можете видеть минимально возможный размер пузырьков. Что бы получить такой результат, мне пришлось увеличить напряжение на клапанах до 10 В и уменьшить время их срабатывания.



    Компоненты схемы


    Схема состоит из следующих радиокомпонентов:

    Arduino Nano
    Энкодер
    Драйвер шагового двигателя 28BYJ-48
    Соединительные провода
    Электромагниты самые дешевые купленные в Китае

    Скетч для Arduino


    Код для Arduino можно скачать здесь.

    Шрифт нарисован не полностью, только цифры, русские и английские заглавные буквы.
    Энкодером можно регулировать размер пузырьков и расстояние между ними. Вращение без нажатия регулирует размер, а вращение с нажатием регулирует расстояние.

    Переменные в коде на которые стоит обратить внимание:

    uint16_t bub_size=4500; //это размер пузырька
    uint16_t bub_space=900; //это расстояние между пузырьками
    uint16_t step_bub_size=300, step_bub_space=10; //это шаг наращивания вышеприведенных переменных, энкодером.

    Заключение


    В заключении хотелось бы добавить, что хороших результатов можно добиться на больших размерах пузырьковой панели. Так как при увеличении расстояния между воздушными пузырьками, можно полностью исключить их взаимное влияние друг на друга.

    Скорость движения бегущей строки можно добиться несколькими способами. Можно увеличить размер пузырьков или уменьшить вязкость жидкости. В качестве жидкости можно применить воду, масло, шампунь, жидкое мыло, глицерин.

    При использовании воды или растительного масла, пузырьки не будут иметь красивых ровных форм шара.

    Надеюсь, мой опыт был полезен.

    Если у Вас остались вопросы, то задавайте. Я с радостью на них отвечу.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 44

      +1

      Это невероятно!

        +2
        А дать ссылочки на воздушные клапана? И интересно выдержат ли они подачу воды. Всё изобретаю как бы правильно автополив сделать. В идеале качать перистальтическим насосом и тогда либо нужен массив клапанов для раздачи. Либо куча дешёвых насосов. Но что-то ни того ни другого дешёвого я найти не могу.
          0
          Не думаю, что они выдержат они воду, так как внутри клапана стальная пружинка.
          Можно использовать клапан от ВАЗ-а, они как раз для воды подойдут
            0
            огромный же. у меня зимой 5-6 горшков, а летом на балконе в этом году ещё десяток запускаем
              0
              К сожалению меньше размером, для воды не встречал
                0

                Как вариант, от стиральной машины, они, вроде, чуть поменьше. Иногда идут строенные в один блок.

                  +1

                  Никак не меньше клапан стиралки, скорее даже больше будет

                    0

                    В любом случае, их можно раздобыть нахаляву.

                      0
                      Есть мелкие под шланг 6 мм.
                      Применение: Очиститель воды, биде, бойлер, настенный писсуар, посудомоечная машина, смягчитель, стиральная машина, холодильник

                      Например aliexpress.ru/item/32848147632.html
                      image
                      0
                      От стиральной машины не подойдёт. Они напорные, т.е. они открываются давлением воды. На слабом напоре от маленькой помпы не откроется.
                  0

                  Из сервы за 100р можно сделать, если 3д-принтер есть. Я "изобрел" одну конструкцию, она вроде даже работает, но до самого автополива так руки и не дошли еще

                    0
                    Aliexpress US $0.69 11%OFF | Mute Mini Micro Motor de La Bomba Sumergible Bombas De Agua DC 3-5 V 70-120L/H unidad USB water pump

                    https://a.aliexpress.com/_dXF7bfq


                    Есть вот такие насосы по доллару за штуку. Дешевле некуда :)

                      0
                      Так это же насос, а ему клапан нужен
                        0

                        Автор пишет, что ему нужен либо массив клапанов. Либо куча дешёвых насосов.

                          0
                          Я бы клапана использовал, так как с клапанами достаточно одну трубку протянуть с ответвлениями в каждый горшок. А с насосами придется, в каждый горшок трубку протягивать. Провода не учитываю, так как они в жгуте будут очень мало места занимать
                        0
                        Да, на данный момент я и заказал их пачку, уже дома лежит (без штуцера на вводе). Основная проблема в том что такая помпа не гарантирует расход. Если трубка забивается или шланг длиннее то за то же время работы пома прокачает драматически меньше воды что приведёт к гибели растения. Эту проблему решал бы либо один перистальтический насос и массив клапанов, или массив перистальтических насосов. Сейчас я придумал что можно вводы этих помп (если бы они были со штуцерами) повесить на один шланг и на нём счётчик. Или вариант с промежуточной ёмкостью и весами. Т.е. накачали из бака в промежуточную ёмкость с помпами, включили одну, дождались пока свои 100 грам перекачались в нужное растение, и т.д.
                          0
                          Мне кажется счетчик проще.
                          Например такой
                          image
                            0
                            только для этого нужны помпы с отдельным штуцером на вход, в отличии от тех что я купил и рекомендованы выше
                              0
                              такой у меня используется на аквариуме и он не отловит маленький поток, нужный для полива.
                          0
                          Видел решение, когда ставится 1 насос и на сервопривод вешается шланг и под ним много воронок. Если нужно полить, сервопривод от нуля отворачивает на заданный угол, включается насос, наливает воду в ворону, становится в исходную позицию. По условию решения воронки должны быть выше горшков.
                          0
                          Погуглите Ллео Каганова — он недавно хвастался, что его система полива работает у многих, давно и надежно, и вроде конкретные дешевые (но надежные) насосики обсуждались.
                            +1
                            нашёл такое lleo.me/dnevnik/2019/02/21 опять без контроля того какое растение сколько получило. Насос омывателя дёшев и фигачит нормально, это правда, но весь вопрос в дозировке. У меня растения сильно разного масштаба от кактуса до болотных, и им совсем разное лить надо.
                              0
                              Он вроде какие-то пластиковые наконечники на «горшечном» конце использует — наверно, они позволяют регулировать поток…
                            0

                            Я, наверное, не в курсе темы каких-то автополивов, но у меня обычный капельный (где расход определяется исключительно геометрией питающих растения штуцеров) использует простейший алгоритм с включением одной помпы на 20 минут в сутки, правда и питающих штуцеров — штук 600. Это обычная овощная теплица — вероятно, дома моё решение будет менее эффективным — если, например, один штуцер питает одну ёмкость с растением, то выход из строя штуцера означает гибель данного растения — в моём случае, все растения растут в сплошной грядке, и "гибель" одного питающего штуцера менее драматичен — скорее всего, растение сможет "подтянуть" влагу с соседних штуцеров.
                            Для домашнего применения я одно время использовал банальные "перевёрнутые бутылки" с подачей воды в "системы нижнего полива"… корней 20-30 так дожидались меня из двухнедельного отпуска, но у меня и растения дома были весьма неприхотливыми. Как в Вашем случае — не скажу...

                            0
                            ULN2003 способна выдерживать токи до 500 мА на каждом из семи имеющихся каналов.

                            N.B. — но не на всех семи разом. Максимум на все каналы — около 350 мА (при длине импульса 25 мс и заполении 10%).

                              0
                              Откуда такая информация? В Datasheet ничего об этом не сказано.
                                0

                                Например, https://www.st.com/resource/en/datasheet/uln2001.pdf 10-я страница.
                                VT100 в какой-то другой документ смотрит, но порядок цифр примерно одинаковый.

                                  0
                                  На сколько я понял этот график. То при всех включенных каналах и напряжении 20В, пиковый ток 500мА
                                  При напряжении 40В, ток примерно 340мА
                                    0

                                    Ох. Duty Cycle и Direct Current похожи только на первый взгляд.
                                    А если б там было падение на ключе 40 вольт при токе "примерно 340 мА" на канал, получилась бы неплохая грелка на сотню ватт.

                                    +1

                                    В старый DS от Toshiba. Там графика нет, это в таблице дано.
                                    Внизу на стр. 4 — тоже так (шкала коэффициента заполнения — логарифмическая).

                                +1
                                Браво, не смотря на довольно скромный размер, производит невероятный эффект, когда на это смотришь. =)
                                  0
                                  А если жидкость погуще чем вода? И вместо одного большого пузырька, кучу мелких. Или шарики вместо пузырьков, должны быть более предсказуемые.
                                    0

                                    Там уже погуще. Глицерин.

                                    0
                                    Классная вещь. Можете выложить без музыки, послушать, громко ли клапана хлопают?
                                      0
                                      Хочу сверстать небольшое видео часть — 3.
                                      Пузырьковый дисплей в воде
                                      Звук клапанов
                                      Покажу как влияют размеры пузырьков на скорость движения в глицерине и воде
                                      В течении недели надеюсь выложу на ютубе
                                      0
                                      В своем время делал пузырьковую панель. Задача сначала показалась достаточно простой. В итоге наверно это был самый наполненный «физикой» проект, который только приходилось делать. Ну и ни смотря на попытку учесть влияние всего, что только смог представить, идеальную картинку конечно же получить не удалось.
                                      www.youtube.com/watch?v=HtbPFh3iOl0
                                        0
                                        А почему не трубочки? Чтоб пузырик стенок касался? А снаружи трубочек тоже жидкость налить, их и не видно будет, а DPI дисплея резко повысится. А еще убрать глицерин чтоб быстрее двигалось, и ключевые кадры как-то подсветкой выделять.
                                          0
                                          Трубки дороже получаются и сложнее в монтаже
                                          0

                                          Можно ещё попробовать инвертировать фон и буквы, возможно так добиться большей читаемости или просто интересного эфекта

                                            0
                                            Попробую в 3-й части снять с инверсией
                                            0
                                            Слабая пружина не позволят клапану быстро закрываться.
                                            Клапану не даёт закрываться то, что в качестве защиты от ЭДС самоиндукции используются встроенные в ULN диоды. Так делают везде, но так делать нельзя.
                                            Вспомним физику: U=-L(dI/dt). Т.е. скорость изменения тока в обмотке пропорциональна приложенному напряжению. И если при включении этот ток «тянет» напряжение питания, то при вЫключении открывается защитный диод, и ток уменьшается под действием прямого падения напряжения на диоде.
                                            Правильное решение — вешать точку соединения «защитных» диодов не напрямую на «питание» индуктивностей, а через стабилитрон (или сапрессор) с номиналом, превышающим напряжение питания (с учётом, разумеется, допустимого напряжения на ключах).
                                            Собственно, ознакомиться можно, например, в AppNotes от Tyco Electronics: «Coil Suppression Can Reduce Relay Life» и «The application of relay coil suppression with DC relays».

                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                            Самое читаемое