Der FlatFlap ist ein unglaublich dünner und innovativer Aktuator, der in einem kompakten Formfaktor Bewegung in Ihre Projekte bringt. Um zu verstehen, wie er funktioniert, tauchen wir in sein einzigartiges Design und die Prinzipien hinter seiner Funktionsweise ein.
In diesem Tutorial erklären wir:
Was ist eine FlatFlap?
Es ist flach und es ist eine Klappe ~ die FlatFlap ist ein Aktuator aus einer flexiblen Leiterplatte und Aluminiumversteifungen, die zusammengefaltet sind, um eine Schlagbewegung mit geringer Kraft zu erzeugen. Sein Magnetsystem wandelt elektrische Energie in mechanische Bewegung um.
Wie funktioniert es?
Die FlatFlap verfügt auf ihrer Rückseite über einen dünnen 10-mm-N52-Neodym-Magneten, der mit der planaren Kupferspule interagiert, die in die flexible Leiterplatte eingebettet ist. Wenn ein elektrischer Strom durch die Spule fließt, erzeugt sie ein kleines Magnetfeld, das den Magneten entweder anzieht oder abstößt, wodurch die Klappe bewegt wird. Durch Ändern der Stromrichtung können Sie die Schlagbewegung des Aktuators steuern. Durch Anlegen eines Rechteckwellensignals schlägt die FlatFlap kontinuierlich mit Geschwindigkeiten von bis zu 25 Hz. Für sanfte organische Bewegungen werden wir die DriveCell PWM-Bibliothek erkunden.
FlatFlap installieren
Das FlatFlap -Design erleichtert die Installation. Es verfügt über eine abziehbare Kleberückseite und optionale M1.2-Schrauben (im Lieferumfang enthalten) für zusätzliche Sicherheit und sorgt dafür, dass es fest auf jeder Oberfläche haftet, egal ob glatt oder strukturiert. Der Klebstoff ist 3M467, der eine starke Bindung bietet, aber bei Bedarf mit einer Pinzette entfernt werden kann.
Bringen Sie Ihren FlatFlap in Bewegung
Wenn Sie die FlatFlap als eigenständigen Aktuator gekauft haben, können Sie beginnen, indem Sie einen ihrer Pins auf 5 V und den anderen auf Masse ziehen und sie dann umschalten. In einem Fall wird die Klappe abgestoßen, im anderen angezogen. Sie können sie an Ihre eigenen Transistoren oder Ihr H-Brückenmodul anschließen, um diese Pins automatisch umzuschalten. Um es noch einfacher zu machen, können Sie die FlatFlap direkt an unser kleines DriveCell- Modul gelötet kaufen. Die DriveCell ist ein kompakter, Pin-zu-Pin-kompatibler H-Brückentreiber, der die Steuerung von Aktuatoren wie der FlatFlap vereinfacht. Seine Open-Source-Arduino-Softwarebibliothek macht die Aktuatorsteuerung besonders für Anfänger einfach, indem sie unkomplizierte Softwarefunktionen und leicht verständliche Beispiele bietet.
Eine ausführliche Anleitung zur DriveCell- Softwarebibliothek finden Sie in diesem Artikel . Hier ist jedoch eine kurze Zusammenfassung, wie Sie deren Funktionen nutzen können, um die FlatFlap -Betätigung zu verbessern. Keine Sorge, es ist ganz einfach! Laden Sie zunächst die Bibliothek „DriveCell“ aus dem Bibliotheksmanager von Arduino herunter. Nach der Installation können Sie Ihr Gerät steuern. Bevor wir beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die DriveCell an Ihren Mikrocontroller anschließen. Wir empfehlen die Verwendung einer CodeCell, die Pin-zu-Pin-kompatibel ist, alle Bibliotheksfunktionen unterstützt und Ihrem FlatFlap drahtlose Steuerung und interaktive Sensorik hinzufügen kann.
1. Init()
Zuerst benötigen wir einen grundlegenden Setup-Code, damit Sie loslegen können:
#include <DriveCell.h> // This line includes the DriveCell library
DriveCell myFlatFlap(IN1, IN2); // Replace IN1 and IN2 with your specific pins
void setup() {
myFlatFlap.Init(); // Initializes your DriveCell connected to a FlatFlap
}
Dieser Code gibt Ihrer DriveCell den Namen „myFlatFlap“ und weist sie an, alle erforderlichen Peripheriegeräte zu starten und zu initialisieren.
2. Puls (bool Richtung, uint8_t ms_Dauer)
Diese Funktion sendet einen kurzen Stromstoß mit einer bestimmten Polarität an die FlatFlap . Dieses schnelle Ein- und Ausschalten kann je nach Polarität eine kurze, heftige Bewegung der FlatFlap auslösen.
myFlatFlap.Pulse(1, 10); // Sends a short burst for 10 milliseconds in the specified direction
2. Buzz (uint16_t us_buzz)
Diese Funktion lässt die FlatFlap wie einen Summer vibrieren, was nützlich ist, um eine akustische Rückmeldung zu erzeugen.
myFlatFlap.Buzz(100); // Makes the FlatFlap buzz with a 100 microsecond pulses
3. Ton()
Mit der Tone -Funktion kann FlatFlap einen Ton abspielen. Dies kann für akustisches Feedback oder kreative Anwendungen genutzt werden, bei denen Ton Teil der Interaktion ist.
myFlatFlap.Tone(); // Plays a tone by varying the frequency
4. Umschalten (uint8_t power_percent)
Diese Funktion wechselt die FlatFlap -Richtung, was nützlich sein kann, um in Ihrem Code eine schnelle Schlagbewegung zu erzeugen oder die Richtung schnell umzukehren.
myFlatFlap.Toggle(100); // Toggles direction at 100% power
5. Ausführen (bool glatt, uint8_t Leistungsprozentsatz, uint16_t Flip-Geschwindigkeit_ms)
Mit dieser Funktion können Sie die Polarität des FlatFlap kontinuierlich umkehren und seine Bewegungsgeschwindigkeit und -glätte steuern. Wenn smooth auf true gesetzt ist, ist das Flattern weniger scharf und sanfter, was ideal für langsamere, kontrollierte Bewegungen ist.
myFlatFlap.Run(true, 50, 1000); // Runs the FlatFlap smoothly at 50% power, flipping every 1000 milliseconds
6. Antrieb (bool Richtung, uint8_t Leistung_Prozent)
Mit dieser Funktion können Sie die Polarität und Winkelposition der FlatFlap- Klappe durch Anpassen des Leistungspegels steuern und damit grundsätzlich die Stärke des magnetischen Zugs oder Drucks einstellen.
myFlatFlap.Drive(true, 75); // Moves the FlatFlap forward at 75% power
Hier ist ein Beispiel, bei dem wir zwei FlatFlaps konfigurieren und sie mit unterschiedlicher Geschwindigkeit flattern lassen:
#include <DriveCell.h>
#define IN1_pin1 2
#define IN1_pin2 3
#define IN2_pin1 5
#define IN2_pin2 6
DriveCell FlatFlap1(IN1_pin1, IN1_pin2);
DriveCell FlatFlap2(IN2_pin1, IN2_pin2);
uint16_t flap_counter = 0;
void setup() {
FlatFlap1.Init();
FlatFlap2.Init();
FlatFlap1.Tone();
FlatFlap2.Tone();
}
void loop() {
delay(1);
flap_counter++;
if (flap_counter < 2000U) {
FlatFlap1.Run(0, 100, 100);
FlatFlap2.Run(0, 100, 100);
}
else if (flap_counter < 8000U) {
FlatFlap1.Run(1, 100, 1000);
FlatFlap2.Run(1, 100, 1000);
} else {
flap_counter = 0U;
FlatFlap1.Drive(0, 100);
FlatFlap2.Drive(1, 100);
delay(500);
FlatFlap1.Drive(1, 100);
FlatFlap2.Drive(1, 100);
delay(500);
FlatFlap1.Drive(1, 100);
FlatFlap2.Drive(0, 100);
delay(500);
FlatFlap1.Drive(1, 100);
FlatFlap2.Drive(1, 100);
Verzögerung (500);
FlatFlap1.Drive(0, 100);
FlatFlap2.Drive(0, 100);
Verzögerung (500);
FlatFlap1.Drive(1, 100);
FlatFlap2.Drive(1, 100);
Verzögerung (500);
FlatFlap1.Tone();
FlatFlap2.Tone();
}
}
Kombination mit CodeCell-Sensoren
Um es noch interaktiver zu machen, können Sie FlatFlap und DriveCell mit dem winzigen CodeCell-Sensormodul kombinieren. CodeCell ist Pin-zu-Pin-kompatibel mit DriveCell , unterstützt alle Bibliotheksfunktionen und fügt Ihrem Projekt drahtlose Steuerung und interaktive Sensorik hinzu. Auf diese Weise können Sie mit Ihren FlatFlap- Aktuatoren fortschrittlichere, reaktionsfähigere Elemente erstellen.
Mit diesem nächsten Beispiel steuert die CodeCell zwei FlatFlaps , die aufhören zu flattern, wenn eine Annäherung erkannt wird. Ihr Winkel wird dynamisch angepasst, je nachdem, wie nahe Ihre Hände kommen.
#include <CodeCell.h>
#include <DriveCell.h>
#define IN1_pin1 2
#define IN1_pin2 3
#define IN2_pin1 5
#define IN2_pin2 6
DriveCell FlatFlap1(IN1_pin1, IN1_pin2);
DriveCell FlatFlap2(IN2_pin1, IN2_pin2);
CodeCell myCodeCell;
void setup() {
Serial.begin(115200); /* Set Serial baud rate to 115200. Ensure Tools/USB_CDC_On_Boot is enabled if using Serial. */
myCodeCell.Init(LIGHT); /*Initializes Light Sensing*/
FlatFlap1.Init();
FlatFlap2.Init();
FlatFlap1.Tone();
FlatFlap2.Tone();
}
void loop() {
if (myCodeCell.Run()) {
/*Runs every 100ms*/
uint16_t proximity = myCodeCell.Light_ProximityRead();
Serial.println(Nähe);
wenn (Nähe < 100) {
FlatFlap1.Run(1, 100, 400);
FlatFlap2.Run(1, 100, 400);
} anders {
Nähe = Nähe - 100;
Nähe = Nähe / 10;
wenn (Nähe > 100) {
Nähe = 100;
}
FlatFlap1.Drive(0, (Nähe));
FlatFlap2.Drive(0, (Nähe));
}
}
}
Passen Sie den Code nach Belieben an, indem Sie ihn mit Ihren eigenen kreativen Ideen optimieren, oder fügen Sie Bewegungssensoren für eine neue Reaktion hinzu! Mit FlatFlap können Sie Ihre kreativen Projekte mit Bewegung in einem schlanken, kompakten Paket zum Leben erwecken. Egal, ob Sie dynamische Elemente zur Kunst hinzufügen, mit Robotik experimentieren oder interaktive mechanische Displays entwickeln, FlatFlap bietet eine vielseitige und benutzerfreundliche Lösung. Beginnen Sie noch heute mit unseren Arduino-Bibliotheken! Wenn Sie weitere Fragen zu FlatFlap haben, schreiben Sie uns einfach eine E-Mail und wir helfen Ihnen gerne weiter!
Der FlatFlap ist ein unglaublich dünner und innovativer Aktuator, der in einem kompakten Formfaktor Bewegung in Ihre Projekte bringt. Um zu verstehen, wie er funktioniert, tauchen wir in das einzigartige Design und die Prinzipien hinter seiner Funktionsweise ein.
Die Struktur
Die FlatFlap besteht aus einer flexiblen Leiterplatte und Aluminiumversteifungen. Diese Komponenten werden sorgfältig zusammengefaltet, um den Aktuator zu bilden.
Die flexible Leiterplatte dient als Grundlage des Aktuators. Im Gegensatz zu starren Leiterplatten kann sich die flexible Version biegen und verdrehen, ohne zu brechen, was für die Erzeugung der Schlagbewegung unerlässlich ist. Die Flexibilität der Leiterplatte ermöglicht es der FlatFlap, sich frei zu bewegen und gleichzeitig ihre strukturelle Integrität beizubehalten.
Die Aluminiumversteifungen bieten die nötige Stabilität, um den Magneten zu halten, der die Schlagbewegung steuert, und stellen sicher, dass die Bewegung sowohl präzise als auch gleichmäßig ist.
Das magnetische System
Die FlatFlap wird von einem intelligenten Magnetsystem angetrieben, das elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Dieses System besteht aus einem Magneten auf der Rückseite des Aktuators und einer planaren Kupferspule, die in die flexible Leiterplatte eingebettet ist.
An der Rückseite des FlatFlap ist ein 10 mm N52 Neodym-Magnet angebracht. Dieser Magnet spielt eine entscheidende Rolle bei der Funktion des Aktuators, da er mit dem von der Kupferspule erzeugten Magnetfeld interagiert. Diese Spule befindet sich innerhalb der flexiblen Leiterplatte und ist für die Erzeugung des Magnetfelds verantwortlich, wenn ein elektrischer Strom durch sie hindurchfließt. Die Schlagbewegung wird dadurch erreicht, dass der Strom in verschiedene Richtungen durch die Kupferspule pulsiert.
Je nach Stromrichtung interagiert dieses Magnetfeld mit dem Magneten auf der Rückseite der FlatFlap. Durch Änderung der Stromrichtung kann das Magnetfeld den Magneten entweder anziehen oder abstoßen, wodurch sich die Klappe bewegt. Die Spannung kann auch über PWM variiert werden, um den Abstand der Spule zum Magneten zu steuern.
Durch schnelles Pulsieren des Stroms in verschiedene Richtungen, wodurch eine Rechteckwelle entsteht, kann die FlatFlap eine kontinuierliche Schlagbewegung erzeugen. Die Geschwindigkeit und Frequenz dieser Bewegung können durch Anpassen der Pulsrate des Stroms gesteuert werden. In der optimalen Konfiguration kann die FlatFlap eine Geschwindigkeit von bis zu 25 Hz erreichen und so eine schnelle und reaktionsschnelle Bewegung erzeugen.
Einfache Befestigung und sichere Installation
Dank der abziehbaren Kleberückseite und optionalen Schrauben ist die Installation des FlatFlap ein Kinderspiel. Der Kleber sorgt für eine starke Verbindung, die den Aktuator sicher an Ort und Stelle hält, während die Schrauben bei Bedarf eine zusätzliche Sicherheitsebene bieten. Diese doppelte Installationsmethode gewährleistet einwandfreie Haftung, egal ob Sie den FlatFlap an einer glatten oder einer strukturierteren Oberfläche anbringen.
Ultradünnes und kompaktes Design
Eines der herausragenden Merkmale der FlatFlap ist ihr unglaublich schlankes Profil. Mit einer nur 0,3 mm dünnen Klappe und einem nur 2,6 mm großen Aktuator lässt sich dieses schlanke Design nahtlos in jede flache Oberfläche integrieren. Sein niedriges Profil stellt sicher, dass es die Ästhetik Ihres Projekts nicht beeinträchtigt, und macht es ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot.
FlatFlap eignet sich perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen. Es eignet sich besonders gut zum Erstellen kinetischer Skulpturen und zum Experimentieren mit Robotik. Seine Fähigkeit, leichten Objekten wie dünnem 3D-gedrucktem Kunststoff oder Origami-Papier auffällige Bewegung zu verleihen, eröffnet eine Welt kreativer Möglichkeiten.
