3D fabric printing – FDM 3D prints, Neopixels en joystickbediening op flexibele tule ondergrond

17 december 2023

In mijn streven om 3D-printen op een flexibele tule-ondergrond mogelijk te maken, ben ik de afgelopen dagen aanzienlijk verder gekomen. De lycra tule-ondermat is goed verkrijgbaar in zwart, wit en talloze andere kleuren, en blijkt in de praktijk zeer flexibel en redelijk sterk te zijn. Bij het 3D-printen kan ik in de Cura-slicer software precies bepalen op welke printlaag ik de tule-ondergrond wil integreren. In de Cura-extensies voeg ik een script toe, dat op een vooraf bepaald moment een pauze in de g-code invoegt. Door bij het 3D-ontwerp rekening te houden met de ondersteuning van de tule-onderlaag, is het mogelijk een stabiele, flexibele mat te creëren waarop objecten worden geprint. In het ontwerp integreer ik kanalen waardoor elektrische verbindingen kunnen worden aangebracht.

Nadat de flexibele mat is geprint, worden de NeoPixels aangebracht. Deze zijn voorzien van twee draden voor voeding, één draad voor data-in en één draad voor data-uit. Ik schets de flexibele mat als een matrix waarop ik vervolgens de lichtscènes bepaal. Deze lichtscènes definieer ik als een vierdimensionale array, waardoor elke pixel uniek aanstuurbaar is in kleur (255x255x255=16 miljoen kleuren) en een lichtintensiteit variërend tussen 0-255. De pixels worden aangestuurd vanuit een Tiny2040-processor, programmeerbaar in MicroPython, CircuitPython en C++. Het stroomverbruik van deze flexibele mat is minder dan 100mAh, inclusief het verbruik van de microprocessor. Door dit lage stroomverbruik is mobiel gebruik geen enkel probleem.

Voor het toevoegen van interactiviteit zullen er drie sensoren worden gekoppeld: een LIDAR-afstandssensor, een 6DOF-accelerometer en gyroscoop, en een temperatuurmeter. Hiermee kan in realtime de fysieke afstand, actie en impact op lichaamstemperatuur worden gemeten. Deze variabelen worden in het geprogrammeerde algoritme omgezet in passende NeoPixel lichtscènes. In de testmodus integreer ik een joystick waarmee de gebruiker door een menu kan navigeren en met een klik op de stick de gewenste selectie kan uitvoeren. Stap voor stap ga ik verder met dit flexibele, interactieve, sensorgestuurde lichtobject.