Piercing industrial con LED
(mitxela.com)- Al colocar LED y circuitería dentro de la barra de un piercing industrial que cruza la oreja, se logró una joya luminosa realmente usable
- El cuerpo principal usa una aguja hipodérmica de calibre 16 como si fuera un tubo de acero inoxidable, y en una flex PCB delgada se montaron un ATtiny44 y LED 0402
- Los orificios laterales se mecanizaron con una fresadora y una fresa de extremo, y el portabatería reutiliza una pieza comercial de arete usando la carcasa metálica como terminal positivo
- Los LED repiten un patrón de unos 3 minutos mediante charlieplexing, pero después de encapsularlos con epoxi transparente grado alimentario, uno de los LED del extremo falló y ya no pudo repararse
- El consumo de corriente es de unos 3 mA y una LR521 daría alrededor de 3 horas en un cálculo simple, mientras que una pila de óxido de plata SR521 tendría una curva de descarga más plana y cerca del doble de capacidad, por lo que podría usarse al menos 5 horas
Poner LED dentro de una barra que cruza la oreja
- Un piercing industrial o scaffold es una joya en forma de barra que atraviesa la oreja, y este trabajo fue un intento de meter LED dentro de esa barra
- Fue uno de varios proyectos hechos con prisa antes del cierre de London Hackspace, y después de eso pasó más de un año sin acceso a una fresadora
- Hacer agujeros en el costado de una aguja hipodérmica siguió siendo un proceso difícil de resolver sin una fresadora
Diseño y elección de componentes
- El punto de partida fue tomar, con permiso, una foto de la oreja de una amiga y luego rotarla, escalarla y corregir su distorsión para superponerla con el diseño en OpenSCAD y en Photoshop
- Este mockup fue clave para ajustar el espaciado de los LED y sus offsets
- Aunque se podían comprar tubos de acero inoxidable de varios tamaños, una aguja hipodérmica resultó más adecuada por ser barata y fácil de conseguir
- La aguja de calibre 16 tenía exactamente el diámetro correcto
- El grosor de su pared lateral era muy delgado, lo que ayudaba a meter el circuito dentro de la barra
- Había preocupación de que una aguja normal no tuviera suficiente longitud, pero tras medir y calcular se concluyó que sí alcanzaba
- Para la PCB se eligió una flex PCB con el fin de hacer la placa lo más delgada posible
- Algunos fabricantes ofrecen FR4 de 0.2 mm, pero cuesta parecido a una flex PCB
- Con una placa flex-rigid se podría haber hecho la parte de los LED lo más delgada posible y la parte del microcontrolador como una placa multicapa, pero el costo era mucho mayor y no permitía poner conectores sobre el microcontrolador
- El portabatería se hizo reutilizando una pieza comercial de arete
- La carcasa metálica funciona como terminal positivo de la batería
- Se diseñó para que el cable que sobresale por la punta de la aguja actuara como pin de tierra
- Se eligieron LED 0402 en lugar de 0201
- Con LED 0201 habría sido posible colocarlos en otra orientación y pasar las pistas directamente por debajo de ellos
- Tras revisar las dimensiones, se concluyó que los LED 0402 eran una opción más segura
Mecanizado de los orificios laterales de la aguja
- Después de fabricar una pequeña mordaza en V de latón, hacer los agujeros laterales de la aguja tomó unos 5 minutos
- Como una broca podía resbalar sobre una superficie curva, los agujeros se hicieron con una fresa de extremo
- La herramienta de carburo era más dura y convenía más para trabajar sobre superficies curvas
- Sujetar la fresa de extremo en el chuck del contrapunto no era una gran idea, pero al final los agujeros de fondo plano salieron precisos
- El agujero pasante de 1.6 mm quedó más desprolijo porque la broca tendía a desviarse
- La pieza mecanizada encajó bien en la aguja con press-fit, y una vez definida la posición final se fijó con cianoacrilato
- El collet del otro lado, que sujeta la batería, tira de esa unión al desmontarse, así que la unión debía ser resistente
Circuito y software
- Apenas llegaron las placas, se soldó una de inmediato, pero por varias razones quedó abandonada cerca de un año
- Hace unos meses se volvió a energizar y se puso a funcionar el patrón de parpadeo
- El microcontrolador usado es un ATtiny44
- Si se rediseñara hoy, probablemente se elegiría un CH32V003
- El CH32V003 consume más energía, pero la ventaja de tener un pin de depuración de un solo hilo es importante
- Para volver a flashear el ATtiny44 había que conectar 6 pines
- Los LED se controlan mediante charlieplexing
- El patrón final se repite durante unos 3 minutos
- El software es parecido a charliestar, pero más simple
- El código fuente para ATtiny está publicado en GitHub
Ensamblaje y encapsulado
- El arete barato usado como carcasa de batería no era de acero inoxidable, sino de latón niquelado
- Se espera que las piezas de acero inoxidable se vean bien y sigan brillando por mucho tiempo
- Con todo funcionando correctamente, se rellenó el agujero con epoxi transparente grado alimentario
- Después de que el epoxi curó, falló uno de los LED del extremo
- Como está en la punta, no se nota demasiado a simple vista
- Como el problema apareció tras el curado del epoxi, ya no había forma de repararlo
- Se podría fabricar otro desde cero, pero actualmente no hay taller disponible y una siguiente versión necesitaría mejoras más que una simple réplica
Ideas de expansión y estuche de guardado
- Originalmente se planeaba añadir uno o más endcaps
- El header de programación también puede usarse como pines GPIO del microcontrolador
- Se pensó en conectar interfaces como un micrófono o un receptor IR
- Aún no se han hecho los endcaps, y por ahora el patrón de parpadeo ya parece suficientemente interesante
- También se modeló un estuche de guardado en OpenSCAD
- Por el LED muerto había ganas de terminar rápido, pero el estuche sostiene bien el dispositivo
- El paquete de batería se guarda en una posición de apagado dejándolo un poco salido
- La bisagra se hizo metiendo un alfiler en un agujero casi de press-fit, y la tapa quedó lo bastante dura como para mantenerse en cualquier ángulo
- La textura de la superficie de la tapa proviene de la cama de la impresora 3D, lo que ayudó con la adhesión durante la impresión y además le dio un poco de carácter a la pieza
Fotos de uso y duración de batería
- En las fotos de uso, el flash hace que los LED queden un poco opacados y deja una sensación algo clínica
- Más adelante podrían tomarse más fotos puestas, usando flash y larga exposición al mismo tiempo para mostrar tanto la oreja como la trayectoria de los LED
- El consumo de corriente medido fue de un poco más de 3 mA
- La batería LR521 tiene, como mucho, alrededor de 10 mAh, así que en un cálculo simple duraría unas 3 horas
- La curva de descarga alcalina es pronunciada
- Como no está claro a qué voltaje entra en brown-out el chip, podría apagarse antes de agotar la batería por completo
- Una SR521 de óxido de plata del mismo formato ofrece cerca del doble de capacidad y una curva de descarga más plana
- Con esa batería se estima que funcionaría al menos 5 horas
- Cambiar la batería es tan incómodo como parece
- Si en vez de mecanizar un collet más grande se hubiera reducido el diámetro del extremo de la barra, se habría podido usar sin modificar el portabatería común del arete barato
- En ese caso se podría reemplazar rápidamente todo el paquete de batería sin necesidad de aflojar tornillos
Resultado y limitaciones
- Contra lo esperado, no hubo tantas partes especialmente difíciles en el proyecto, y la mayoría de las tareas que parecían complicadas salieron bien
- Para el siguiente piercing, haría falta hacerlo más pequeño y usar LED 0201
- Aunque fue una pena que muriera un LED, el aspecto al usarlo en la vida real quedó muy bien
- Este piercing no se puede comprar fácilmente
- Hay que ajustar con precisión la longitud a la oreja de quien lo va a usar
- Por eso es más difícil de fabricar y vender que otros inventos
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
Qué lástima que haya perdido el acceso al maker space donde hacía sus proyectos y al equipo. Siento que cada vez hay menos hacker spaces con maquinaria industrial o equipos de metalmecánica; me pregunto si estoy viendo esto demasiado a través del caso de TechShop en el SF Bay Area, o si pasa algo similar en otras regiones
Al principio la idea era buena y doné bastante; las clases de carpintería y CNC también eran excelentes. En particular, el instructor de carpintería venía de fabricar patrones para fundición, así que cubría técnicas distintas de la carpintería de acabado o de muebles, y podía llegar a tolerancias de 1/64 de pulgada usando varias combinaciones de lijadoras
Pero además de los problemas financieros, también había problemas culturales. Algunos instructores empujaban bastante un humor de club de varones que podía alienar a muchas mujeres
Al comienzo parecen viables porque atraen a miembros entusiastas, pero después de unos años la mayoría se va. Se frustran o desarrollan su propia forma de trabajar, y terminan queriendo la comodidad y flexibilidad de trabajar con sus propios horarios y herramientas, en vez de herramientas compartidas que otros maltratan
Para operar un Makerspace en Portland, Seattle o el SF Bay Area hace falta un fondo de un patrocinador adinerado, subsidios gubernamentales de largo plazo o algo parecido
Con los alquileres disparados y la reurbanización haciendo desaparecer talleres baratos, los maker spaces están siendo desplazados
Duele, pero parece difícil de evitar. Hay mucha más gente interesada en vender el terreno para reurbanizarlo como departamentos o condominios “de lujo” que en mantener edificios viejos en condiciones de alquilarse
Soy gran fan de esta persona. La conocí por el proyecto del amuleto de protección UV: https://mitxela.com/projects/amulet
Incluso para este circuito, un consumo de corriente de 3 mA parece alto. Si se alimenta el LED con PWM a cierto ciclo de trabajo, muchas veces se puede reducir la corriente sin una caída perceptible de brillo
También me pregunto si poner una resistencia en serie entre la batería y el microcontrolador permitiría mantenerse más tiempo en el extremo bajo del rango de voltaje permitido. Solo una idea que se me ocurrió
Con un pequeño convertidor elevador para el LED y una batería de audífono, podría durar varios días con una sola batería, y el tamaño sería parecido al de la batería usada aquí
Realmente genial. He pensado en hacer algo así con mis piercings, pero me quedé en comprobar que todavía nadie lo hacía
Sería increíble poder meterle Bluetooth para flashear varios patrones, o incluso ponerle una minipantalla
Me pregunto qué tan difícil sería hacer joyería para lóbulos con expansiones grandes que incluya una pantalla. ¿Quizá con 1/2 pulgada o 3/4 de pulgada sea posible?
En términos de venta y tamaños, según entiendo los piercings industriales normalmente se venden en incrementos de 1/4 de pulgada y la mayoría compra de 1 a 2.5 pulgadas, así que parece factible fabricarlo para vender
En el mejor de los casos sería algo pequeño y de baja resolución, por ejemplo una matriz LED de 8x8 con patrones programados, pero incluso eso necesitaría más batería y demás, y el peso aumentaría de forma exponencial
El modelo 3D de este sitio web, que el usuario puede rotar y mover, funciona sorprendentemente bien
La rotación orbital con un dedo y el desplazamiento y zoom con dos dedos eran excelentes e intuitivos. Con mouse, botón izquierdo para rotar, botón derecho para desplazar y rueda para zoom; no es obvio de inmediato, pero igual es bastante usable
https://mitxela.com/other/3d/loader.js?2
view-source:https://mitxela.com/img/uploads/metal/scaffold/scaffold-case...
Además, meshlab puede abrir archivos .wrl, y el cargador de esta página también soporta .stl
Sorprendentemente, no es un hack de modelviewer.dev, sino una implementación independiente que usa el mismo nombre de etiqueta y la misma biblioteca 3D base. Soportan formatos de modelo distintos. https://mitxela.com/projects/model-viewer es una página relacionada que jacobs escribió el mes pasado
Lo único lamentable es que no veo una licencia. Es realmente excelente y me gustaría usarlo, aunque reimplementarlo tampoco parece demasiado difícil. La parte difícil, pero no sujeta a copyright, de averiguar qué interfaz de usuario e interfaz de programación funcionan mejor ya la hizo jacobs
Algo tipo formato XML; quizá era VRML, aunque puede que lo recuerde mal y haya sido simplemente un applet de Java
Esta persona últimamente está sacando proyectos realmente geniales. Al menos sus videos lo son
Compré un kit de reloj satelital para la oficina y me encanta
El video es excelente, la implementación es genial, y de verdad agradezco que mitzela comparta tanto
Lo único que siempre me da pena es que un LED expuesto te apunte directo a los ojos
Pensándolo un momento, me gustaría ver una próxima versión en la que la luz del LED se difunda a través de la piel
Una oreja, nariz o labio brillando suavemente, qué idea
Hermoso. Es realmente modesto, pero este es un trabajo muy creativo e inspirador
En el artículo no vi qué tipo de metal usó en las partes que tocan la piel. Para piercings no se puede usar cualquier metal; por lo general el níquel puede liberarse y provocar alergias a metales
Dicen que puede volverse bastante grave. La composición común del acero inoxidable es 316L; espero que haya usado eso o un material similarmente adecuado
Se ve muy cyberpunk. Espero con ganas la era de la cibernética
Sería interesante un mundo donde Sneaker Net se convierta en el medio de contrabando más seguro