Начало: базовые тесты
LED-филаменты — это длинные полосы из сотен крошечных диодов на гибкой основе, заключённые в тонкий силиконовый рассеиватель диаметром всего 1,8 мм. Их массово производят для ретро-ламп Edison, поэтому компоненты легко найти в розницу. На Adafruit их называют «noodles» (лапша) — и это весьма точное название, они действительно похожи на светящиеся спагетти.
Подготовка и тестирование техники
Хлопковая футболка сама по себе недостаточно жёсткая, чтобы держать форму вышитых филаментов, поэтому была использована вспомогательная ткань с большей плотностью — cross-stitch Aida cloth и пяльцы для вышивания, чтобы всё держало форму во время работы.
Сначала на ткань наложили филамент и прошили его чёрными нитками несколькими петельными стежками каждые несколько сантиметров. Над филаментом положили кальку с рисунком — так удавалось повторить нужную форму точнее.
Дизайн и расчёт длины
Главное ограничение LED-филаментов в том, что их нельзя укорачивать: один конец — плюс, другой — минус. Поэтому путь для рисунка должен был точно соответствовать доступным длинам.
На спине рубашки спроектировали ламу, используя один 24-вольтовый красный филамент длиной 1200 мм. Путь прорисовали в Inkscape как одну сплошную линию, которая петляет сама над собой, затем использовали функцию Measure Path, чтобы масштабировать изображение до нужной длины.
На груди разместили курсивный текст с заимствованного шрифта Playwrite België Vlaandere и рамкой в стиле Вегаса, вдохновлённые неоновыми вывесками. Путь получился примерно 900 мм, но в наличии были только 300-миллиметровые филаменты. Решение: спаять три филамента в последовательность. Между ними остались небольшие тёмные зазоры, но они выглядели как естественные разделители букв.
Процесс шитья
Дизайны распечатали на обычной бумаге, сверху положили кальку и обвели линии маркером. Кальку приклеили к футболке скотчем, точно так же закрепили Aida cloth с изнаночной стороны, потом начали пришивать филамент.
Самая интересная часть была с курсивным текстом на груди. Чтобы буквы V и a выглядели отдельными, а не связанными, использовали короткий отрезок чёрной термоусадочной трубки — как paint-out (блокирующую краску) на настоящих неоновых трубках.
После завершения пришивания кальку аккуратно удалили, разрывая её вдоль нитей и помогая себе пинцетом вытаскивать кусочки бумаги.
Электроника и питание
К каждому филаменту припаяли короткий отрезок эмалированного медного провода и протянули его сквозь переплетение ткани изнутри. На внутренней стороне рубашки провода соединили с тонкими гибкими ленточными кабелями, спрятав соединения под клейкой лентой от острых краёв. Ленты протянули вниз от подмышки к карману, зафиксировав несколькими петельными стежками и куском синей ленты для жёсткости.
Три филамента на груди питаются от TPS61169 — регулятора тока, управляемого PWM с ESP32. Это позволило реализовать анимации и эффект мерцания, как у настоящего неона.
Для ламы на спине — 24-вольтовый филамент — пришлось использовать компромиссное решение. Идеальным был бы ещё один TPS61169, но он занимался текстом. Вместо этого применили дешёвый boost-конвертер с AliExpress и пару резисторов в серии для стабилизации напряжения.
Боковые полосы — 600-миллиметровые 12-вольтовые филаменты — недоводили до номинальной мощности на 5-вольтовом питании, но управляли их яркостью через PWM на ULN2003A транзисторном массиве.
Вся электроника уместилась в маленький 3D-печатный корпус с USB-C портом для подключения ESP32 и батарейного блока, и щелью для пропуска ленточных кабелей наружу с фиксацией кабельной стяжкой.
Результат
За несколько дней напряжённой работы получилось даже лучше, чем планировалось. Коллеги с восторгом реагировали на рубашку на событии, и конструкция выдержала весь праздник без нареканий.
Конечно, это абсолютно непрактичный предмет гардероба — и это было по замыслу. Такая рубашка не для ношения в повседневной жизни, но как художественный вызов с использованием компонентов из самых дальних полок шкафа получилась весьма увлекательной. Кстати, стирать её — в машине или вручную — категорически не стоит.