Đèn làm tổ: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tôi muốn tạo ra một màn hình ánh sáng tương tác cho phép cá nhân vẽ những bức tranh ánh sáng theo kiểu pixel như thời trang. Khi lớn lên với Lite-Brite, tôi đã sử dụng điều này như một điểm khởi đầu ý tưởng.

Kích thước lớn hơn của đèn có nghĩa là kích thước vật lý của thiết kế tổng thể trở nên khá cồng kềnh, vì vậy hãy chia nhỏ đèn thành các mô-đun riêng lẻ…

Tôi gọi đây là Đèn Hive. Bạn có thể tạo của riêng bạn bằng cách làm theo các hướng dẫn sau.

Mỗi mô-đun có một bộ vi điều khiển và một mô-đun LED mà người dùng có thể điều chỉnh để xuất ra một trong 4 màu trong phổ RGBW.

Phong cách LED này được xem tốt nhất trong các đèn xung quanh cấp thấp hơn, sau này sẽ nói thêm về điều này.

Màu sắc được thay đổi bằng cách xoay vòng bezel nhẹ trên đầu mô-đun.

Các mô-đun có 6 điểm nguồn cho phép nó được kết nối với các mô-đun bổ sung.

Một mô-đun được thay đổi một chút để cho phép đính kèm cục gạch nguồn trực tiếp Tôi ước tính rằng chỉ cần 1 mô-đun nguồn để cấp nguồn cho 24 mô-đun.

Đây là bằng chứng ban đầu về phiên bản ý tưởng của dự án đã hoàn thành.

Tôi đã bao gồm các tệp. STL nếu bạn muốn tạo tệp của riêng mình, chỉ cần lưu ý rằng chi phí tăng đáng kể khi mẫu bạn muốn tạo càng phức tạp.

Bước 1: Các bộ phận

Tôi đã sử dụng một máy in 3d để tạo ra các bộ phận cần thiết, loại nhựa mà tôi lựa chọn là ABS. Tất cả các tệp in được bao gồm ở đây.

In 7 phần duy nhất (một phần yêu cầu 6 bản sao) cần thiết cho mỗi mô-đun. Vỏ ban đầu không hoàn toàn là bản gốc đầu tiên. Nó đã trải qua 4 lần thay đổi thiết kế trước khi tôi đến với cái này khá hữu dụng và mạnh mẽ. Bên trong mô-đun là không gian cho 6 nam châm cũng như các bánh răng truyền động cho cơ chế thay đổi ánh sáng. Các bánh răng có một nắp đậy cố định vào các rãnh để hoạt động tốt.

Có 2 phiên bản ShellBase. Một cái đã hoàn thành mà tôi thấy trông sạch sẽ hơn nhưng lại là một cơn ác mộng tuyệt đối để lắp các địa chỉ liên lạc vào. Tôi chia đôi miếng đệm tiếp xúc và tạo ra hai mẫu riêng biệt giúp việc lắp đặt tiếp điểm dễ dàng hơn nhiều nhưng tôi đã hy sinh một số điểm hấp dẫn về mặt thẩm mỹ.

Cửa sổ LED là một hình vuông đục bằng nhựa vuông 22mm, rất dễ cắt bằng dao lam nên chính vì vậy mà hình vuông. Điều này được giữ cố định bằng một khung bezel bên ngoài hoạt động như một núm vặn để tắt đèn thông qua tất cả các bảng màu được lập trình trong bộ vi điều khiển.

Tôi đã sử dụng thư viện Arduino neopixel và mã thay đổi màu đơn giản cho đèn LED RGBW mà tôi mua được từ Amazon. Mã ở bước 6.

Bước 2: Thu hút

Tôi đã xây dựng một công cụ đơn giản để trợ giúp quá trình này, đó là phần màu vàng được hiển thị dưới mô-đun đảo ngược ở đây. Bắt đầu từ vòng trên cùng, nam châm được đặt vào các khe theo cách phân cực xen kẽ. Sau đó chúng được dán tại chỗ.

Thân mô-đun được đặt như hình với phần cắt bánh răng POT gần vòng xuyến trên dụng cụ. Điều này sẽ đảm bảo rằng tất cả các mô-đun có cùng hướng nam châm. điều này rất quan trọng để ngăn ngừa đoản mạch.

Đối với thân mô-đun, đặt các nam châm (12mm x 2mm) theo cực xen kẽ vào 6 túi nam châm xung quanh chu vi của vỏ ngoài.

Nam châm có kích thước 12mm X 2mm có sẵn trực tuyến thông qua nhiều nhà cung cấp. Tổng cộng có 7 nam châm cần thiết cho mỗi mô-đun.

File in mẫu nam châm được đính kèm

Bước 3: Lắp ráp mô-đun

Đặt bánh răng chiết áp vào rãnh bánh răng nhỏ sau đó đặt phần côn bánh răng vuông vào rãnh bánh răng lớn hơn, với phần dài đi qua vỏ ngoài từ bên trong.

Chiết áp được chọn là loại cơ giới hạn 1 lượt. Cái này được gắn vào vỏ bánh răng bằng chất kết dính. Điều quan trọng là phải có trục của bánh răng truyền động nhỏ với chiết áp, các giới hạn nồi sẽ ngăn chặn việc quay quá mức của khung bezel nhẹ.

Có, điều này hóa ra không quá mạnh mẽ và đã được giải quyết trong các bản dựng tiếp theo.

Đặt phần nắp bánh răng với mặt theo dõi về phía lỗ ống kính và cố định nó bằng keo dính, Keo nóng sẽ hoạt động nhưng nó không lý tưởng để sử dụng lâu dài.

Đặt thấu kính mờ vào lỗ hình vuông ở đầu bộ phận truyền động. Sau đó, nhấn khung bezel bên ngoài vào đúng vị trí. Tôi đã thiết kế các bộ phận này thành một khớp chống nhiễu và sẽ khá khó tháo ra nếu không được đặt đúng vị trí.

Cuối cùng, tôi sử dụng vít chèn nhiệt để giữ đế vỏ.

Bước 4: Liên hệ

Tôi đã sử dụng các tiếp điểm lò xo từ DigiKey cho các kết nối điện giữa các mô-đun.

Nắp vỏ dưới cùng cần có các tiếp điểm được lắp vào. Điều này được thực hiện với những cái trên cùng phẳng trong rỗng và những cái lò xo nhọn trên đỉnh. Mỗi mô-đun có 6 địa chỉ liên hệ. Chỉ có nguồn cung cấp cho mỗi mô-đun.

Để kết nối chúng, bạn sẽ cần kết nối các miếng đệm liền kề với nhau giữa các không gian đệm mà nó là đỉnh có dây với thung lũng. Bắt đầu từ một trong các cặp tiếp điểm không có lỗ vít giữa chúng, đi theo chiều kim đồng hồ, làm cho thung lũng đầu tiên tiếp đất và công suất cực đại đầu tiên. Nối đỉnh này với thung lũng tiếp xúc tiếp theo, tiếp tục nối đỉnh với thung lũng xung quanh cho đến khi bạn hoàn thành 6 miếng đệm. Từ đây, chọn bộ dây tiếp xúc đầu tiên và kết nối nó với nguồn điện, sau đó bộ tiếp theo nối đất, v.v., theo cách đó sẽ có nguồn điện xoay chiều và kết nối đất. Bây giờ tất cả 6 điểm tiếp xúc đã được cấp nguồn và nối đất. Các miếng đệm liền kề có cực tính ngược.

Bằng cách đấu dây tất cả các miếng đệm giống nhau (bắc cầu dương các lỗ vít trên đế) cho mỗi mô-đun và nếu các nam châm được lắp đúng cách, sự kết hợp giữa thiết kế miếng đệm và lực đẩy, sẽ gần như không thể buộc bất kỳ 2 mô-đun nào để duy trì ngắn mạch kịch bản. Các bản sửa đổi trong tương lai có cầu chì bên trong.

Các đầu của miếng tiếp xúc được giữ cố định bằng chất kết dính ABS.

Có một nam châm bổ sung ở đế của vỏ để gắn vào các bề mặt kim loại.

Bước 5: Mô-đun nguồn

Một mô-đun đã được thay đổi và hoạt động như một điểm đầu vào nguồn điện. Nó có nghĩa là được cung cấp bởi một ổ cắm tường 5V tiêu chuẩn.

Một phích cắm thùng đã được lắp vào để thay thế một trong các bộ điểm tiếp xúc.

Việc này được thực hiện bằng cách cắt bỏ một trong các miếng đệm tiếp xúc và cắt một bên của phích cắm.

Nó được hàn nối tiếp với các miếng đệm khác trên mô-đun.

Bước 6: Tổng quan về bộ điều khiển

Tôi đã sử dụng mô-đun LED từ Amazon

Mã là một chút chunky nhưng nó hoạt động, tôi đã bao gồm nó ở đây.

Chúng được kết nối trong một loạt 3 mô-đun. Các kết nối phải được hàn bằng định dạng Arduino NeoPixel. Hàng đã được dán vào nắp bánh răng bezel.

Tôi đã chọn làm cho mỗi mô-đun có một bộ não vì hậu cần của việc có đèn kết nối nối tiếp và các giao diện tương tự ngẫu nhiên giao tiếp với tâm trung tâm theo cách mong đợi là phạm vi của thiết kế khái niệm được trình bày ở đây.

Với số lượng nhỏ hơn, bộ điều khiển loại Arduino Nano có vẻ là một lựa chọn tốt vì nó được tích hợp sẵn các thiết bị ngoại vi mà tôi cần cho tác vụ này.

Các kết nối hàn là nguồn Potentiometer và nguồn mô-đun với cổng 5V trên Nano. Các mặt đất được kết nối với cổng GND trên Nano. Gạt chiết áp đi đến cổng A0 và đường dữ liệu LED đi qua điện trở 300 ohm đến D2 trên Nano. Các tiếp điểm nguồn có dây màu đỏ thành Vin và màu trắng cho GND

Hoạt động cơ bản đã được kiểm tra, Chiết áp được quay, một đèn tương ứng sẽ kích hoạt.

Đèn có dạng hơi thiếu sáng trong phiên bản này vì tôi đã chọn sử dụng mô-đun RGBW, các phiên bản tiếp theo sử dụng đèn LED có thể đọc được ánh sáng ban ngày. Điều khiển ánh sáng là từ danh mục chương trình điểm ảnh Arduino NEO. Chiết áp được đọc qua các chân đầu vào tương tự và được dịch sang bản đồ màu trong chương trình. Sau đó, điều này được xuất ra môđun LED nối tiếp.

Bước 7: Vượt xa hơn

Chìa khóa của những chiếc đèn này là số lượng. Càng nhiều mô-đun liên kết, màn hình hiển thị càng tốt.

Vì những chiếc đèn này đắt tiền để sản xuất với số lượng nhỏ, nên tôi đang bắt đầu một chiến dịch huy động vốn từ cộng đồng để những chiếc đèn này được sản xuất trên quy mô lớn.

Đèn đã được thiết kế lại hoàn toàn để sản xuất.

Trong khi chế độ hoạt động chính là thao tác trực tiếp, các chế độ này hiện có thêm giao tiếp trung tâm để truy cập và điều khiển từ xa để ghi đè hoạt động cục bộ

các tính năng bổ sung như sau:

Cấu trúc bên trong vật lý đã được cập nhật đầy đủ với các bảng mạch Tùy chỉnh có bộ vi điều khiển chuyên dụng, đèn có thể đọc được ánh sáng ban ngày. Các tính năng bổ sung bao gồm số sê-ri kỹ thuật số duy nhất, mô-đun có thể định cấu hình, nhiều màu sắc hơn.

Vui lòng kiểm tra trang web của tôi để biết các cập nhật và liên kết…