Đèn xoắn ốc (còn gọi là Đèn bàn Loxodrome): 12 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đèn xoắn ốc (còn gọi là Đèn bàn Loxodrome) là một dự án mà tôi bắt đầu vào năm 2015. Nó được lấy cảm hứng từ Đèn treo tường Loxodrome của Paul Nylander. Ý tưởng ban đầu của tôi là về một chiếc đèn bàn có động cơ chiếu những luồng ánh sáng lên tường.

Tôi đã thiết kế và in 3D một nguyên mẫu trong OpenSCAD cho một cuộc triển lãm của nhà sản xuất. Mặc dù độ sáng tuyệt vời như tôi đã hy vọng, nhưng các bit cơ học rất mỏng manh, khó chế tạo và đơn giản là không hoạt động tốt lắm.

Kể từ đó, tôi đã học FreeCAD, một công cụ mạnh hơn nhiều và tôi đã thiết kế lại các thành phần cơ khí. Có thể giảng dạy này giới thiệu phiên bản thế hệ thứ hai thay thế hầu hết các phần bên trong bằng các bộ phận hoàn toàn có thể in 3D. Bản cập nhật này có các mô-đun LED 3W có thể hoán đổi cho nhau, vì vậy bạn có thể hoán đổi các đèn LED để có các màu khác nhau; hoặc; nếu bạn có thể kết nối nó với mô-đun LED RGB đầy đủ màu sắc để có hiệu ứng ánh sáng phức tạp hơn.

Dự án này là mã nguồn mở:

Dự án này được xây dựng hoàn toàn bằng Phần mềm Nguồn Mở và Miễn phí và đáp ứng định nghĩa của Phần cứng Nguồn Mở. Các tệp thiết kế OpenSCAD và FreeCAD được cung cấp để bạn sửa đổi trong Creative Commons - Ghi công - Chia sẻ bí mật

Các khoản tín dụng bổ sung:

• Lấy cảm hứng từ "Đèn treo tường Loxodrome" của Paul Nylander

• Tệp OpenSCAD có nguồn gốc từ "Loxodrome" của kitwallace

Bước 1: Lõi trung tâm

Gót chân của Achilles trong thiết kế ban đầu của tôi là quả cầu loxodrome không có điểm gắn kết đáng tin cậy. Ban đầu, tôi cố gắng treo nó từ một điểm trục ở trên cùng và sử dụng nam châm để xoay nó ở chân đế. Điều này hoàn toàn không hoạt động, vì vậy tôi đã thử một động cơ và một bánh răng nhỏ, nhưng vì loxodrome được treo ở phía dưới, bánh răng sẽ đẩy nó ra khỏi đường thay vì quay nó. Thách thức quan trọng là tìm cách hỗ trợ và quay nó từ bên dưới, trong khi vẫn có trục trung tâm cố định để neo cánh tay đèn LED và hệ thống dây điện.

Đèn có trong Thiết bị hướng dẫn này đã được thiết kế lại để sử dụng lõi trung tâm đồng trục. Động cơ ở chân đế quay một bánh răng nhỏ ăn khớp với một bánh răng trung tâm lớn hơn. Bánh răng trung tâm bao quanh một ổ trượt patin 608 và khớp với một bộ phận khác để truyền chuyển động quay đến phần trên của đèn. Qua giữa vòng bi chạy một ống trung tâm cố định để neo cánh tay đỡ đèn LED và để chạy hệ thống dây điện liên quan.

Bước 2: In và lắp ráp lõi trung tâm

Lõi trung tâm bao gồm bốn phần được in 3D sau:

• TopAssembly.stl (màu xám, hình trước)
• GearCoreCenter.stl (đỏ)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (xanh lục)
• DriveGear.stl (màu tím)

Ngoài các bộ phận được in, bạn sẽ cần một vòng bi trượt patin 603. Bạn có thể tìm thấy những thứ này không đắt trên eBay. Xem video ở trên để biết cách tất cả được kết hợp với nhau. Bạn có thể cần phải chà nhám ống trung tâm trên TopAssembly để vừa khít. Khi vòng bi được lắp vào GearCoreCenter, bạn nên thêm một ít keo vào vành của LoxodromeMountingAdapter và gắn nó vào GearCoreCenter. Hai bộ phận này được gắn chặt và không được xoay.

Tôi đã sử dụng Dầu bôi trơn Panef White Stick với Silicone trên tất cả các bộ phận chuyển động.

Mẹo in chung:

Tất cả các bộ phận trong lõi trung tâm được thiết kế để in mà không cần hỗ trợ. GearCoreCenter phải được in với mặt bánh răng nằm phẳng trên giường in với các chốt hướng lên trên. DriveGear phải được in với bánh răng nằm phẳng trên giường và trục hẹp hướng lên trên. Tôi thấy rằng việc đặt "Hành trình tối thiểu rút lại" thành 2 mm trong Cura 2 đã giúp tăng tốc độ in đáng kể.

Mẹo in cho phần lắp ráp hàng đầu:

Khi in trong PLA bằng cài đặt mặc định, ống ở giữa TopAssembly quá giòn. Làm chậm quá trình in, tăng độ dày của thành, tốc độ dòng chảy và nhiệt độ giúp tôi có một phần đủ mạnh.

Đây là các cài đặt Cura 2 mà tôi đã sử dụng để cắt TopAssembly:

• Vỏ bọc:

  Độ dày của tường: 2

• Làm mát:

  • Tốc độ quạt: 50%
  • Tốc độ quạt thông thường: 30%
  • Tốc độ quạt tối đa: 35%

• Vật liệu:

  • Nhiệt độ in mặc định: 210
  • Nhiệt độ in: 210
  • Lưu lượng: 110%
  • Bật tính năng rút lại: Sai

• Tốc độ, vận tốc:

  • Tốc độ in: 40 mm / s
  • Tốc độ tường: 10 mm / s

Bước 3: Uốn dây cho cánh tay đèn LED

Bạn sẽ cần sử dụng một công cụ uốn để uốn dây vào đầu nối DuPont bốn vị trí bằng cách sử dụng các chân cái. Tôi đã chế tạo đèn của mình với các đầu nối bốn vị trí để tôi có đủ dây cho đèn LED RGB. Nếu bạn đang sử dụng đèn LED màu đơn, hai dây là đủ, nhưng tôi thích tăng gấp đôi trên dây để có thêm khả năng mang dòng. Do đó, cánh tay đèn LED có một khe đủ lớn để vừa với đầu nối DuPont bốn điểm.

Bạn sẽ cần bốn bộ dây bện dài khoảng một foot, một dụng cụ uốn và một bộ kết nối DuPont. Tôi đã sử dụng những thứ này:

• Dụng cụ uốn IWISS SN-28B
• HALJIA 310 chiếc 2.54mm Bộ nối dây Dupont Nữ / Nam Đầu nối Pin Loại đầu nối

Video trình diễn quy trình uốn tóc.

Bước 4: Lắp ráp cánh tay đèn LED

Khi bạn đã tạo xong dây nịt, hãy luồn dây qua cánh tay đèn LED và đẩy đầu nối DuPont vào khe cắm. Nó là một phù hợp chặt chẽ. Bạn có thể muốn chấm một ít keo lên đầu nối để nó không bị lỏng trong tương lai, nhưng nếu bạn làm như vậy, hãy sử dụng một ít keo và bôi vào mặt rắn của đầu nối và cẩn thận không để keo dính vào các ổ cắm.

Khi cánh tay LED được lắp ráp, bạn có thể đưa nó qua lỗ ở giữa lõi trung tâm. Video trình bày quy trình và cho tôi thấy thử nghiệm với các mô-đun LED khác nhau.

Mẹo in cho cánh tay LED:

Cánh tay đèn LED phải được đặt ở phía bên của nó khi in. Tất cả các bề mặt đều có độ dốc nên không cần thiết phải có giá đỡ.

Bước 5: Lắp ráp các mô-đun LED

Mô-đun LED được tạo thành từ các thành phần sau:

• Đèn LED 3W "Ngôi sao"
• Nắp chai (như một bộ tản nhiệt)
• Đầu nối DuPont bốn vị trí với chân đực
• Độ dài ngắn của dây cách điện, bện
• Epoxy hai phần thông thường để gắn đầu nối DuPont vào mặt sau của nắp chai (tôi đã sử dụng JB Weld)
• Epoxy nhiệt hai phần để gắn đèn LED vào nắp chai (Tôi đã sử dụng Keo dán nhiệt Alumina Bắc Cực)

Bạn sẽ muốn sử dụng một mỏ hàn để gắn các đoạn dây có độ dài ngắn vào các tấm đệm âm và dương của ngôi sao LED của bạn. Nếu bạn có một đèn LED màu đơn, bạn có thể tăng gấp đôi trên dây dẫn, hai cho cực dương và hai cho cực âm. Điều này cho phép bạn chạy dòng điện qua cả hai dây song song và sử dụng hết tất cả các dây có sẵn trong cánh tay đèn LED. Đối với đèn LED RGB, bạn sẽ sử dụng một dây để kết nối tất cả các miếng đệm cực dương (-) và ba dây còn lại để kết nối với mỗi miếng đệm cực âm (+).

Tôi sử dụng nắp chai cho tản nhiệt LED. Tôi đã mua những thứ này tại công ty sản xuất bia địa phương của mình, mặc dù bạn có thể cố gắng sử dụng lại một cái từ chai bia nếu nó hoàn toàn không được sử dụng.

Trừ khi bạn mua nắp chai "trần", bạn có thể cần sử dụng súng thổi hơi nóng để làm mềm và loại bỏ lớp lót cao su. Đảm bảo rằng bạn có một bề mặt kim loại trần sạch và phẳng hoàn toàn để gắn đèn LED. Sau đó, sử dụng epoxy nhiệt để gắn đèn LED vào nắp chai, cố định bằng kẹp và để qua đêm.

Bước 6: Lắp ráp các mô-đun LED

Ngày hôm sau, bạn sẽ muốn uốn các đầu nối DuPont nam vào từng dây trong số bốn dây và đẩy chúng vào một vỏ bốn đầu nối. Sau đó, trộn một ít epoxy hai phần thông thường (không phải epoxy nhiệt bạn đã sử dụng trước đó) và gắn đầu nối vào phía sau của nắp chai. Một lần nữa, kẹp và cho phép thiết lập qua đêm.

Hình vẽ cho thấy một mô-đun LED RGB ba màu duy nhất sau khi lắp ráp.

Bước 7: Lên dây động cơ

Tôi đã sử dụng động cơ đồng bộ loại 4W 120V AC TYD-50 cho cơ sở. Những động cơ này được sử dụng trong bàn xoay vi sóng và có thể tìm thấy khá dễ dàng trên mạng. Chúng không đắt, chúng chạy rất êm và có sẵn trong một loạt các RPM khác nhau. Tôi đã chọn đơn vị quay chậm 5-6 RPM để cung cấp cho đèn của tôi hoạt động quay chậm và ổn định. Hộp số trong đèn giảm một nửa điều này, vì vậy đèn của tôi quay ở tốc độ 2,5 đến 3 vòng / phút nhẹ nhàng.

Tôi hàn trên một sợi dây được lấy từ một thiết bị và cách nhiệt nó bằng hai lớp ống co nhiệt. Nếu bạn không thoải mái với điện áp đường dây trong đèn của mình, bạn cũng có thể tìm động cơ đồng bộ 12V AC TYD-50. Sau đó, bạn sẽ kết hợp nó với một máy biến áp trị mụn cóc treo tường để cung cấp nguồn điện xoay chiều 12V thân thiện với nhà sản xuất hơn.

Bước 8: Lắp ráp tấm nền

Động cơ có thể được vặn vào tấm đế bằng bu lông M3.

Động cơ của tôi có một trục với đường kính ngoài là 7mm. Vì vậy, tôi đã thiết kế một miếng nhựa để cho phép nó giao phối với một trục biên dạng vuông in 3D. Điều này được gắn với một bu lông và đai ốc M3.

Miếng nhựa này có miệng côn rộng và trục có nghĩa là để trượt ra vào tự do mà ít có lực cản. Bạn cần cái này sau này trong quá trình lắp ráp vì nó sẽ cần phải thả vào vị trí từ trên cao.

Để giữ cho động cơ không bị quá nóng, hãy dán một số chân cao su vào dưới cùng của tấm đế. Điều này sẽ giúp nó tránh xa bàn và giúp thoát khí.

Mẹo in:

Tất cả các bộ phận được thiết kế để in mà không có giá đỡ.

Bước 9: Lắp ráp thân đèn

Tấm đế có thể được gắn vào thân bằng vít M3. Không có cách nào để tiếp cận bên trong, vì vậy hãy đảm bảo rằng tất cả các dây được treo lủng lẳng ra khỏi khe ở phía sau tấm đế trước khi bạn gắn hai nửa!

Mẹo in:

Thân đèn có độ dốc thoải và có thể in mà không cần giá đỡ.

Bước 10: Gắn Cụm bánh răng vào Thân đèn

Trục nằm lỏng lẻo vào lỗ trên cụm bánh răng. Nếu bạn chỉ cố gắng đưa cụm bánh răng vào từ phía trên trục sẽ có thể rơi vào bên trong đèn.

Bạn có thể sử dụng một chút keo nóng để giữ trục xe tại chỗ, nhưng tôi đã chọn cách giữ cụm bánh răng lộn ngược và sau đó hạ thân đèn xuống (cũng lộn ngược) trên nó. Bạn cần trục để tìm khe giao phối sâu bên trong đèn, các mặt nghiêng của phần giao phối sẽ giúp dẫn hướng trục vào đúng vị trí.

Lúc đầu, bạn sẽ thấy trục xe quá dài. Tôi đã làm điều này có mục đích để bạn có thể cắt nó xuống cho đến khi mọi thứ khớp với nhau vừa khít.

Khi cụm bánh răng đã yên vị, hãy cắm động cơ vào và kiểm tra xem bánh răng đang quay trước khi cố định phần trên bằng hai vít nhỏ.

Bước 11: Đính kèm Loxodrome

Đưa cánh tay đèn LED qua lỗ nhỏ ở đáy của loxodrome và điều động loxodrome vào vị trí. Nó là một sự phù hợp chặt chẽ và có rất ít khe hở giữa viền của loxodrome và cánh tay đèn LED. Tuy nhiên, không nên dùng vũ lực, không cần thiết.

Tôi đã gặp một số khó khăn khi đưa loxodrome vượt qua khúc quanh ở chân đèn LED. Tôi đã phải dũa các cạnh của cánh tay LED xuống một chút để làm cho nó đủ hẹp để đi qua, nhưng tôi đã điều chỉnh tệp CAD và STL nên hy vọng bạn sẽ không cần phải làm điều này.

Khi loxodrome ở cổ đèn LED, nó sẽ bám vào các tab giữ lại. Bước cuối cùng là lắp mô-đun LED bằng cách thò ngón tay qua các khe hở trên loxodrome.

Xem video để biết cách thực hiện điều này.

Mẹo in:

In Loxodrome ở mức ngập 100%, vì bạn muốn các nhánh xoắn ốc càng mạnh càng tốt.

Bạn chắc chắn sẽ cần hỗ trợ cho bản in này và rất nhiều trong số đó. Nếu bạn có một máy đùn kép và hỗ trợ hòa tan, đây là một nơi tuyệt vời để sử dụng nó!

Nếu bạn không có máy đùn kép, đừng lo, vì tôi đã có thể in nó trên một máy in FDM có máy đùn đơn. Vì phần lớn hỗ trợ sẽ nằm bên trong Loxodrome, nên nó sẽ cần đủ yếu để bạn có thể tiếp cận bằng kìm mũi kim, nghiền nát và loại bỏ từng mảnh.

Hỗ trợ mặc định trong Cura là quá mạnh cho điều này. Mẹo mà tôi tìm ra là sử dụng hỗ trợ lưới với mật độ hỗ trợ bằng không. Điều này khiến Cura chỉ in được các bức tường lớp đơn mỏng để hỗ trợ các nhánh xoắn ốc của Loxodrome. Những bức tường này tương đối dễ dàng để nghiền nát và loại bỏ sau khi in xong.

Bản in gốc của tôi được thực hiện vào năm 2015 với phiên bản cũ hơn của Cura, nhưng đây là các cài đặt cho Cura 2 dường như cung cấp kiểu hỗ trợ mong muốn:

• Tạo hỗ trợ: Đúng
• Vị trí hỗ trợ: Mọi nơi
• Mẫu hỗ trợ: Lưới
• Mật độ hỗ trợ: 0
• Khoảng cách hỗ trợ X / Y: 0.9
• Khoảng cách hỗ trợ Z: 0,15
• Sử dụng tháp: Sai

Trong và sau khi in, Loxodrome sẽ trông giống như một chiếc bánh sừng bò khổng lồ. Bạn sẽ cần dùng kìm bấm mũi kim để xé bỏ phần hỗ trợ cho đến khi hết. Chọc vào nó bằng một công cụ sắc nhọn hoặc nghiền nát nó sẽ giúp làm vỡ các lớp. Sử dụng găng tay dày có thể hữu ích cho việc này, vì các mảnh vỡ có thể sắc nhọn. Sau khi loại bỏ tất cả phần hỗ trợ, bạn có thể dùng giấy nhám để làm phẳng mọi chỗ gồ ghề.

Bước 12: Cấp nguồn cho Mô-đun LED

Để cấp nguồn cho mô-đun LED, tôi khuyên bạn nên sử dụng nguồn điện hiện tại có thể điều chỉnh được. Đối với một ngôi sao LED điển hình, 300mA sẽ cung cấp đủ dòng điện. Có một số trình điều khiển LED 300mA được liệt kê trên eBay hoặc bạn có thể nhận được một mô-đun có thể điều chỉnh hoàn toàn, chẳng hạn như mô-đun được hiển thị trong video của tôi.

Một lựa chọn khác là mua một bộ chuyển đổi buck DC sang DC có điện áp thay đổi và sử dụng chúng kết hợp với ổ cắm điện 12v DC trên tường. Sau đó, bạn có thể cẩn thận tăng điện áp từ 0 cho đến khi lượng dòng điện chính xác, được đo bằng đồng hồ vạn năng, chạy qua đèn LED. Lưu ý rằng các đèn LED có màu sắc khác nhau sẽ cần nguồn điện được đặt ở các điện áp khác nhau, vì vậy nếu bạn định đổi đèn LED, nguồn cung cấp dòng điện không đổi là lựa chọn tốt hơn nhiều.

Khi bạn đã đặt dòng điện trên đèn LED, vui lòng chỉ chạy nó khi đã tham dự. Bạn muốn xem nó để đảm bảo rằng nó không đủ nóng để làm chảy các tấm đỡ bằng nhựa. Nếu trời đang rất nóng, bạn cần phải giảm dòng điện.

Về nhì trong Thử thách Epilog 9