Vnorenie svetla do úľa: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Chcel som vytvoriť interaktívny svetelný displej, ktorý by jednotlivcovi umožnil kresliť svetelné obrázky podobným spôsobom ako pixely. Keď som vyrastal s Lite-Brite, použil som to ako východiskový bod pre myšlienku.

Väčšia veľkosť svetiel znamenala, že fyzická veľkosť celkového dizajnu bola dosť ťažkopádna, a tak rozdelili svetlá na jednotlivé moduly …

Hovorím im Úľové svetlá. Svoje vlastné si môžete namazať podľa týchto pokynov.

Každý modul je vybavený mikrokontrolérom a LED modulom, ktorý je užívateľsky nastaviteľný na výstup jednej zo 4 farieb v spektre RGBW.

Tento štýl LED je najlepšie vidieť v okolitých svetlách nižšej úrovne, o tom neskôr.

Farba sa zmení otočením svetelnej lunety v hornej časti modulu.

Moduly majú 6 napájacích bodov, ktoré umožňujú pripojenie k ďalším modulom.

Jeden modul sa mierne zmenil, aby umožňoval priame napájanie tehlových prípojok. Odhadoval som, že na napájanie 24 modulov je potrebný iba 1 napájací modul.

Toto je skorý dôkaz koncepčnej verzie dokončeného projektu.

Zahrnul som súbory. STL, ak si chcete vytvoriť svoj vlastný, dajte si však pozor na to, že náklady sa drasticky zvyšujú, čím komplexnejší vzor chcete vytvoriť.

Krok 1: Diely

Na vytvorenie potrebných súčiastok som použil 3D tlačiareň, môj vybraný plast je ABS. Tu sú zahrnuté všetky tlačové súbory.

Vytlačte 7 jedinečných dielov (jeden kus vyžaduje 6 kópií) potrebných pre každý modul. Pôvodná škrupina nie je úplne prvým originálom. Kým som prišiel k tejto, ktorá je celkom použiteľná a robustná, prešla 4 zmenami dizajnu. Vnútri modulu je priestor pre 6 magnetov, ako aj hnacie prevody pre mechanizmus zmeny svetla. Ozubené kolesá majú kryt, ktorý zaisťuje do koľají pre správnu funkciu.

Existujú 2 verzie ShellBase. Jeden je kompletný a zistil som, že vyzerá čistejší, ale bola to absolútna nočná mora, do ktorej sa zmestili kontakty. Kontaktné podložky som rozdelil na polovicu a vytvoril dva odlišné vzory, ktoré značne uľahčili inštaláciu kontaktov, ale obetoval som časť estetickej príťažlivosti.

Okno LED je nepriehľadný štvorec z plastu s priemerom 22 mm, ktorý sa veľmi ľahko rezá žiletkou, a preto má štvorcový tvar. Drží to na svojom mieste vonkajšou obrubou, ktorá funguje ako gombík na vypnutie svetiel vo všetkých farebných schémach naprogramovaných v mikrokontroléri.

Na RGBW LED diódy, ktoré som získal od Amazonu, som použil knižnicu neopixelov Arduino a jednoduchý kód zmeny farby. Kód je v kroku 6.

Krok 2: Príťažlivosť

Postavil som jednoduchý nástroj, ktorý vám s týmto procesom pomôže, je to žltá časť zobrazená pod obráteným modulom. Začínajúc hornými prstencovými magnetmi sú do štrbín umiestnené striedavo. Tieto sa potom nalepia na miesto.

Telo modulu je umiestnené tak, ako je to znázornené, s prerušením prevodovky POT v blízkosti slučky na nástroji. Tým sa zabezpečí, že všetky moduly budú mať rovnakú orientáciu magnetu. to je veľmi dôležité, aby sa zabránilo skratu.

V prípade telesa modulu umiestnite magnety (12 mm x 2 mm) so striedavou polaritou do 6 vreciek magnetu po obvode vonkajšieho plášťa.

Magnety sú 12 mm x 2 mm dostupné online u mnohých predajcov. Pre každý modul je potrebných celkom 7 magnetov.

Pripojený je tlačový súbor šablóny magnetu

Krok 3: Zostava modulu

Vložte potenciometrové ozubené koleso do malej ozubenej dráhy a potom vložte kužeľovú časť kužeľového prevodu do väčšej ozubenej dráhy, pričom dlhá časť prechádza vonkajším plášťom zvnútra.

Zvolený potenciometer je mechanicky obmedzený 1otáčkový typ. Toto je pripevnené k krytu prevodovky lepidlom. Je dôležité, aby hriadeľ drobného hnacieho prevodu bol v páre s potenciometrom, limity hrnca zabránia pretočeniu lunety svetla.

Áno, ukázalo sa, že to nie je také robustné a bolo to riešené v nasledujúcich zostavách.

Umiestnite kryt krytu prevodovky stranou stopy smerom k otvoru objektívu a zaistite ho lepidlom. Horúce lepidlo bude fungovať, ale nie je ideálne na dlhodobé používanie.

Umiestnite nepriehľadnú šošovku do štvorcového otvoru v hornej časti prevodovky. Potom zatlačte vonkajší rám na miesto. Tieto časti som navrhol tak, aby pasovali interferenčne a pokiaľ nie sú správne umiestnené, bude ich ťažké odstrániť.

Nakoniec som použil tepelne nastaviteľné skrutkové vložky, ktoré držali základňu škrupiny.

Krok 4: Kontakt

Na elektrické spojenie medzi modulmi som použil pružinové kontakty od spoločnosti DigiKey.

V spodnom kryte krytu musia byť vložené kontakty. To sa vykonáva plochými hornými v dutine a špičatými pružinovými na vrcholoch. Každý modul má 6 kontaktov. Pre každý modul je k dispozícii iba napájanie a uzemnenie.

Na ich zapojenie budete potrebovať vzájomné prepojenie priľahlých podložiek medzi priestormi podložiek, ktorými je prepojené od vrchu do doliny. Začnite na jednom z kontaktných párov, medzi ktorými nie je otvor pre skrutku, v smere hodinových ručičiek a vytvorte prvú dolinu a prvý špičkový výkon. Pripojte tento vrchol k ďalšiemu údolia kontaktných plôch, pokračujte v spájaní vrcholu s údolím okolo, kým nedokončíte 6 podložiek. Odtiaľ vyberte prvú sadu prepojok kontaktného drôtu a pripojte ju k napájaniu, potom ďalšiu sadu k uzemneniu a podobne, takže dôjde k striedavému napájaniu a uzemneniu. Teraz je všetkých 6 kontaktných bodov napájaných a uzemnených. Susedné podložky majú opačnú polaritu.

Pripojením všetkých doštičiek rovnakých (kladné premostenie otvorov pre skrutky v základni) pre každý modul a ak boli magnety nainštalované správne, kombinácia konštrukcie podložky a odporu, bude takmer nemožné prinútiť akékoľvek 2 moduly udržať skrat. scenár. Budúce revízie majú vnútorné poistky.

Hroty kontaktných podložiek boli držané na mieste pomocou lepidla ABS.

V spodnej časti plášťa je ďalší magnet na pripevnenie na kovové povrchy.

Krok 5: Napájací modul

Jeden modul bol zmenený a funguje ako vstupný bod napájania. Má byť napájaný štandardnou 5V nástennou bradavicou.

Ako náhrada jednej zo súprav kontaktných bodov bola vložená hlaveň.

Vykonalo sa to odrezaním jednej z kontaktných podložiek a orezaním jednej strany zástrčky.

Je spájkovaný v sérii s ostatnými podložkami v module.

Krok 6: Prehľad ovládača

Použil som LED moduly od Amazonu

Kód je trochu hrubý, ale funguje, zaradil som ho sem.

Tieto boli spojené v sérii 3 modulov. Pripojenia bolo potrebné spájkovať pomocou formátu Arduino NeoPixel. Rad bol prilepený k krytu ozubeného kolesa.

Rozhodol som sa, že každý modul bude mať mozog, pretože logika sériovo prepojených svetiel a náhodných analógových rozhraní očakávaným spôsobom komunikovať s centrálnou mysľou bola rozsahom tu predstaveného koncepčného návrhu.

V menších množstvách sa ovládač typu Arduino Nano javil ako dobrá voľba, pretože mal vstavané periférie, ktoré som na túto úlohu potreboval.

Spájkovacie spoje sú napájané potenciometrom a napájaním modulu do 5V portu na Nano. Pozemky sú pripojené k portu GND na Nano. Stierač potenciometra prechádza na port A0 a dátová linka LED prechádza cez odpor 300 ohmov do D2 na Nano. Napájacie kontakty boli zapojené červenou farbou do Vin a bielou zásuvkou GND

Bola skontrolovaná základná operácia. Potenciometer je otočený, aktivuje sa zodpovedajúce svetlo.

Svetlá sú v tejto verzii trochu anemické, pretože som sa rozhodol použiť moduly RGBW, nasledujúce verzie používajú diódy LED čitateľné za denného svetla. Svetelná jazda je z katalógu programov Arduino NEO pixel. Potenciometer sa načítava cez analógové vstupné piny a prekladá sa do farebnej mapy v programe. Ten je potom odoslaný do sériového modulu LED.

Krok 7: Ísť ďalej

Kľúčom k týmto svetlám je množstvo. Čím viac prepojených modulov, tým lepšie zobrazenie.

Pretože výroba týchto svetiel je v malých množstvách drahá, iniciovám crowdfundingovú kampaň, aby sa tieto svetlá vyrábali vo veľkom.

Svetlo bolo do výroby úplne prepracované.

Aj keď je primárnym spôsobom prevádzky priama manipulácia, tieto teraz majú dodatočnú centrálnu komunikáciu na vzdialený prístup a ovládanie, ktoré prepíšu miestnu operáciu.

ďalšie funkcie sú nasledujúce:

Fyzická vnútorná štruktúra bola úplne aktualizovaná pomocou vlastných obvodových dosiek s vyhradenými mikrokontrolérmi a svetlami čitateľnými za denného svetla. Ďalšie funkcie, ktoré zahŕňajú jedinečné digitálne sériové čísla, konfigurovateľné moduly, viac farieb.

Aktualizácie a odkazy nájdete na mojom webe …