Nesting Hive Lights: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Iθελα να δημιουργήσω μια διαδραστική οθόνη φωτός που θα επέτρεπε στο άτομο να σχεδιάσει φωτεινές εικόνες με εικονοστοιχεία όπως η μόδα. Έχοντας μεγαλώσει με το Lite-Brite, το χρησιμοποίησα ως αφετηρία ιδέας.

Το μεγαλύτερο μέγεθος των φώτων σήμαινε ότι το φυσικό μέγεθος του συνολικού σχεδιασμού έπρεπε να είναι αρκετά δυσκίνητο, οπότε έσπασε τα φώτα σε μεμονωμένες μονάδες…

Αυτά τα ονομάζω Φώτα Κυψέλης. Μπορείτε να χαιρετίσετε το δικό σας ακολουθώντας αυτές τις οδηγίες.

Κάθε μονάδα διαθέτει έναν μικροελεγκτή και μια μονάδα LED που είναι ρυθμιζόμενη από το χρήστη για έξοδο ενός από τα 4 χρώματα στο φάσμα RGBW.

Αυτό το στυλ LED φαίνεται καλύτερα σε φώτα περιβάλλοντος χαμηλότερου επιπέδου, περισσότερα για αυτό αργότερα.

Το χρώμα αλλάζει περιστρέφοντας τη στεφάνη φωτισμού στο επάνω μέρος της μονάδας.

Οι μονάδες έχουν 6 σημεία ισχύος που επιτρέπουν τη σύνδεση με πρόσθετες μονάδες.

Μία μονάδα έχει αλλάξει ελαφρώς για να επιτρέψει απευθείας συνδέσεις με τούβλα ισχύος Εκτίμησα ότι απαιτείται μόνο 1 μονάδα ισχύος για την τροφοδοσία 24 μονάδων.

Αυτή είναι μια πρώιμη απόδειξη της εννοιολογικής έκδοσης του τελικού έργου.

Έχω συμπεριλάβει τα αρχεία. STL αν θέλετε να δημιουργήσετε τα δικά σας, απλά προσέξτε ότι το κόστος ανεβαίνει δραστικά όσο πιο περίπλοκο είναι το μοτίβο που θέλετε να δημιουργήσετε.

Βήμα 1: Τα μέρη

Χρησιμοποίησα έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για να δημιουργήσω τα απαραίτητα μέρη, το πλαστικό της επιλογής μου είναι το ABS. Όλα τα αρχεία εκτύπωσης περιλαμβάνονται εδώ.

Εκτυπώστε τα 7 μοναδικά μέρη (ένα κομμάτι απαιτεί 6 αντίγραφα) που απαιτούνται για κάθε ενότητα. Το αρχικό κέλυφος δεν είναι το πρώτο πρωτότυπο. Πέρασε 4 αλλαγές στο σχεδιασμό πριν φτάσω σε αυτό που είναι αρκετά εύχρηστο και στιβαρό. Μέσα στη μονάδα υπάρχει χώρος για 6 μαγνήτες καθώς και γρανάζια για τον μηχανισμό αλλαγής φωτός. Τα γρανάζια έχουν ένα κάλυμμα που ασφαλίζει σε ράγες για σωστή λειτουργία.

Υπάρχουν 2 εκδόσεις του ShellBase. Ένα είναι πλήρες το οποίο βρήκα πιο καθαρό αλλά ήταν ένας απόλυτος εφιάλτης για να ταιριάξω τις επαφές. Χώρισα τα μαξιλάρια επαφής στη μέση και δημιούργησα δύο διαφορετικά μοτίβα που έκαναν την εγκατάσταση επαφών πολύ πιο εύκολη, αλλά θυσίασα λίγο από την αισθητική.

Το παράθυρο LED είναι ένα αδιαφανές τετράγωνο πλαστικό τετράγωνο 22mm, πολύ εύκολο να κοπεί με ένα ξυραφάκι, γι 'αυτό και το τετράγωνο σχήμα. Αυτό συγκρατείται από ένα εξωτερικό πλαίσιο που λειτουργεί ως κουμπί για να σβήσει τα φώτα από όλα τα χρώματα που έχουν προγραμματιστεί στον μικροελεγκτή.

Χρησιμοποίησα τη βιβλιοθήκη Arduino neopixel και τον απλό κωδικό αλλαγής χρώματος για τα LED RGBW που απέκτησα από την Amazon. Ο κωδικός βρίσκεται στο βήμα 6.

Βήμα 2: Έλξη

Δημιούργησα ένα απλό εργαλείο για να βοηθήσω με αυτήν τη διαδικασία, είναι το κίτρινο μέρος που φαίνεται κάτω από την ανεστραμμένη ενότητα εδώ. Από την κορυφή οι μαγνήτες δακτυλίου τοποθετούνται στις σχισμές με εναλλασσόμενο τρόπο πολικότητας. Αυτά στη συνέχεια κολλούνται στη θέση τους.

Το σώμα της μονάδας τοποθετείται όπως φαίνεται με την αποκοπή του γραναζιού POT κοντά στο βρόχο του εργαλείου. Αυτό θα διασφαλίσει ότι όλες οι μονάδες έχουν τον ίδιο προσανατολισμό μαγνήτη. αυτό είναι πολύ σημαντικό για την αποφυγή βραχυκυκλώματος.

Για το σώμα της μονάδας, τοποθετήστε μαγνήτες (12mm x 2mm) σε εναλλασσόμενη πολικότητα στις 6 τσέπες μαγνήτη περιμετρικά του εξωτερικού περιβλήματος.

Οι μαγνήτες είναι 12mm X 2mm διαθέσιμοι online μέσω πολυάριθμων προμηθευτών. Συνολικά απαιτούνται 7 μαγνήτες για κάθε μονάδα.

Επισυνάπτεται το αρχείο εκτύπωσης προτύπου μαγνήτη

Βήμα 3: Συνέλευση μονάδας

Τοποθετήστε το γρανάζι ποτενσιόμετρου στη μικρή τροχιά μετάδοσης και στη συνέχεια τοποθετήστε το τετράγωνο μέρος του κώνου γραναζιών στη μεγαλύτερη τροχιά, με το μακρύ μέρος να διέρχεται από το εξωτερικό περίβλημα από μέσα.

Το ποτενσιόμετρο που επιλέγεται είναι μηχανικά περιορισμένου τύπου 1 στροφής. Αυτό είναι προσαρτημένο στο κάλυμμα του γραναζιού με κόλλα. Είναι σημαντικό να έχετε τον άξονα του μικροσκοπικού μηχανισμού μετάδοσης κίνησης με το ποτενσιόμετρο, τα όρια του δοχείου θα αποτρέψουν την ανατροπή της στεφάνης του φωτός.

Ναι, αυτό αποδείχθηκε ότι δεν ήταν τόσο ισχυρό και αντιμετωπίστηκε σε επόμενες κατασκευές.

Τοποθετήστε το τμήμα του καλύμματος του γραναζιού με την πλευρά της τροχιάς προς το άνοιγμα του φακού και στερεώστε το με κόλλα. Η θερμή κόλλα θα λειτουργήσει αλλά δεν είναι ιδανική για μακροχρόνια χρήση.

Τοποθετήστε τον αδιαφανή φακό στο τετράγωνο άνοιγμα στο πάνω μέρος του κιβωτίου ταχυτήτων. Στη συνέχεια, πιέστε την εξωτερική στεφάνη στη θέση της. Σχεδίασα αυτά τα μέρη να ταιριάζουν σε παρεμβολές και θα είναι αρκετά δύσκολο να αφαιρεθούν αν δεν τοποθετηθούν σωστά.

Τέλος, χρησιμοποίησα ένθετα βίδας για τη συγκράτηση της βάσης του κελύφους.

Βήμα 4: Επικοινωνία

Χρησιμοποίησα επαφές ελατηρίου από το DigiKey για τις ηλεκτρικές συνδέσεις μεταξύ μονάδων.

Το κάτω κάλυμμα του κελύφους πρέπει να έχει εισαχθεί επαφές. Αυτό γίνεται με τις επίπεδες κορυφές στο κοίλο και τις μυτερές ελατηριές στις κορυφές. Κάθε ενότητα έχει 6 από κάθε επαφή. Υπάρχει μόνο πρόβλεψη για ισχύ και γείωση για κάθε μονάδα.

Για να τα συνδέσετε, θα χρειαστεί να συνδέσετε τα γειτονικά μαξιλάρια μεταξύ τους μεταξύ των χώρων του μαξιλαριού. Ξεκινώντας από ένα από τα ζεύγη επαφών που δεν έχουν μια τρύπα βιδών μεταξύ τους, πηγαίνοντας δεξιόστροφα, κάνουν το πρώτο έδαφος της κοιλάδας και την πρώτη μέγιστη ισχύ. Συνδέστε αυτήν την κορυφή με την επόμενη κοιλάδα μαξιλαριών επαφών, συνεχίστε να συνδέετε την κορυφή με την κοιλάδα γύρω μέχρι να ολοκληρώσετε τα 6 επιθέματα. Από εδώ επιλέξτε το πρώτο σετ βραχυκυκλωμάτων επαφής και συνδέστε το στην τροφοδοσία, στη συνέχεια το επόμενο σετ στη γείωση και ούτω καθεξής, με αυτόν τον τρόπο υπάρχουν εναλλασσόμενες συνδέσεις ισχύος και γείωσης. Τώρα και τα 6 σημεία επαφής τροφοδοτούνται και γειώνονται. Τα γειτονικά μαξιλάρια έχουν την αντίστροφη πολικότητα.

Με την καλωδίωση όλων των μαξιλαριών το ίδιο (θετική γεφύρωση των οπών βιδών στη βάση) για κάθε μονάδα και εάν οι μαγνήτες είχαν εγκατασταθεί σωστά, ο συνδυασμός σχεδιασμού μαξιλαριού και απώθησης, θα είναι σχεδόν αδύνατο να αναγκαστεί οποιαδήποτε 2 μονάδα να διατηρήσει βραχυκύκλωμα σενάριο. Οι μελλοντικές αναθεωρήσεις έχουν εσωτερικές ασφάλειες.

Οι άκρες των μαξιλαριών επαφής κρατήθηκαν στη θέση τους με κόλλα ABS.

Υπάρχει ένας πρόσθετος μαγνήτης στη βάση του κελύφους για προσάρτηση σε μεταλλικές επιφάνειες.

Βήμα 5: Ενότητα ισχύος

Μια μονάδα έχει τροποποιηθεί και λειτουργεί ως σημείο εισόδου ισχύος. Προορίζεται να τροφοδοτείται από ένα τυπικό κονδυλωμάτων τοίχου 5V.

Ένα βύσμα κάννης τοποθετήθηκε ως αντικατάσταση ενός από τα σύνολα σημείων επαφής.

Αυτό έγινε κόβοντας ένα από τα μαξιλάρια επαφής και κόβοντας τη μία πλευρά του βύσματος.

Συγκολλάται σε σειρά με τα άλλα τακάκια της μονάδας.

Βήμα 6: Επισκόπηση ελεγκτή

Χρησιμοποίησα μονάδες LED από την Amazon

Ο κώδικας είναι λίγο χοντροκομμένος αλλά λειτουργεί, τον έχω συμπεριλάβει εδώ.

Αυτά συνδέθηκαν σε μια σειρά 3 μονάδων. Οι συνδέσεις έπρεπε να συγκολληθούν χρησιμοποιώντας τη μορφή Arduino NeoPixel. Η σειρά ήταν κολλημένη στο κάλυμμα του γραναζιού.

Επέλεξα να κάνω κάθε μονάδα να έχει έναν εγκέφαλο, καθώς η εφοδιαστική της σειριακής σύνδεσης φώτων και των τυχαίων αναλογικών διεπαφών που επικοινωνούν στο κεντρικό μυαλό με τον αναμενόμενο τρόπο ήταν το πεδίο εφαρμογής του εννοιολογικού σχεδιασμού που παρουσιάζεται εδώ.

Σε μικρότερες ποσότητες, ο ελεγκτής τύπου Arduino Nano φαινόταν καλή επιλογή, καθώς είχε ενσωματωμένα περιφερειακά που χρειαζόμουν για αυτό το έργο.

Οι συνδέσεις συγκόλλησης είναι ισχύς ποτενσιόμετρου και ισχύς μονάδας στη θύρα 5V στο Nano. Οι χώροι συνδέονται με τη θύρα GND στο Nano. Ο υαλοκαθαριστήρας ποτενσιόμετρου πηγαίνει στη θύρα A0 και η γραμμή δεδομένων LED περνάει από μια αντίσταση 300 ohm έως D2 στο Nano. Οι επαφές ισχύος ήταν ενσύρματες κόκκινες σε Vin και λευκές σε GND

Η βασική λειτουργία ελέγχθηκε, Το ποτενσιόμετρο γυρίζει, ενεργοποιείται ένα αντίστοιχο φως.

Τα φώτα είναι κάπως αναιμικά σε αυτήν την έκδοση καθώς επέλεξα να χρησιμοποιήσω μονάδες RGBW, οι επόμενες εκδόσεις χρησιμοποιούν LED που διαβάζουν το φως της ημέρας. Η ελαφριά οδήγηση προέρχεται από τον κατάλογο προγράμματος Arduino NEO pixel. Το ποτενσιόμετρο διαβάζεται μέσω των αναλογικών ακίδων εισόδου και μεταφράζεται σε χρωματικό χάρτη του προγράμματος. Αυτό στη συνέχεια εξάγεται στη σειριακή μονάδα LED.

Βήμα 7: Πηγαίνοντας πέρα

Το κλειδί σε αυτά τα φώτα είναι η ποσότητα. Όσο περισσότερες συνδεδεμένες ενότητες, τόσο καλύτερη είναι η οθόνη.

Δεδομένου ότι αυτά τα φώτα είναι ακριβά για παραγωγή σε μικρές ποσότητες, ξεκινάω μια εκστρατεία crowdfunding για την παραγωγή αυτών σε μεγάλη κλίμακα.

Το φως έχει επανασχεδιαστεί πλήρως για παραγωγή.

Ενώ ο κύριος τρόπος λειτουργίας είναι ο άμεσος χειρισμός, αυτοί έχουν τώρα επιπλέον κεντρική επικοινωνία για απομακρυσμένη πρόσβαση και έλεγχο για να παρακάμψουν την τοπική λειτουργία

επιπρόσθετα χαρακτηριστικά είναι τα εξής:

Η φυσική εσωτερική δομή έχει πλήρως ενημερωθεί με προσαρμοσμένες πλακέτες κυκλωμάτων που διαθέτουν αποκλειστικούς μικροελεγκτές, φώτα ανάγνωσης φωτός ημέρας. Πρόσθετες δυνατότητες που περιλαμβάνουν μοναδικούς ψηφιακούς σειριακούς αριθμούς, διαμορφώσιμες ενότητες, περισσότερα χρώματα.

Ανατρέξτε στον ιστότοπό μου για ενημερώσεις και συνδέσμους…