Le Nuage Lumineux- Μετεωρολογικός λαμπτήρας: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Le Nuage Lumineux

Εισαγωγή

Γεια σε όλους!

Είμαστε οι Gonzalo Bueno, Julia Moreno και Yolanda Palacios, μια ομάδα τεσσάρων φοιτητών από το «Creative Electronics», μια ενότητα 4ης χρονιάς Μηχανικών Ηλεκτρονικών στο Πανεπιστήμιο της Μάλαγα, Σχολή Τηλεπικοινωνιών. (https://www.etsit.uma.es/). Αυτό το διδακτικό είναι το τελευταίο μας έργο.

Είναι ένα προϊόν που προσανατολίζεται κυρίως σε καλλιτέχνες, ψυχολόγους (μουσικοθεραπεία, χρωματοθεραπεία …), φοιτητές, άτομα που ζουν στο εξωτερικό κλπ. Μεταξύ των κύριων χαρακτηριστικών του θα ήταν να εκτελέσει ένα έργο χαλάρωσης. Επιπλέον, χρησιμεύει ως διαδραστική διακόσμηση σπιτιού.

Σκοπός

Ο πρώτος στόχος είναι η προσομοίωση των διαφορετικών μετεωρολογικών καταστάσεων ως βροχή, καταιγίδα, συννεφιασμένη ή ηλιόλουστη μέρα μέσα σε μια «λάμπα». Στην πρώτη του έκδοση, αυτές οι καταστάσεις μπορούν να επιλεγούν από ένα χειριστήριο υπερύθρων ή από κουμπιά που έχουν εισαχθεί στην ίδια τη λάμπα.

Απαραίτητα υλικά και εξαρτήματα

Τα υλικά και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση του σχεδιασμού είναι αυτά που περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω:

• Arduino nano - 7,32 $
• 2x Relé 5V - 9 $
• 2x τρανζίστορ N3904 - 1 $ περίπου
• 2x δίοδοι - 0,50 $ περίπου
• IR για arduino - 2 $
• 4x φύλλα μεθακρυλικού 15 $ περίπου
• Led φώτα (αδιάβροχα) - 8 €
• Υγραντήρας - 15, 89 €
• Αντλία νερού - 8 $

Καλώδιο, αντιστάσεις, 3d εκτυπωτής και PLA ή ABS, συγκόλληση αντικειμένων και μερικές μέρες…

Βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε

Σε αυτήν την ενότητα θα αναφέρουμε λεπτομερώς τα βήματα που ακολουθήθηκαν κάνοντας το πρωτότυπο του «Le nuage lumineux».

Βήμα 1: Σχεδιασμός και υπολογισμός δομής δομής

Το πρώτο βήμα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι το σχέδιο που θέλετε να χρησιμοποιήσετε για τη "μετεωρολογική λάμπα", στην περίπτωση αυτή έχει επιλεγεί μια ορθογώνια δομή κύβου με πυραμιδική βάση στο εξωτερικό, επιτυγχάνοντας έτσι μεγαλύτερη ασφάλεια σε περίπτωση διαρροής νερού.

Όπως φαίνεται στο σχήμα, υπάρχουν δύο βάσεις: μια εσωτερική και μια εξωτερική. Η εσωτερική βάση είναι υπεύθυνη για την αποθήκευση του νερού, τον υγραντήρα (για την αίσθηση μιας συννεφιασμένης ημέρας) και την αντλία νερού που μεταφέρει έναν σωλήνα προς τα πάνω, ενώ η εξωτερική είναι αυτή που περιέχει το ηλεκτρονικό μέρος. Στη συνέχεια, υπάρχει η μεθακρυλική δομή μεταξύ των τοιχωμάτων της εσωτερικής βάσης και του καπακιού, έτσι ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο σταθερή. Στο καπάκι μπορείτε επίσης να δείτε το σύστημα άρδευσης και μια τρύπα στο κέντρο όπου τα φώτα LED θα προσομοιώσουν τα διαφορετικά κλίματα. Στο εσωτερικό του μεθακρυλικού θα υπάρχει ένας διαφανής σωλήνας μέσω του οποίου το νερό αντλείται στο σύστημα άρδευσης προκειμένου να προσομοιώσει τη βροχή ή/και τη θύελλα.

Στα βήματα που περιγράφονται παρακάτω θα δείτε κάθε μέρος πιο λεπτομερώς (συμπεριλαμβανομένων των αντίστοιχων μέτρων κάθε μέρους).

Βήμα 2: Σχεδιασμός εσωτερικής βάσης

Μόλις προτάθηκε το σχέδιο που ήθελε να χρησιμοποιήσει και τα μέτρα τώρα έρχεται η εκτύπωση της εσωτερικής βάσης της δομής. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε ρητίνη ή βερνίκι για να κάνετε τη βάση στεγανή, ώστε το νερό να μην βγαίνει οποιαδήποτε στιγμή.

Στο σχήμα μπορείτε να δείτε δύο κύβους που είναι προσαρτημένοι από τη βάση έως και ύψος 5 εκατοστών που αργότερα χωρίζονται για να μπορούν να ενσωματωθούν τόσο μεταξύ του μεθακρυλικού όσο και του σκληρού πλαστικού. Το εξωτερικό άκρο είναι κάπως μεγαλύτερο σε μέγεθος από το εσωτερικό για να αποφευχθούν προβλήματα με το νερό και περιλαμβάνει επίσης μια προεξοχή για να μπορεί να προσαρμοστεί αργότερα στην εξωτερική βάση. Έχει επίσης μερικές τρύπες για να μπορεί να περάσει τα υπάρχοντα καλώδια της αντλίας νερού και του υγραντήρα. Και τα δύο θα πρέπει να σφραγιστούν τέλεια έτσι ώστε να μην περάσει το νερό και πρέπει να γίνει μόλις περάσουν τα καλώδια και είναι σαφές ότι δεν απαιτείται αλλαγή.

Στην παραπάνω εικόνα έχουν αναλυθεί μερικές από τις διαστάσεις της εσωτερικής βάσης. Ο εσωτερικός κύβος είναι 100x100mm με πάχος 3mm κάθε τοίχο, ο εξωτερικός κύβος είναι περίπου 119x119mm με πάχος 3mm και μεταξύ τους υπάρχει διαχωρισμός 3,5 mm όπου θα εισαχθεί το γυαλί (αυτό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με το πάχος του γυαλιού).

Το μέγεθος των οπών στις οποίες περνούν τα καλώδια μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το μέγεθος που απαιτείται.

Από την άλλη πλευρά, και όπως φαίνεται στο σχήμα, οι εξωτερικοί τοίχοι έχουν μια προεξοχή στο τέλος τους, για την προσαρμογή στην εξωτερική βάση όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, και έχουν διάσταση 3,5 mm.

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι αυτή η βάση πρέπει να είναι εντελώς στεγανή, ώστε το ηλεκτρονικό μέρος να είναι ασφαλές.

Βήμα 3: Δομή μεθακρυλικού

Μόλις εκτυπωθεί η εσωτερική βάση, μετράται εκ νέου ο χώρος μεταξύ των κύβων για να αποφευχθούν σφάλματα, τώρα προχωρά το κόψιμο του μεθακρυλικού ή του σκληρού πλαστικού (είναι πιθανό στο ίδιο μέρος που το αγοράζετε να μπορείτε να το κόψετε στο επιθυμητό μέγεθος) Το Το σχήμα που πρέπει να έχει είναι αυτό που φαίνεται στο σχήμα.

Αναλυτικά μέτρα (δομή μεθακρυλικού):

• Πάχος: 3mm.
• Heψος: 350mm.
• Πλάτος δύο κρυστάλλων: 113mm.
• Πλάτος δύο κρυστάλλων: 107mm.

Τα πλάτη των κρυστάλλων πηγαίνουν δύο επί δύο, έτσι ώστε να ταιριάζουν δύο εξωτερικά και τα άλλα δύο εσωτερικά. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα μέτρα μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με το πάχος του μεθακρυλικού ή του σκληρού πλαστικού.

Ο τρόπος τοποθέτησης και σφράγισης των κρυστάλλων θα εξαρτηθεί από τον τύπο του υλικού που χρησιμοποιείται, οπότε ανάλογα με αυτήν την απόφαση θα πρέπει να γίνει μια αναζήτηση για τον καλύτερο τρόπο.

Οι κρύσταλλοι έχουν εισαχθεί στην εσωτερική βάση και πριν από τη σφράγιση οτιδήποτε, το καπάκι πρόκειται να εκτυπωθεί.

Βήμα 4: Σχεδιασμός καπακιού

Το καπάκι έχει σχεδιαστεί σε δύο ξεχωριστά μέρη. Το πρώτο μέρος θα ήταν το επάνω καπάκι του οποίου μοναδικός στόχος είναι το κλείσιμο της κλιματικής λάμπας και, όπως φαίνεται στο σχήμα, έχει σχεδιαστεί για να ταιριάζει με οδηγούς με το άλλο μέρος του καπακιού (το οποίο θα αναλυθεί αργότερα).

Είναι δύσκολο να εκτιμηθεί, αλλά το καπάκι στην επάνω περιοχή φέρει το λογότυπο του Le nuage lumineux, έχει γίνει με εκτύπωση με διαφορετικές ταχύτητες. Μπορεί να φανεί ανάλογα με την ένταση του φωτός που παράγει η λάμπα.

Αναλυτικά μέτρα (επάνω καπάκι):

• Πάχος: 3mm.
• Απόσταση μεταξύ οδηγών: 3mm.
• Heψος: 6mm.
• Φόντο: 116mm.
• Πλάτος: 119mm.
• Εσωτερικό πλάτος οδηγού: 107mm.

Το εσωτερικό μέρος του καπακιού είναι αυτό που περιγράφεται λεπτομερώς στο σχήμα. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι έχει τους οδηγούς για να ταιριάζει με το εξωτερικό καπάκι. Υπάρχει επίσης ένας κύλινδρος στον οποίο πηγαίνει το φως LED, μια τρύπα μέσα στον κύλινδρο για να περάσει το φως, μια άλλη μικρή τρύπα από την οποία διέρχεται ο σωλήνας νερού και πολλές οπές σε σχήμα κώνου δύο διαφορετικών μεγεθών για το σύστημα άρδευσης.

Αποφασίστηκε να τυπωθεί το καπάκι σε λευκό χρώμα, έτσι ώστε το φως να διαπερνά για να κάνει ένα ωραίο οπτικό αποτέλεσμα, επέτρεψε επίσης την τοποθέτηση οπών μέσα στον κύλινδρο (για να περάσει περισσότερο νερό), έτσι ώστε ορισμένες λυχνίες LED να καταπατούν απευθείας και άλλες να το κάνουν μέσω του καπακιού.

Οι εικόνες που φαίνονται στο σχήμα δείχνουν το εσωτερικό καπάκι από διαφορετικές όψεις, έτσι ώστε να μπορεί να εκτιμηθεί πλήρως όπως είναι και να δείτε τις μετρήσεις καθενός από τα μέρη που το συνθέτουν.

Αναλυτικά μέτρα (εξωτερικό καπάκι):

• Πάχος: 9mm.
• Εξωτερική περιφέρεια για LED: 79mm.
• Πάχος περιφέρειας: 6mm.
• Heightψος περιφέρειας: 10mm.
• Εσωτερική περιφέρεια για LED: 30mm.
• Heψος: 40mm.
• Πλάτος: 119mm.
• Heightψος οδηγού: 113mm.
• Πλάτος οδηγού: 3mm.

Βήμα 5: Έλεγχος

Σε αυτό το σημείο πρέπει να ελέγξετε ότι όλα όσα έγιναν μέχρι τώρα λειτουργούν σωστά: Εάν όλα τα κομμάτια ταιριάζουν, σφραγίστε τα και ενώστε τους γυάλινους τοίχους. Στη συνέχεια, επαληθεύεται ότι η δομή είναι στεγανή, και αν όχι θα πρέπει να λυθεί. Μόλις όλα είναι στεγανά, ο υγραντήρας εισάγεται και επαληθεύεται ότι λειτουργεί καλά. Στην περίπτωσή μας, χωρίς τα εξαρτήματα μέχρι αργά από το αναμενόμενο, οι οπές δεν έγιναν στη βάση καθώς τα μέτρα δεν ήταν σαφή. Επομένως, τώρα που ήρθε ο υγραντήρας, οι τρύπες έχουν γίνει με ένα τρυπάνι. Το καλώδιο έχει περάσει και σφραγιστεί με σιλικόνη. Μόλις στεγνώσει, έχει δοκιμαστεί ξανά ότι είναι στεγανό και λειτουργεί πλήρως. Η ίδια διαδικασία έχει γίνει και για την αντλία νερού. Και στην περίπτωση των LED, αποφασίστηκε να τοποθετηθούν δύο, ένα στη βάση και ένα άλλο μέσα στο καπάκι, όπως είχε προγραμματιστεί, έτσι ανάβει πολύ περισσότερο. Μέχρι στιγμής ο λαμπτήρας πρέπει να είναι στεγανός και να έχει όλα τα εξαρτήματα στη βάση του με τα καλώδια περασμένα και ο σωλήνας της αντλίας νερού να φτάνει στο καπάκι, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Βήμα 6: Εξωτερικός σχεδιασμός βάσης και πόδια βάσης

Με τα πάντα να λειτουργούν τώρα, πρέπει να αποφασιστεί ο σχεδιασμός της εξωτερικής βάσης. Επιλέχθηκε μια πυραμιδική μορφή έτσι ώστε, σε περίπτωση διαρροής, τα ηλεκτρονικά να μην υποστούν ζημιά. Επιπλέον, ήταν απαραίτητο να σχεδιαστούν τέσσερις μικροί κύβοι ως πόδια, επειδή τα καλώδια περνούν κάτω από την εσωτερική βάση και καθιστούν τη λάμπα ασταθή.

Αναλυτικά μέτρα (πυραμιδική εξωτερική βάση):

• Ightψος: 174 x 188.49mm
• Πλάτος: 130mm.

Αναλυτικά μέτρα (εσωτερικά πόδια βάσης):

• Heψος: 22mm.
• Πλάτος: 20mm.

Βήμα 7: Προγραμματισμός και Ηλεκτρονικά

Σε αυτό το βήμα θα κάνετε τα μέρη προγραμματισμού και ηλεκτρονικής. Στην περίπτωση του προγραμματισμού, θα χρησιμοποιήσετε το τηλεχειριστήριο που έχει τις λυχνίες LED (που χρησιμοποιεί υπέρυθρο) για τον προγραμματισμό όλου του συστήματος. Θα είναι, μέσω των κουμπιών του τηλεχειριστηρίου, ο τρόπος χειρισμού των ηλεκτρονικών. Ο κώδικας επισυνάπτεται ως παράρτημα στο τέλος αυτής της ενότητας.

Στην περίπτωση των ηλεκτρονικών, τα διάφορα εξαρτήματα έχουν συγκολληθεί. Στην ενότητα «βήμα προς βήμα» μπορείτε να δείτε λεπτομερέστερα πώς έχει γίνει αυτό το μέρος.

Βήμα 8: Τελικός έλεγχος

Μόλις είστε έτοιμοι, απλώς ελέγξτε ότι λειτουργεί σωστά: η λάμπα δεν διαρρέει, παραμένει σταθερή και τα LED, η αντλία νερού και ο υγραντήρας λειτουργούν επίσης σωστά. Επίσης, τα ηλεκτρονικά δεν κάνουν κανένα πρόβλημα. Το τελικό αποτέλεσμα φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Βήμα 9: Βήμα προς βήμα