Làmpada d'ànim LED impresa en 3D: 15 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Sempre he tingut aquesta fascinació per les làmpades, de manera que calia perseguir la capacitat de combinar la impressió 3D i Arduino amb LED.

El concepte és molt senzill i el resultat és una de les experiències visuals més satisfactòries que podeu oferir en format de llum.

Tingueu en compte que aquest va ser el meu primer projecte Arduino, de manera que no tot podria ser tan perfecte ni tan eficient com podria ser, però funciona. Milloraré amb més pràctica:)

Si voleu la versió visual d’aquestes instruccions, consulteu el vídeo de youtube i, mentre hi sigueu, assegureu-vos de subscriure-us per veure els meus altres projectes:)

Gaudeix-ne!

Pas 1: seguretat

Sí, ho sé, però mai no es pot estressar prou.

Aquest projecte implica soldar i utilitzar una pistola de cola calenta que comporta la possibilitat de cremades. Per tant, assegureu-vos que esteu còmode utilitzant un soldador o demaneu ajuda a algú que ho faci.

També es recomana utilitzar ulleres de protecció per protegir els ulls.

Si us plau, preneu totes les precaucions necessàries per tal de completar el projecte amb seguretat i també divertir-vos.

Pas 2: coses que necessitareu

Parts impreses

Els fitxers del model de MyMiniFactory: enllaç

La coberta exterior de la làmpada s’ha d’imprimir en PLA blanc. He utilitzat Filamentive Natural Transparent ja que difon la llum molt bé i tampoc la bloqueja. La carcassa exterior s’ha d’imprimir amb un 0% d’ompliment, 2 perímetres, 10 capes inferiors i 10. Cap alçada de capa bona, he utilitzat capes de 0,2 mm.

La part inferior i la columna interior es poden imprimir gairebé amb qualsevol configuració que vulgueu (sense suports).

Vaig utilitzar Petg per a la columna, ja que suporta millor la calor que el PLA. He utilitzat un 20% d’ompliment, 2 perímetres i 4 capes superiors i inferiors. No són necessaris suports.

La part inferior es va imprimir en filament de fusta amb capes de 0,2 mm, 2 perímetres, 4 capes superiors i inferiors i un 20% d’ompliment.

L'extensió del botó de tint es va imprimir en PLA negre estàndard amb un 100% d'ompliment, ja que és molt petita.

Electrònica

Arduino Nano: enllaç

LM2596 DC-DC Step Down: enllaç

Polsador tàctil tàctil: enllaç

Jack DC: enllaç

Ventilador de 5 v 30 mm (opcional): enllaç

Tira LED de 2 metres RGB (WS2812B - 60 LED per metre): enllaç

Font d'alimentació: enllaç

Alguns cables vermells, negres i grocs: enllaç

2 cargols M3x12: enllaç

2 cargols autorroscants M2x10: enllaç

Esbós de tots els efectes de llum: enllaç

Eines

Pistola de cola calenta: enllaç

Soldador: Enllaç

Multímetre: enllaç

Impressora 3D (òbviament) amb un volum d'alçada mínim de 200 mm, massa per triar. Tanmateix, si en busqueu un, us recomano els Prusa MK3 o si voleu alguna cosa més econòmic, el Creality Ender 3 també és força decent

Pas 3: Esquema de cablejat

Aquest és el diagrama de cablejat complet de la làmpada.

El ventilador no és necessari. El vaig dissenyar per contrarestar qualsevol possible escalfament dels LED, però, ja que és probable que no utilitzeu les possibilitats de lluminositat total perquè els LED es posin en calent per fondre el PETg.

Si imprimiu la columna LED amb PLA i pensareu deixar-la en funcionament durant períodes prolongats, el ventilador definitivament us ajudarà a mantenir les coses fresques.

Pas 4: Muntatge de tires i ventiladors LED

• Soldeu cables negres, vermells i grocs al final de la tira LED.
• El cable negre hauria d’anar al coixinet GND
• El cable vermell hauria d’anar al pad + 5v
• El cable groc hauria d’anar al coixinet Din

NOTA: preneu nota de la direcció de la fletxa a la tira LED. Els cables s’han de soldar amb la direcció de la fletxa no contra ella, com a la foto.

• Introduïu els 3 cables a través del conjunt a la part inferior de la columna i estireu-los completament.
• Traieu la tapa de l'adhesiu de la part posterior de la tira LED i fixeu la tira a la columna en direcció espiral cap amunt. 2 metres haurien de ser suficients per cobrir tota la columna deixant un espai de 2 mm entre la rotació de la tira.
• Agafeu la pistola de cola calenta i poseu una mica de cola calenta al final de la tira i també al principi per mantenir la tira i els cables al seu lloc.
• si instal·leu el ventilador, col·loqueu-lo a la part inferior de la columna com a la foto i poseu-lo mitjançant els 2 cargols M3x12.

NOTA: L'orientació del ventilador és important. Assegureu-vos que el costat de l'adhesiu estigui allunyat de vosaltres quan mireu el ventilador de manera que el flux d'aire condueixi a l'interior de la columna

Pas 5: Preparació de les unions i cables de soldadura

Agafeu un soldador i comenceu a preparar les juntes de soldadura dels components per fixar-hi els cables.

Convertidor Step Down

• Prepareu juntes de soldadura a les 4 cantonades marcades IN-IN + OUT-OUT +
• Soldeu un tros de fil negre (al voltant de 10cm de llarg) a la
• Soldeu un tros de filferro VERMELL (d’uns 10cm de llarg) a l’IN +

ARDUINO

Prepareu juntes de soldadura a les pestanyes següents:

• Tots dos pins GND (1 a cada costat)
• Pin de 5v
• Pin D2
• Pin D5

Botó tàctil

Prepareu les juntes de soldadura en passadors oposats. Comproveu quins pins tenen continuïtat quan es prem amb un multímetre

• Soldeu un fil negre a un dels passadors (uns 10cm de llarg)
• Soldeu un altre filferro de qualsevol color al segon passador (al voltant de 10cm de llarg)

Jack DC

NOTA: Abans de soldar els pins de la presa de corrent continu, comproveu la font d'alimentació per veure la polaritat de la presa mateixa. Aquests estan clarament marcats com a la foto. En aquest cas, les parts exteriors són NEGATIVES i la part interior és POSITIVA.

Soldeu un cable negre i vermell a les clavilles de la presa de corrent segons la polaritat de la presa de corrent. Comproveu sempre amb un multímetre la continuïtat per tal de verificar quin pin relacionat amb la posició de l’entrada Jack DC

Pas 6: Muntatge: botó tàctil

• Inseriu l'extensió del botó de la impressora 3D a la ranura de la base tal com es mostra a la foto
• Introduïu la peça fins que surti de la base
• Premeu el botó tàctil de la ranura darrere de l'extensió del botó
• Utilitzeu una mica de cola calenta per mantenir-la al seu lloc

Pas 7: Muntatge: presa DC

• Feu lliscar la presa DC a la ranura adjacent a la ranura del botó tàctil tal com es mostra a la foto
• Introduïu la presa de corrent continu a la ranura fins que l’entrada estigui alineada amb el forat de la base
• Utilitzeu una mica de cola calenta per fixar-la al seu lloc

Pas 8: Preparació de les longituds del fil

• Col·loqueu el convertidor descendent en posició amb els coixinets IN al mateix costat que la presa de corrent continu
• Agafeu els dos cables de la presa DC i talleu-los al llarg, assegurant-vos que arribin als coixinets del convertidor reductor, deixant aproximadament 1 cm de més perquè no es colin.
• Utilitzant un parell de separadors de filferro o un tallador a ras, exposeu el nucli de filferro suficient per soldar
• A continuació, col·loqueu l'Arduino a la seva posició com ho vau fer amb el convertidor descendent
• Traieu els dos cables del botó tàctil i repetiu el procés, assegurant-vos que els cables siguin prou llargs per arribar a qualsevol àrea de les pestanyes Arduino
• Agafeu la columna LED que heu muntat anteriorment i recolzeu-la al costat de la base, amb els cables sobre la base
• Agafeu els dos cables del ventilador i talleu-los al llarg, assegurant-vos que tots dos cables siguin prou llargs per arribar a la presa de corrent continu
• Agafeu els 3 cables que provenen de la tira LED i talleu-los a mida, assegurant-vos que els cables arribin a l’extrem més llunyà de l’Arduino.
• Tireu els extrems de cada filferro com abans.

Pas 9: Muntatge: convertidor descendent part 1

Col·loqueu el convertidor Step-Down a la vora de la base; podeu utilitzar un petit tros de cinta de doble cara per mantenir-lo al seu lloc

• Soldeu el cable vermell que entra de la presa DC al pad IN +
• Soldeu el cable negre que surt de la presa DC a la tecla IN

A continuació, connecteu la font d'alimentació a la presa de corrent continu per encendre el convertidor Step-Down (s'hauria d'encendre un llum vermell)

Agafeu el multímetre i configureu-lo a la tensió CC

Col·loqueu les agulles del multímetre a OUT- (negre) i OUT + (vermell) del convertidor Step-Down. Això hauria de llegir la tensió que surt de la unitat. Hem d’ajustar-ho per calibrar la tensió a la sortida de 5 V.

Mentre manteniu les agulles del multímetre al seu lloc, agafeu un petit tornavís de cap pla i comenceu a girar el petit cargol de la caixa blava del Ste-Down.

Gireu en sentit antihorari per reduir la tensió de sortida i en sentit horari per augmentar la tensió de sortida.

Deixeu de girar quan la tensió és exactament a 5 volts

Pas 10: Muntatge: convertidor pas a pas Part 2

Talleu dos trossos de filferro, vermell i negre, d’uns 7cm de llarg

Talleu la màniga final a cada extrem dels dos cables

• Agafeu el fil vermell que prové de la tira LED, combineu-lo amb el fil curt que acabeu de preparar i soldeu-los junts a la OUT + del tauler baixador
• Agafeu el fil negre que prové de la tira LED, combineu-lo amb el fil curt que acabeu de preparar i soldeu-los junts a la sortida de la placa reduïda
• Agafeu el cable vermell del ventilador i afegiu-lo als cables vermells soldats de l’OUT +
• Agafeu el cable negre del ventilador i, a continuació, els cables negres soldats de l’OUT-

NOTA: Per obtenir un millor ajustament, soldeu els cables amb direcció interior, tal com es mostra a les fotos

Pas 11: Muntatge: Arduino

• Agafeu el cable groc de la tira LED i soldeu-lo al coixinet D5 de l’Arduino
• Agafeu un dels cables del botó tàctil i soldeu-lo al pad D2 de l'Arduino
• Agafeu l'altre cable del botó tàctil i soldeu-lo a la pestanya GND de l'Arduino al costat de D2
• Finalment, agafeu els cables negre i vermell del convertidor Step-Down i soldeu-los a les pastilles GND i 5v de l’Arduino

Al resultat final li agradaria la foto. Utilitzeu l’esquema com a referència

Pas 12: Assemblea final

Utilitzeu els dos cargols restants per fixar el convertidor Ste-Down al seu lloc.

Per a l’Arduino, podeu col·locar una mica de cola calenta per mantenir-la al seu lloc.

Això hauria de completar l'assemblea principal. ara a les coses divertides

Pas 13: Programació i proves d'Arduino

Prengui un mini cable USB a USB. Connecteu la mini part a l'Arduino i l'altre extrem al vostre PC

Descarregueu la versió més recent d'Arduino IDE aquí

• Obriu Arduino IDE al vostre PC
• Aneu a Eines -> Gestiona les biblioteques
• Cerqueu la biblioteca FastLED i instal·leu-la
• Aneu a Fitxer -> Exemples -> FastLED -> ColorPalette per executar un esbós d’exemple
• A la línia #define NUM_LEDS, canvieu el número que hi ha al costat perquè correspongui al nombre de LEDs que teniu a la tira, en el meu cas són 100
• També podeu ajustar la brillantor dels LED canviant el número de la línia #define BRIGHTNESS, el màxim és de 255. Un interval entre 100 i 120 hauria de ser més que suficient
• Aneu a Eines -> Port i seleccioneu el port COM al qual està connectat Arduino
• Aneu a Eines - Tauler i seleccioneu Arduino Nano
• Feu clic a Puja

La llum Arduino s'hauria d'encendre, seguida de la tira LED. Això vol dir que tot funciona bé i que tot està al seu lloc. Completeu el muntatge bloquejant la columna LED al seu lloc, alineeu les llengüetes de la columna amb les entrades de la base, gireu-la lleugerament en sentit horari fins que quedi fixada al seu lloc.

Finalment, només cal cargolar la coberta exterior

Pas 14: càrrega final de l'esbós

Si us pregunteu per què hi ha el botó tàctil, aquí és on entra en joc. El següent esbós dels LED té múltiples patrons creats per Tweaking4All, tots els quals es poden canviar prement el botó tàctil. els patrons són absolutament magnífics i el llum LED es va dissenyar tenint en compte aquests patrons específics.

En primer lloc, haureu de descarregar l’esbós des d’aquí.

• Obriu l'esbós a Arduino IDE
• Ajusteu el nombre de LEDs com ho fèiem abans

A continuació, haurem d’inserir un parell de línies de codi per poder controlar la brillantor, ja que els LED tendeixen a consumir força potència, de manera que tenir una brillantor ajustada a 100 l’ajudarà a mantenir-la estable.

A la línia #define NUM_LEDS introduïu el següent:

#define BRIGHTNESS 100

A la secció de bucle buit, a EPROM.get (0, selectedEffect); entrar

FastLED.setBrightness (BRIGHTNESS);

És això, ara pengeu l'esbós a arduino i ja heu acabat.

Pas 15: RESULTAT

Això és!

Espero que us hagi agradat aquesta versió i, si us plau, assegureu-vos de seguir-me aquí i al meu canal de Youtube per veure més propers projectes.

Joe