Llums Nesting Hive: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Volia crear una pantalla de llum interactiva que permetés a la persona dibuixar imatges lleugeres amb un píxel similar. Havent crescut amb el Lite-Brite, vaig fer servir això com a punt de partida.

La mida més gran de les llums significava que la mida física del disseny general era força feixuga, de manera que es van trencar els llums en mòduls individuals …

A aquestes llums les anomeno Hive Lights. Podeu engrandir el vostre seguint aquestes instruccions.

Cada mòdul disposa d'un microcontrolador i un mòdul LED que es poden ajustar a l'usuari per obtenir un dels quatre colors de l'espectre RGBW.

Aquest estil de LED es pot veure millor en llums ambientals de nivell inferior, més sobre això més endavant.

El color es canvia girant el bisell clar a la part superior del mòdul.

Els mòduls tenen 6 punts d’alimentació que permeten connectar-lo a mòduls addicionals.

Un mòdul es canvia lleugerament per permetre els accessoris directes de maó de potència. Vaig estimar que només es necessita un mòdul de potència per alimentar 24 mòduls.

Aquesta és una versió primerenca del concepte de prova del projecte acabat.

He inclòs els fitxers. STL si voleu crear-ne de propis. Tingueu en compte que el cost augmenta dràsticament, com més complex sigui el patró que vulgueu crear.

Pas 1: les parts

Vaig utilitzar una impressora 3D per crear les peces necessàries, el meu plàstic que tinc a l’abast és l’ABS. Aquí s’inclouen tots els fitxers d’impressió.

Imprimiu les 7 parts úniques (una peça requereix 6 còpies) necessàries per a cada mòdul. El shell original no és el primer original. Va passar quatre canvis de disseny abans d’arribar a aquest que és bastant útil i robust. Dins del mòdul hi ha espai per a 6 imants, així com engranatges de transmissió per al mecanisme de canvi de llum. Els engranatges tenen una coberta que s’assegura a les vies per a un funcionament correcte.

Hi ha 2 versions de la ShellBase. Una és completa, que em va semblar més neta, però va ser un malson absolut per encabir-hi els contactes. Vaig dividir els coixinets de contacte per la meitat i vaig crear dos patrons diferents que van facilitar la instal·lació del contacte, però vaig sacrificar una mica de l'atractiu estètic.

La finestra LED és un quadrat opac de plàstic quadrat de 22 mm, molt fàcil de tallar amb un ganivet d’afaitar, per això la forma quadrada. Es manté al seu lloc mitjançant un bisell exterior que actua com un pom per apagar els llums a través de tots els esquemes de colors programats al microcontrolador.

Vaig utilitzar la biblioteca Arduino de neopíxels i un codi senzill de canvi de color per als LED RGBW que vaig adquirir d’Amazon. El codi es troba al pas 6.

Pas 2: Atracció

He construït una eina senzilla per ajudar amb aquest procés, és la part groga que es mostra aquí sota el mòdul invertit. Començant per l'anell superior, els imants es col·loquen a les ranures de manera polaritzada alternant. Després s’enganxen al seu lloc.

El cos del mòdul es col·loca tal com es mostra amb el retall d'engranatges POT a prop del bucle de l'eina. Això assegurarà que tots els mòduls tinguin la mateixa orientació d'imant. això és molt important per evitar un curtcircuit.

Per al cos del mòdul, col·loqueu imants (12 mm x 2 mm) en una polaritat alternativa a les 6 butxaques d’imants al voltant del perímetre de la carcassa exterior.

Els imants són de 12 mm x 2 mm disponibles en línia a través de nombrosos proveïdors. En total són necessaris 7 imants per a cada mòdul.

S'adjunta el fitxer d'impressió de plantilla imant

Pas 3: Muntatge del mòdul

Col·loqueu l'engranatge del potenciòmetre a la pista d'engranatges petita i, a continuació, col·loqueu la part quadrangular del con d'engranatges a la pista d'engranatges més gran, amb la part llarga que travessa la carcassa exterior des de l'interior.

El potenciòmetre seleccionat és d’un tipus de 1 gir limitat mecànicament. S'adjunta a la tapa de l'engranatge amb adhesiu. És important que l’eix del petit engranatge de transmissió s’acompanyi amb el potenciòmetre, ja que els límits de l’olla evitaran el gir excessiu del bisell lleuger.

Sí, va resultar no ser tan robust i s'ha abordat en versions posteriors.

Col·loqueu la peça de la tapa de l’engranatge amb el costat de la pista cap a l’obertura de la lent i assegureu-la amb adhesiu, la cola calenta funcionarà però no és ideal per a un ús a llarg termini.

Col·loqueu l’objectiu opac a l’obertura quadrada de la part superior de l’engranatge de transmissió. A continuació, premeu el bisell exterior al seu lloc. He dissenyat aquestes peces perquè siguin adequades per a interferències i serà molt difícil de treure si no es posiciona correctament.

Finalment, he utilitzat insercions de cargol de fixació de calor per subjectar la base de la carcassa.

Pas 4: contacte

He utilitzat contactes de molla de DigiKey per a les connexions elèctriques entre mòduls.

Cal que hi hagi contactes inserits a la coberta inferior de la carcassa. Això es fa amb els de la part superior plana al buit i els de punta molla als cims. Cada mòdul té 6 de cada contacte. Només hi ha subministrament d’alimentació i terra per a cada mòdul.

Per connectar-los, haureu de connectar els coixinets adjacents entre si entre els espais de coixinets que està connectat a la vall. Començant per un dels parells de contactes que no tenen un forat de cargol entre ells, anant en sentit horari, feu el primer terreny de la vall i el primer pic de potència. Connecteu aquest pic a la propera vall del bloc de contactes, continueu connectant el pic a la vall fins que completeu els 6 blocs. A partir d’aquí, escolliu el primer conjunt de ponts de filferro de contacte i connecteu-lo a l’alimentació, després el següent a terra, etc., de manera que hi hagi alternades connexions d’alimentació i terra. Ara els 6 punts de contacte estan alimentats i connectats a terra. Els coixinets adjacents tenen la polaritat inversa.

Si es connecten tots els coixinets igual (pont positiu dels forats del cargol a la base) per a cada mòdul i si els imants s’instal·laven correctament, la combinació de disseny de coixinets i repulsió, serà gairebé impossible forçar 2 mòduls a mantenir el curtcircuit. escenari. Les futures revisions tenen fusibles interns.

Les puntes de les coixinetes de contacte es van mantenir al seu lloc amb adhesiu ABS.

Hi ha un imant addicional a la base de la carcassa per fixar-lo a les superfícies metàl·liques.

Pas 5: mòdul de potència

Un mòdul s’ha modificat i actua com a punt d’entrada d’alimentació. Està destinat a ser alimentat per una berruga de paret de 5V estàndard.

Es va inserir un tap de canó per substituir un dels conjunts de punts de contacte.

Es va fer tallant una de les coixinetes de contacte i retallant una cara del tap.

Es solda en sèrie amb la resta de coixinets del mòdul.

Pas 6: Visió general del controlador

He utilitzat mòduls LED d’Amazon

El codi és una mica gros, però funciona, l'he inclòs aquí.

Aquests es van connectar en una sèrie de 3 mòduls. Les connexions s’havien de soldar mitjançant el format Arduino NeoPixel. La fila estava enganxada a la coberta de l'engranatge del bisell.

Vaig optar per fer que cada mòdul tingués un cervell, ja que la logística de tenir llums connectades en sèrie i interfícies analògiques aleatòries comunicar-se a una ment central de la manera esperada era ben bé l’abast del disseny conceptual presentat aquí.

En quantitats més petites, el controlador tipus Arduino Nano semblava una bona opció, ja que tenia els perifèrics incorporats que necessitava per a aquesta tasca.

Les connexions de soldadura són l'alimentació del potenciómetre i l'alimentació del mòdul al port de 5 V del Nano. Els terrenys estan connectats al port GND de Nano. El netejador del potenciòmetre va al port A0 i la línia de dades LED passa per una resistència de 300 ohm fins a D2 al Nano. Els contactes de potència estaven cablejats de vermell a Vin i blanc a GND

Es comprovà el funcionament bàsic, es gira el potenciòmetre i s’activa una llum corresponent.

Els llums són una mica anèmics en aquesta versió, ja que vaig optar per utilitzar mòduls RGBW; les versions posteriors utilitzen LEDs que es poden llegir a la llum del dia. La conducció lleugera prové del catàleg del programa Arduino NEO pixel. El potenciòmetre es llegeix a través dels pins d'entrada analògics i es tradueix a un mapa de colors del programa. Tot seguit, s'envia al mòdul LED sèrie.

Pas 7: anar més enllà

La clau d’aquestes llums és la quantitat. Com més mòduls estiguin enllaçats, millor serà la pantalla.

Com que aquests llums són cars de produir en petites quantitats, estic iniciant una campanya de finançament col·lectiu perquè es produeixin a gran escala.

La llum s’ha redissenyat completament per a la producció.

Tot i que el mode principal d’operació és la manipulació directa, ara tenen una comunicació central addicional per a accés i control remots per anul·lar l’operació local.

Les funcions addicionals són les següents:

L’estructura interna física s’ha actualitzat completament amb plaques de circuits personalitzades amb microcontroladors dedicats, llums llegibles a la llum del dia. Funcions addicionals que inclouen números de sèrie digitals únics, mòduls configurables i més colors.

Consulteu el meu lloc web per obtenir actualitzacions i enllaços …