Llum LED de trencaclosques (tall làser acrílic): 7 passos (amb imatges)

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

Sempre he gaudit de les diverses llums nocturnes tallades amb làser d’acrílic que han fabricat altres persones. Pensant més en això, vaig pensar que seria fantàstic que la llum nocturna també pogués doblar-se com a forma d’entreteniment. Amb això, he decidit crear un trencaclosques que s'adapti a una caixa fina que després quedaria il·luminada per una tira LED.

Pel que fa a la il·luminació real, volia que els LED passessin lentament per una gamma de colors i que l’usuari pogués fer una pausa en un color concret o passar a un nou color.

Ús de materials:

• Dos colors diferents de filament d'impressió 3D
• Pintura d'esprai
• Paper de vidre
• Acrílic de 2 mm (per crear la caixa)
• Acrílic de 6 mm (per crear el trencaclosques)
• Cargols: M3 10mm
• Condensador: 1000μf 6.3v
• Botó rodó i mini restabliment (un de vermell i un de verd)
• Interruptor basculant
• Tira LED RBG
• Arduino Nano V3
• Connector de barril de potència
• Baixeu el transformador
• Alimentació de 12V

Eines:

• Soldador
• Multímetre
• Tallador làser de CO2
• Impressora 3D
• Pistola de cola
• Ciment acrílic
• Decapants de filferro
• Llima de ferro
• Trepant
• Broques (que s’utilitzen per netejar forats del model imprès en 3D)

Programari:

• Inkscape
• LibreCAD
• FreeCAD

Pas 1: Preparació de l'obra d'art Puzzel

Com que es va tallar amb un tallador làser de CO2, el fitxer final havia de ser un fitxer SVG.

Amb el Generador de trencaclosques SVG de Wolfie, vaig crear el mapa bàsic de trencaclosques.

El meu trencaclosques va ser creat per a un amic del meu fill. La família és del Pakistan i, per tant, desitjava que la làmpada tingués un sabor pakistanès. Per tant, vaig optar per crear un puzle amb el nom del seu fill, la bandera pakistanesa i el Markhor (animal nacional del Pakistan). Inicialment, també tenia la intenció d’imprimir la base de la làmpada en verd, però malauradament em vaig quedar sense filament verd.

Utilitzant les opcions de traça a Inkscape, vaig convertir els-p.webp

Els colors es van configurar de manera que es tallés la base del trencaclosques mentre es gravaven les parts de la imatge.

Pas 2: fer la caixa

El cas s’ha dissenyat amb LibreCAD i després s’ha exportat a un fitxer SVG. Tot seguit, es va editar a Inkscape per establir el color i el gruix de línia correctes per tallar al tallador làser de CO2.

Amb ciment acrílic, vaig enganxar els costats de la caixa només a un dels grans laterals. Per tant, el trencaclosques realment es pot incorporar a la caixa. Un cop completada, la segona mida gran es col·loca sobre la part superior del trencaclosques (inclinant-se a les ranures corresponents) i es manté al seu lloc mitjançant la coberta superior blanca i la base del LED.

El ciment acrílic no és fantàstic per treballar, ja que és fàcil destruir accidentalment l’acabat final embolicant l’acrílic a les parts principals de la pantalla. Per això, vaig deixar la coberta protectora marró que ve amb l'acrílic fins que les vores, que s'han cimentat juntes, s'hagin assecat. Dit això, he de tenir cura de no cimentar accidentalment la capa protectora entre les juntes.

En resum, en aquest moment tenia una caixa molt poc profunda que podia contenir el trencaclosques completat amb una gran peça solta d’acrílic que després es podia col·locar sobre la part superior, bloquejant-se a les ranures creades pels costats de la caixa.

Pas 3: Impressió de la coberta base i superior

Amb FreeCAD vaig dissenyar i imprimir les peces adjuntes:

• Coberta superior (blanca)
• Base (esquena; en un món perfecte això hauria estat verd)
• Coberta base (blanca)

Per alguna raó, les cantonades de les seccions inclinades de la base no es van imprimir molt bé. Esmolar-les suaument va donar lloc a un final molt desigual a la base. Per tant, vaig polir tota la base cap avall amb paper de vidre fi i després la vaig pintar amb esprai per aconseguir un acabat uniforme. En retrospectiva, si l’hagués imprès en blanc, hauria pogut pintar amb esprai el color verd que inicialment volia que fos.

Llavors vaig enganxar la tira LED RBG de manera que els LED estaven cap amunt cap a la base del trencaclosques, alimentant-la de nou cap a l'interior de la base mitjançant la ranura proporcionada. La superfície enganxosa que hi ha a sota de la tira LED no subjectava correctament la tira i, per tant, vaig afegir una mica de cola per assegurar-la correctament.

Els botons de reinici, l'interruptor coet i el connector del barril d'alimentació també s'han inserit o cargolat. Alguns dels forats han de ser foradats o arxivats una mica abans que aquests bits encaixin correctament.

Pas 4: programació de l'Arduino i prova de la configuració

A continuació, he configurat la vostra taula de pa tal com es mostra a la part anterior. Inicialment, no calia incloure el transformador o el connector de barril, ja que el projecte s’alimentava i programava mitjançant l’alimentació USB, connectada al meu ordinador.

Des del codi veureu que els LED circularan lentament d’un rang de color a l’altre. Si es prem el botó 3 (verd), els LED canvien al següent color principal de la seqüència. Si es prem el botó 2 (vermell), els LEDs deixen de canviar i continuen mostrant el color actual. Per continuar veient com canvien els colors, només cal tornar a prémer el botó vermell. Posar en pausa la pantalla no posa en pausa el programa i, per tant, quan es torna a prémer el botó vermell, els LED saltaran al color actual que el programa està treballant.

A continuació, necessitava connectar-ho tot a la caixa segons el següent pas.

Pas 5: ajuntar-lo

Volia poder executar aquest projecte amb una font d'alimentació estàndard de 12V. Com que el Nano es pot alimentar amb 6 a 20 V, vaig pensar que podia connectar simplement el connector del barril als pins GND i VIN, fent servir el pin de 5 V del Nano per alimentar els LED, i tot aniria bé. Per desgràcia, no va ser així. En resum, sembla que la tira de LED treu massa amplificadors perquè es pugui alimentar des del pin de 5V del Nano quan s’utilitza el regulador del Nano (vegeu la discussió següent per obtenir més detalls). Per tant, vaig afegir el transformador de baixada i vaig alimentar la tira Nano i LED des d’allà.

Com que el projecte funciona bé quan s’alimenta mitjançant l’USB, tot aquest dolor s’hauria pogut evitar si la base s’hagués dissenyat de manera que el Nano es pogués col·locar amb el seu port USB accessible des de l’exterior. D'aquesta manera, el projecte podria haver estat alimentat mitjançant un cable USB estàndard connectat a un carregador USB.

No obstant això, l'anterior em porta a un altre pensament. Sembla que un arduino és excessiu per a aquest projecte que també podria ser controlat per un dels controladors ATtiny. En aquest cas, seria necessari el transformador de baixada.

Encara sóc nou en tot això i, per tant, el meu cablejat deixa molt a desitjar. Dit això, he connectat els bits cap amunt segons el diagrama anterior, fent servir una pistola de cola per fer caure el controlador i el transformador cap avall. Quan feu això, assegureu-vos que la cola no estigui a prop de cap part que pugui escalfar, ja que això farà que la cola es fongui i que la peça es desprengui quan s’utilitzi.

En connectar l’alimentació, el connector de barril, val la pena utilitzar un multímetre per confirmar quin pin és positiu i quin està a terra. Tot i que no es mostra al diagrama, l'interruptor basculant està connectat entre l'entrada positiva del transformador i el pin positiu del connector de barril.

Abans de connectar res a la sortida del transformador, calia connectar-lo a la font d’alimentació i, després, amb l’ajut d’un multímetre, ajustar la configuració de sortida (girant el cargol d’ajust) fins que la sortida fos de 5V. Un cop ajustat, aquest cargol es va enganxar a la seva posició de manera que no es pogués moure accidentalment en el futur.

Ara es podria fixar i cargolar la coberta de la base.

Pas 6: Conclusió

En general, estic molt content del resultat final. Com que el trencaclosques és una part totalment separada del projecte, és possible crear molts trencaclosques diferents que el llum mostrarà.

Hi havia problemes massa petits:

1. Els botons de reinici verd i vermell eren massa llargs i obstaculitzaven una mica el trencaclosques. Va ser tan lleuger i, com que estaven situats al centre, el trencaclosques encara es podia fer quedar ben situat a la ranura.
2. La caixa era una mica massa estreta, de manera que no es va tancar tan bé com m'hagués agradat. Tanmateix, a causa del disseny, la base i la coberta superior eren capaços de mantenir-ho tot correctament.

Normalment, enumeraria les lliçons apreses, així com els suggeriments per a futures versions, però com ja he esmentat la majoria d’aquestes en els meus passos anteriors, ara per ara deixaré les coses aquí.

Pas 7: altres trencaclosques

Afegiré altres trencaclosques aquí mentre els creo.