Il·luminació LED dinàmica: caixa i marc d’ombra: 16 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

La il·luminació és un aspecte important de l’art visual. I si la il·luminació pot canviar amb el temps, pot esdevenir una dimensió significativa de l’art. Aquest projecte va començar assistint a un espectacle de llum i experimentant com la il·luminació podia canviar totalment el color d’un objecte. Vam començar a explorar-ho en la il·luminació d'art de tela. Fins ara hem construït una il·luminació dinàmica per a 8 peces, inclosa una pintura i una fotografia. Els efectes d’il·luminació han inclòs: la simulació de l’alba i la posta de sol, la llum submarina a través d’una superfície ondulant, els llamps als núvols i el canvi espectacular dels colors i estat d’ànim percebuts de l’obra.

Aquest instructiu construeix la caixa d’ombres i el marc que subjecta els LED i il·lumina l’obra d’art. També coneixereu molts problemes i millores que hem descobert al llarg del camí.

També vam escriure una instrucció associada sobre la construcció del controlador d’il·luminació. La secció de programació d'aquest documentable conté vídeos que mostren diversos efectes d'il·luminació LED dinàmics. Mireu-ho a:

De moment ens centrarem en l'estructura física que subjecta els LED i que reflecteix la seva llum sobre l'art.

Pas 1: Visió general de la il·luminació de la caixa d'ombres:

El concepte és senzill: els LED al voltant de la caixa d’ombres reflecteixen la seva llum sobre una superfície de mirall a la part posterior del marc de la imatge per il·luminar l’obra d’art. Tanmateix, l'artista ha de planejar que el marc reflectant tingui una amplada d'entre 1,5 i 2 polzades. L’artista ha de proporcionar un fons més ampli del normal al voltant de l’enfocament de la peça.

Hem utilitzat un marc il·luminat experimental per determinar la profunditat del quadre d’ombres. Si l'obra d'art és més gran, la caixa d'ombres ha de ser més profunda per projectar la llum al centre. Si l'obra d'art té molta profunditat, la caixa d'ombres també ha de ser més profunda. Les nostres caixes d’ombres tenien una profunditat d’entre 2 i 4,5 polzades. L'obra d'art en aquest projecte va ser d'entre 12 "i 30" en la dimensió més llarga.

Pas 2: Materials:

• Fusta per als laterals de la caixa d'ombres: 3/4 "x 5-1 / 2 (amplada 3/4" més gran que la profunditat de la caixa d'ombres) hem utilitzat àlber. Molt important que la fusta sigui neta, recta i plana. Vam comprar fusta molt bona a una fàbrica de motlles a un preu molt bo.
• Emmotllament per al marc reflectant: vegeu la imatge superior. El marc ha de tenir una amplada de 2 a 3 polzades. Vam comprar el nostre a Anderson McQuaid a Cambridge, MA.
• Cola per a fusta: recomanem Tightbond III amb la part superior verda.
• Ciment de contacte: recomanem el ciment multifuncional Barge.
• Galetes per unir fusta: núm. 0 Mida.
• Cadena de LEDs WS2812 https://www.adafruit.com/product/1461 Hem utilitzat 60 LED per metre, hi ha disponibles tires de densitat més alta i baixa. Les nostres peces requereixen una llum ambiental reduïda. Si la vostra peça es visualitzi a nivells normals de llum ambiental, us suggeriria anar amb els 144 LED per metre.
• Velcro amb adhesiu d'1 "d'ample
• Mylar reflectant amb respatller adhesiu.
• Cargols de màquina # 6-32 x 2,5 "Phillips de cap pla
• Cargols de fusta de llautó Phillips de cap pla de 2 x 3/8"
• Insercions de fusta de llautó # 6-32

Pas 3: eines:

No cal tenir totes aquestes eines. Vaig utilitzar el taller del meu fill que conté la majoria d’aquestes eines. Probablement pugueu plantejar un enfocament alternatiu si no disposeu d’una eina concreta.

• Mitre va veure
• Serra de taula
• Encaminador
• Tallador de galetes
• Premsa de trepant
• Eina Dremel
• Tiradora: us proposo: IRWIN Marples Dovetail 7,25 polzades, disponible a Lowes per uns 14 dòlars
• Pal de polir: tira de fusta d'uns 12 "x 1,5" d'amplada x aproximadament 0,5 "de gruix amb paper de sorra de granulat 100 per un costat i 220 per l'altre. Utilitzo ciment de contacte per enganxar el paper de sorra.
• Pinces ràpides mitjanes i petites: moltes. Ningú no té prou pinces!
• Clamps C per a gola profunda
• Quadre d’emmarcament
• Tri quadrat
• Una superfície plana per fixar-la: he aconseguit amb un tauler de 30 "x 6" molt pla, però una superfície gran (com el llit d'una serra de taula) seria molt millor.
• Parèntesis d'angle recte: el meu germà me'n va fer alguns, però crec que podríeu fer el mateix amb blocs de fusta tallats amb cura a un angle recte.
• Ganivet d’afaitar i moltes altres eines manuals. Consulteu tots els passos per obtenir més informació.

Pas 4: orientació general:

• Comproveu la vostra mesura abans de tallar (comproveu-ho dues vegades!)
• Proveu l’ajust abans d’enganxar
• Proveu tants passos com pugueu abans de comprometre els bons materials
• Si podeu maquetar un marc de prova per explorar la profunditat de la caixa d’ombres, la intensitat de la llum i l’amplada del reflector que millor funcionin per a la vostra obra d’art.
• Per jugar amb seguretat, utilitzeu una mica més de profunditat de caixa d’ombres i més LED dels que creieu que són necessaris. Si es construeix en excés més endavant, es pot reduir la intensitat de la llum amb el controlador.
• Planifiqueu les coses: anem incrustant el controlador al centre superior del marc, vam començar la nostra tira LED a l'extrem superior esquerre i vam donar la volta al marc en el sentit de les agulles del rellotge des de la perspectiva que algú visualitzés l'art.
• Cal que hi hagi un canal de cablejat tallat a la part superior de la caixa d’ombres des del controlador fins a l’angle superior esquerre.

Pas 5: retalleu el quadre i el marc d’ombres:

La imatge superior mostra les peces per a dues caixes d’ombres retallades. Un té uns 4 "de profunditat i l'altre uns 2" de profunditat.

• Talla l'amplada dels costats de la caixa d'ombres a la mateixa profunditat de la caixa d'ombres més 5/8 "per al" rabat "(el" rabet "és un marc artístic que parla de la osca tallada a la part posterior per muntar l'art)
• Vaig tallar la rabeta amb la serra de taula. Utilitzeu un tros de fusta per comprovar la profunditat i l'amplada del tall.
• Biselleu la vora interior superior 22 graus creant una superfície d'1 / 2 "d'ample per als LED. De nou, és millor provar la configuració de la serra amb una ferralla.
• Mitre els extrems a 45 graus. Feu que la longitud de cada costat sigui la mida de l'obra d'art més 7/8 ", cosa que permetrà un petit buit al voltant de l'obra d'art quan estigui fixada al conill.
• Utilitzeu la serra de taula per tallar un canal de filferro a la peça superior, aproximadament del centre a l’angle superior esquerre.
• Amb la serra de mitra vaig tallar el marc de la imatge de manera que les dimensions exteriors fossin de 1/8 "a 1/4" més grans que la caixa d'ombres.

NOTA: Per obtenir els millors resultats amb una serra de mitra: subjecteu o subjecteu fermament la fusta per evitar que es mogui. Feu el tall lentament, ja que la fulla tendeix a doblar-se una mica quan es talla en angle.

Pas 6: feu una butxaca per al controlador:

• Marqueu la línia central del marc i traieu la mida de la butxaca del controlador. El nostre és de 2,5 "x 1,5" amb un llavi encastat d'1 / 4 "per suportar i fixar la" porta "del controlador.
• És difícil aconseguir un tall directe on vulgueu amb un encaminador. Vaig fer una guia de fusta dura que es mostra a la imatge superior. La punta de fresat de 1/4 "de diàmetre segueix l'interior de la guia, donant-me un forat precís amb els costats rectes. La nostra butxaca té una profunditat de 0,62", deixant la fusta a la part inferior de la butxaca d'uns 1/8 "de gruix.
• La "porta" sobre la qual està muntat el controlador és de dues capes de xapa que té un gruix d'uns 0,05 ".
• Vaig tallar el recés d'1 / 4 "d'ample al voltant de la butxaca a uns 0,04" de profunditat. Vaig fixar una placa recta sobre la peça de treball com a guia del router. Un tall de prova en una peça de ferralla em va permetre mesurar el desplaçament entre el tall de l'encaminador i la guia, que per a mi va arribar a tenir una amplada de 2.156 ".
• L’encaminador deixa les cantonades del recés arrodonides, talla-les al quadrat amb un ganivet d’afaitar i un cisell.
• Per a la construcció i el muntatge del controlador, consulteu la informació relacionada:
• Vaig fixar la porta amb dos cargols de llautó de cap pla de 2 x 3/8 ".

Pas 7: tall de galetes:

• L’articulació de la cantonada necessita més força de la que pot proporcionar la cola. L’opció més senzilla és fer servir ungles d’acabat. Vaig optar per una unió de galetes on s’incorporés un tros de fusta en forma de llimona a la unió. Afortunadament, el meu fill té un tallador de galetes que vaig utilitzar.
• Per obtenir bons resultats, el tallador de galetes s’uneix a un tauler i es fixa. La guia angular té un tauler unit per subjectar de manera segura la peça de treball, de manera que la butxaca es tallarà en un angle correcte respecte a la superfície de la mitra. Les butxaques de galetes han d’estar exactament a la mateixa distància de la vora de les dues peces perquè la cantonada coincideixi quan s’enganxa. Si ho feu, tot ajuda i heu de mantenir el mànec del tallador de galetes constantment a l’hora d’empènyer-lo cap endavant per fer el tall.
• Si les ranures no coincideixen perfectament, podeu fer-les una mica més amples mitjançant un disc de poliment, tal com es mostra a la imatge anterior. Això us donarà una mica de joc a l’articulació perquè pugueu fixar-lo en alineació quan enganxeu.
• Per definir la profunditat de tall, el tallador de galetes té un pom amb butxaques de profunditat fixes per a cada mida de galeta. He trobat que aquests paràmetres són una mica més profunds del necessari, cosa que fa que el tall de butxaca sigui més ample. Aquest va ser un problema en alguns dels motlles del marc. Així que vaig fer un anell de fixació (vegeu l’objecte blanc a la tercera imatge anterior) per reduir la profunditat de la butxaca en 0,04 ". Podeu aconseguir el mateix resultat amb un tros de filferro de la mida adequada doblegat al voltant del pom d’ajust de la profunditat. ajusteu-lo per obtenir un tall de profunditat òptim.
• Les juntes de galetes a les cantonades mitrades són complicades i fan molta feina. No dubteu a provar d’acabar les ungles en un racó de proves per veure si us funciona.

Pas 8: ajustar les articulacions:

• Abans d’enganxar, haureu de revisar l’articulació i fer qualsevol ajust.
• Això és molt semblant al que faràs quan s’enganxi l’articulació.
• Necessiteu una superfície molt plana que pugueu subjectar. Tinc un tauler ampli de 6 polzades molt pla i va funcionar bé, però seria més gran. Això és necessari perquè les dues meitats del marc coincideixin més endavant.
• Els costats de la caixa d’ombres o els costats del marc de la imatge s’han de mantenir plans i en angle recte. Utilitzeu un quadrat d’emmarcament per comprovar l’angle.
• Si la junta té un buit, he utilitzat una serra de tracció per retallar la junta deixant que la serra seguís suaument el tall existent. Ho vaig fer amb l'articulació encara subjecta. Per descomptat, ho feu sense la galeta a l’articulació. Això traurà una quantitat molt petita de material de les taques estretes que permetrà que l'articulació s'uneixi millor.

Pas 9: enganxar les juntes:

• Aquest procés és el mateix tant per al quadre d’ombres com per al marc de la imatge.
• Col·loqueu en sec cada junta abans d’enganxar-la.
• Inspeccioneu i liureu una mica les galetes. De vegades presenten estelles que interfereixen amb el conjunt de les juntes.
• Utilitzeu una cola de fusta d’alta qualitat com Titebond III, que us proporciona una mica més de temps de muntatge per aconseguir que la junta estigui alineada i subjectada al seu lloc.
• Aconsegueix l’articulació el més ajustada possible, el més quadrada possible i els laterals del marc.
• Mesureu la longitud entre les puntes dels extrems sense enganxar. Aquesta és la distància diagonal a través del marc. Haurem de fer que l’altre costat tingui la mateixa distància diagonal.
• A continuació, enganxeu la cantonada diagonalment oposada. No oblideu inserir les galetes.
• Ara tenim dues meitats del marc i el pas final és enganxar les dues cantonades restants alhora. Això requereix força pinces com es veu a la imatge superior, però el resultat final serà bonic.

Pas 10: perforar forats de cargol a la caixa d'ombres:

• Volia poder desmuntar el marc de la caixa d’ombres per si la il·luminació necessitava manteniment. Per tant, he optat per connectar-los amb cargols de màquina de # 6-32 x 2,5 ". Això requeria perforar un forat de 4,5" de profunditat pels laterals de la caixa d'ombres de 3/4 "de gruix.
• Aquesta instrucció té una mica de "sobredimensionat", si us plau, poseu el marc al quadre d'ombra d'una altra manera. Posar forats llargs a través de taules estretes és complicat. I és possible que vulgueu alguns d’aquests trucs per a altres projectes, així que seguiu llegint.
• Feu tots aquests passos amb una peça de prova fins que el forat surti prou constantment a l’altre costat del tauler.
• Cal fer-ho en una broca. Fixar el tauler de manera constant és clau per aconseguir que el forat passi directament.
• Un torn, fixat al llit de la broca, alinea el tauler en una direcció. Es fa servir un nivell tal com es mostra anteriorment per alinear l'altra direcció.
• La rabeta presenta un altre repte amb el costat de la rabeta al mig del tauler just on volem el forat. Si es fixa un tros de fusta a la rabeta es crea un tros de fusta "sòlid" al centre, de manera que el trepant tendeix a anar recte.
• Vaig utilitzar un trepant central curt per fer un forat inicial.
• A continuació, he utilitzat un trepant llarg de 1/8 "de 6" per perforar tot el camí. Per a les caixes d’ombres més profundes, perforo un forat de 4,5 polzades amb una premsa de trepant que només té un traç de 3 polzades. Això requeria perforar una part i després tornar a llançar la broca cap a fora.
• El cap del forrell necessita un forat d’espai per la qual cosa estarà per sota del nivell de la rabeta. I la longitud del cargol s’ha d’estendre uns 3/8 "més enllà de la caixa d'ombres. Perforo el forat de joc de 9/32" de diàmetre fins a la profunditat desitjada abans de moure la peça. Vegeu la tercera imatge anterior.
• Vaig posar quatre forats de fixació a la majoria de caixes d’ombres.

Pas 11: Instal·leu els fitxers adjunts al marc de la imatge:

Les insercions de llautó roscades per a fusta són un element de subjecció excel·lent que permet el desmuntatge repetit. A continuació es mostra la millor manera d’instal·lar-los.

• Premeu la caixa d'ombres i el marc junt amb cura, alineant-los exactament.
• Utilitzeu un trepant manual amb la broca llarga de 1/8 "per practicar forats pilot al marc. Marqueu la broca amb cinta adhesiva perquè pugueu saber quan el forat del marc és la profunditat de la inserció. Viouslybviament és important no perforar tots els camí a través del marc.
• Traieu la caixa d’ombres i foradeu els forats de la mida correcta per a les insercions. En el meu cas, tenia un diàmetre de 5/32 ". Marqueu de nou la broca per obtenir la profunditat. Tingueu molta cura de retenir la broca perquè, amb un forat pilot, la broca estirarà a la fusta més del que és habitual i podreu perdre el control.
• Ara hi ha un descobriment molt divertit. Les insercions inclouen una ranura per a tornavís a la part superior per instal·lar-les. En el passat he tingut males experiències amb la retirada de la ranura o el trencament de la inserció. Ara faig servir un cargol de tap curt que s’adapta a la inserció juntament amb un petit quadrat d’alumini amb un forat al centre. S'utilitza una clau hexagonal per cargolar la inserció al marc. Agafo la volandera quadrada d'alumini per evitar que la inserció es retrocedeixi i treure el cargol tap.
• El forat de 1/8 "a través de la caixa d'ombres és una mica ajustat als cargols de la màquina núm. 6, de manera que el perforo fins a 9/64" de diàmetre.

Pas 12: Afegir el reflector al marc de la imatge:

• Determineu l'amplada del reflector: munteu la caixa d'ombres al marc i feu una marca de llapis al marc de la imatge al voltant de la vora interior de la caixa d'ombres. Mesureu la distància des de la marca del llapis fins a l’obertura interior del marc.
• Traieu el marc de la imatge del quadre d'ombres.
• Tallar prou tires de mylar reflectant amb respatller adhesiu per donar la volta al marc de la imatge.
• Per evitar que es mostri el reflector, enganxeu-lo cap avall només cap a la vora interior del marc de la imatge.

Pas 13: Cablatge de la tira LED:

Més informació sobre la part elèctrica d’aquest projecte a l’instrucció complementària:

• Talla tires de LED per a cada costat de la caixa d’ombres. Deixeu espai a les cantonades de manera que les tires de LED siguin entre 1,5 i 1/2 "més curtes que la longitud interior del costat de la caixa d'ombres.
• Les tires LED tenen una direcció de comunicació. Les fletxes de la tira haurien de dirigir-se cap a l'extrem on hi ha connectat el cable del controlador.
• Em va semblar més fàcil subjectar la tira a un tauler mentre es soldava. També vaig tallar una osca al final d’una broqueta shish kabob per mantenir els cables al seu lloc mentre es soldava. He utilitzat filferro varat de calibre 26.
• Per recórrer les cantonades, vaig tallar trossos de filferro de 1,75 "de llarg i els vaig formar en un bucle que connectava un segment amb el següent. Presteu atenció a la direcció de les fletxes de cada segment.
• L'últim segment obté una resistència de 200 ohm entre la línia de comunicacions i la línia elèctrica negativa ("terra"). Em va semblar útil cobrir les potes de la resistència amb aïllament de silicona despullat d’algun filferro.
• Per ajudar amb la distribució d’energia, connecto les línies d’alimentació positives i negatives des del final de l’últim segment fins a l’inici del primer segment (on està connectat el controlador).
• Aquest és el moment adequat per provar els LED. Un cop enganxats a la caixa d’ombres, són difícils de reparar. Connecteu el controlador amb algun programa de prova i comproveu que tots els LED funcionen.

Pas 14: connectar els LED a la caixa d'ombres:

• El suport adhesiu de les tires LED no s’adhereix de manera fiable a la fusta nua. Recobriu la vora bisellada amb ciment de contacte. Després d'assecar-se durant uns 15 minuts, apliqueu la tira LED. Suggereixo fer un avantatge a la vegada.
• A continuació, empleneu el cable al controlador de la serra "canal de cablejat" tallada i manteniu-la al seu lloc amb cola calenta.
• La segona imatge hauria de tenir un reflector al marc de la imatge si es seguien els passos d'aquesta instrucció.
• Per últim, empento els petits bucles de filferro a cada cantonada.

Pas 15: Instal·lació de l'obra d'art:

• Cal alinear la caixa d’ombres. Hem utilitzat un drap d’un color que contribueix a l’obra d’art o un tauler negre estora. Per a l’adhesiu, vam aprimar la cola de fusta de Titebond amb aigua i la vam pintar a la caixa d’ombres d’un costat a l’altre. Després vam prémer el folre contra la cola i el vam mantenir al seu lloc durant almenys 30 minuts.
• L'art de la tela que hem enganxat a un panell de fusta de 1/4 "de gruix amb un adhesiu esprai. Els diferents tipus d'obres d'art requereixen mètodes de muntatge diferents.
• Per obtenir una aparença acabada, vam col·locar un tros de tauler estora darrere del panell.
• Amb un llapis vaig marcar els llocs al voltant de la caixa d’ombres on vull adjunts.
• A continuació, talleu un bosquet llarg de 1 "de 1/8" de profunditat amb una eina dremel amb un tallador de 3/8 "de diàmetre. Vegeu la foto superior.
• A partir de xapa de calibre 24 vaig tallar tires de 3/4 "d'ample de 2" de llarg i utilitzant una moneda com a plantilla per arrodonir els extrems.
• Aquestes pestanyes mantenen l'art al seu lloc mitjançant un velcro amb adhesiu d'1 "d'ample amb els bucles de la xapa i els ganxos al tauler de la catifa.
• Hi ha molts mètodes per mantenir l'obra d'art al quadre d'ombres. M'agrada aquest mètode perquè permet un fàcil accés i muntatge.

Pas 16: la resta de la història:

Aquest és un dels dos instructius d’aquest projecte. Si encara no ho heu fet, consulteu les instruccions complementàries a: