Spiraallamp (teise nimega Loxodrome'i laualamp): 12 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Spiraallamp (teise nimega The Loxodrome Desk Lamp) on projekt, mille alustasin 2015. aastal. See oli inspireeritud Paul Nylanderi Loxodrome Sconce'ist. Minu algne idee oli mootoriga laualamp, mis valgustaks seinale voolavaid valguskeeriseid.

Kujundasin ja 3D trükkisin OpenSCADis prototüübi tegija näituse jaoks. Kuigi valgustus oli nii fantastiline, kui lootsin, olid mehaanilised otsikud habras, raskesti ehitatavad ja lihtsalt ei töötanud eriti hästi.

Sellest ajast alates olen õppinud FreeCADi, palju võimsamat tööriista, ja olen mehaanilisi komponente ümber kujundanud. Selles juhendis esitatakse teise põlvkonna versioon, mis asendab enamiku sisemusi täielikult 3D-prinditavate osadega. See värskendus sisaldab vahetatavaid 3 W LED -mooduleid, nii et saate LED -id erinevate värvide vastu vahetada; või; kui saate selle ühendada täisvärvilise RGB LED-mooduliga, et saada keerukamaid valgusefekte.

See projekt on avatud lähtekoodiga:

See projekt ehitati täielikult tasuta ja avatud lähtekoodiga tarkvara abil ning see vastab avatud lähtekoodiga riistvara määratlusele. OpenSCADi ja FreeCADi kujundusfaile saate muuta Creative Commonsis - Attribution - Share Alike

Täiendavad krediidid:

• Inspireeritud Paul Nylanderi filmist "Loxodrome Sconce"

• OpenSCAD -fail, mis on tuletatud kitwallace'i loksodroomist

Samm: keskne tuum

Minu esialgse disaini Achilleuse kand oli see, et loksodroomkeral ei olnud usaldusväärset kinnituspunkti. Algselt püüdsin seda riputada ülaosas asuvast pöördepunktist ja kasutada magneteid selle pööramiseks põhjas. See ei töötanud üldse, seega proovisin mootorit ja väikest käiku, kuid kuna loksodroom rippus allosas, siis käik lükkas selle pigem teelt välja kui keeras. Peamine väljakutse oli leida viis, kuidas seda altpoolt toetada ja keerutada, omades samal ajal fikseeritud kesktelge LED -käe ja juhtmestiku kinnitamiseks.

Selles juhendis esitatud lamp on ümber kujundatud, et kasutada koaksiaalset keskset südamikku. Põhjas olev mootor pöörleb väikest käiku, mis ühendab suurema keskmise käiguga. Keskmine käik ümbritseb rulluisulaagri 608 ümber ja klõps sobib teise ossa, mis edastab pöörde lambi ülemisse ossa. Läbi laagri keskosa kulgeb fikseeritud kesktoru LED -tugivarre kinnitamiseks ja sellega seotud juhtmestiku juhtimiseks.

2. samm: kesksüdamiku printimine ja kokkupanek

Kesksüdamik koosneb neljast 3D -prinditud osast:

• TopAssemble.stl (hall, eelmine pilt)
• GearCoreCenter.stl (punane)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (roheline)
• DriveGear.stl (lilla)

Lisaks trükitud osadele vajate ühte 603 rulluisulaagrit. Need leiate odavalt eBayst. Vaadake ülaltoodud videot, et näha, kuidas see kõik kokku pannakse. Tihedalt sobitumiseks peate võib -olla lihvima TopAssembleri kesktoru. Kui laager on GearCoreCenterisse sisestatud, peaksite LoxodromeMountingAdapteri servale lisama liimi ja klõpsama selle GearCoreCenterisse. Need kaks osa on mõeldud kindlalt kinnitamiseks ja ei tohiks pöörata.

Kõigil liikuvatel osadel kasutasin silikooniga Panef White Stick määrdeainet.

Üldised printimisnõuanded:

Kõik kesksüdamiku osad on mõeldud trükkimiseks ilma toeta. GearCoreCenter tuleks trükkida nii, et hammasrattaga külg oleks prindipadja peal, klõpsud ülespoole. DriveGear tuleb trükkida nii, et hammasratas asetseb voodil ja kitsas võll ülespoole. Leidsin, et "Tagasitõmbamise minimaalse käigu" määramine 2 mm -le Cura 2 -s aitas printimist oluliselt kiirendada.

Näpunäiteid ülemise kokkupaneku jaoks:

Kui printida PLA -s vaikeseadeid kasutades, oli toru TopAssemble keskel allapoole liiga rabe. Prindi aeglustamine, seina paksuse, voolukiiruse ja temperatuuri suurendamine andis mulle piisavalt tugeva osa.

Need on Cura 2 seaded, mida kasutasin TopAssemble'i viilutamiseks:

• Kest:

  Seina paksus: 2

• Jahutus:

  • Ventilaatori kiirus: 50%
  • Tavaline ventilaatori kiirus: 30%
  • Maksimaalne ventilaatori kiirus: 35%

• Materjal:

  • Printimise vaiketemperatuur: 210
  • Trükitemperatuur: 210
  • Vool: 110%
  • Tagasivõtmise lubamine: vale

• Kiirus:

  • Prindikiirus: 40 mm/s
  • Seina kiirus: 10 mm/s

3. samm: LED -käe juhtmete pressimine

Juhtmete pressimiseks neljaasendilisele DuPonti pistikule tuleb kasutada kruvimisvahendit, kasutades nööpnõelu. Ehitasin oma lambi neljaasendiliste pistikutega, nii et mul oleks piisavalt juhtmeid RGB LED-i jaoks. Kui kasutate ühevärvilist LED -i, piisab kahest juhtmest, kuid ma eelistan kahekordistada juhtmeid, et saada rohkem voolu. Seega on LED-õlul piisavalt suur pesa, mis mahutab neljapunktilise DuPonti pistiku.

Teil on vaja nelja komplekti põimitud traati, umbes jala pikk, pressimisvahendit ja DuPonti pistikute komplekti. Mina kasutasin selliseid:

• Pressimisvahend IWISS SN-28B
• HALJIA 310 tk 2,54 mm Dupont naissoost/isast traadi hüppaja tihvti päise pistiku valik

Video näitab pressimisprotsessi.

Samm: LED -õla kokkupanek

Kui olete juhtmestiku ehitanud, viige juhtmed läbi LED -õla ja lükake DuPonti pistik pesasse. See on tihedalt istuv. Võib -olla soovite liimiga liidese tupsutada, et see tulevikus lahti ei tuleks, kuid kui teete seda, kasutage seda veidi ja kandke see pistiku kindlale küljele ning olge ettevaatlik, et liim ei laseks pistikupesadesse sattuda.

Kui LED -õlg on kokku pandud, saate selle toita läbi kesksüdamiku keskel oleva augu. Video demonstreerib protsessi ja näitab mulle katsetamist erinevate LED -moodulitega.

Nõuanded LED -käe printimiseks:

LED -õlg peaks printimisel olema külili. Kõik pinnad on kaldu nii, et toed ei ole vajalikud.

Samm: LED -moodulite kokkupanek

LED -moodulid koosnevad järgmistest komponentidest:

• 3W LED "täht"
• Pudeli kork (jahutusradiaatorina)
• Nelja positsiooniga DuPonti pistik, millel on isased tihvtid
• Isoleeritud, põimitud traadi lühikesed pikkused
• Tavaline kaheosaline epoksü DuPonti pistiku kinnitamiseks pudeli korgi tagaküljele (kasutasin JB Weldi)
• Kaheosaline termoepoksiid LED-i kinnitamiseks pudeli korgi külge (kasutasin Arctic Alumina Thermal Adhesive)

Soovite kasutada jootekolvi, et kinnitada lühikese pikkusega traat oma LED -tähe positiivsetele ja negatiivsetele patjadele. Kui teil on ühevärviline LED, peaksite juhtmeid kahekordistama, kaks positiivset ja kaks negatiivset. See võimaldab teil mõlemast juhtmest paralleelselt voolu juhtida ja ära kasutada kõik LED -hoovis olevad juhtmed. RGB LED-i puhul kasutate kõigi anoodplokkide (-) ühendamiseks ühte juhtmest ja ülejäänud kolme juhtmest iga katoodiga (+).

LED -jahutusradiaatori jaoks kasutan pudelikorke. Ostsin need oma kohalikult õlletootmisettevõttelt, kuigi võite proovida seda õllepudelist uuesti kasutada, kui see oli täiesti painutamata.

Kui te ei osta "tühje" pudelikorke, peate võib -olla kasutama kummist voodri pehmendamiseks ja eemaldamiseks kuumaõhupüstoli. Veenduge, et valgusdioodi kinnitamiseks oleks puhas ja täiesti tasane metallpind. Seejärel kasutage LED -i pudeli korkide külge kinnitamiseks termilise epoksüga, kinnitage see klambritega ja laske üleöö tarduda.

6. samm: LED -moodulite kokkupanek

Järgmisel päeval soovite iga nelja juhtme külge kinnitada isased DuPonti pistikud ja suruda need nelja pistikuga korpusesse. Seejärel segage osa tavalisest kaheosalisest epoksiidist (mitte varem kasutatud termopoksist) ja kinnitage pistik pudeli korgi tagaküljele. Lõika uuesti ja lase üleöö tarduda.

Joonisel on kujutatud ühevärviline ja kolmevärviline RGB LED-moodul pärast kokkupanekut.

Samm: ühendage mootor juhtmega

Aluse jaoks kasutasin 4W 120V AC TYD-50 tüüpi sünkroonmootorit. Neid mootoreid kasutatakse mikrolaineahjudes ja neid on Internetis üsna lihtne leida. Need on odavad, töötavad väga vaikselt ja on saadaval erinevates pööretes. Valisin aeglase 5-6 pööret minutis seadme, et anda oma lambile aeglane ja ühtlane pööramisvõime. Lambi hammasratas vähendab seda poole võrra, nii et minu lamp pöörleb rahustavate 2,5–3 pööret minutis.

Jootsin aparaadist päästetud juhtme külge ja isoleerisin selle kahe kihiga termokahaneva toruga. Kui teile ei meeldi lambi liinipinge, võite leida ka 12 V vahelduvvoolu TYD-50 sünkroonmootoreid. Seejärel ühendaksite selle seina tüükadrafoga, mis tagab tootjasõbralikuma 12 V vahelduvvoolu.

Samm: pange alusplaat kokku

Mootori saab kruvida alusplaadi külge M3 poltide abil.

Minu mootoril oli võll välisläbimõõduga 7 mm. Nii kujundasin ma plasttüki, et see saaks paarituda 3D -prinditud ruudukujulise profiiliga teljega. See on kinnitatud M3 poldi ja mutriga.

Sellel plasttükil on lai kitsenev suu ja telg on mõeldud väikese takistusega vabalt sisse ja välja libisema. Te vajate seda hiljem kokkupanekul, kuna see peab ülevalt paika loksuma.

Mootori ülekuumenemise vältimiseks kleepige alusplaadi põhja mõned kummijalad. See hoiab selle lauast eemal ja aitab õhuvoolu.

Nõuanded printimiseks:

Kõik osad on mõeldud trükkimiseks ilma toeta.

9. samm: pange lambi korpus kokku

Alusplaadi saab kere külge kinnitada M3 kruvidega. Sisse ei pääse kuidagi, seega veenduge enne kahe poole kinnitamist, et kõik juhtmed rippuvad alusplaadi tagaküljel olevast pilust välja!

Nõuanded printimiseks:

Lambi korpus on õrna kallakuga ja seda saab trükkida ilma tugedeta.

Samm: kinnitage hammasratta komplekt lambi korpuse külge

Telg istub lõdvalt käigukasti auku. Kui proovite lihtsalt käigukasti ülevalt sisse panna, siis langeb telg tõenäoliselt lambi sisse.

Telje paigal hoidmiseks võite kasutada kuuma liimi, kuid mina otsustasin käigukasti tagurpidi hoida ja seejärel langetasin lambi korpuse (ka tagurpidi) selle kohale. Sildumispilu leidmiseks sügaval lambi sees peate teljega liikuma, paaritusosa kaldus küljed peaksid aitama telge paika juhtida.

Esialgu leiate, et telg on liiga pikk. Ma tegin seda meelega, et saaksite seda kärpida, kuni kõik sobib tihedalt kokku.

Kui hammasrataste komplekt on paigas, ühendage mootor vooluvõrku ja veenduge, et hammasratas pöörleb, enne kui ülaosa kahe väikese kruviga kinnitada.

Samm: kinnitage Loxodrome

Viige LED -õlg läbi väikese augu loksodroomi põhjas ja manööverge loksodroom oma kohale. See on tihedalt istuv ning loksodroomi velje ja LED -õla vahel on vähe vaba ruumi. Kuid ärge kasutage jõudu, seda ei tohiks vaja minna.

Mul oli mõningaid raskusi LED -käe aluses asuvast kurvist loksodroomi saamisega. Pidin LED -õla servi veidi viilima, et see oleks läbimiseks piisavalt kitsas, kuid olen kohandanud CAD -faili ja STL -i, nii et loodetavasti ei pea te seda tegema.

Kui loksodroom on LED -käe kaelas, peaks see klõpsatama kinnitusklambritele. Viimane samm on LED -mooduli sisestamine, torgates sõrmedega läbi loksodroomi lünkade.

Vaadake videot, kuidas seda teha.

Nõuanded printimiseks:

Printige Loxodrome 100% täidisega, kuna soovite, et spiraalharud oleksid võimalikult tugevad.

Kindlasti vajate selle trükise ja palju seda tuge. Kui teil on kahekordne ekstruuder ja lahustuv tugi, on see suurepärane koht selle kasutamiseks!

Kui teil pole topelt-ekstruuderit, ärge kartke, sest mul õnnestus see printida ühe ekstruuderi FDM-printeriga. Kuna suurem osa toest asub Loxodrome'i sees, peab see olema piisavalt nõrk, et saaksite nõelatangidega sisse pääseda, purustada ja tükkhaaval eemaldada.

Cura vaiketoetus on selleks liiga tugev. Nipp, mille leidsin, oli võrgutoe kasutamine, mille tugitihedus oli null. See paneb Cura trükkima ainult õhukesi ühekihilisi seinu, et toetada Loxodrome'i spiraalharusid. Neid seinu on pärast trükise valmimist suhteliselt lihtne purustada ja eemaldada.

Minu esialgne trükk tehti 2015. aastal Cura varasema versiooniga, kuid siin on Cura 2 seaded, mis näivad andvat soovitud tugimustri:

• Loo tugi: tõsi
• Toetuse paigutus: kõikjal
• Toetusmuster: võre
• Toetage tihedust: 0
• Toetuskaugus X/Y: 0,9
• Toetuskaugus Z: 0,15
• Tornide kasutamine: vale

Trükkimise ajal ja pärast seda näeb Loxodrome välja nagu hiiglaslik sarvesai. Toe rebimiseks peate kasutama nõelatangid, kuni see kõik on kadunud. Selle terava tööriistaga torkimine või purustamine aitab kihte lõhkuda. Selleks võib olla abi paksude kinnaste kasutamisest, kuna killud võivad olla teravad. Kui kogu tugi on eemaldatud, saate liivapaberiga siluda kõik karmid kohad.

12. samm: LED -mooduli toide

LED -mooduli toiteks soovitan reguleeritavat vooluallikat. Tüüpilise LED -tähe jaoks tagab piisava voolu 300 mA. EBays on loetletud mitu 300 mA LED -draiverit või saate hankida täielikult reguleeritava mooduli, näiteks minu videos näidatud.

Teine võimalus on osta muutuva pingega alalisvoolu-alalisvoolu muundur ja kasutada neid koos 12-voldise seinatüügaga. Seejärel saate pinget ettevaatlikult nullist üles keerata, kuni multimeetriga mõõdetud õige vooluhulk läbib LED -i. Pidage meeles, et erinevat värvi LED -id vajavad toiteallikat erinevatel pingetel, nii et kui plaanite LED -e vahetada, on pidev vooluvarustus palju parem valik.

Kui olete LED -ile voolu seadistanud, käivitage see ainult kohalviibimise ajal. Soovite seda vaadata ja veenduda, et see ei lähe piisavalt kuumaks, et plasttoed sulatada. Kui see muutub väga kuumaks, peate voolu vähendama.

Teine koht Epilogi väljakutses 9