Spiralna svetilka (znana tudi kot namizna svetilka Loxodrome): 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Spiralna svetilka (znana tudi kot namizna svetilka Loxodrome) je projekt, ki sem ga začel leta 2015. Navdihnil ga je Loxodrome Sconce Paul Nylander. Moja prvotna zamisel je bila o motorizirani namizni svetilki, ki bi na steno projicirala tekoče vrtinčke svetlobe.

Oblikoval sem in 3D natisnil prototip v OpenSCAD -u za razstavo izdelovalcev. Medtem ko je bila osvetlitev tako fantastična, kot sem upal, so bili mehanski deli krhki, težko jih je izdelati in preprosto niso delovali dobro.

Od takrat sem se naučil FreeCAD, veliko močnejšega orodja, in preoblikoval mehanske komponente. Ta Instructable predstavlja različico druge generacije, ki večino notranjosti nadomesti s popolnoma 3D-tiskalnimi deli. Ta posodobitev vsebuje zamenljive 3W LED module, tako da lahko LED zamenjate za različne barve; ali; če ga lahko povežete z barvnim LED modulom RGB za bolj izpopolnjene svetlobne učinke.

Ta projekt je odprtokoden:

Ta projekt je bil v celoti zgrajen z uporabo brezplačne in odprtokodne programske opreme in ustreza definiciji odprtokodne strojne opreme. Oblikovalne datoteke OpenSCAD in FreeCAD lahko spreminjate pod Creative Commons - Atribucija - Skupna raba

Dodatni krediti:

• Navdih za "Loxodrome Sconce" Paula Nylanderja

• Datoteka OpenSCAD izhaja iz Kitwallaceovega "Loxodroma"

1. korak: osrednje jedro

Ahilova peta moje prvotne zasnove je bila, da loksodromska krogla ni imela zanesljive pritrdilne točke. Sprva sem ga poskušal obesiti z vrtilne točke na vrhu in z magneti zavrtiti na dnu. To sploh ni delovalo, zato sem poskusil z motorjem in majhno prestavo, a ker je loksodrom visel na dnu, bi ga orodje raje potisnilo, kot da bi ga obrnilo. Ključni izziv je bil najti način, kako ga podpreti in zavrteti od spodaj, medtem ko je še vedno fiksna osna za sidranje LED roke in ožičenja.

Svetilka, prikazana v tem navodilu, je bila preoblikovana za uporabo soosnega osrednjega jedra. Motor na dnu vrti majhno prestavo, ki je povezana z večjo osrednjo prestavo. Osrednji zobnik se ovije okoli ležaja 608 rolerjev in se zaskoči v drug del, ki prenaša vrtenje na zgornji del svetilke. Skozi sredino ležaja vodi fiksna osrednja cev za sidranje nosilne roke LED in za vodenje pripadajočega ožičenja.

2. korak: Tiskanje in sestavljanje osrednjega jedra

Osrednje jedro je sestavljeno iz naslednjih štirih 3D tiskanih delov:

• TopAssembly.stl (siva, prejšnja slika)
• GearCoreCenter.stl (rdeča)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (zelena)
• DriveGear.stl (vijolično)

Poleg natisnjenih delov boste potrebovali še en ležaj za rolerje 603. Na eBayu jih lahko najdete poceni. Oglejte si zgornji video, da vidite, kako je vse skupaj sestavljeno. Za tesno prileganje boste morda morali brusiti osrednjo cev na TopAssemblyu. Ko je ležaj vstavljen v GearCoreCenter, morate na rob LoxodromeMountingAdapterja dodati nekaj lepila in ga pritrditi v GearCoreCenter. Ta dva dela sta varno pritrjena in se ne smeta vrteti.

Na vseh gibljivih delih sem uporabil mazivo Panef White Stick z silikonom.

Splošni nasveti za tiskanje:

Vsi deli v osrednjem jedru so zasnovani za tiskanje brez podpore. GearCoreCenter je treba natisniti s poravnano stransko stranjo na tiskalni postelji tako, da so zatiči obrnjeni navzgor. DriveGear je treba natisniti tako, da je zobnik poravnan na postelji in ozka gred obrnjena navzgor. Ugotovil sem, da je nastavitev "Najmanjši premik umika" na 2 mm v Cura 2 znatno pospešila tiskanje.

Nasveti za tiskanje zgornje montaže:

Pri tiskanju v PLA s privzetimi nastavitvami je bila cev navzdol po sredini vrha TopAssembly preveč krhka. Upočasnitev tiskanja, povečanje debeline stene, pretoka in temperature so mi dali dovolj močan del.

To so nastavitve Cura 2, ki sem jih uporabil za rezanje TopAssembly:

• Lupina:

  Debelina stene: 2

• Hlajenje:

  • Hitrost ventilatorja: 50%
  • Redna hitrost ventilatorja: 30%
  • Največja hitrost ventilatorja: 35%

• Material:

  • Privzeta temperatura tiskanja: 210
  • Temperatura tiskanja: 210
  • Pretok: 110%
  • Omogoči umik: napačno

• Hitrost:

  • Hitrost tiskanja: 40 mm/s
  • Hitrost stene: 10 mm/s

3. korak: stiskanje žic za roko LED

Za stiskanje žic na štiristopenjski priključek DuPont z ženskimi zatiči boste morali uporabiti orodje za stiskanje. Svetilko sem sestavil s štiristopenjskimi konektorji, da bom imel dovolj žic za RGB LED. Če uporabljate enobarvno LED, bosta dovolj dve žici, vendar raje podvojim žice za dodatno nosilnost toka. Tako ima ročica LED dovolj veliko režo, da se prilega štiristopenjskemu priključku DuPont.

Potrebovali boste štiri komplete pletene žice, dolge približno eno stopalo, orodje za stiskanje in komplet priključkov DuPont. Uporabil sem te:

• Orodje za stiskanje IWISS SN-28B
• HALJIA 310 kosov 2,54 mm Dupont ženski/moški žični mostiček Pin Header Connector Assortment

Video prikazuje proces stiskanja.

4. korak: Sestavljanje LED ročice

Ko sestavite kabelski snop, napeljite žice skozi ročico LED in potisnite priključek DuPont v režo. Je tesno prilegajoč. Morda boste želeli na konektor nanesti nekaj lepila, da se v prihodnje ne bo razrahljal, če pa to storite, uporabite le malo in ga nanesite na trdno stran priključka ter pazite, da lepilo ne pustite priti v vtičnice.

Ko je LED ročica sestavljena, jo lahko vstavite skozi luknjo na sredini osrednjega jedra. Video prikazuje proces in prikazuje testiranje z različnimi LED moduli.

Nasveti za tiskanje LED ročice:

Pri tiskanju je treba ročico LED postaviti na stran. Vse površine so nagnjene tako, da podpore ne bi bile potrebne.

5. korak: Sestavljanje LED modulov

LED moduli so sestavljeni iz naslednjih komponent:

• 3W LED "zvezda"
• Pokrovček za steklenico (kot hladilnik)
• Štiristopenjski priključek DuPont z moškimi zatiči
• Kratke dolžine izolirane, pletene žice
• Navaden dvodelni epoksid za pritrditev konektorja DuPont na zadnjo stran pokrova steklenice (uporabil sem JB Weld)
• Dvodelni toplotni epoksid za pritrditev LED na pokrovček steklenice (uporabil sem toplotno lepilo Arctic Alumina)

Za spajanje kratkih dolžin žice na pozitivne in negativne blazinice vaše LED zvezde boste želeli uporabiti spajkalnik. Če imate enobarvno LED, bi se lahko žice podvojile, dve za pozitivno in dve za negativno. To vam omogoča, da tok potekate skozi obe žici vzporedno in porabite vse razpoložljive žice v roki LED. Za LED RGB boste z eno žico medsebojno povezali vse anodne (-) ploščice in preostale tri žice za povezavo z vsako od katodnih (+) ploščic.

Za hladilno telo LED uporabljam pokrovčke. Kupil sem jih v moji lokalni pivovarni, čeprav bi jih lahko poskusili znova uporabiti iz steklenice piva, če bi bila popolnoma upognjena.

Razen če kupite "gole" pokrovčke za steklenice, boste morda morali zmehčati in odstraniti gumijasto oblogo s pištolo za vroč zrak. Prepričajte se, da imate čisto in popolnoma ravno površino iz gole kovine za pritrditev LED. Nato uporabite termični epoksid, da LED pritrdite na pokrovčke steklenic, ga pritrdite s sponkami in pustite, da se nastavi čez noč.

Korak 6: Sestavljanje LED modulov

Naslednji dan boste želeli stisniti moške priključke DuPont na vsako od štirih žic in jih potisniti v ohišje s štirimi konektorji. Nato zmešajte nekaj običajnega dvodelnega epoksida (ne termičnega epoksida, ki ste ga uporabili prej) in priključite konektor na zadnjo stran pokrova steklenice. Še enkrat izrežite in pustite, da se nastavi čez noč.

Slika prikazuje enobarvni in tribarvni RGB LED modul po montaži.

7. korak: Priključite motor

Za osnovo sem uporabil sinhroni motor tipa 4W 120V AC TYD-50. Ti motorji se uporabljajo v mikrovalovnih gramofonih in jih je enostavno najti na spletu. So poceni, delujejo zelo tiho in so na voljo v različnih vrtljajih. Izbral sem enoto s počasnimi 5-6 vrtljaji na minuto, da bi svetilki počasno, enakomerno obračal. Zobnik v svetilki to zmanjša za polovico, zato se moja svetilka obrača pri pomirjujočih 2,5 do 3 vrtljajih.

Spajal sem na vrvi, rešeni iz aparata, in jo izoliral z dvema plastema termoskrčljive cevi. Če vam napajalne napetosti v svetilki ne ustrezajo, lahko najdete tudi sinhrone motorje 12V AC TYD-50. Nato bi ga združili s stenskim bradavičastim transformatorjem, ki bi ustvarjalcem prijaznejši 12V AC.

8. korak: Sestavite osnovno ploščo

Motor lahko pritrdite na osnovno ploščo z vijaki M3.

Moj motor je imel gred z zunanjim premerom 7 mm. Zato sem oblikoval plastični kos, ki mu omogoča parjenje s 3D tiskano osjo kvadratnega profila. Ta je pritrjen z vijakom in matico M3.

Ta plastični kos ima široka zožena usta, os pa naj bi prosto drsela navzven in ven z majhnim uporom. To potrebujete pozneje pri montaži, saj se mora od zgoraj spustiti.

Da se motor ne pregreje, na dno osnovne plošče prilepite nekaj gumijastih nog. Tako boste držali stran od mize in pomagali pri pretoku zraka.

Nasveti za tiskanje:

Vsi deli so zasnovani za tiskanje brez nosilcev.

9. korak: Sestavite ohišje svetilke

Osnovno ploščo lahko pritrdite na ohišje z vijaki M3. V notranjost ni možnosti, zato se prepričajte, da vse žice visijo iz reže na zadnji strani osnovne plošče, preden pritrdite obe polovici!

Nasveti za tiskanje:

Ohišje svetilke ima rahel naklon in ga je mogoče natisniti brez nosilcev.

Korak 10: Pritrdite sklop gonila na ohišje svetilke

Os je ohlapno nameščena v luknjo v zobniškem sklopu. Če preprosto poskusite zobniški sklop vstaviti od zgoraj, bo osi verjetno padla v svetilko.

Za držanje osi na mestu lahko uporabite vroče lepilo, vendar sem se odločil, da sklop zobnikov držim obrnjen navzdol in nato spustim ohišje svetilke (tudi na glavo). Če želite osi za parjenje najti globoko v notranjosti svetilke, morate narediti os.

Sprva boste ugotovili, da je os predolga. To sem naredil namenoma, da jo lahko obrežeš, dokler se vse tesno ne prilega skupaj.

Ko zobniški sklop sede, priključite motor in preverite, ali se zobnik vrti, preden pritrdite vrh z dvema majhnima vijakoma.

11. korak: pritrdite Loxodrome

Roko LED potisnite skozi majhno luknjo na dnu loksodroma in premaknite loksodrom v položaj. Je tesno prilegajoč in med robom loksodroma in roko LED je malo prostora. Vendar ne uporabljajte sile, to ne bi smelo biti potrebno.

Imel sem nekaj težav pri prehodu loksodroma mimo ovinka na dnu LED roke. Robove LED ročice sem moral nekoliko spraviti navzdol, da je dovolj ozka za prehod, vendar sem prilagodil datoteko CAD in STL, tako da upam, da vam tega ne bo treba.

Ko je loksodrom na vratu LED ročice, bi se moral zaskočiti na pritrdilne jezičke. Zadnji korak je, da LED modul vstavite tako, da s prsti potisnete skozi vrzeli na loksodromu.

Oglejte si video, kako se to naredi.

Nasveti za tiskanje:

Natisnite Loxodrome pri 100% polnjenju, saj želite, da so spiralne ročice čim močnejše.

Za ta tisk in še veliko tega boste zagotovo potrebovali podporo. Če imate dvojni ekstruder in topno podporo, je to odličen kraj za uporabo!

Če nimate dvojnega ekstruderja, se ne bojte, saj sem to lahko natisnil na tiskalniku FDM z enim ekstruderjem. Ker bo večina podpore znotraj Loxodroma, bo morala biti dovolj šibka, da lahko posežete s kleščami za igelni nos, jo zdrobite in odstranite kos za kosom.

Privzeta podpora v Curi je za to premočna. Zvijača, ki sem jo našel, je bila uporaba nosilca mreže z gostoto podpore nič. To povzroči, da Cura natisne le tanke enoslojne stene, ki podpirajo spiralne krake Loxodroma. Te stene je razmeroma enostavno zdrobiti in odstraniti, ko je tiskanje končano.

Moj prvotni natis je bil narejen leta 2015 s starejšo različico Cure, vendar so tukaj nastavitve za Curo 2, ki dajejo želeni vzorec podpore:

• Ustvari podporo: Res je
• Namestitev podpore: povsod
• Podporni vzorec: Mreža
• Gostota podpore: 0
• Podporna razdalja X/Y: 0,9
• Podporna razdalja Z: 0,15
• Uporabi stolpe: napačno

Med tiskanjem in po njem bo Loxodrome videti kot velikanski rogljiček. Za odtrganje nosilca boste morali uporabiti klešče za igelni nos, dokler vse ne izgine. Če ga udarite z ostrim orodjem ali ga zdrobite, boste pomagali razbiti plasti. Pri tem vam lahko pomaga uporaba debelih rokavic, saj so drobci ostri. Ko odstranite vso oporo, lahko z brusnim papirjem zgladite vse grobe lise.

12. korak: Napajanje LED modula

Za napajanje LED modula priporočam nastavljiv tok. Za tipično LED zvezdo bo 300mA zagotovilo ustrezen tok. Na eBayu je navedenih več gonilnikov LED 300mA ali pa dobite popolnoma nastavljiv modul, kot je prikazan v mojem videu.

Druga možnost je, da kupite pretvornik enosmerne napetosti v enosmerni tok v enosmerni tok in jih uporabite skupaj z 12-voltno enosmerno stensko bradavico. Nato lahko previdno povečate napetost od nič, dokler pravilna količina toka, merjena z multimetrom, ne teče skozi LED. Zavedajte se, da bodo za različne barvne LED potrebne napajalne napetosti, nastavljene na različne napetosti, zato, če nameravate zamenjati LED, je napajanje s konstantnim tokom veliko boljša izbira.

Ko nastavite tok na LED, ga zaženite le med udeležbo. Opazovati ga želite, da se prepričate, da se ne segreje dovolj, da se stopijo plastični nosilci. Če postane zelo vroče, morate zmanjšati tok.

Drugo mesto na Epilog Challengeu 9