Spiralinė lempa (dar vadinama „Loxodrome“staline lempa): 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„Spiral Lamp“(dar žinomas kaip „Loxodrome Desk Lamp“) yra projektas, kurį pradėjau 2015 m. Jį įkvėpė Paulo Nylanderio „Loxodrome Sconce“. Mano pirminė idėja buvo sukurti motorizuotą stalinę lempą, kuri ant sienos projektuotų tekančius šviesos sūkurius.

Aš sukūriau ir 3D atspausdinau „OpenSCAD“prototipą, skirtą gamintojo parodai. Nors apšvietimas buvo toks fantastiškas, kaip tikėjausi, mechaniniai gabalėliai buvo trapūs, sunkiai sukonstruoti ir tiesiog neveikė labai gerai.

Nuo tada išmokau daug galingesnio įrankio „FreeCAD“ir perprojektavau mechaninius komponentus. Ši instrukcija pristato antros kartos versiją, kuri daugumą vidinių dalių pakeičia visiškai 3D spausdinamomis dalimis. Šiame atnaujinime yra keičiami 3 W LED moduliai, todėl galite pakeisti skirtingų spalvų šviesos diodus; arba; jei galite jį prijungti naudodami spalvotą RGB LED modulį, kad gautumėte sudėtingesnių apšvietimo efektų.

Šis projektas yra atviro kodo:

Šis projektas buvo visiškai sukurtas naudojant nemokamą ir atviro kodo programinę įrangą ir atitinka atvirojo kodo aparatūros apibrėžimą. „OpenSCAD“ir „FreeCAD“dizaino failai yra skirti jums keisti „Creative Commons“- priskyrimas - bendrinti

Papildomi kreditai:

• Įkvėptas Paulo Nylanderio „Loxodrome Sconce“

• „OpenSCAD“failas, gautas iš „Kitwallace“„Loxodrome“

1 žingsnis: centrinis branduolys

Mano originalaus dizaino Achilo kulnas buvo tas, kad loksodromo sfera neturėjo patikimos tvirtinimo vietos. Iš pradžių aš bandžiau pakabinti jį nuo pasukimo taško viršuje ir pasukti magnetus prie pagrindo. Tai visiškai neveikė, todėl išbandžiau variklį ir nedidelę pavarą, tačiau kadangi apačioje kabėjo loksodromas, pavara jį išstūmė iš kelio, o ne pasuko. Pagrindinis iššūkis buvo rasti būdą, kaip jį palaikyti ir suktis iš apačios, tačiau vis dar turint fiksuotą centrinę ašį, skirtą LED rankenai ir laidams pritvirtinti.

Šioje instrukcijoje pateikiama lempa buvo pertvarkyta taip, kad būtų naudojama koaksialinė centrinė šerdis. Variklis prie pagrindo sukasi maža pavara, sujungta su didesne centrine pavara. Centrinė pavara apvynioja riedučių guolį 608, o spragtelėjimas tinka kitai daliai, kuri sukimąsi perduoda į viršutinę lempos dalį. Per guolio vidurį eina fiksuotas centrinis vamzdis, skirtas LED atraminei rankenai pritvirtinti ir prijungti laidus.

2 žingsnis: centrinio šerdies spausdinimas ir surinkimas

Centrinę šerdį sudaro šios keturios 3D spausdintos dalys:

• TopAssemble.stl (pilka, ankstesnė nuotrauka)
• GearCoreCenter.stl (raudona)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (žalia)
• „DriveGear.stl“(violetinė)

Be atspausdintų dalių, jums reikės vieno 603 riedučių guolio. Tai galite rasti nebrangiai „eBay“. Žiūrėkite aukščiau esantį vaizdo įrašą, kad pamatytumėte, kaip viskas susideda. Jums gali prireikti šlifuoti centrinį vamzdelį ant „TopAssemble“, kad jis būtų tvirtai prigludęs. Įdėjus guolį į „GearCoreCenter“, turėtumėte pridėti šiek tiek klijų prie „LoxodromeMountingAdapter“krašto ir įkišti jį į „GearCoreCenter“. Šios dvi dalys turi būti tvirtai pritvirtintos ir neturėtų suktis.

Visose judančiose dalyse naudojau „Panef White Stick“tepalą su silikonu.

Bendrieji spausdinimo patarimai:

Visos centrinės šerdies dalys yra skirtos spausdinti be atramos. „GearCoreCenter“turi būti atspausdintas taip, kad pavarų dėžė būtų lygi spausdinimo lovoje, o spaustukai nukreipti į viršų. „DriveGear“turi būti atspausdintas, kai krumpliaratis yra lygus ant lovos, o siauras velenas nukreiptas į viršų. Pastebėjau, kad „Cura 2“nustatymas „Minimalus įtraukimo atstumas“į 2 mm padėjo žymiai pagreitinti spausdinimą.

Spausdinimo patarimai, kaip surinkti viršutinę dalį:

Spausdinant PLA naudojant numatytuosius nustatymus, „TopAssemble“centre esantis vamzdelis buvo per trapus. Lėtinant spausdinimą, didinant sienos storį, srautą ir temperatūrą, gavau pakankamai stiprią dalį.

Tai yra „Cura 2“nustatymai, kuriuos naudoju pjaustant „TopAssemble“:

• Korpusas:

  Sienelės storis: 2

• Aušinimas:

  • Ventiliatoriaus greitis: 50%
  • Įprastas ventiliatoriaus greitis: 30%
  • Maksimalus ventiliatoriaus greitis: 35%

• Medžiaga:

  • Numatytoji spausdinimo temperatūra: 210
  • Spausdinimo temperatūra: 210
  • Srautas: 110%
  • Įgalinti įtraukimą: klaidinga

• Greitis:

  • Spausdinimo greitis: 40 mm/s
  • Sienos greitis: 10 mm/s

3 žingsnis: LED rankos laidų užspaudimas

Norėdami pritvirtinti laidus ant keturių padėčių „DuPont“jungties, naudodami kaiščius, turėsite naudoti gofravimo įrankį. Aš pastatiau savo lempą su keturių padėčių jungtimis, kad turėčiau pakankamai laidų RGB šviesos diodui. Jei naudojate vienos spalvos šviesos diodą, pakaks dviejų laidų, tačiau norėčiau papildomai padvigubinti laidus, kad gautumėte papildomos srovės. Taigi, LED svirtis turi pakankamai didelį lizdą, kad tilptų keturių taškų „DuPont“jungtis.

Jums reikės keturių pintos vielos rinkinių, maždaug pėdų ilgio, gofravimo įrankio ir „DuPont“jungčių rinkinio. Aš naudojau šiuos:

• IWISS SN-28B gofravimo įrankis
• HALJIA 310 vnt. 2,54 mm „Dupont“moterų/vyrų laidų megztinių kaiščių antgalių jungčių asortimentas

Vaizdo įrašas parodo gniuždymo procesą.

4 žingsnis: LED rankenos surinkimas

Sukūrę laidus, perveskite laidus per šviesos diodų svirtį ir įstumkite „DuPont“jungtį į angą. Jis tvirtai priglunda. Galbūt norėsite užtepti klijų ant jungties, kad ateityje ji neatsiliktų, tačiau jei tai padarysite, šiek tiek naudokite ir tepkite ant tvirtos jungties pusės ir būkite atsargūs, kad klijai nepatektų patekti į lizdus.

Surinkę šviesos diodų svirtį, galite ją tiekti per skylę centrinės šerdies viduryje. Vaizdo įrašas parodo procesą ir parodo man bandymus su įvairiais LED moduliais.

Patarimai, kaip spausdinti šviesos diodus:

Spausdinant šviesos diodų svirtis turi būti nustatyta šone. Visi paviršiai yra nuožulnūs, todėl atramos neturėtų būti reikalingos.

5 žingsnis: LED modulių surinkimas

Šviesos diodų modulius sudaro šie komponentai:

• 3W LED "žvaigždė"
• Butelio dangtelis (kaip radiatorius)
• Keturių padėčių „DuPont“jungtis su kaiščiais
• Trumpas izoliuotos, pintos vielos ilgis
• Įprasta dviejų dalių epoksidinė medžiaga, skirta pritvirtinti „DuPont“jungtį prie butelio dangtelio (aš naudoju „JB Weld“)
• Dviejų dalių terminis epoksidinis diodas pritvirtinamas prie buteliuko dangtelio (naudojau „Arctic Alumina Thermal Adhesive“)

Norėdami pritvirtinti trumpus laidus prie teigiamų ir neigiamų jūsų LED žvaigždės pagalvėlių, norėsite naudoti lituoklį. Jei turite vienos spalvos šviesos diodą, galite padvigubinti laidus - du teigiamam ir du neigiamam. Tai leidžia lygiagrečiai tiekti srovę per abu laidus ir išnaudoti visus turimus šviesos diodų srovės laidus. Jei naudojate RGB šviesos diodą, naudokite vieną laidą, kad sujungtumėte visus anodo (-) bloknotus, o likusius tris laidus prijungsite prie kiekvieno katodo (+) pagalvėlės.

LED šilumos kriauklei naudoju buteliuko dangtelius. Aš nusipirkau juos savo vietinėje alaus darykloje, nors galite pabandyti pakartotinai panaudoti vieną iš alaus butelio, jei jis buvo visiškai nesulenktas.

Jei nenusipirksite „plikų“buteliukų dangtelių, gali tekti naudoti karšto oro pistoletą, kad suminkštintumėte ir nuimtumėte guminį įdėklą. Įsitikinkite, kad šviesos diodui pritvirtinti turite švarų ir visiškai lygų pliko metalo paviršių. Tada naudokite terminį epoksidą, kad pritvirtintumėte šviesos diodą prie buteliuko dangtelių, užfiksuokite spaustukais ir leiskite jam sustingti per naktį.

6 žingsnis: LED modulių surinkimas

Kitą dieną ant kiekvieno iš keturių laidų norėsite užspausti vyriškas „DuPont“jungtis ir įstumti jas į keturių jungčių korpusą. Tada sumaišykite dalį įprastos dviejų dalių epoksidinės medžiagos (ne anksčiau naudotos terminės epoksidinės medžiagos) ir pritvirtinkite jungtį prie butelio dangtelio galo. Dar kartą nukirpkite ir leiskite sustingti per naktį.

Paveikslėlyje parodytas vienos spalvos ir trijų spalvų RGB LED modulis po surinkimo.

7 žingsnis: prijunkite variklį

Bazei naudojau 4W 120V AC TYD-50 tipo sinchroninį variklį. Šie varikliai naudojami mikrobangų krosnelėse ir juos galima lengvai rasti internete. Jie yra nebrangūs, veikia labai tyliai ir yra prieinami įvairiais apsisukimais. Aš pasirinkau lėtą 5-6 aps./min. Įrenginį, kad lempa būtų lėtai ir pastoviai besisukanti. Lempos krumpliaratis sumažina tai per pusę, todėl mano lempa sukasi raminančiu 2,5–3 aps./min.

Lituodavau ant laido, išgelbėto iš prietaiso, ir izoliavau jį dviem sluoksniais termiškai susitraukiančio vamzdžio. Jei jūsų lempos įtampa nepatinka, taip pat galite rasti sinchroninius 12V AC TYD-50 variklius. Tuomet jį derintumėte su sieniniu karpų transformatoriumi, kuris tiektų labiau gamintojui pritaikytą 12 V kintamąją srovę.

8 žingsnis: Surinkite pagrindo plokštę

Variklį galima prisukti prie pagrindo plokštės naudojant M3 varžtus.

Mano variklyje buvo velenas, kurio išorinis skersmuo 7 mm. Taigi aš sukūriau plastikinį gabalą, kad jis galėtų susieti su 3D spausdinta kvadratinio profilio ašimi. Jis tvirtinamas M3 varžtu ir veržle.

Šis plastikinis gabalas turi plačią siaurėjančią burną, o ašis turi laisvai slysti į vidų ir į išorę, mažai pasipriešindama. To jums prireiks vėliau surinkimo metu, nes jis turės nukristi į vietą iš viršaus.

Kad variklis neperkaistų, pagrindo plokštės apačioje priklijuokite gumines kojeles. Tai atitolins jį nuo stalo ir padės oro srautui.

Spausdinimo patarimai:

Visos dalys yra skirtos spausdinti be atramų.

9 žingsnis: Surinkite lempos korpusą

Pagrindo plokštę galima pritvirtinti prie korpuso naudojant M3 varžtus. Negalite patekti į vidų, todėl prieš pritvirtindami abi puses įsitikinkite, kad visi laidai kabo iš lizdo pagrindo plokštės gale!

Spausdinimo patarimai:

Lempos korpusas turi švelnų nuolydį ir gali būti spausdinamas be atramų.

10 veiksmas: pritvirtinkite krumpliaračio mazgą prie lempos korpuso

Ašis laisvai sėdi į krumpliaračio mazgo angą. Jei tiesiog bandysite įdėti reduktorių iš viršaus, ašis greičiausiai pateks į lempos vidų.

Ašį galite laikyti vietoje karštų klijų, tačiau aš nusprendžiau laikyti pavarų dėžę aukštyn kojomis ir tada nuleidau lempos korpusą (taip pat aukštyn kojom). Turite suktis ašimi, kad surastumėte poravimosi angą giliai lempos viduje, nuolydžio poravimosi dalies pusės turėtų padėti nukreipti ašį į vietą.

Iš pradžių pastebėsite, kad ašis yra per ilga. Aš tai padariau tyčia, kad galėtumėte jį nupjauti, kol viskas tvirtai sutaps.

Kai krumpliaračio agregatas atsistos, prijunkite variklį ir patikrinkite, ar krumpliaratis sukasi, prieš tvirtindami viršų dviem mažais varžtais.

11 veiksmas: pritvirtinkite „Loxodrome“

Įveskite šviesos diodo rankeną per mažą skylę, esančią loksodromo pagrinde, ir manevruokite loksodromą į vietą. Jis tvirtai priglunda, o tarp loksodromo krašto ir šviesos diodo svirties yra mažas tarpas. Tačiau nenaudokite jėgos, jos nereikėtų.

Turėjau šiek tiek sunkumų, kad praeitų loksodromas pro lenkimą ties LED rankos pagrindu. Turėjau šiek tiek nulenkti LED rankos kraštus, kad jis būtų pakankamai siauras, kad praeitų, bet aš pakoregavau CAD failą ir STL, todėl, tikiuosi, to nereikės daryti.

Kai loksodromas yra prie LED rankos kaklo, jis turėtų užsifiksuoti ant laikančiųjų skirtukų. Paskutinis žingsnis - įkišti šviesos diodų modulį, kišant pirštus per loksodromo tarpus.

Žiūrėkite vaizdo įrašą, kaip tai daroma.

Spausdinimo patarimai:

Atspausdinkite „Loxodrome“100% užpildu, nes norite, kad spiralinės rankos būtų kuo stipresnės.

Jums tikrai reikės palaikymo šiam spaudiniui ir daugeliui jo. Jei turite dvigubą ekstruderį ir tirpią atramą, tai puiki vieta jį naudoti!

Jei neturite dvigubo ekstruderio, nebijokite, nes galėjau tai atspausdinti vienu FDM spausdintuvu. Kadangi didžioji dalis atramos bus „Loxodrome“viduje, ji turi būti pakankamai silpna, kad galėtumėte pasiekti adatos replėmis, ją sutraiškyti ir nuimti.

Numatytasis palaikymas „Cura“tam yra per stiprus. Radau triuką - naudoti tinklelio atramą, kurios atramos tankis lygus nuliui. Dėl to „Cura“spausdina tik plonas vieno sluoksnio sienas, kad palaikytų „Loksodromo“spiralines rankas. Baigę spausdinti, šias sienas palyginti lengva sutraiškyti ir nuimti.

Mano originalus spausdinimas buvo atliktas 2015 m. Naudojant ankstesnę „Cura“versiją, tačiau čia yra „Cura 2“nustatymai, rodantys norimą palaikymo modelį:

• Generuoti palaikymą: tiesa
• Palaikymo vieta: visur
• Palaikymo modelis: tinklelis
• Palaikymo tankis: 0
• Palaikymo atstumas X/Y: 0,9
• Palaikymo atstumas Z: 0,15
• Naudokite bokštus: klaidinga

Spausdinimo metu ir po jo „Loxodrome“atrodys kaip milžiniškas kruasanas. Norėdami atplėšti atramą, turėsite naudoti adatines reples, kol visa tai išnyks. Pabraukimas aštriu įrankiu arba jo sutraiškymas padės suskaidyti sluoksnius. Tam gali būti naudingos storos pirštinės, nes fragmentai gali būti aštrūs. Pašalinus visą atramą, galite išlyginti visas šiurkščias vietas naudodami švitrinį popierių.

12 žingsnis: Įjunkite šviesos diodų modulį

Norėdami maitinti LED modulį, rekomenduoju reguliuojamą srovės maitinimo šaltinį. Tipinei LED žvaigždei 300 mA srovė bus pakankama. „EBay“yra keletas 300 mA LED tvarkyklių, arba galite gauti visiškai reguliuojamą modulį, tokį kaip mano vaizdo įraše.

Kitas variantas yra įsigyti kintamos įtampos nuolatinės srovės į nuolatinės srovės keitiklį ir naudoti juos kartu su 12 voltų karpine sienele. Tada galite atsargiai padidinti įtampą nuo nulio, kol per šviesos diodą teka tinkamas srovės kiekis, išmatuotas multimetru. Atminkite, kad skirtingų spalvų šviesos diodams reikės skirtingų įtampų maitinimo šaltinio, taigi, jei planuojate keistis šviesos diodais, nuolatinis srovės tiekimas yra daug geresnis pasirinkimas.

Nustačius šviesos diodo srovę, paleiskite ją tik lankydamiesi. Norite jį žiūrėti, kad įsitikintumėte, jog jis nėra pakankamai karštas, kad ištirptų plastikinės atramos. Jei jis tampa labai karštas, turėsite sumažinti srovę.

II vieta „Epilog Challenge“9