Напечатанная на 3D-принтере светодиодная лампа для настроения: 15 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Я всегда был очарован лампами, поэтому возможность сочетать 3D-печать и Arduino со светодиодами была тем, что мне нужно было добиться.

Концепция очень проста, и в результате получается одно из самых приятных визуальных впечатлений, которые вы можете представить в формате лампы.

Пожалуйста, имейте в виду, что это был мой первый проект Arduino, поэтому не все может быть так идеально или эффективно, как могло бы быть, но это работает. Я поправлюсь, если буду больше практиковаться:)

Если вам нужна наглядная версия этих инструкций, посмотрите видео на YouTube, а пока вы там, обязательно подпишитесь, чтобы увидеть другие мои проекты:)

Наслаждаться!

Шаг 1. Безопасность

Да, я знаю, но это никогда не может быть достаточно подчеркнуто!

Этот проект включает в себя пайку и использование горячего клеевого пистолета, что влечет за собой возможность ожогов. Поэтому, пожалуйста, убедитесь, что вам удобно пользоваться паяльником, или попросите помощи у кого-нибудь, кто умеет это делать.

Также рекомендуется использовать защитные очки для защиты глаз.

Пожалуйста, примите все необходимые меры предосторожности для безопасного завершения проекта и получайте удовольствие!

Шаг 2. Вещи, которые вам понадобятся

Печатные части

Файлы для модели из MyMiniFactory: Ссылка

Внешняя крышка лампы должна быть напечатана белым PLA. Я использовал Filamentive Natural Transparent, так как он хорошо рассеивает свет и не блокирует его. Внешняя оболочка должна быть напечатана с заполнением 0%, 2 периметрами, 10 нижними и 10 верхними слоями. Любая высота слоя хороша, я использовал слои 0,2 мм.

Нижний и внутренний столбцы можно распечатать практически с любыми настройками (без опор).

Для колонны я использовал Petg, так как он лучше выдерживает тепло, чем PLA. Я использовал заполнение 20%, 2 периметра и 4 верхнего и нижнего слоя. Никаких опор не требуется.

Нижняя часть была напечатана древесной нитью со слоями 0,2 мм, 2 периметрами, 4 верхними и нижними слоями и 20% заполнением.

Расширение кнопки тонирования было напечатано стандартным черным PLA со 100% заполнением, так как оно очень мало.

Электроника

Arduino Nano: ссылка

LM2596 DC-DC Step Down: ссылка

Тактильная сенсорная кнопка: ссылка

Разъем постоянного тока: ссылка

Вентилятор 5 В, 30 мм (опционально): Ссылка

2-х метровая светодиодная лента RGB (WS2812B - 60 светодиодов на метр): Ссылка

Источник питания: ссылка

Некоторые красные, черные, желтые провода: ссылка

2 винта M3x12: ссылка

2 самонарезающих винта M2x10: ссылка

Эскиз для всех световых эффектов: Ссылка

Инструменты

Пистолет для горячего клея: Ссылка

Паяльник: Ссылка

Мультиметр: ссылка

3D-принтер (очевидно) с объемом не менее 200 мм в высоту - слишком много, чтобы выбирать. однако, если вы ищете его, я настоятельно рекомендую Prusa MK3 или, если вам нужно что-то более экономичное, Creality Ender 3 также довольно приличный

Шаг 3: Схема подключения

Это полная схема подключения лампы.

Вентилятор не нужен. Я разработал его, чтобы противодействовать любому возможному нагреву от светодиодов, однако, поскольку вы, скорее всего, не будете использовать полную яркость, вероятность того, что светодиоды станут настолько горячими, чтобы расплавить PETg, невозможна.

Если вы печатаете светодиодную колонку из PLA и думаете о том, чтобы оставить ее работать на длительное время, вентилятор определенно поможет сохранить прохладу.

Шаг 4: Светодиодная лента и вентилятор в сборе

• К концу светодиодной ленты припаяйте черный, красный и желтый провода.
• Черный провод должен идти на контакт GND.
• Красный провод должен идти на площадку + 5В.
• Желтый провод должен проходить на DIN-площадку.

ПРИМЕЧАНИЕ: обратите внимание на направление стрелки на светодиодной ленте. Паять провода следует направлением стрелки, а не против нее, как на фото.

• Проденьте 3 провода через всю нижнюю часть колонки и протяните их насквозь.
• Снимите наклейку с обратной стороны светодиодной ленты и прикрепите полосу к стойке по спирали вверх. 2 метра должно быть достаточно, чтобы покрыть всю колонну, оставляя зазор около 2 мм между поворотами полосы.
• Возьмите пистолет для горячего клея и нанесите немного горячего клея на конец полосы, а также в начало, чтобы удерживать полосу и провода на месте.
• если вы устанавливаете вентилятор, поместите его внизу колонны, как на фото, и прикрепите с помощью 2 винтов M3x12.

ПРИМЕЧАНИЕ. Ориентация вентилятора важна. Глядя на вентилятор, убедитесь, что сторона с наклейкой находится подальше от вас, чтобы воздушный поток проходил внутрь колонны.

Шаг 5: Подготовка паяных соединений и проводов

Возьмите паяльник и приступайте к подготовке паяных соединений на компонентах, чтобы прикрепить к ним провода.

Понижающий преобразователь

• Подготовьте паяные соединения на 4 углах, обозначенных IN- IN + OUT- OUT +.
• Припаяйте кусок ЧЕРНОГО провода (длиной около 10 см) к IN-
• Припаяйте кусок КРАСНОГО провода (длиной около 10 см) к IN +.

АРДУИНО

Подготовьте паяные соединения на следующих выступах:

• Оба контакта GND (по 1 с каждой стороны)
• 5v контакт
• Штырь D2
• Штырь D5

Тактильная кнопка

Подготовьте паяные соединения на противоположных контактах. Проверьте, какие контакты имеют обрыв при нажатии с помощью мультиметра

• Припаяйте черный провод к одному из контактов (длиной около 10 см).
• Припаяйте второй провод любого цвета ко второму контакту (длиной около 10 см).

Разъем постоянного тока

ПРИМЕЧАНИЕ. Перед тем, как припаивать контакты к разъему постоянного тока, проверьте источник питания, чтобы увидеть полярность самого разъема. Они четко обозначены, как на фотографии. В этом случае внешние части являются ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ, а внутренние - ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ.

Припаяйте черный и красный провод к контактам разъема постоянного тока в соответствии с полярностью разъема источника питания. Всегда проверяйте с помощью мультиметра целостность цепи, чтобы проверить, какой контакт соответствует положению входа разъема постоянного тока

Шаг 6: Сборка: тактильная кнопка

• Вставьте удлинитель кнопки 3D-принтера в прорезь основания, как показано на фото.
• Вдавите деталь до упора, пока она не будет выступать из основания.
• Вставьте тактильную кнопку в паз за удлинителем кнопки.
• Используйте горячий клей, чтобы удерживать его на месте

Шаг 7: Сборка: разъем постоянного тока

• Вставьте разъем постоянного тока в разъем, расположенный рядом с разъемом для тактильной кнопки, как показано на фотографии.
• Вставьте штекер постоянного тока в слот, пока входное отверстие не совместится с отверстием в основании.
• Нанесите немного горячего клея, чтобы закрепить его на месте.

Шаг 8: Подготовка длины провода

• Установите понижающий преобразователь так, чтобы контактные площадки IN находились на той же стороне, что и разъем постоянного тока.
• Возьмите оба провода от разъема постоянного тока и отрежьте их до нужной длины, убедившись, что они доходят до контактных площадок понижающего преобразователя, оставив дополнительно около 1 см, чтобы они не натягивались.
• Используя пару инструментов для зачистки проводов или инструмент для резки заподлицо, обнажите достаточно жилы для пайки.
• Затем поместите Arduino в положение, как вы делали с понижающим преобразователем.
• Возьмите оба провода от тактильной кнопки и повторите процесс, убедившись, что провода достаточно длинные, чтобы добраться до любой области вкладок Arduino.
• Возьмите светодиодную колонку, которую вы собрали ранее, и положите ее на бок рядом с основанием, так чтобы провода проходили через основание.
• Возьмите оба провода вентилятора и отрежьте их до нужной длины, убедившись, что оба провода достаточно длинные, чтобы добраться до разъема постоянного тока.
• Возьмите 3 провода, идущие от светодиодной ленты, и обрежьте их по размеру, убедившись, что провода доходят до дальнего конца Arduino.
• Зачистите концы каждой проволоки, как и раньше.

Шаг 9: Сборка: понижающий преобразователь, часть 1

Поместите понижающий преобразователь на край основания, вы можете использовать небольшой кусок двустороннего скотча, чтобы удерживать его на месте.

• Припаяйте красный провод, идущий от разъема постоянного тока, к контактной площадке IN +.
• Припаяйте черный провод, идущий от разъема постоянного тока, к IN Pad.

Затем подключите блок питания к разъему постоянного тока, чтобы включить понижающий преобразователь (должен загореться красный индикатор).

Возьмите мультиметр и установите его на постоянное напряжение.

Поместите иглы мультиметра на OUT- (черный) и OUT + (красный) понижающего преобразователя. Это должно показывать напряжение, выходящее из блока. Нам нужно отрегулировать это, чтобы откалибровать напряжение на выходе 5 В.

Удерживая иглы мультиметра на месте, возьмите небольшую отвертку с плоской головкой и начните поворачивать маленький винт на синей коробке Ste-Down.

Поверните против часовой стрелки, чтобы уменьшить выходное напряжение, и по часовой стрелке, чтобы увеличить выходное напряжение.

Прекратите вращать, когда напряжение будет ровно 5 вольт

Шаг 10: Сборка: понижающий преобразователь, часть 2

Отрежьте два куска проволоки, красный и черный, длиной около 7 см.

Обрежьте концевые муфты на каждом конце обоих проводов.

• Возьмите красный провод, идущий от светодиодной ленты, соедините его с коротким проводом, который вы только что подготовили, и спаяйте их вместе на OUT + платы Step-Down.
• Возьмите черный провод, идущий от светодиодной ленты, соедините его с коротким проводом, который вы только что подготовили, и спаяйте их вместе на ВЫХОДЕ переходной платы.
• Возьмите красный провод от вентилятора и добавьте его к припаянным красным проводам на OUT +.
• Возьмите черный провод от вентилятора и при этом к припаянным черным проводам на ВЫХОДЕ.

ПРИМЕЧАНИЕ: для лучшего прилегания припаяйте провода внутрь, как показано на фотографиях.

Шаг 11: Сборка: Arduino

• Возьмите желтый провод, идущий от светодиодной ленты, и припаяйте его к контактной площадке D5 на Arduino.
• Возьмите один из проводов тактильной кнопки и припаяйте его к контактной площадке D2 на Arduino.
• Возьмите другой провод от тактильной кнопки и припаяйте его к контакту GND на Arduino рядом с D2.
• Наконец, возьмите красный и черный провода, идущие от понижающего преобразователя, и припаяйте их к контактам GND и 5 В на Arduino.

Окончательный результат должен понравиться фото. Используйте схему как ссылку

Шаг 12: Окончательная сборка

Используйте оставшиеся два винта, чтобы закрепить понижающий преобразователь на месте.

Для Arduino вы можете нанести немного горячего клея, чтобы удерживать его на месте.

На этом должна завершиться основная сборка. А теперь самое интересное

Шаг 13: Программирование и тестирование Arduino

Возьмите мини-кабель USB-USB. Подключите мини-часть к Arduino, а другой конец - к компьютеру.

Загрузите последнюю версию Arduino IDE здесь

• Откройте Arduino IDE на вашем ПК.
• Перейдите в Инструменты -> Управление библиотеками.
• Найдите библиотеку FastLED и установите ее
• Перейдите в Файл -> Примеры -> FastLED -> ColorPalette, чтобы запустить пример скетча.
• В строке #define NUM_LEDS измените число рядом с ним, чтобы оно соответствовало количеству светодиодов, которые у вас есть на полосе, в моем случае это 100
• Вы также можете отрегулировать яркость светодиодов, изменив число в строке #define BRIGHTNESS, максимальное значение 255. диапазона от 100 до 120 должно быть более чем достаточно.
• Перейдите в Инструменты -> Порт и выберите COM-порт, к которому подключен ваш Arduino.
• Перейдите в Инструменты - Плата и выберите Arduino Nano.
• Нажмите "Загрузить"

Должен загореться индикатор Arduino, а затем светодиодная лента. Значит, все исправно и все на месте. Завершите сборку, зафиксировав светодиодную колонку на месте, совместите выступы на колонке с впускными отверстиями на основании, слегка поверните по часовой стрелке, пока она не зафиксируется на месте.

Наконец, просто прикрутите внешнюю крышку.

Шаг 14: окончательная загрузка эскиза

Если вам интересно, почему здесь тактильная кнопка, здесь она вступает в игру. В следующем эскизе светодиодов есть несколько шаблонов, созданных Tweaking4All, каждый из которых можно переключать, нажимая тактильную кнопку. узоры просто великолепны, и светодиодная лампа была разработана с учетом этих конкретных узоров.

Во-первых, вам нужно будет скачать скетч отсюда.

• Откройте скетч в Arduino IDE.
• Отрегулируйте количество светодиодов, как мы делали раньше.

Затем нам нужно будет вставить пару строк кода, чтобы иметь возможность контролировать яркость, поскольку светодиоды, как правило, потребляют довольно много энергии, поэтому установка яркости на 100 поможет сохранить ее стабильной.

В строке #define NUM_LEDS введите следующее:

#define ЯРКОСТЬ 100

В разделе пустого цикла под EPROM.get (0, selectedEffect); входить

FastLED.setBrightness (ЯРКОСТЬ);

Вот и все, теперь загрузите скетч в Arduino, и все готово!

Шаг 15: РЕЗУЛЬТАТ

Вот и все!

Надеюсь, вам понравилась эта сборка, и, пожалуйста, следите за мной здесь и на моем канале Youtube, чтобы узнать о новых проектах!

Джо