Огни для гнездового улья: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Я хотел создать интерактивный световой дисплей, который позволил бы человеку рисовать световые изображения в пиксельной манере. Выросший на Lite-Brite, я использовал это как отправную точку.

Больший размер светильников означал, что физический размер всей конструкции должен быть довольно громоздким, поэтому светильники разбиты на отдельные модули …

Я называю эти огни улья. Вы можете создать свой собственный, следуя этим инструкциям.

Каждый модуль оснащен микроконтроллером и светодиодным модулем, который настраивается пользователем для вывода одного из 4 цветов в спектре RGBW.

Светодиоды этого типа лучше всего рассматривать при низком уровне освещения, подробнее об этом позже.

Цвет меняется путем вращения световой панели в верхней части модуля.

Модули имеют 6 розеток, что позволяет подключать их к дополнительным модулям.

Один модуль немного изменен, чтобы можно было подключать блоки прямого питания. По моим оценкам, для питания 24 модулей требуется только 1 модуль питания.

Это ранняя апробация концептуальной версии готового проекта.

Я включил файлы. STL, если вы хотите создать свой собственный, но имейте в виду, что стоимость резко возрастает, чем сложнее шаблон, который вы хотите создать.

Шаг 1: Детали

Я использовал 3D-принтер для создания необходимых деталей, я предпочитаю пластик ABS. Сюда включены все файлы для печати.

Распечатайте 7 уникальных частей (для одной части требуется 6 копий), необходимых для каждого модуля. Оригинальная оболочка - не совсем первый оригинал. Он претерпел 4 изменения дизайна, прежде чем я пришел к этому, довольно удобному и надежному. Внутри модуля есть место для 6 магнитов, а также приводов механизма переключения света. Шестерни имеют крышку, которая фиксируется в гусеницах для правильной работы.

Существует 2 версии ShellBase. Один полный, который, как я обнаружил, выглядел чище, но влезть в него контакты было просто кошмаром. Я разделил контактные площадки пополам и создал два различных рисунка, которые значительно упростили установку контактов, но я действительно пожертвовал частью эстетической привлекательности.

Светодиодное окно представляет собой непрозрачный квадрат из пластикового квадрата 22 мм, который очень легко разрезать бритвенным ножом, поэтому квадратная форма. Это удерживается на месте внешней лицевой панелью, которая действует как ручка для выключения света во всех цветовых схемах, запрограммированных в микроконтроллере.

Я использовал библиотеку неопикселей Arduino и простой код изменения цвета для светодиодов RGBW, которые я приобрел у Amazon. Код находится на шаге 6.

Шаг 2: Привлечение

Я создал простой инструмент, чтобы помочь в этом процессе, это желтая часть, показанная здесь под перевернутым модулем. Начиная с верхнего кольца, магниты вставляются в пазы с чередованием полярности. Затем они приклеиваются на место.

Корпус модуля размещается, как показано, с вырезом для зубчатой передачи POT рядом с петлей на инструменте. Это гарантирует, что все модули имеют одинаковую ориентацию магнита. это очень важно для предотвращения короткого замыкания.

Для корпуса модуля поместите магниты (12 мм x 2 мм) с чередующейся полярностью в 6 карманов для магнитов по периметру внешней оболочки.

Магниты размером 12 мм X 2 мм доступны в Интернете у многочисленных поставщиков. Всего для каждого модуля требуется 7 магнитов.

Файл для печати шаблона магнита прилагается.

Шаг 3: Сборка модуля

Поместите шестерню потенциометра в дорожку малой шестерни, затем поместите конус квадратной шестерни в дорожку большей шестерни, так чтобы длинная часть проходила через внешнюю оболочку изнутри.

Выбранный потенциометр имеет 1 оборот с механическим ограничением. Он прикреплен к крышке редуктора с помощью клея. Важно, чтобы вал крошечной ведущей шестерни сопрягался с потенциометром, пределы потенциометра предотвратят переворот световой панели.

Да, это оказалось не так надежно и было исправлено в последующих сборках.

Поместите крышку редуктора стороной с направляющей к отверстию для объектива и закрепите ее клеем. Горячий клей подойдет, но он не идеален для длительного использования.

Поместите непрозрачную линзу в квадратное отверстие в верхней части ведущей шестерни. Затем нажмите на внешнюю лицевую панель. Я разработал эти детали с натягом, и их будет довольно сложно удалить, если они не будут размещены правильно.

Наконец, я использовал вкладыши с термофиксирующими винтами, чтобы удерживать основание корпуса.

Шаг 4: Связаться

Я использовал пружинные контакты DigiKey для электрических соединений между модулями.

В нижнюю крышку корпуса должны быть вставлены контакты. Это делается с плоскими верхушками в полых и заостренных пружинных на пиках. Каждый модуль имеет по 6 контактов каждого типа. Для каждого модуля предусмотрено только питание и заземление.

Чтобы подключить их, вам нужно будет соединить соседние контактные площадки друг с другом между промежутками между контактными площадками, в которых они соединены от пика до впадины. Начиная с одной из контактных пар, между которыми нет отверстия под винт, двигаясь по часовой стрелке, сделайте первую впадину заземления и первую пиковую мощность. Соедините этот пик со следующей впадиной контактной площадки, продолжайте соединять вершину с впадиной, пока не завершите 6 контактных площадок. Отсюда выберите первый набор перемычек контактного провода и подключите его к источнику питания, затем следующий набор к заземлению и так далее, таким образом, есть переменные подключения питания и заземления. Теперь все 6 контактных точек запитаны и заземлены. Соседние колодки имеют обратную полярность.

Подключив все контактные площадки одинаково (положительное перекрытие отверстий для винтов в основании) для каждого модуля, и если магниты были установлены правильно, сочетание конструкции контактной площадки и отталкивания, будет практически невозможно заставить любые 2 модуля поддерживать короткое замыкание. сценарий. В будущих версиях есть внутренние предохранители.

Наконечники контактных площадок удерживались на месте с помощью клея ABS.

В основании корпуса есть дополнительный магнит для крепления к металлическим поверхностям.

Шаг 5: силовой модуль

Один модуль был изменен и действует как точка ввода питания. Он предназначен для питания от стандартной настенной бородавки 5 В.

В качестве замены одного из комплектов контактных точек была вставлена цилиндрическая заглушка.

Это было сделано путем отрезания одной из контактных площадок и обрезки одной стороны вилки.

Он припаивается последовательно с другими контактными площадками модуля.

Шаг 6: Обзор контроллера

Я использовал светодиодные модули от Amazon

Код немного объемный, но он работает, я включил его сюда.

Они были соединены в серию из 3 модулей. Соединения нужно было спаять в формате Arduino NeoPixel. Ряд был приклеен к крышке лицевой шестерни.

Я решил сделать так, чтобы у каждого модуля был мозг, поскольку логистика последовательного подключения источников света и случайных аналоговых интерфейсов, сообщающихся с центральным мозгом ожидаемым образом, хорошо входила в рамки представленного здесь концептуального дизайна.

В меньших количествах контроллер типа Arduino Nano казался хорошим выбором, поскольку в нем были встроенные периферийные устройства, необходимые для этой задачи.

Паяные соединения - это питание потенциометра и питание модуля к порту 5 В на Nano. Земли подключены к порту GND на Nano. Стеклоочиститель потенциометра подключается к порту A0, а линия передачи данных светодиода проходит через резистор 300 Ом к D2 на Nano. Силовые контакты были подключены красным к Vin и белым к GND.

Основная операция была проверена, потенциометр повернут, загорится соответствующий индикатор.

Свет в этой версии немного анемичен, поскольку я решил использовать модули RGBW, в последующих версиях используются светодиоды, читаемые при дневном свете. Световой привод взят из каталога пиксельных программ Arduino NEO. Потенциометр считывается через контакты аналогового входа и преобразуется в цветовую карту в программе. Затем он выводится на последовательный светодиодный модуль.

Шаг 7. Выходим за рамки

Ключ к этим огням - количество. Чем больше связанных модулей, тем лучше отображение.

Поскольку производство этих ламп в небольших количествах обходится дорого, я инициирую краудфандинговую кампанию, чтобы их производить в больших масштабах.

Свет был полностью переработан для производства.

В то время как основным режимом работы является прямое управление, теперь у них есть дополнительная центральная связь для удаленного доступа и управления, чтобы отменить локальную операцию.

дополнительные функции следующие:

Физическая внутренняя структура была полностью обновлена с использованием специальных печатных плат со специальными микроконтроллерами и подсветкой, читаемой при дневном свете. Дополнительные функции, которые включают уникальные цифровые серийные номера, настраиваемые модули и другие цвета.

Следите за обновлениями и ссылками на моем веб-сайте…