Le Nuage Lumineux - метерологическая лампа: 9 ступеней (с фотографиями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Le Nuage Lumineux

Вступление

Всем привет!

Мы - Гонсало Буэно, Джулия Морено и Иоланда Паласиос, группа из четырех студентов из «Креативной электроники», модуля 4-го курса электронной инженерии в Школе телекоммуникаций Университета Малаги. (https://www.etsit.uma.es/). Это руководство - наш последний проект.

Это продукт, ориентированный в основном на художников, психологов (музыкальная терапия, хромотерапия…), студентов, людей, живущих за границей, и т. Д. Среди его основных функций - выполнение работы по релаксации. Кроме того, он служит интерактивным домашним декором.

Задача

Первая цель - моделирование различных метеорологических состояний, таких как дождь, шторм, пасмурный или солнечный день, внутри «лампы». В его первой версии эти состояния можно было выбрать с помощью инфракрасного управления или с помощью кнопок, вставленных в саму лампу.

Необходимые материалы и комплектующие

Материалы и компоненты, используемые для выполнения конструкции, подробно описаны ниже:

• Arduino nano - 7,32 $
• 2x Relé 5V - 9 $
• 2 транзистора N3904 - примерно 1 $
• 2x диода - примерно 0.50 $
• ИК для ардуино - 2 $
• 4 метакрилатных листа примерно 15 $
• Светодиодные фонари (водонепроницаемые) - 8 €
• Увлажнитель - 15, 89 €
• Водяной насос - 8 $

Кабель, резисторы, 3д принтер и PLA или ABS, пайка вещей и пара дней…

Шаги, которым нужно следовать

В этом разделе мы подробно расскажем, как создать прототип Le nuage lumineux.

Шаг 1: проектирование конструкции и расчет измерений

Первый шаг, который следует рассмотреть, - это конструкция, которую вы хотите использовать для «метереологической лампы». В данном случае была выбрана прямоугольная кубическая структура с пирамидальным основанием снаружи, что обеспечивает большую безопасность в случае утечки воды.

Как видно на рисунке, есть две базы: внутренняя и внешняя. Внутреннее основание отвечает за хранение воды, увлажнитель (чтобы создать ощущение пасмурного дня) и водяной насос, который несет трубку вверх, а внешнее - это тот, который содержит электронную часть. Между стенками внутреннего основания и крышки есть структура из метакрилата, чтобы она была максимально зафиксирована. В крышке вы также можете увидеть систему орошения и отверстие в центре, где светодиодные фонари будут имитировать различные климатические условия. Внутри метакрилата будет прозрачная трубка, по которой вода перекачивается в систему орошения, чтобы имитировать дождь и / или шторм.

В шагах, описанных ниже, вы увидите каждую часть более подробно (включая соответствующие меры каждой части).

Шаг 2: Дизайн внутренней базы

После того, как был предложен дизайн, который хотел использовать, и меры, теперь идет печать внутренней основы конструкции. Важно отметить, что может потребоваться использование смолы или лака, чтобы сделать основу водонепроницаемой, чтобы вода никогда не выходила наружу.

На рисунке вы можете увидеть два куба, прикрепленных к основанию на высоте 5 см, которые позже разделяются, чтобы их можно было объединить как между метакрилатом, так и твердым пластиком. Внешний край несколько больше по размеру, чем внутренний, чтобы избежать проблем с водой, а также имеет выступ, чтобы позже его можно было адаптировать к внешнему основанию. В нем также есть пара отверстий, чтобы можно было пропустить существующие кабели водяного насоса и увлажнителя. Оба должны быть полностью герметизированы, чтобы вода не проходила, и должны быть сделаны после того, как кабели пройдут, и станет ясно, что никаких изменений не требуется.

На изображении выше показаны некоторые размеры внутреннего основания. Внутренний куб имеет размер 100x100 мм с толщиной каждой стенки 3 мм, внешний куб - около 119x119 мм с толщиной 3 мм, и между ними есть расстояние 3,5 мм, где будет вставлено стекло (это может меняться в зависимости от толщины стекла).

Размер отверстий, через которые проходят кабели, может варьироваться в зависимости от необходимого размера.

С другой стороны, как видно на рисунке, внешние стенки имеют на концах выступ для приспособления к внешнему основанию, как упоминалось ранее, и имеют размер 3,5 мм.

Важно помнить, что это основание должно быть полностью водонепроницаемым, чтобы электронная часть была в безопасности.

Шаг 3: структура метакрилата

После того, как внутренняя основа напечатана, пространство между кубиками повторно измеряется, чтобы избежать ошибок, теперь продолжается резка метакрилата или твердого пластика (возможно, в том же месте, где вы его покупаете, вы можете разрезать до желаемого размера). Должна получиться форма, показанная на рисунке.

Подробные меры (структура метакрилата):

• Толщина: 3 мм.
• Высота: 350 мм.
• Ширина двух кристаллов: 113мм.
• Ширина двух кристаллов: 107 мм.

Кристаллы идут два на два по ширине, так что два кристалла умещаются снаружи, а два других - внутри. Следует учитывать, что меры могут отличаться в зависимости от толщины метакрилата или твердого пластика.

Как подобрать и запечатать кристаллы будет зависеть от типа используемого материала, поэтому в зависимости от этого решения следует поискать наилучший способ сделать это.

Кристаллы вставлены во внутреннее основание, и перед тем, как запечатать что-либо, крышка будет распечатана.

Шаг 4: Дизайн крышки

Крышка состоит из двух отдельных частей. Первой частью будет верхняя крышка, единственная цель которой - закрыть климатическую лампу, и, как видно на рисунке, она спроектирована так, чтобы соответствовать направляющим с другой частью крышки (которая будет подробно описана позже).

Сложно оценить, но на крышке в верхней части нанесен логотип Le nuage lumineux, печать нанесена с разной скоростью. Это видно в зависимости от силы света, который излучает лампа.

Подробные меры (верхняя крышка):

• Толщина: 3 мм.
• Расстояние между направляющими: 3 мм.
• Высота: 6 мм.
• Фон: 116 мм.
• Ширина: 119 мм.
• Ширина внутренней направляющей: 107 мм.

Внутренняя часть крышки показана на рисунке. Можно заметить, что у него есть направляющие, подходящие к внешней крышке. Также имеется цилиндр, в котором проходит светодиодный свет, отверстие внутри цилиндра, через которое проходит свет, еще одно маленькое отверстие, через которое проходит водяная трубка, и многочисленные конусообразные отверстия двух разных размеров для системы орошения.

Было решено напечатать крышку в белом цвете, чтобы свет проходил через нее, чтобы создать приятный визуальный эффект, это также позволило сделать отверстия внутри цилиндра (для пропускания большего количества воды), чтобы одни светодиоды проходили напрямую, а другие - через крышку.

На изображениях, показанных на рисунке, внутренняя крышка показана с разных сторон, чтобы ее можно было полностью оценить, как она есть, и увидеть размеры каждой из составляющих ее частей.

Подробные меры (внешняя крышка):

• Толщина: 9 мм.
• Внешняя окружность светодиода: 79 мм.
• Толщина окружности: 6 мм.
• Высота окружности: 10 мм.
• Внутренняя окружность светодиода: 30 мм.
• Высота: 40 мм.
• Ширина: 119 мм.
• Высота направляющей: 113 мм.
• Ширина направляющей: 3 мм.

Шаг 5: проверка

На этом этапе необходимо проверить, что все, что было сделано до сих пор, работает правильно: если все части подходят, запечатайте их и соедините стеклянные стены. Затем проверяется, что конструкция водонепроницаема, и в противном случае ее придется решать. Когда все становится водонепроницаемым, вводят увлажнитель и проверяют его исправность. В нашем случае, когда компоненты отсутствовали раньше, чем ожидалось, отверстия не были проделаны в основании, так как меры не были ясны. Поэтому теперь, когда появился увлажнитель, отверстия были проделаны дрелью. Кабель пропущен и запломбирован силиконом. После высыхания он снова был протестирован на водонепроницаемость и полностью рабочий. То же самое было проделано с водяным насосом. Что касается светодиодов, было решено разместить два, один в основании, а другой внутри крышки, как и планировалось, таким образом, он загорается намного сильнее. Пока лампа должна быть водонепроницаемой, и в ее основании должны быть все компоненты с пропущенными проводами и трубка водяного насоса, доходящая до крышки, как показано на изображении ниже.

Шаг 6: Внешний вид основания и ножки основания

Теперь, когда все работает, нужно определиться с дизайном внешнего основания. Была выбрана пирамидальная форма, чтобы в случае утечки электроника не пострадала. В дополнение к этому, было необходимо сконструировать четыре маленьких кубика в качестве ножек, потому что кабели проходят под внутренним основанием и делают лампу нестабильной.

Подробные меры (пирамидальное внешнее основание):

• Высота: 174 x 188,49 мм
• Ширина: 130 мм.

Подробные размеры (внутренние ножки основания):

• Высота: 22 мм.
• Ширина: 20 мм.

Шаг 7: Программирование и электроника

На этом этапе вы будете заниматься программированием и электроникой. В случае программирования вы будете использовать пульт дистанционного управления со светодиодной подсветкой (использующий инфракрасный порт) для программирования всей системы. С помощью кнопок этого пульта дистанционного управления будет использоваться электроника. Код находится в приложении в конце этого раздела.

В случае электроники различные компоненты были сварены. В разделе «шаг за шагом» вы можете более подробно увидеть, как эта часть была сделана.

Шаг 8: окончательная проверка

Как только вы все настроите, просто убедитесь, что он работает правильно: лампа не протекает, остается стабильной, а светодиоды, водяной насос и увлажнитель также работают правильно. Также электроника не доставляет хлопот. Окончательный результат можно увидеть на изображении ниже.

Шаг 9: шаг за шагом