Спиралната лампа (известна още като настолна лампа Loxodrome): 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Спиралната лампа (известна още като настолна лампа Loxodrome) е проект, който започнах през 2015 г. Той е вдъхновен от Loxodrome Sconce на Paul Nylander. Първоначалната ми идея беше за моторизирана настолна лампа, която да излъчва струящи се вихри светлина по стената.

Проектирах и отпечатах 3D прототип в OpenSCAD за изложба на производител. Докато осветлението беше толкова фантастично, колкото се надявах, механичните части бяха крехки, трудни за изграждане и просто не работеха много добре.

Оттогава научих FreeCAD, много по -мощен инструмент, и преработих механичните компоненти. Този Instructable представя версия от второ поколение, която заменя повечето вътрешни части с изцяло 3D разпечатващи се части. Тази актуализация разполага със сменяеми 3W LED модули, така че можете да разменяте светодиодите за различни цветове; или; ако можете да го свържете с пълноцветен RGB LED модул за по-сложни светлинни ефекти.

Този проект е с отворен код:

Този проект е изграден изцяло с помощта на безплатен софтуер и с отворен код и отговаря на определението за хардуер с отворен код. Дизайнерските файлове на OpenSCAD и FreeCAD са предоставени за промяна в рамките на Creative Commons - Приписване - Споделяне подобно

Допълнителни кредити:

• Вдъхновен от "Loxodrome Sconce" на Пол Ниландер

• OpenSCAD файл, получен от "Loxodrome" на kitwallace

Стъпка 1: Централното ядро

Ахилесовата пета на моя оригинален дизайн беше, че локсодромната сфера нямаше надеждна точка за монтаж. Първоначално се опитах да го окача от въртяща се точка отгоре и с помощта на магнити да го завъртя в основата. Това изобщо не работи, затова опитах мотор и малка предавка, но тъй като локсодромът висеше отдолу, предавката щеше да го изтласка от пътя, вместо да го завърти. Основното предизвикателство беше да се намери начин да се поддържа и завърта отдолу, като все още има фиксирана централна ос за закрепване на LED рамото и окабеляването.

Лампата, представена в тази инструкция, е преработена за използване на коаксиална централна сърцевина. Двигателят в основата върти малка предавка, която се свързва с по -голяма централна предавка. Централната предавка се увива около лагер на ролкови кънки 608 и се вписва в друга част, която предава въртенето към горната част на лампата. През средата на лагера преминава фиксирана централна тръба за закрепване на носещото рамо на LED и за провеждане на свързаното окабеляване.

Стъпка 2: Отпечатване и сглобяване на централното ядро

Централното ядро се състои от следните четири 3D отпечатани части:

• TopAssembly.stl (сиво, предишна снимка)
• GearCoreCenter.stl (червен)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (зелен)
• DriveGear.stl (лилаво)

В допълнение към отпечатаните части, ще ви е необходим един лагер за ролкови кънки 603. Можете да ги намерите евтино в eBay. Гледайте видеото по -горе, за да видите как всичко е събрано. Може да се наложи да шлайфате централната тръба на TopAssembly за плътно прилепване. След като лагерът е поставен в GearCoreCenter, трябва да добавите малко лепило към ръба на LoxodromeMountingAdapter и да го поставите в GearCoreCenter. Тези две части са предназначени да бъдат здраво закрепени и не трябва да се въртят.

Използвах смазка Panef White Stick с силикон върху всички движещи се части.

Общи съвети за печат:

Всички части в централното ядро са проектирани за печат без поддръжка. GearCoreCenter трябва да бъде отпечатан със странична резба на редуктора върху печатното легло с щракване нагоре. DriveGear трябва да бъде отпечатан със зъбно колело, разположено в нивото на леглото и с тесния вал нагоре. Открих, че задаването на „Минимален ход на прибиране“на 2 mm в Cura 2 спомага за значително ускоряване на печата.

Съвети за печат за горния монтаж:

Когато отпечатвате в PLA, използвайки настройките по подразбиране, тръбата в центъра на TopAssembly беше твърде крехка. Забавянето на печата, увеличаването на дебелината на стената, дебита и температурата ми даде достатъчно силна част.

Това са настройките на Cura 2, които използвах за нарязване на TopAssembly:

• Черупка:

  Дебелина на стената: 2

• Охлаждане:

  • Скорост на вентилатора: 50%
  • Редовна скорост на вентилатора: 30%
  • Максимална скорост на вентилатора: 35%

• Материал:

  • Стандартна температура на печат: 210
  • Температура на печат: 210
  • Дебит: 110%
  • Активиране на оттегляне: невярно

• Скорост:

  • Скорост на печат: 40 mm/s
  • Скорост на стената: 10 mm/s

Стъпка 3: Кримпване на проводниците за LED рамото

Ще трябва да използвате инструмент за кримпване, за да пресовате проводници към четирипозиционен конектор DuPont, като използвате женски щифтове. Изградих лампата си с четирипозиционни конектори, за да имам достатъчно проводници за RGB LED. Ако използвате едноцветен светодиод, два проводника ще бъдат достатъчни, но предпочитам да удвоя проводниците за допълнителен токов капацитет. По този начин LED рамото има достатъчно голям слот, за да побере четириточков конектор DuPont.

Ще ви трябват четири комплекта оплетена тел с дължина около метър, инструмент за кримпване и комплект съединители DuPont. Използвах тези:

• Инструмент за кримпване IWISS SN-28B
• HALJIA 310 бр. 2,54 мм Dupont женски/мъжки джъмпер за щифт конектор асортимент асортимент

Видеото демонстрира процеса на кримпване.

Стъпка 4: Сглобяване на LED рамото

След като изградите кабелния сноп, прокарайте проводниците през LED рамото и натиснете конектора DuPont в слота. Тя е плътно прилепнала. Може да искате да нанесете малко лепило върху съединителя, за да не се разхлаби в бъдеще, но ако го направите, използвайте малко и го нанесете върху твърдата страна на конектора и внимавайте да не оставите лепилото влезте в контактите.

След като LED рамото е сглобено, можете да го подадете през отвора в средата на централното ядро. Видеото демонстрира процеса и ми показва тестване с различни LED модули.

Съвети за отпечатване на LED рамото:

LED рамото трябва да бъде поставено настрани при печат. Всички повърхности са наклонени така, че не трябва да се налагат подпори.

Стъпка 5: Сглобяване на LED модулите

LED модулите се състоят от следните компоненти:

• 3W LED "Star"
• Капачка за бутилка (като радиатор)
• Четирипозиционен конектор DuPont с мъжки щифтове
• Къси дължини на изолирана, оплетена тел
• Обикновен двукомпонентен епоксид за закрепване на съединителя DuPont към гърба на капачката на бутилката (използвах JB Weld)
• Термоепоксидна смола от две части за закрепване на светодиода към капачката на бутилката (използвах термично лепило Arctic Alumina)

Ще искате да използвате поялник, за да прикрепите жици с къса дължина към положителните и отрицателните подложки на вашата LED звезда. Ако имате едноцветен светодиод, можете да удвоите проводниците, два за положителен и два за отрицателен. Това ви позволява да пускате ток през двата проводника паралелно и да използвате всички налични проводници в LED рамото. За RGB LED ще използвате един проводник, за да свържете всички анодни (-) подложки и останалите три проводника, за да се свържете към всяка от катодните (+) подложки.

Използвам капачки за бутилки за LED радиатора. Купих ги в моята местна пивоварна компания, въпреки че можете да опитате да използвате повторно от бутилка бира, ако тя беше напълно разгъната.

Освен ако не закупите „голи“капачки за бутилки, може да се наложи да използвате пистолет с горещ въздух, за да омекотите и премахнете гумената обвивка. Уверете се, че имате чиста и идеално равна повърхност от гол метал, за да прикрепите вашия светодиод. След това използвайте термична епоксидна смола, за да прикрепите светодиода към капачките на бутилките, закрепете го със скоби и го оставете да престои през нощта.

Стъпка 6: Сглобяване на LED модулите

На следващия ден ще искате да притиснете мъжки конектори DuPont към всеки от четирите проводника и да ги натиснете в корпус с четири конектора. След това смесете част от обикновения двукомпонентен епоксид (не термичния епоксид, който сте използвали по-рано) и прикрепете конектора към задната част на капачката на бутилката. Още веднъж изрежете и оставете за една нощ.

Фигурата показва едноцветен и трицветен RGB LED модул след сглобяване.

Стъпка 7: Свържете мотора

Използвах 4W 120V AC TYD-50 синхронен двигател за базата. Тези двигатели се използват в микровълнови грамофони и могат да бъдат намерени доста лесно онлайн. Те са евтини, работят много тихо и се предлагат в редица различни обороти. Избрах бавно устройство с 5-6 оборота в минута, за да дам на лампата си бавно, равномерно завъртане. Задвижването в лампата намалява наполовина, така че лампата ми се върти с успокояващи 2,5 до 3 оборота в минута.

Запоявах кабел, спасен от уред, и го изолирах с два слоя термосвиваема тръба. Ако не се чувствате удобно с линейно напрежение във вашата лампа, можете да намерите и 12V AC TYD-50 синхронни двигатели. След това бихте го комбинирали с трансформатор за стенни брадавици, доставящ по-удобен за производителя 12V AC.

Стъпка 8: Сглобете основната плоча

Моторът може да се завинтва към основната плоча с помощта на болтове М3.

Моторът ми имаше вал с външен диаметър 7 мм. Затова проектирах пластмасово парче, което да му позволи да се свърже с триизмерно отпечатана ос с квадратен профил. Той е прикрепен с болт и гайка М3.

Това пластмасово парче има широка конусна уста и оста е предназначена да се плъзга свободно навътре и навън с малко съпротивление. Имате нужда от това по -късно в сглобяването, тъй като ще трябва да падне отгоре.

За да предпазите двигателя от прегряване, залепете гумени крачета в долната част на основната плоча. Това ще го държи далеч от масата и ще помогне за въздушния поток.

Съвети за печат:

Всички части са проектирани за отпечатване без опори.

Стъпка 9: Сглобете корпуса на лампата

Основната плоча може да бъде прикрепена към тялото с помощта на винтове М3. Няма начин да посегнете отвътре, затова се уверете, че всички проводници висят от слота в задната част на основната плоча, преди да прикрепите двете половини!

Съвети за печат:

Корпусът на лампата има лек наклон и може да бъде отпечатан без опори.

Стъпка 10: Прикрепете зъбното колело към корпуса на лампата

Оста се намира свободно в отвора в зъбното колело. Ако просто се опитате да поставите зъбното колело отгоре, осът вероятно ще попадне вътре в лампата.

Можете да използвате топче лепило, за да задържите оста на място, но аз избрах да държа зъбното колело с главата надолу и след това спуснах тялото на лампата (също с главата надолу) над нея. Трябва да направите ос, за да намерите прореза за чифтосване дълбоко в лампата, наклонените страни на свързващата част трябва да помогнат за насочването на оста на място.

Отначало ще откриете, че оста е твърде дълга. Направих това нарочно, за да можете да го отрежете, докато всичко приляга плътно.

След като зъбното колело седне, включете двигателя и проверете дали зъбното колело се върти, преди да закрепите горната част с два малки винта.

Стъпка 11: Прикрепете Loxodrome

Прокарайте LED рамото през малкия отвор в основата на локсодрома и маневрирайте локсодрома на място. Той е плътно прилепнал и има малко разстояние между ръба на локсодрома и LED рамото. Въпреки това, не използвайте сила, тя не трябва да е необходима.

Имах известни затруднения при преминаването на локсодрома зад завоя в основата на LED рамото. Трябваше да подрежа малко ръбовете на LED рамото, за да го направя достатъчно тесен, за да премине, но коригирах CAD файла и STL, така че се надявам, че няма да се налага да правите това.

След като локсодромът е в гърлото на LED рамото, той трябва да щракне върху задържащите фиксатори. Последната стъпка е да поставите LED модула, като прокарате пръстите си през пролуките в локсодрома.

Вижте видеото за това как се прави.

Съвети за печат:

Отпечатайте Loxodrome при 100% пълнене, тъй като искате спиралните рамена да са възможно най -здрави.

Определено ще се нуждаете от поддръжка за този печат и много от него. Ако имате двоен екструдер и разтворима опора, това е чудесно място да го използвате!

Ако нямате двоен екструдер, не се страхувайте, тъй като успях да го отпечатам на един екструдерен FDM принтер. Тъй като по -голямата част от опората ще бъде вътре в Loxodrome, тя ще трябва да бъде достатъчно слаба, за да можете да посегнете с клещи за иглени носове, да я смачкате и да я извадите парче по парче.

Поддръжката по подразбиране в Cura е твърде силна за това. Трикът, който открих, беше да използвам опора на мрежа с плътност на опората нула. Това кара Cura да отпечатва само тънки еднослойни стени, за да поддържа спиралните рамена на Loxodrome. Тези стени са сравнително лесни за смачкване и премахване, след като печатът приключи.

Първоначалният ми печат беше направен през 2015 г. с по -ранна версия на Cura, но ето настройките за Cura 2, които изглежда дават желания модел на поддръжка:

• Генериране на поддръжка: Вярно
• Поддръжка: Навсякъде
• Поддържащ модел: Решетка
• Плътност на поддръжката: 0
• Поддръжка Разстояние X/Y: 0,9
• Поддръжка Разстояние Z: 0,15
• Използвайте Towers: False

По време и след отпечатването, Loxodrome ще изглежда като гигантски кроасан. Ще трябва да използвате клещи за иглени носове, за да откъснете опората, докато всичко изчезне. Пробождането му с остър инструмент или смачкването му ще помогне за разбиването на слоевете. Използването на дебели ръкавици може да бъде полезно за това, тъй като фрагментите могат да бъдат остри. След като цялата опора бъде премахната, можете да изгладите всички груби петна с помощта на шкурка.

Стъпка 12: Захранване на LED модула

За захранване на LED модула препоръчвам регулируемо токово захранване. За типична LED звезда 300mA ще осигури адекватен ток. Има няколко 300mA LED драйвери, изброени в eBay, или можете да получите напълно регулируем модул, като този, показан във видеото ми.

Друг вариант е да закупите преобразувател DC-към-DC с променливо напрежение и да ги използвате заедно с 12v DC стенна брадавица. След това можете внимателно да увеличите напрежението от нула, докато правилното количество ток, измерено с мултицет, изтече през светодиода. Имайте предвид, че светодиодите с различни цветове ще се нуждаят от захранване, настроено при различно напрежение, така че ако планирате да разменяте светодиоди, захранването с постоянен ток е много по -добър избор.

След като настроите тока на светодиода, моля, пускайте го само докато сте присъствали. Искате да го гледате, за да сте сигурни, че не се нагрява достатъчно, за да разтопи пластмасовите опори. Ако стане много горещо, ще трябва да намалите тока.

Вицешампион в Epilog Challenge 9