Lampa spirală (cunoscută și sub numele de lampa de birou Loxodrome): 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Lampa în spirală (cunoscută și sub numele de Lampa de birou Loxodrome) este un proiect pe care l-am început în 2015. A fost inspirat de aplicația Loxodrome a lui Paul Nylander. Ideea mea inițială era pentru o lampă de birou motorizată care să proiecteze vârtejuri de lumină care curg pe perete.

Am proiectat și tipărit 3D un prototip în OpenSCAD pentru o expoziție de producător. În timp ce iluminarea a fost la fel de fantastică pe cât sperasem, biții mecanici erau fragili, greu de construit și pur și simplu nu funcționau prea bine.

De atunci am învățat FreeCAD, un instrument mult mai puternic și am reproiectat componentele mecanice. Acest Instructable prezintă o versiune de a doua generație care înlocuiește majoritatea interiorului cu piese complet printabile 3D. Această actualizare are module LED de 3W interschimbabile, astfel încât să puteți schimba LED-urile pentru diferite culori; sau; dacă îl puteți conecta cu un modul LED RGB color pentru efecte de iluminare mai sofisticate.

Acest proiect este open-source:

Acest proiect a fost construit în întregime folosind software gratuit și open-source și îndeplinește definiția hardware-ului Open Source. Fișierele de proiectare OpenSCAD și FreeCAD sunt furnizate pentru a fi modificate în Creative Commons - Atribuire - Distribuire la fel

Credite suplimentare:

• Inspirat de „Aplica Loxodrom” a lui Paul Nylander
• Fișier OpenSCAD derivat din „Loxodrome” de kitwallace

Pasul 1: nucleul central

Tocul lui Ahile al designului meu inițial a fost că sfera loxodromului nu avea un punct de montare fiabil. Inițial am încercat să-l suspend dintr-un punct de pivot în partea de sus și folosind magneți pentru a-l roti la bază. Acest lucru nu a funcționat deloc, așa că am încercat un motor și un angrenaj mic, dar, din moment ce loxodromul atârna în partea de jos, angrenajul îl împingea afară, decât să-l întoarcă. Provocarea cheie a fost să găsim o modalitate de a o susține și a o roti de jos, având în același timp o axă centrală fixă pentru ancorarea brațului LED și a cablajului.

Lampa prezentată în acest Instructable a fost reproiectată pentru a utiliza un miez central coaxial. Motorul de la bază rotește un angrenaj mic care se plasează cu un angrenaj central mai mare. Angrenajul central se înfășoară în jurul unui rulment 608 și se fixează într-o altă parte care transmite rotația către partea superioară a lămpii. Prin mijlocul rulmentului trece un tub central fix pentru ancorarea brațului de susținere a LED-urilor și pentru rularea cablajului asociat.

Pasul 2: Tipărirea și asamblarea nucleului central

Miezul central este format din următoarele patru părți imprimate 3D:

• TopAssembly.stl (gri, poza anterioară)
• GearCoreCenter.stl (roșu)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (verde)
• DriveGear.stl (violet)

În plus față de piesele tipărite, veți avea nevoie de un rulment cu role de 603. Le puteți găsi ieftin pe eBay. Urmăriți videoclipul de mai sus pentru a vedea cum este asamblat totul. Poate fi necesar să șlefuiți tubul central de pe TopAssembly pentru o potrivire perfectă. Odată ce rulmentul este introdus în GearCoreCenter, ar trebui să adăugați niște lipici pe janta adaptorului LoxodromeMountingAdapter și să-l fixați în GearCoreCenter. Aceste două părți sunt menite să fie fixate în siguranță și nu ar trebui să se rotească.

Am folosit lubrifiant Panef White Stick cu silicon pe toate piesele în mișcare.

Sfaturi generale de imprimare:

Toate piesele din nucleul central sunt proiectate pentru a fi tipărite fără suport. GearCoreCenter ar trebui să fie tipărit cu partea dințată orientată pe patul de imprimare, cu butoanele orientate în sus. DriveGear-ul trebuie imprimat cu uneltele așezate la pat și arborele îngust orientat în sus. Am constatat că setarea „Călătoriei minime de retragere” la 2 mm în Cura 2 a ajutat la accelerarea considerabilă a imprimării.

Sfaturi de imprimare pentru ansamblul de sus:

Când imprimați în PLA utilizând setările implicite, tubul din centrul TopAssembly a fost prea fragil. Încetinirea imprimării, creșterea grosimii peretelui, a debitului și a temperaturii mi-a dat o parte suficient de puternică.

Acestea sunt setările Cura 2 pe care le-am folosit pentru felierea TopAssembly:

• Coajă:

  Grosimea peretelui: 2

• Răcire:

  • Viteza ventilatorului: 50%
  • Viteza regulată a ventilatorului: 30%
  • Viteza maximă a ventilatorului: 35%

• Material:

  • Temperatură de imprimare implicită: 210
  • Temperatura de imprimare: 210
  • Debit: 110%
  • Activați retragerea: fals

• Viteză:

  • Viteza de imprimare: 40 mm / s
  • Viteza peretelui: 10 mm / s

Pasul 3: Sertizarea firelor pentru brațul LED

Va trebui să utilizați un instrument de sertizare pentru a sârma firele pe un conector DuPont în patru poziții folosind pini de sex feminin. Mi-am construit lampa cu conectori în patru poziții, astfel încât să am suficiente fire pentru un LED RGB. Dacă utilizați un LED de o singură culoare, două fire vor fi suficiente, dar prefer să mă dublu pe fire pentru o capacitate de încărcare suplimentară. Astfel, brațul LED are un slot suficient de mare pentru a se potrivi unui conector DuPont în patru puncte.

Veți avea nevoie de patru seturi de sârmă împletită cu o lungime de aproximativ un picior, un instrument de sertizare și un kit de conectori DuPont. Le-am folosit pe acestea:

• Instrument de sertizare IWISS SN-28B
• HALJIA 310 buc 2.54mm Dupont Femelă / Tată sârmă jumper Pin antet conector sortiment

Videoclipul demonstrează procesul de sertizare.

Pasul 4: Asamblarea brațului LED

După ce ați construit cablajul, introduceți firele prin brațul LED și împingeți conectorul DuPont în slot. Este o potrivire strânsă. Poate doriți să lipiți adeziv pe conector, astfel încât acesta să nu se desprindă în viitor, dar dacă faceți acest lucru, utilizați puțin și aplicați-l pe partea solidă a conectorului și aveți grijă să nu lăsați adezivul intră în prize.

Odată ce brațul LED este asamblat, îl puteți alimenta prin orificiul din mijlocul miezului central. Videoclipul demonstrează procesul și îmi arată testarea cu diferite module LED.

Sfaturi de imprimare pentru brațul LED:

Brațul cu LED-uri ar trebui să fie așezat pe partea sa la imprimare. Toate suprafețele sunt înclinate astfel încât să nu fie necesare suporturi.

Pasul 5: Asamblarea modulelor LED

Modulele LED sunt formate din următoarele componente:

• Un LED de 3W „Star”
• Un capac de sticlă (ca radiator)
• Un conector DuPont în patru poziții cu pini tată
• Lungimi scurte de sârmă izolată, împletită
• Epoxidic normal din două părți pentru atașarea conectorului DuPont la partea din spate a capacului sticlei (am folosit JB Weld)
• Epoxidă termică în două părți pentru a atașa LED-ul la capacul sticlei (am folosit adeziv termic Arctic Alumina)

Veți dori să utilizați un fier de lipit pentru a atașa lungimi scurte de sârmă la tampoanele pozitive și negative ale stelei dvs. LED. Dacă aveți un LED cu o singură culoare, ar trebui să vă dublați pe fire, două pentru pozitiv și două pentru negativ. Acest lucru vă permite să treceți curent prin ambele fire în paralel și să utilizați toate firele disponibile în brațul LED. Pentru un LED RGB, veți utiliza un fir pentru a interconecta toate plăcuțele anodice (-) și restul de trei fire pentru a vă conecta la fiecare dintre plăcile catodice (+).

Folosesc capace pentru sticle pentru radiatorul cu LED. Le-am cumpărat de la compania mea locală de fabricare a berii, deși ați putea încerca să reutilizați una dintr-o sticlă de bere dacă aceasta era total dezlegată.

Cu excepția cazului în care achiziționați capace de sticle „goale”, poate fi necesar să folosiți un pistol cu aer cald pentru a înmuia și a îndepărta căptușeala de cauciuc. Asigurați-vă că aveți o suprafață curată și perfect plană din metal gol pentru a atașa LED-ul. Apoi, utilizați epoxid termic pentru a atașa LED-ul la capacele sticlei, fixați-l cu cleme și lăsați-l să se fixeze peste noapte.

Pasul 6: Asamblarea modulelor LED

A doua zi, veți dori să strângeți conectorii DuPont de sex masculin pe fiecare dintre cele patru fire și să le împingeți într-o carcasă cu patru conectori. Apoi, amestecați o parte din epoxidic obișnuit în două părți (nu epoxidul termic pe care l-ați folosit anterior) și atașați conectorul în partea din spate a capacului sticlei. Încă o dată, decupați și permiteți setarea peste noapte.

Figura arată o singură culoare și un modul LED RGB cu trei culori după asamblare.

Pasul 7: Conectați motorul

Am folosit un motor sincron de 4W 120V AC TYD-50 pentru bază. Aceste motoare sunt utilizate în platourile cu microunde și pot fi găsite destul de ușor online. Sunt ieftine, rulează foarte silențios și sunt disponibile într-o gamă de RPM-uri diferite. Am ales o unitate lentă de 5-6 RPM pentru a oferi lămpii mele o acțiune lentă, constantă. Angrenajul din lampă reduce acest lucru la jumătate, astfel încât lampa mea se rotește cu o liniște de 2,5 până la 3 RPM.

Am lipit pe un cablu recuperat dintr-un aparat și l-am izolat cu două straturi de tuburi termocontractabile. Dacă nu vă simțiți confortabil cu tensiunile de linie din lampă, puteți găsi și motoare sincrone 12V AC TYD-50. Apoi l-ați combina cu un transformator de negi de perete, oferind un 12V AC mai prietenos cu producătorii.

Pasul 8: Asamblați placa de bază

Motorul poate fi înșurubat pe placa de bază cu ajutorul șuruburilor M3.

Motorul meu avea un arbore cu un diametru exterior de 7 mm. Așa că am proiectat o piesă din plastic pentru a-i permite să se împerecheze cu o axă cu profil pătrat tipărit 3D. Acesta este atașat cu un șurub și o piuliță M3.

Această piesă de plastic are o gură largă conică și axa este menită să alunece liber în interior și în exterior cu o rezistență redusă. Aveți nevoie de acest lucru mai târziu în asamblare, deoarece va trebui să se așeze de sus.

Pentru a împiedica supraîncălzirea motorului, lipiți niște picioare de cauciuc pe fundul plăcii de bază. Acest lucru îl va ține departe de masă și va ajuta la fluxul de aer.

Sfaturi de imprimare:

Toate piesele sunt proiectate pentru a fi tipărite fără suporturi.

Pasul 9: Asamblați corpul lămpii

Placa de bază poate fi atașată la corp folosind șuruburi M3. Nu există nicio modalitate de a ajunge în interior, așa că asigurați-vă că toate firele atârnă din slotul din spatele plăcii de bază înainte de a atașa cele două jumătăți!

Sfaturi de imprimare:

Corpul lămpii are o pantă ușoară și poate fi imprimat fără suporturi.

Pasul 10: Atașați ansamblul angrenajului la corpul lămpii

Axa se așează ușor în gaura din ansamblul angrenajului. Dacă pur și simplu încercați să puneți ansamblul angrenajului de deasupra osiei, probabil că va cădea în interiorul lămpii.

Ați putea folosi un pic de adeziv fierbinte pentru a menține axa în poziție, dar am ales să țin ansamblul angrenajului cu capul în jos și apoi am coborât corpul lămpii (de asemenea, cu capul în jos) peste el. Trebuie să axați pentru a găsi fanta de împerechere adânc în interiorul lămpii, părțile înclinate ale piesei de împerechere ar trebui să ajute ghidarea axei în poziție.

La început, veți găsi că puntea este prea lungă. Am făcut acest lucru intenționat, astfel încât să îl puteți tăia până când totul se potrivește perfect.

Odată ce ansamblul angrenajului este așezat, conectați motorul și verificați dacă angrenajul se rotește înainte de a fixa partea superioară cu două șuruburi mici.

Pasul 11: Atașați Loxodromul

Introduceți brațul LED prin orificiul mic de la baza loxodromului și manevrați loxodromul în poziție. Se potrivește bine și există o distanță mică între marginea loxodromului și brațul cu LED-uri. Cu toate acestea, nu folosiți forța, nu ar trebui să fie necesară.

Am avut unele dificultăți să trec loxodromul peste cotul de la baza brațului cu LED-uri. A trebuit să descărc puțin marginile brațului LED pentru a-l face suficient de îngust pentru a trece, dar am ajustat fișierul CAD și STL, așa că sperăm că nu va trebui să faceți acest lucru.

Odată ce loxodromul se află la gâtul brațului cu LED-uri, acesta ar trebui să se fixeze pe filele de fixare. Ultimul pas este să introduceți modulul LED prin lipirea degetelor prin golurile din loxodrom.

Vedeți videoclipul pentru cum se face acest lucru.

Sfaturi de imprimare:

Imprimați Loxodrome la umplutură 100%, deoarece doriți ca brațele spirale să fie cât mai puternice.

Cu siguranță veți avea nevoie de asistență pentru această imprimare și o mulțime de ea. Dacă aveți un extruder dual și un suport solubil, acesta este un loc minunat pentru al folosi!

Dacă nu aveți un extruder dual, nu vă temeți, deoarece am reușit să imprim acest lucru pe o imprimantă FDM cu un singur extruder. Deoarece majoritatea suportului va fi în interiorul Loxodromului, va trebui să fie suficient de slab, astfel încât să puteți ajunge cu un clește pentru nas, zdrobiți-l și scoateți-l bucată cu bucată.

Suportul implicit din Cura este prea puternic pentru acest lucru. Trucul pe care l-am găsit a fost să folosesc un suport de rețea cu o densitate de suport zero. Acest lucru face ca Cura să imprime doar pereți subțiri cu un singur strat pentru a susține brațele spirale ale Loxodromului. Acești pereți sunt relativ ușor de zdrobit și îndepărtat odată ce imprimarea este completă.

Imprimarea mea originală a fost făcută în 2015 cu o versiune anterioară a Cura, dar iată setările pentru Cura 2 care par să ofere modelul de asistență dorit:

• Generați asistență: Adevărat
• Plasare suport: oriunde
• Model de suport: Grilă
• Densitate suport: 0
• Distanța de suport X / Y: 0,9
• Distanța de sprijin Z: 0,15
• Folosiți Turnuri: Fals

În timpul și după tipărire, Loxodromul va arăta ca un croissant uriaș. Va trebui să utilizați clești pentru nas pentru a rupe suportul până când nu mai este. Îndepărtarea cu un instrument ascuțit sau zdrobirea acestuia va ajuta la ruperea straturilor. Utilizarea mănușilor groase poate fi utilă în acest sens, deoarece fragmentele pot fi ascuțite. Odată ce tot suportul este îndepărtat, puteți netezi orice pete aspre folosind șmirghel.

Pasul 12: Alimentarea modulului LED

Pentru a alimenta modulul LED, recomand o sursă de curent reglabilă. Pentru o stea tipică cu LED-uri, 300mA vor asigura un curent adecvat. Există mai multe drivere LED de 300 mA listate pe eBay sau puteți obține un modul complet reglabil, cum ar fi cel prezentat în videoclipul meu.

O altă opțiune este să achiziționați un convertor de tensiune variabilă de la DC la DC și să le utilizați împreună cu un neg de 12V DC. Apoi, puteți ridica cu atenție tensiunea de la zero până când cantitatea corectă de curent, măsurată de un multimetru, curge prin LED. Rețineți că LED-urile cu culori diferite vor avea nevoie de sursa de alimentare setată la tensiuni diferite, deci dacă intenționați să schimbați LED-uri, o sursă de curent constant este o alegere mult mai bună.

După ce ați setat curentul pe LED, rulați-l doar în timp ce participați. Doriți să-l urmăriți pentru a vă asigura că nu se încălzește suficient pentru a topi suporturile din plastic. Dacă se încălzește foarte mult, va trebui să reduceți curentul.

Locul doi în Epilog Challenge 9