Spiralna svjetiljka (poznata i kao stolna svjetiljka Loxodrome): 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Spiralna svjetiljka (zvana Stolna svjetiljka Loxodrome) projekt je koji sam započeo 2015. Nadahnut je Loxodromskim svjetiljkom Paula Nylandera. Moja prvotna ideja bila je za motoriziranu stolnu svjetiljku koja bi projicirala tekuće vrtloge svjetla na zid.

Dizajnirao sam i 3D ispisao prototip u OpenSCAD -u za izložbu proizvođača. Iako je osvjetljenje bilo fantastično kao što sam se nadao, mehanički komadići su bili krhki, teško ih je izgraditi i jednostavno nisu radili baš najbolje.

Od tada sam naučio FreeCAD, mnogo moćniji alat i redizajnirao sam mehaničke komponente. Ovaj Instructable predstavlja verziju druge generacije koja zamjenjuje većinu unutrašnjosti dijelovima koji se mogu ispisivati u potpunosti 3D. Ovo ažuriranje sadrži izmjenjive LED module od 3 W, tako da LED diode možete zamijeniti za različite boje; ili; ako ga možete povezati s RGB LED modulom u boji za sofisticiranije svjetlosne efekte.

Ovaj je projekt otvorenog koda:

Ovaj je projekt u potpunosti izgrađen pomoću besplatnog i otvorenog softvera i zadovoljava definiciju hardvera otvorenog koda. Datoteke za dizajn OpenSCAD -a i FreeCAD -a dostupne su vam za izmjenu u okviru Creative Commons - Atribucija - Podijeli pod istim uvjetima

Dodatni krediti:

• Nadahnut "Loxodrome Sconceom" Paula Nylandera

• OpenSCAD datoteka izvedena iz Kitwallaceovog "Loxodroma"

Korak 1: Središnja jezgra

Ahilova peta mog izvornog dizajna bila je da loksodromska kugla nije imala pouzdanu točku ugradnje. U početku sam ga pokušao obustaviti s točke zakretanja na vrhu i pomoću magneta zarotirati ga u podnožju. Ovo uopće nije uspjelo, pa sam isprobao motor i mali zupčanik, ali budući da je loksodrom visio na dnu, zupčanik bi ga pomaknuo s puta, a ne okrenuo. Ključni izazov bio je pronaći način da ga podržite i zavrtite odozdo, a da pritom još uvijek imate fiksnu središnju os za sidrenje LED kraka i ožičenja.

Svjetiljka predstavljena u ovom Instructable-u preuređena je za korištenje koaksijalne središnje jezgre. Motor u podnožju rotira mali zupčanik koji se povezuje s većim središnjim zupčanikom. Središnji zupčanik omotava ležaj 608 koturaljki i uklapa se u drugi dio koji prenosi rotaciju na gornji dio svjetiljke. Kroz sredinu ležaja prolazi fiksna središnja cijev za sidrenje LED potporne ruke i za provođenje pripadajućeg ožičenja.

Korak 2: Ispis i sastavljanje središnje jezgre

Središnja jezgra sastoji se od sljedeća četiri 3D ispisana dijela:

• TopAssembly.stl (sivo, prethodna slika)
• GearCoreCenter.stl (crveno)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (zeleno)
• DriveGear.stl (ljubičasta)

Osim ispisanih dijelova, trebat će vam i jedan ležaj za rolere 603. Možete ih jeftino pronaći na eBayu. Pogledajte video iznad kako biste vidjeli kako je sve to sastavljeno. Možda ćete morati brusiti središnju cijev na TopAssemblyu za dobro prianjanje. Nakon što je ležaj umetnut u GearCoreCenter, trebali biste dodati malo ljepila na rub adaptera LoxodromeMountingAdapter i umetnuti ga u GearCoreCenter. Ova dva dijela trebaju biti čvrsto pričvršćena i ne smiju se okretati.

Koristio sam Panef White Stick Lubricant sa silikonom na svim pokretnim dijelovima.

Opći savjeti za ispis:

Svi dijelovi u središnjoj jezgri dizajnirani su za ispis bez podrške. GearCoreCenter bi trebao biti ispisan sa stranom sa zupčanikom u ravnini na ispisnom ležištu, sa kopčama prema gore. DriveGear treba ispisati tako da zupčanik leži u ravnini na krevetu, a uska osovina okrenuta prema gore. Otkrio sam da je postavljanje "Minimalnog hoda povlačenja" na 2 mm u Cura 2 značajno ubrzalo ispis.

Savjeti za ispis gornje montaže:

Prilikom ispisa u PLA -u pomoću zadanih postavki, cijev prema sredini TopAssembly -a bila je previše krhka. Usporavanje ispisa, povećanje debljine stijenke, protoka i temperature dali su mi dovoljno snažan dio.

Ovo su postavke Cure 2 koje sam koristio za rezanje TopAssembly -a:

• Ljuska:

  Debljina stijenke: 2

• Hlađenje:

  • Brzina ventilatora: 50%
  • Uobičajena brzina ventilatora: 30%
  • Maksimalna brzina ventilatora: 35%

• Materijal:

  • Zadana temperatura ispisa: 210
  • Temperatura ispisa: 210
  • Protok: 110%
  • Omogući povlačenje: Netačno

• Ubrzati:

  • Brzina ispisa: 40 mm/s
  • Brzina zida: 10 mm/s

Korak 3: Presovanje žica za LED krak

Morat ćete upotrijebiti alat za presovanje kako biste žice prevukli na četveromjesni DuPont konektor pomoću ženskih pinova. Svoj sam svjetiljku izgradio s četiri položaja konektora kako bih imao dovoljno žica za RGB LED. Ako koristite LED u jednoj boji, dvije žice će biti dovoljne, ali radije udvostručim žice radi dodatne nosivosti. Dakle, LED ruka ima utor dovoljno velik da stane u četiri točke DuPont konektora.

Trebat će vam četiri seta pletene žice dugačke oko stope, alat za prešanje i komplet DuPont konektora. Koristio sam ove:

• IWISS SN-28B Alat za stezanje
• HALJIA 310 kom 2,54 mm Dupont ženski/muški žičani kratkospojnik pin header konektor asortiman

Video prikazuje proces krimpovanja.

Korak 4: Sklapanje LED kraka

Nakon što ste izgradili kabelski svežanj, provucite žice kroz LED krak i gurnite DuPont priključak u utor. To je usko pristajanje. Možda ćete htjeti nanijeti malo ljepila na konektor kako se u budućnosti ne bi olabavio, ali ako to učinite, upotrijebite samo malo i nanesite ga na čvrstu stranu konektora i pazite da ljepilo ne pusti ući u utičnice.

Nakon što je LED ruka sastavljena, možete je provući kroz rupu u sredini središnje jezgre. Video prikazuje proces i prikazuje mi testiranje s različitim LED modulima.

Savjeti za ispis LED ručice:

Prilikom ispisa LED krak treba postaviti na bok. Sve su površine nagnute tako da podupirači ne trebaju biti potrebni.

Korak 5: Sastavljanje LED modula

LED moduli sastoje se od sljedećih komponenti:

• LED zvjezdica od 3 W
• Čep za bocu (kao hladnjak)
• DuPont konektor s četiri položaja s muškim iglicama
• Kratke duljine izolirane, pletene žice
• Običan dvodijelni epoksid za pričvršćivanje DuPont priključka na stražnju stranu čepa boce (koristio sam JB Weld)
• Dvodijelni toplinski epoksid za pričvršćivanje LED diode na čep boce (koristio sam termo ljepilo Arctic Alumina)

Željet ćete koristiti lemilicu za pričvršćivanje kratkih žica na pozitivne i negativne jastučiće vaše LED zvijezde. Ako imate LED u jednoj boji, mogli biste udvostručiti žice, dvije za pozitivnu i dvije za negativnu. To vam omogućuje paralelno provođenje struje kroz obje žice i iskorištavanje svih dostupnih žica u LED kraku. Za RGB LED, upotrijebit ćete jednu žicu za međusobno povezivanje svih anodnih (-) jastučića i preostale tri žice za spajanje na svaki od katodnih (+) jastučića.

Za LED hladnjak koristim čepove. Kupio sam ih u svojoj lokalnoj pivarskoj tvrtki, iako biste ih mogli pokušati ponovno upotrijebiti iz pivske boce ako je potpuno savijena.

Osim ako kupite "gole" čepove boca, možda ćete morati upotrijebiti pištolj s vrućim zrakom za omekšavanje i uklanjanje gumene obloge. Provjerite imate li čistu i savršeno ravnu površinu od golog metala za pričvršćivanje LED diode. Zatim pomoću termalnog epoksida pričvrstite LED diodu na čepove boca, učvrstite je kopčama i ostavite preko noći.

Korak 6: Sastavljanje LED modula

Sljedećeg dana poželjet ćete prevući muške DuPont konektore na svaku od četiri žice i gurnuti ih u kućište s četiri konektora. Zatim pomiješajte dio uobičajenog dvodijelnog epoksida (ne termalnog epoksida koji ste ranije koristili) i pričvrstite konektor na stražnju stranu čepa boce. Još jednom isjecite i ostavite da se stegne preko noći.

Na slici su prikazani jednobojni i trobojni RGB LED modul nakon montaže.

Korak 7: Povežite motor

Za bazu sam koristio sinkroni motor 4W 120V AC TYD-50. Ovi se motori koriste u mikrotalasnim gramofonima i lako se mogu pronaći na internetu. Oni su jeftini, rade vrlo tiho i dostupni su u nizu različitih okretaja. Odabrao sam polaganu jedinicu od 5-6 o / min kako bih svojoj svjetiljki dao polako, postojano okretanje. Zupčanik u svjetiljci to smanjuje za pola, pa se moja svjetiljka okreće pri umirujućih 2,5 do 3 o / min.

Zalemio sam kabel spašen iz aparata i izolirao ga s dva sloja termoskupljajuće cijevi. Ako vam ne odgovaraju mrežni naponi u svjetiljci, možete pronaći i 12V AC TYD-50 sinkrone motore. Zatim biste ga kombinirali s transformatorom za zidne bradavice koji isporučuje 12V AC prilagođeniji proizvođačima.

Korak 8: Sastavite osnovnu ploču

Motor se može pričvrstiti na osnovnu ploču pomoću vijaka M3.

Moj motor je imao osovinu vanjskog promjera 7 mm. Stoga sam dizajnirao plastični komad koji će mu omogućiti parenje s 3D tiskanom osovinom kvadratnog profila. Pričvršćuje se vijkom i maticom M3.

Ovaj plastični komad ima široka sužena usta, a osovina treba slobodno kliziti unutra i van s malim otporom. To će vam trebati kasnije u sklopu jer će morati pasti na svoje mjesto odozgo.

Kako se motor ne bi pregrijao, zalijepite gumene nožice na dno osnovne ploče. To će ga držati podalje od stola i pomoći pri protoku zraka.

Savjeti za ispis:

Svi su dijelovi dizajnirani za ispis bez nosača.

Korak 9: Sastavite tijelo svjetiljke

Osnovna ploča može se pričvrstiti na tijelo pomoću vijaka M3. Nema načina da uđete unutra, stoga provjerite da li sve žice vise iz utora na stražnjoj strani osnovne ploče prije nego pričvrstite dvije polovice!

Savjeti za ispis:

Tijelo svjetiljke ima blagi nagib i može se ispisivati bez nosača.

Korak 10: Pričvrstite prijenosni sklop na tijelo svjetiljke

Osovina labavo sjedi u rupi u sklopu zupčanika. Ako jednostavno pokušate staviti sklop zupčanika odozgo, osovina će vjerojatno pasti unutar svjetiljke.

Mogli biste upotrijebiti mrvicu vrućeg ljepila da osovinu držite na mjestu, ali ja sam odlučio držati sklop zupčanika naopako, a zatim preko njega spustiti tijelo svjetiljke (također naopako). Morate osovinom pronaći utor za parenje duboko unutar svjetiljke, nagnute strane dijela za spajanje trebale bi pomoći voditi osovinu na mjesto.

U početku ćete vidjeti da je osovina preduga. Napravio sam to namjerno kako biste ga mogli skratiti dok sve ne sjedne čvrsto.

Nakon što sklop zupčanika sjedne, uključite motor i provjerite da li se zupčanik okreće prije nego pričvrstite vrh s dva mala vijka.

Korak 11: Pričvrstite Loxodrome

Provucite LED diodu kroz malu rupu na dnu loksodroma i pomaknite loksodrom u položaj. Čvrsto pristaje i ima mali razmak između ruba loksodroma i LED kraka. Međutim, nemojte koristiti silu, to ne bi trebalo biti potrebno.

Imao sam poteškoća proći loksodrom iza zavoja u podnožju LED kraka. Morao sam malo turpirati rubove LED kraka kako bi bio dovoljno uzak da prođe, ali prilagodio sam CAD datoteku i STL pa se nadam da to nećete morati učiniti.

Nakon što se loksodrom nađe na vratu LED kraka, trebao bi zaskočiti na pričvrsne jezičke. Posljednji korak je umetanje LED modula provlačenjem prstiju kroz praznine na loksodromu.

Kako se to radi pogledajte u videu.

Savjeti za ispis:

Ispišite Loxodrome na 100% ispunjenosti jer želite da spiralni krakovi budu što jači.

Sigurno će vam trebati podrška za ovaj ispis i puno toga. Ako imate dvostruki ekstruder i topljivu podršku, ovo je sjajno mjesto za njegovu upotrebu!

Ako nemate dvostruki ekstruder, ne bojte se jer sam to uspio ispisati na FDM pisaču s jednim ekstruderom. Budući da će većina potpore biti unutar Loxodroma, morat će biti dovoljno slaba da možete dohvatiti kliještima s igličnim nosem, zdrobiti je i ukloniti komad po komad.

Zadana podrška u Curi prejaka je za to. Trik koji sam pronašao bio je korištenje rešetkastog nosača s gustoćom nosača od nule. Zbog toga Cura ispisuje samo tanke jednoslojne zidove koji podupiru spiralne krakove Loxodroma. Ove se stijenke relativno lako mogu slomiti i ukloniti nakon što je ispis dovršen.

Moj izvorni ispis napravljen je 2015. s ranijom verzijom Cure, ali evo postavki za Cura 2 koje izgledaju kao da daju željeni uzorak podrške:

• Generiraj podršku: Istina
• Položaj podrške: Posvuda
• Uzorak podrške: Mreža
• Gustoća podrške: 0
• Podrška Udaljenost X/Y: 0,9
• Podrška Udaljenost Z: 0,15
• Koristi tornjeve: lažno

Tijekom i nakon ispisa Loxodrome će izgledati poput divovskog kroasana. Morat ćete koristiti kliješta s iglastim nosem kako biste otkinuli oslonac sve dok ne nestane. Ubodite ga oštrim alatom ili ga zdrobite kako biste razbili slojeve. Korištenje debelih rukavica može biti od pomoći jer ulomci mogu biti oštri. Nakon što uklonite svu potporu, možete izgladiti sve grube mrlje brusnim papirom.

Korak 12: Napajanje LED modula

Za napajanje LED modula preporučujem podesivo strujno napajanje. Za tipičnu LED zvijezdu, 300mA će osigurati odgovarajuću struju. Na eBayu je navedeno nekoliko upravljačkih programa LED dioda od 300 mA ili možete dobiti potpuno prilagodljiv modul poput onog prikazanog u mom videu.

Druga mogućnost je kupiti pretvarač istosmjernog u istosmjerni napon promjenjivog napona i koristiti ih zajedno s 12v DC zidnom bradavicom. Zatim možete pažljivo pojačati napon od nule sve dok ispravna količina struje, izmjerena multimetrom, ne prođe kroz LED diodu. Imajte na umu da će LED -icama različitih boja trebati napajanje postavljeno na različitim naponima, pa ako namjeravate zamijeniti LED -e, napajanje konstantnom strujom je mnogo bolji izbor.

Nakon što ste postavili struju na LED, molimo vas da je pokrećete samo dok ste prisutni. Želite ga gledati kako biste bili sigurni da se ne zagrijava dovoljno da se rastopi plastični držači. Ako postane jako vruće, morat ćete smanjiti struju.

Drugoplasirani u Epilog izazovu 9