Nesting Hive Lights: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ฉันต้องการสร้างการแสดงแสงแบบอินเทอร์แอคทีฟที่จะช่วยให้แต่ละคนสามารถวาดภาพที่มีแสงเป็นพิกเซลเหมือนแฟชั่นได้ เมื่อโตมากับ Lite-Brite ฉันจึงใช้สิ่งนี้เป็นจุดเริ่มต้นความคิด

ขนาดไฟที่ใหญ่ขึ้นหมายความว่าขนาดจริงของการออกแบบโดยรวมนั้นค่อนข้างยุ่งยาก ดังนั้นให้แยกไฟออกเป็นแต่ละโมดูล…

ฉันเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า Hive Lights คุณสามารถทำให้ตัวเองดีขึ้นได้โดยทำตามคำแนะนำเหล่านี้

แต่ละโมดูลมีไมโครคอนโทรลเลอร์และโมดูล LED ที่ผู้ใช้สามารถปรับได้เพื่อส่งออกหนึ่งใน 4 สีในสเปกตรัม RGBW

LED สไตล์นี้จะแสดงผลได้ดีที่สุดในแสงแวดล้อมระดับล่าง และจะเพิ่มเติมในภายหลัง

สีจะเปลี่ยนโดยการหมุนกรอบไฟที่ด้านบนของโมดูล

โมดูลมีจุดจ่ายไฟ 6 จุด ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับโมดูลเพิ่มเติมได้

มีการเปลี่ยนแปลงโมดูลหนึ่งโมดูลเล็กน้อยเพื่อให้สามารถแนบอิฐพลังงานโดยตรงได้ ฉันคาดว่าต้องใช้โมดูลพลังงานเพียง 1 โมดูลเท่านั้นในการจ่ายไฟ 24 โมดูล

นี่เป็นการพิสูจน์เบื้องต้นของเวอร์ชันแนวคิดของโครงการที่เสร็จสิ้นแล้ว

ฉันได้รวมไฟล์. STL หากคุณต้องการสร้างไฟล์ของคุณเอง ระวังว่าค่าใช้จ่ายจะสูงขึ้นอย่างมากตามรูปแบบที่คุณต้องการสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วน

ฉันใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่จำเป็น พลาสติกที่ฉันเลือกคือ ABS รวมไฟล์งานพิมพ์ไว้ที่นี่

พิมพ์ 7 ส่วนที่ไม่ซ้ำกัน (หนึ่งชิ้นต้องใช้ 6 ชุด) ที่จำเป็นสำหรับแต่ละโมดูล เปลือกเดิมไม่ใช่ของเดิมที่ค่อนข้างแรก ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ 4 แบบก่อนที่ฉันจะมาถึงอันนี้ซึ่งค่อนข้างใช้งานได้และแข็งแกร่ง ภายในโมดูลมีช่องว่างสำหรับแม่เหล็ก 6 ตัวและเฟืองขับสำหรับกลไกการเปลี่ยนแสง เกียร์มีฝาปิดที่ยึดเข้ากับรางเพื่อการทำงานที่เหมาะสม

ShellBase มี 2 เวอร์ชัน หนึ่งเสร็จสมบูรณ์ซึ่งฉันพบว่าดูสะอาดกว่า แต่เป็นฝันร้ายอย่างยิ่งที่จะใส่ผู้ติดต่อ ฉันแบ่งคอนแทคแพดครึ่งหนึ่งและสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันสองแบบที่ทำให้การติดตั้งผู้ติดต่อง่ายขึ้นมาก แต่ฉันยอมเสียสละความสวยงามบางอย่าง

หน้าต่าง LED เป็นสี่เหลี่ยมทึบของพลาสติกสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 22 มม. ง่ายต่อการตัดด้วยมีดโกนหนวด นั่นคือเหตุผลที่รูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส สิ่งนี้ถูกยึดโดยกรอบด้านนอกซึ่งทำหน้าที่เป็นปุ่มเพื่อปิดไฟจากโทนสีทั้งหมดที่ตั้งโปรแกรมไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์

ฉันใช้ไลบรารี Arduino neopixel และรหัสเปลี่ยนสีอย่างง่ายสำหรับไฟ LED RGBW ที่ฉันได้รับจาก Amazon รหัสอยู่ในขั้นตอนที่ 6

ขั้นตอนที่ 2: สถานที่ท่องเที่ยว

ฉันสร้างเครื่องมือง่ายๆ เพื่อช่วยในกระบวนการนี้ โดยเป็นส่วนสีเหลืองที่แสดงอยู่ใต้โมดูลกลับด้านที่นี่ แม่เหล็กวงแหวนด้านบนจะเริ่มต้นที่ช่องในลักษณะสลับขั้ว สิ่งเหล่านี้จะถูกติดกาวเข้าที่

ตัวโมดูลถูกวางตามที่แสดงพร้อมกับช่องตัดเฟือง POT ใกล้กับวงแหวนบนเครื่องมือ เพื่อให้แน่ใจว่าโมดูลทั้งหมดมีการวางแนวแม่เหล็กเหมือนกัน นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการป้องกันการลัดวงจร

สำหรับตัวโมดูล ให้วางแม่เหล็ก (12 มม. x 2 มม.) ในขั้วสลับในกระเป๋าแม่เหล็ก 6 ช่องรอบปริมณฑลของเปลือกนอก

แม่เหล็กมีขนาด 12 มม. X 2 มม. มีจำหน่ายออนไลน์ผ่านผู้จำหน่ายจำนวนมาก มีแม่เหล็กทั้งหมด 7 ตัวที่จำเป็นสำหรับแต่ละโมดูล

แนบไฟล์พิมพ์เทมเพลตแม่เหล็ก

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบโมดูล

วางเฟืองโพเทนชิออมิเตอร์ลงในรางเฟืองขนาดเล็ก จากนั้นวางส่วนกรวยเฟืองสี่เหลี่ยมลงในรางเฟืองขนาดใหญ่ โดยส่วนยาวจะลอดผ่านเปลือกนอกจากด้านใน

โพเทนชิออมิเตอร์ที่เลือกเป็นแบบจำกัดทางกลไก 1 รอบ นี้แนบกับฝาครอบเกียร์ด้วยกาว สิ่งสำคัญคือต้องมีเพลาของเฟืองขับขนาดเล็กที่มีโพเทนชิออมิเตอร์ ขีดจำกัดของหม้อจะป้องกันไม่ให้กรอบไฟพลิกกลับ

ใช่ สิ่งนี้กลับกลายเป็นว่าไม่แข็งแกร่งนักและได้รับการแก้ไขแล้วในรุ่นต่อๆ ไป

วางส่วนฝาครอบเกียร์โดยให้ด้านรางหันไปทางช่องเปิดเลนส์และยึดด้วยกาว กาวร้อนจะใช้งานได้ แต่ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาว

วางเลนส์ทึบแสงในช่องสี่เหลี่ยมที่ด้านบนของชิ้นส่วนเฟืองขับ จากนั้นกดฝาด้านนอกให้เข้าที่ ฉันออกแบบชิ้นส่วนเหล่านี้ให้พอดีกับการแทรกสอด และจะค่อนข้างยากที่จะถอดออกหากวางไม่ถูกต้อง

ในที่สุดฉันก็ใช้เม็ดมีดชุดความร้อนเพื่อยึดฐานของเปลือก

ขั้นตอนที่ 4: ติดต่อ

ฉันใช้หน้าสัมผัสสปริงจาก DigiKey สำหรับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างโมดูล

ฝาครอบด้านล่างต้องใส่หน้าสัมผัส ทำได้โดยท่อนบนแบนในโพรงและสปริงแหลมบนยอด แต่ละโมดูลมีผู้ติดต่อ 6 ราย มีเพียงข้อกำหนดสำหรับพลังงานและกราวด์สำหรับแต่ละโมดูล

ในการต่อสายเหล่านี้ คุณจะต้องเชื่อมต่อแผ่นอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกันระหว่างช่องว่างของแผ่นอิเล็กโทรดที่ต่อสายจากจุดสูงสุดไปยังหุบเขา เริ่มต้นที่หนึ่งในคู่สัมผัสที่ไม่มีรูสกรูระหว่างกัน ไปตามเข็มนาฬิกา ทำพื้นหุบเขาแรกและกำลังสูงสุดแรก เชื่อมต่อจุดสูงสุดนี้กับหุบเขาแผ่นสัมผัสถัดไป ต่อยอดไปยังหุบเขารอบๆ จนกว่าคุณจะทำครบ 6 แผ่น จากที่นี่ ให้เลือกจัมเปอร์สายหน้าสัมผัสชุดแรกและเชื่อมต่อกับพลังงาน จากนั้นชุดถัดไปลงกราวด์ และอื่นๆ ด้วยวิธีนี้จะมีกำลังไฟฟ้าสลับและการเชื่อมต่อกราวด์ ตอนนี้จุดสัมผัสทั้ง 6 แห่งได้รับการขับเคลื่อนและต่อสายดิน แผ่นที่อยู่ติดกันมีขั้วย้อนกลับ

โดยการเดินสายไฟแผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมดเหมือนกัน (เชื่อมรูสกรูที่ฐานเป็นบวก) สำหรับแต่ละโมดูล และหากติดตั้งแม่เหล็กอย่างถูกต้อง การออกแบบแผ่นอิเล็กโทรดและแรงผลักร่วมกัน จะทำให้ไม่สามารถบังคับ 2 โมดูลใดๆ ให้คงไฟฟ้าลัดวงจรได้ สถานการณ์ การแก้ไขในอนาคตมีฟิวส์ภายใน

ปลายของแผ่นสัมผัสถูกยึดด้วยกาว ABS

มีแม่เหล็กเพิ่มเติมที่ฐานของเปลือกสำหรับยึดติดกับพื้นผิวโลหะ

ขั้นตอนที่ 5: โมดูลพลังงาน

โมดูลหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลงและทำหน้าที่เป็นจุดป้อนพลังงาน มันมีไว้เพื่อใช้ขับเคลื่อนโดยหูดผนัง 5V มาตรฐาน

เสียบปลั๊กกระบอกแทนชุดจุดสัมผัสชุดใดชุดหนึ่ง

ทำได้โดยการตัดแผ่นสัมผัสหนึ่งแผ่นและตัดแต่งปลั๊กด้านหนึ่ง

มีการบัดกรีแบบอนุกรมกับแผ่นอิเล็กโทรดอื่นๆ บนโมดูล

ขั้นตอนที่ 6: ภาพรวมคอนโทรลเลอร์

ฉันใช้โมดูล LED จาก Amazon

รหัสค่อนข้างหนา แต่ใช้งานได้ ฉันได้รวมไว้ที่นี่

สิ่งเหล่านี้ถูกเชื่อมต่อในซีรีย์ 3 โมดูล การเชื่อมต่อจะต้องบัดกรีโดยใช้รูปแบบ Arduino NeoPixel แถวนั้นติดกาวที่ฝาครอบเฟืองขอบตัวเรือน

ฉันเลือกที่จะทำให้แต่ละโมดูลมีสมอง เนื่องจากระบบลอจิสติกส์ของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมไฟและอินเทอร์เฟซแบบอะนาล็อกแบบสุ่มจะสื่อสารกับจิตใจที่เป็นศูนย์กลางในลักษณะที่คาดหวังเป็นอย่างดีขอบเขตของการออกแบบแนวความคิดที่นำเสนอที่นี่

ในปริมาณที่น้อยกว่าตัวควบคุมประเภท Arduino Nano ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่ดีเนื่องจากมีอุปกรณ์ต่อพ่วงในตัวที่ฉันต้องการสำหรับงานนี้

การเชื่อมต่อแบบบัดกรีคือกำลังของโพเทนชิออมิเตอร์และกำลังโมดูลกับพอร์ต 5V บนนาโน กราวด์เชื่อมต่อกับพอร์ต GND บนนาโน ที่ปัดน้ำฝนโพเทนชิออมิเตอร์ไปที่พอร์ต A0 และสายข้อมูล LED ผ่านตัวต้านทาน 300 โอห์มถึง D2 บนนาโน หน้าสัมผัสกำลังถูกต่อสายสีแดงไปที่ Vin และสีขาวไปที่ GND

ตรวจสอบการทำงานพื้นฐานแล้ว, โพเทนชิออมิเตอร์ถูกหมุน, ไฟที่เกี่ยวข้องจะเปิดใช้งาน

ไฟในเวอร์ชันนี้มีอาการโลหิตจางเนื่องจากผมเลือกใช้โมดูล RGBW ส่วนรุ่นต่อมาใช้ไฟ LED ที่อ่านได้ในเวลากลางวัน การขับรถเบา ๆ มาจากแคตตาล็อกโปรแกรม Arduino NEO pixel โพเทนชิออมิเตอร์จะอ่านผ่านพินอินพุตแบบอะนาล็อกและแปลเป็นแผนที่สีในโปรแกรม จากนั้นจะส่งออกไปยังโมดูล LED แบบอนุกรม

ขั้นตอนที่ 7: ก้าวต่อไป

กุญแจสำคัญของไฟเหล่านี้คือปริมาณ ยิ่งโมดูลที่เชื่อมโยงกันมากเท่าใด การแสดงผลก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากไฟเหล่านี้มีราคาแพงในการผลิตในปริมาณน้อย ฉันกำลังเริ่มแคมเปญคราวด์ฟันดิ้งเพื่อให้มีการผลิตในปริมาณมาก

แสงได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมดสำหรับการผลิต

ในขณะที่โหมดการทำงานหลักคือการจัดการโดยตรง ขณะนี้ โหมดเหล่านี้มีการสื่อสารส่วนกลางเพิ่มเติมสำหรับการเข้าถึงระยะไกลและการควบคุมเพื่อแทนที่การทำงานในพื้นที่

คุณสมบัติเพิ่มเติมมีดังนี้:

โครงสร้างภายในทางกายภาพได้รับการปรับปรุงอย่างเต็มที่ด้วยแผงวงจรแบบกำหนดเองที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์เฉพาะ ไฟที่อ่านได้ในเวลากลางวัน คุณสมบัติเพิ่มเติมที่มีหมายเลขซีเรียลดิจิทัลเฉพาะ โมดูลที่กำหนดค่าได้ สีที่มากขึ้น

กรุณาตรวจสอบเว็บไซต์ของฉันสำหรับการปรับปรุงและลิงค์…