ไฟ LED จิ๊กซอว์ปริศนา (ตัดด้วยเลเซอร์อะคริลิก): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ฉันมีความสุขกับไฟกลางคืนที่ตัดด้วยเลเซอร์อะคริลิกแบบต่างๆ ที่คนอื่นสร้างขึ้นมาโดยตลอด เมื่อคิดถึงสิ่งเหล่านี้มากขึ้น ฉันคิดว่าคงจะดีถ้าแสงตอนกลางคืนสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าของความบันเทิงได้ ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงตัดสินใจสร้างปริศนาจิ๊กซอว์ที่จะใส่ลงในกล่องบางๆ ที่จะติดไฟ LED แถบนั้น

เกี่ยวกับการจัดแสงจริง ฉันต้องการให้ LED หมุนเวียนไปตามช่วงของสีอย่างช้าๆ โดยที่ผู้ใช้จะสามารถหยุดชั่วคราวที่สีใดสีหนึ่งหรือข้ามไปยังสีใหม่ได้

การใช้วัสดุ:

• เส้นใยการพิมพ์ 3 มิติสองสีที่แตกต่างกัน
• สีสเปรย์
• กระดาษทราย
• อะคริลิค 2 มม. (สำหรับสร้างกล่อง)
• อะคริลิค 6 มม. (สำหรับสร้างจิ๊กซอว์)
• สกรู: M3 10mm
• ตัวเก็บประจุ: 1000μf 6.3v
• ปุ่มรีเซ็ตขนาดเล็กแบบกลม (สีแดงหนึ่งอันและสีเขียวหนึ่งอัน)
• สวิตช์โยก
• RBG LED Strip
• Arduino นาโน V3
• ขั้วต่อกระบอกไฟ
• สเต็ปดาวน์ หม้อแปลงไฟฟ้า
• แหล่งจ่ายไฟ 12V

เครื่องมือ:

• หัวแร้ง
• มัลติมิเตอร์
• เครื่องตัดเลเซอร์ CO2
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• ปืนกาว
• ปูนซีเมนต์อะครีลิค
• เครื่องปอกสายไฟ
• ตะไบเหล็ก
• เจาะ
• ดอกสว่าน (ใช้ทำความสะอาดรูในแบบจำลองที่พิมพ์ 3 มิติ)

ซอฟต์แวร์:

• Inkscape
• LibreCAD
• FreeCAD

ขั้นตอนที่ 1: เตรียมงานศิลปะปริศนา

เนื่องจากถูกตัดโดยใช้เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 ไฟล์สุดท้ายจึงต้องเป็นไฟล์ SVG

ด้วยการใช้ SVG Puzzle Generator ของ Wolfie ฉันได้สร้างแผนที่ปริศนาพื้นฐาน

ปริศนาของฉันถูกสร้างขึ้นสำหรับเพื่อนของลูกชายของฉัน ครอบครัวนี้มาจากปากีสถาน ดังนั้นฉันจึงอยากให้โคมไฟมีรสชาติแบบปากีสถาน ฉันจึงเลือกสร้างปริศนาโดยใช้ชื่อลูกชายของเขา ธงชาติปากีสถาน และมาร์คฮอร์ (สัตว์ประจำชาติของปากีสถาน) ตอนแรกฉันตั้งใจจะพิมพ์ฐานโคมไฟเป็นสีเขียว แต่น่าเสียดายที่ไส้หลอดสีเขียวหมด

การใช้ตัวเลือกการติดตามใน Inkscape ฉันแปลง-p.webp

กำหนดสีเพื่อให้ฐานปริศนาถูกตัดในขณะที่แกะสลักส่วนต่างๆ ของรูปภาพ

ขั้นตอนที่ 2: การทำกล่อง

เคสนี้ได้รับการออกแบบโดยใช้ LibreCAD แล้วส่งออกไปยังไฟล์ SVG จากนั้นจึงแก้ไขใน Inkscape เพื่อกำหนดสีและความหนาของเส้นที่ถูกต้องสำหรับการตัดด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ CO2

ใช้ซีเมนต์อะครีลิคฉันติดด้านข้างของกล่องให้เหลือด้านใหญ่เพียงด้านเดียว ตัวต่อจริงสามารถสร้างได้ในกล่อง เมื่อเสร็จแล้ว ขนาดใหญ่ที่สองจะถูกวางทับด้านบนของตัวต่อ (เสียบเข้าไปในช่องที่เกี่ยวข้อง) และยึดไว้โดยฝาครอบด้านบนสีขาวและฐาน LED

ปูนซีเมนต์อะคริลิกใช้ไม่ได้ผลดีนัก เนื่องจากง่ายต่อการทำลายผิวงานขั้นสุดท้ายของคุณโดยไม่ได้ตั้งใจโดยการทำให้สีอะครีลิกยุ่งกับส่วนแสดงผลหลักของกล่อง ด้วยเหตุนี้ฉันจึงทิ้งฝาครอบป้องกันสีน้ำตาลที่มาพร้อมกับอะครีลิคไว้จนกว่าขอบที่ยึดเข้าด้วยกันจะแห้ง พูดอย่างนี้แล้ว ฉันต้องดูแลไม่ให้ชั้นป้องกันประสานกันระหว่างข้อต่อโดยไม่ได้ตั้งใจ

ในระยะสั้น ณ จุดนี้ฉันมีกล่องตื้นมากที่สามารถยึดตัวต่อที่เสร็จแล้วด้วยอะคริลิกหลวมขนาดใหญ่หนึ่งชิ้นที่สามารถวางไว้ด้านบนได้ ล็อคเข้าไปในช่องที่สร้างโดยด้านข้างของกล่อง

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ฐานและฝาครอบด้านบน

การใช้ FreeCAD ฉันออกแบบและพิมพ์ชิ้นส่วนที่แนบมา:

• ฝาครอบด้านบน (สีขาว)
• ฐาน (กลับมา; ในโลกที่สมบูรณ์แบบ มันจะเป็นสีเขียว)
• ฐานรอง (สีขาว)

ด้วยเหตุผลบางประการ มุมของส่วนที่ลาดเอียงของฐานพิมพ์ไม่ราบรื่นนัก การขัดให้เรียบส่งผลให้พื้นผิวฐานไม่เรียบ ดังนั้นฉันจึงขัดฐานทั้งหมดลงด้วยกระดาษทรายละเอียดแล้วพ่นสีกลับเพื่อให้ได้พื้นผิวที่สม่ำเสมอ เมื่อมองย้อนกลับไปถ้าฉันพิมพ์เป็นสีขาว ฉันสามารถพ่นสีให้เป็นสีเขียวที่ตอนแรกฉันต้องการให้เป็นสีเขียวได้

จากนั้นฉันก็ติดแถบไฟ LED RBG โดยให้ไฟ LED หันเข้าหาฐานของตัวต่อ แล้วป้อนกลับเข้าไปในด้านในของฐานผ่านช่องที่ให้มา พื้นผิวที่เหนียวใต้แถบ LED ยึดแถบไว้ไม่ถูกต้อง ดังนั้นฉันจึงเพิ่มกาวพิเศษเพื่อยึดให้แน่น

ปุ่มรีเซ็ต สวิตช์จรวด และขั้วต่อกระบอกจ่ายไฟที่เสียบหรือขันด้วย รูบางรูต้องเจาะหรือดึงออกเล็กน้อยก่อนที่บิตเหล่านี้จะพอดี

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม Arduino และทดสอบการตั้งค่า

จากนั้นฉันก็ตั้งค่า breadboard ของคุณตามที่แสดงด้านบน ในขั้นต้น ไม่จำเป็นต้องใส่หม้อแปลงหรือขั้วต่อแบบบาร์เรล เนื่องจากโปรเจ็กต์ได้รับพลังงานและตั้งโปรแกรมผ่านไฟ USB ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ของฉัน

จากโค้ด คุณจะเห็นว่าไฟ LED จะค่อยๆ หมุนเวียนจากช่วงสีหนึ่งไปยังอีกช่วงหนึ่ง หากกดปุ่ม 3 (สีเขียว) ไฟ LED จะเปลี่ยนเป็นสีหลักถัดไปตามลำดับ หากกดปุ่ม 2 (สีแดง) ไฟ LED จะหยุดเปลี่ยนและยังคงแสดงสีปัจจุบัน หากต้องการดูการเปลี่ยนสีต่อไป คุณต้องกดปุ่มสีแดงอีกครั้ง การหยุดการแสดงผลชั่วคราวจะไม่ทำให้โปรแกรมหยุดชั่วคราว ดังนั้นเมื่อกดปุ่มสีแดงอีกครั้ง ไฟ LED จะข้ามไปที่สีปัจจุบันที่โปรแกรมกำลังทำงานอยู่

ต่อไปฉันต้องต่อทุกอย่างลงในกล่องตามขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 5: นำมันมารวมกัน

ฉันต้องการเรียกใช้โปรเจ็กต์นี้โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ 12V มาตรฐาน เนื่องจากนาโนสามารถขับเคลื่อนโดยใช้ 6 ถึง 20V ฉันคิดว่าฉันสามารถเชื่อมต่อตัวเชื่อมต่อแบบบาร์เรลกับพิน GND และ VIN โดยใช้พิน 5V บน Nano เพื่อจ่ายไฟให้กับ LED และทุกอย่างก็จะดี อนิจจานี่ไม่ใช่กรณี กล่าวโดยย่อ ดูเหมือนว่าแถบ LED จะดึงแอมป์มากเกินไปสำหรับการจ่ายไฟจากพิน 5V บนนาโน เมื่อใช้ตัวควบคุมของนาโน (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในการสนทนาต่อไปนี้) ดังนั้นฉันจึงเพิ่มหม้อแปลงสเต็ปดาวน์และขับเคลื่อนแถบนาโนและ LED จากที่นั่น

เนื่องจากโปรเจ็กต์ทำงานได้ดีเมื่อใช้พลังงานจาก USB ความเจ็บปวดทั้งหมดนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากฐานได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ Nano อยู่ในตำแหน่งที่มีพอร์ต USB ที่สามารถเข้าถึงได้จากภายนอก ด้วยวิธีนี้ โครงการสามารถขับเคลื่อนโดยใช้สาย USB มาตรฐานที่เชื่อมต่อกับที่ชาร์จ USB

อย่างไรก็ตามข้างต้นทำให้ฉันมีความคิดอื่น Arduino ดูเหมือนจะเกินความสามารถสำหรับโครงการนี้ซึ่งสามารถควบคุมได้โดยตัวควบคุม ATtiny ตัวใดตัวหนึ่ง ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงสเต็ปดาวน์

ฉันยังใหม่กับสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด ดังนั้นการเดินสายของฉันจึงเป็นที่ต้องการอย่างมาก สิ่งนี้กล่าวว่าฉันต่อบิตขึ้นตามแผนภาพก่อนหน้าโดยใช้ปืนกาวเพื่อติดคอนโทรลเลอร์และหม้อแปลงลง เมื่อทำเช่นนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากาวไม่ได้อยู่ใกล้ส่วนใดๆ ที่อาจเกิดความร้อน เนื่องจากจะทำให้กาวละลายและชิ้นส่วนหลุดออกมาเมื่อใช้งาน

เมื่อต่อสายไฟ ขั้วต่อแบบบาร์เรล ต้องใช้มัลติมิเตอร์เพื่อยืนยันว่าพินใดเป็นค่าบวกและอันใดเป็นกราวด์ ในขณะที่ไม่แสดงในแผนภาพ สวิตช์โยกจะเชื่อมต่อระหว่างอินพุตบวกของหม้อแปลงและขาบวกของขั้วต่อบาร์เรล

ก่อนที่จะเชื่อมต่อสิ่งใด ๆ กับเอาท์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้า จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและด้วยความช่วยเหลือของมัลติมิเตอร์ การตั้งค่าเอาต์พุตจะถูกปรับ (โดยการหมุนสกรูปรับ) จนกระทั่งเอาต์พุตเป็น 5V เมื่อตั้งค่าแล้ว สกรูนี้จะติดกาวในตำแหน่งเพื่อไม่ให้เคลื่อนไปโดยไม่ได้ตั้งใจในอนาคต

ตอนนี้สามารถติดและขันฝาครอบฐานลงได้แล้ว

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

โดยรวมแล้วฉันมีความสุขมากกับผลลัพธ์สุดท้าย เนื่องจากจิ๊กซอว์เป็นส่วนที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงของโปรเจ็กต์ คุณจึงสามารถสร้างปริศนาต่างๆ มากมายเพื่อแสดงด้วยโคมไฟได้

มีปัญหาเล็กน้อยเกินไป:

1. ปุ่มรีเซ็ตสีเขียวและสีแดงยาวเกินไปเล็กน้อย ขัดขวางปริศนาเล็กน้อย มันเคยเล็กน้อยมากและเนื่องจากพวกมันถูกวางไว้ตรงกลาง ตัวต่อจึงยังคงถูกสร้างให้อยู่ในช่องได้พอดี
2. กล่องแคบไปหน่อย เลยไม่ได้ชิดกันเท่าที่ควร อย่างไรก็ตามเนื่องจากการออกแบบ ฐานและฝาครอบด้านบนจึงสามารถยึดเข้าด้วยกันได้อย่างเหมาะสม

ปกติฉันจะเขียนรายการบทเรียนที่ได้เรียนรู้และคำแนะนำสำหรับงานสร้างในอนาคต แต่อย่างที่ฉันได้กล่าวถึงสิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ในขั้นตอนก่อนหน้านี้แล้ว สำหรับตอนนี้ ฉันจะทิ้งสิ่งต่างๆ ไว้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 7: ปริศนาอื่นๆ

ฉันจะเพิ่มปริศนาอื่น ๆ ที่นี่ในขณะที่ฉันสร้างมัน