Lampada d'atmosfera a LED stampata in 3D: 15 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Ho sempre avuto questo fascino per le lampade, quindi avere la capacità di combinare la stampa 3D e Arduino con i LED era qualcosa che dovevo perseguire.

Il concetto è molto semplice e il risultato è una delle esperienze visive più soddisfacenti che si possano inserire in un formato lampada.

Tieni presente che questo è stato il mio primo progetto Arduino, quindi non tutto potrebbe essere perfetto o efficiente come potrebbe essere, ma funziona. Migliorerò con più pratica:)

Se vuoi la versione visiva di queste istruzioni, guarda il video di YouTube e, già che ci sei, assicurati di iscriverti per vedere gli altri miei progetti:)

Divertiti!

Passaggio 1: sicurezza

Sì, lo so, ma non si stressa mai abbastanza!

Questo progetto prevede la saldatura e l'uso di una pistola per colla a caldo che porta con sé la possibilità di ustioni. Quindi assicurati di essere a tuo agio con un saldatore o chiedi aiuto a qualcuno che lo fa.

Si consiglia inoltre di utilizzare occhiali protettivi per la protezione degli occhi.

Vi preghiamo di prendere tutte le precauzioni necessarie per portare a termine il progetto in sicurezza e anche divertirvi!

Passaggio 2: cose di cui avrai bisogno

Parti stampate

I file per il modello da MyMiniFactory: Link

La copertura esterna della lampada deve essere stampata in PLA bianco. Ho usato Filamentive Natural Transparent in quanto diffonde bene la luce e inoltre non la blocca. Il guscio esterno dovrebbe essere stampato con lo 0% di riempimento, 2 perimetri, 10 strati inferiori e 10 strati superiori. Qualsiasi altezza dello strato è buona, ho usato strati da 0,2 mm.

La colonna inferiore e interna può essere stampata praticamente con tutte le impostazioni desiderate (senza supporti).

Ho usato Petg per la colonna in quanto resiste al calore meglio del PLA. Ho usato il 20% di riempimento, 2 perimetri e 4 strati superiore e inferiore. Non sono necessari supporti.

Il fondo è stato stampato in filamento di legno a strati di 0,2 mm, 2 perimetri, 4 strati superiore e inferiore e riempimento del 20%.

L'estensione del pulsante della tinta è stata stampata in PLA nero standard al 100% di riempimento in quanto è molto piccola.

Elettronica

Arduino Nano: Link

LM2596 DC-DC step down: collegamento

Pulsante tattile tattile: Link

Jack CC: collegamento

Ventola 5v 30mm (opzionale): Link

Striscia LED RGB da 2 metri (WS2812B - 60 LED per metro): Link

Alimentazione: collegamento

Alcuni fili rosso, nero, giallo: Link

2 x viti M3x12: collegamento

2 viti autofilettanti M2x10: collegamento

Schizzo per tutti gli effetti di luce: Link

Utensili

Pistola per colla a caldo: Link

Saldatore: Link

Multimetro: collegamento

Stampante 3D (ovviamente) con un volume di almeno 200 mm di altezza: troppi tra cui scegliere. tuttavia, se sei nel mercato per uno, consiglio vivamente i Prusa MK3 o se vuoi qualcosa di più economico, anche il Creality Ender 3 è abbastanza decente

Passaggio 3: schema elettrico

Questo è lo schema elettrico completo della lampada.

Il ventilatore non è necessario. L'ho progettato per contrastare qualsiasi possibile riscaldamento dei LED, tuttavia, poiché molto probabilmente non utilizzerai la piena luminosità, le possibilità che i LED diventino così caldi da fondere il PETg sono impossibili.

Se stai stampando la colonna LED con PLA e stai pensando di lasciarla in funzione per periodi prolungati, la ventola ti aiuterà sicuramente a mantenere le cose fresche.

Passaggio 4: striscia LED e gruppo ventola

• Saldare un filo nero, rosso e giallo all'estremità della striscia LED.
• Il filo nero dovrebbe andare sul pad GND
• Il filo rosso dovrebbe andare sul pad +5v
• Il filo Giallo dovrebbe andare sul Din pad

NOTA: prendere nota della direzione della freccia sulla striscia LED. I fili devono essere saldati con la direzione della freccia non contro di essa come nella foto.

• Inserire i 3 fili attraverso il tutto nella parte inferiore della colonna e tirarli fino in fondo.
• Rimuovere la copertura adesiva dal retro della striscia LED e attaccare la striscia alla colonna in una direzione a spirale verso l'alto. 2 metri dovrebbero essere sufficienti per coprire l'intera colonna lasciando uno spazio di circa 2 mm tra la rotazione della striscia.
• Prendi la pistola per colla a caldo e metti un po' di colla a caldo alla fine della striscia e anche all'inizio per tenere in posizione sia la striscia che i fili.
• se stai installando il ventilatore posizionalo in fondo alla colonna come in foto e fissalo con le 2 viti M3x12.

NOTA: L'orientamento della ventola è importante. Assicurati che il lato adesivo sia lontano da te quando guardi la ventola in modo che il flusso d'aria conduca all'interno della colonna

Passaggio 5: preparazione di giunti e fili di saldatura

Prendi un saldatore e inizia a preparare i giunti di saldatura sui componenti per attaccare i fili ad essi.

Convertitore step down

• Preparare giunti di saldatura sui 4 angoli contrassegnati IN- IN+ OUT- OUT+
• Saldare un pezzo di filo NERO (lungo circa 10 cm) all'IN-
• Saldare un pezzo di filo ROSSO (lungo circa 10 cm) all'IN+

ARDUINO

Preparare i giunti di saldatura sulle seguenti schede:

• Entrambi i pin GND (1 su ciascun lato)
• pin 5v
• pin D2
• Perno D5

Pulsante tattile

Preparare i giunti di saldatura sui pin opposti. Controlla quali pin hanno continuità quando vengono premuti con un multimetro

• Saldare un filo nero a uno dei pin (lungo circa 10 cm)
• Saldare un altro filo di qualsiasi colore al secondo pin (lungo circa 10 cm)

Jack CC

NOTA: prima di saldare i pin del jack DC, controllare l'alimentatore per vedere la polarità del jack stesso. Questi sono chiaramente contrassegnati come nella foto, in questo caso la parte esterna è NEGATIVA e la parte interna è POSITIVA.

Saldare un filo nero e rosso ai pin del jack CC in base alla polarità del jack di alimentazione. Verificare sempre con un multimetro la continuità per verificare quale pin è correlato alla posizione dell'ingresso DC Jack

Passaggio 6: montaggio: pulsante tattile

• Inserire l'estensione del pulsante della stampante 3D nello slot della base come mostrato nella foto
• Spingere la parte fino in fondo finché non fuoriesce dalla base
• Spingere il pulsante tattile nella fessura dietro l'estensione del pulsante
• Usa della colla a caldo per tenerlo in posizione

Passaggio 7: assemblaggio: presa CC

• Fai scorrere il jack DC nello slot adiacente allo slot del pulsante tattile come mostrato nella foto
• Spingere il jack DC nello slot finché l'ingresso non è allineato con il foro nella base
• Usa una piccola quantità di colla a caldo per fissarlo in posizione

Passaggio 8: preparazione delle lunghezze dei cavi

• Posiziona il convertitore step-down in posizione con i pad IN sullo stesso lato del jack DC
• Prendi entrambi i fili dal jack DC e tagliali a misura, assicurandoti che raggiungano i pad sul convertitore step-down, lasciando circa 1 cm in più in modo che non vengano tesi
• Usando un paio di spellafili o una taglierina a filo, esporre un'anima del filo sufficiente per la saldatura
• Quindi posiziona l'Arduino in posizione come hai fatto con il convertitore step-down
• Prendi entrambi i fili dal pulsante tattile e ripeti il processo, assicurandoti che i fili siano abbastanza lunghi da raggiungere qualsiasi area delle schede Arduino
• Afferra la colonna LED che hai assemblato in precedenza e appoggiala su un lato vicino alla base, con i fili che corrono sulla base
• Prendi entrambi i fili della ventola e tagliali a misura, assicurandoti che entrambi i fili siano abbastanza lunghi da raggiungere il jack CC
• Prendi i 3 fili provenienti dalla striscia LED e tagliali a misura, assicurandoti che i fili raggiungano l'estremità più lontana dell'Arduino.
• Spellare le estremità di ciascun filo come prima.

Passaggio 9: assemblaggio: convertitore step-down parte 1

Posiziona il convertitore Step-Down sul bordo della base, puoi usare un piccolo pezzo di nastro biadesivo per tenerlo in posizione

• Saldare il filo rosso proveniente dal jack DC sul pad IN+
• Saldare il filo nero proveniente dal jack DC sull'IN-pad

Quindi, collega l'alimentatore al jack DC per accendere il convertitore Step-Down (una luce rossa dovrebbe accendersi)

Prendi il tuo multimetro e impostalo sulla tensione CC

Posizionare gli aghi del multimetro su OUT- (nero) e OUT+ (rosso) del convertitore Step-Down. Questo dovrebbe leggere la tensione in uscita dall'unità. Dobbiamo regolarlo per calibrare la tensione sull'uscita 5V

Tenendo gli aghi del multimetro in posizione, prendi un piccolo cacciavite a testa piatta e inizia a girare la piccola vite sulla scatola blu dello Ste-Down.

Ruotare in senso antiorario per ridurre l'uscita di tensione e in senso orario per aumentare l'uscita di tensione.

Smetti di girare quando la tensione è esattamente a 5 volt

Passaggio 10: assemblaggio: convertitore step-down parte 2

Tagliare due pezzi di filo, rosso e nero, lunghi circa 7 cm

Tagliare il manicotto finale su ciascuna estremità di entrambi i fili

• Prendi il filo rosso proveniente dalla striscia LED, uniscilo al filo corto che hai appena preparato e saldali insieme sull'OUT+ dello Step-Down Board
• Prendi il filo nero proveniente dalla striscia LED, uniscilo al filo corto che hai appena preparato e saldali insieme sull'uscita della scheda Step-Down
• Prendi il filo rosso dalla ventola e aggiungilo ai fili rossi saldati su OUT+
• Prendi il filo nero dalla ventola e quindi ai fili neri saldati sull'OUT-

NOTA: per una migliore vestibilità, saldare i fili con una direzione verso l'interno come mostrato nelle foto

Step 11: Assemblaggio: Arduino

• Prendi il filo giallo proveniente dalla striscia LED e saldalo al pad D5 dell'Arduino
• Prendi uno dei fili dal pulsante tattile e saldalo sul pad D2 su Arduino
• Prendi l'altro filo dal pulsante tattile e saldalo sulla linguetta GND sull'Arduino accanto a D2
• Infine, prendi i fili Rosso e Nero provenienti dal convertitore Step-Down e saldali ai pad GND e 5v dell'Arduino

Il risultato finale dovrebbe piacere alla foto. Usa lo schema come riferimento

Passaggio 12: assemblaggio finale

Utilizzare le due viti rimanenti per fissare il convertitore Ste-Down in posizione.

Per l'Arduino, puoi mettere un po' di colla a caldo per tenerlo in posizione.

Questo dovrebbe completare l'assemblaggio principale. E ora la parte divertente

Passaggio 13: programmazione e test Arduino

Prendi un mini cavo da USB a USB. Collega la mini parte ad Arduino e l'altra estremità al tuo PC

Scarica l'ultima versione di Arduino IDE qui

• Apri Arduino IDE sul tuo PC
• Vai su Strumenti -> Gestisci librerie
• Cerca la libreria FastLED e installala
• Vai a File -> Esempi -> FastLED -> ColorPalette per eseguire uno schizzo di esempio
• Sulla riga #define NUM_LEDS, cambia il numero accanto ad esso in modo che corrisponda al numero di LED che hai sulla striscia, nel mio caso è 100
• Puoi anche regolare la luminosità dei LED cambiando il numero sulla riga #define BRIGHTNESS, il massimo è 255. un intervallo tra 100-120 dovrebbe essere più che sufficiente
• Vai su Strumenti -> Porta e seleziona la porta COM a cui è connesso Arduino
• Vai su Strumenti - Scheda e seleziona Arduino Nano
• Fare clic su Carica

La spia Arduino dovrebbe accendersi, seguita dalla striscia LED. Ciò significa che tutto funziona bene e tutto è a posto. Completare il montaggio bloccando la colonna LED in posizione, allineare le linguette sulla colonna con gli ingressi sulla base, ruotare leggermente in senso orario finché non si blocca in posizione.

Infine, basta avvitare il coperchio esterno

Passaggio 14: caricamento dello schizzo finale

Se ti stavi chiedendo perché il pulsante tattile è lì, è qui che entra in gioco. Il seguente schizzo per i LED ha più modelli creati da Tweaking4All, ognuno dei quali può essere commutato premendo il pulsante tattile. i motivi sono assolutamente stupendi e la lampada a LED è stata progettata pensando a questi modelli specifici.

Per prima cosa, dovrai scaricare lo schizzo da qui.

• Apri lo schizzo in Arduino IDE
• Regola il numero di LED come abbiamo fatto prima

Successivamente dovremo inserire un paio di righe di codice per poter controllare la luminosità poiché i LED tendono ad assorbire molta energia, quindi avere la luminosità impostata su 100 aiuterà a mantenerla stabile.

Sotto la riga #define NUM_LEDS inserisci quanto segue:

#define LUMINOSITÀ 100

Nella sezione void loop, sotto EPROM.get(0, selectedEffect); accedere

FastLED.setBrightness(LUMINOSITÀ);

Questo è tutto, ora carica lo schizzo su arduino e il gioco è fatto!

Passaggio 15: RISULTATO

Questo è tutto!

Spero che questa build ti sia piaciuta e assicurati di seguirmi qui e sul mio canale Youtube per altri progetti imminenti!

Joe