Nesten Hive Lights - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik wilde een interactief lichtdisplay maken waarmee het individu lichtfoto's kan maken op een pixelachtige manier. Ik ben opgegroeid met de Lite-Brite en heb dit als uitgangspunt voor een idee gebruikt.

Het grotere formaat van de lichten betekende dat de fysieke grootte van het totale ontwerp behoorlijk omslachtig werd, dus brak de lichten op in afzonderlijke modules …

Ik noem deze Hive Lights. Je kunt er zelf een maken door deze instructies te volgen.

Elke module heeft een microcontroller en een LED-module die door de gebruiker kan worden aangepast om een van de 4 kleuren in het RGBW-spectrum uit te voeren.

Deze stijl van LED wordt het best bekeken in omgevingsverlichting op een lager niveau, hierover later meer.

De kleur wordt gewijzigd door de lichtrand aan de bovenkant van de module te draaien.

De modules hebben 6 stopcontacten waardoor ze kunnen worden aangesloten op extra modules.

Eén module is enigszins gewijzigd om directe power brick-bevestigingen mogelijk te maken. Ik schatte dat er slechts 1 powermodule nodig is om 24 modules van stroom te voorzien.

Dit is een vroege proof of concept-versie van het voltooide project.

Ik heb de. STL-bestanden toegevoegd als u uw eigen bestanden wilt maken, pas op dat de kosten drastisch stijgen naarmate het patroon dat u wilt maken complexer wordt.

Stap 1: De onderdelen

Ik heb een 3D-printer gebruikt om de benodigde onderdelen te maken, mijn favoriete plastic is ABS. Alle afdrukbestanden zijn hier opgenomen.

Print de 7 unieke onderdelen (een stuk vereist 6 exemplaren) die nodig zijn voor elke module. De originele schaal is niet helemaal het eerste origineel. Het heeft 4 ontwerpwijzigingen ondergaan voordat ik bij deze kwam, die behoorlijk bruikbaar en robuust is. Binnenin de module is ruimte voor 6 magneten en aandrijftandwielen voor het lichtwisselmechanisme. De tandwielen hebben een afdekking die in de rupsbanden wordt vastgezet voor een goede werking.

Er zijn 2 versies van de ShellBase. Eentje is compleet en ik vond dat het er schoner uitzag, maar het was een absolute nachtmerrie om de contacten in te passen. Ik splitste de contactvlakken in tweeën en creëerde twee verschillende patronen die de contactinstallatie veel gemakkelijker maakten, maar ik offerde een deel van de esthetische aantrekkingskracht op.

Het LED-venster is een ondoorzichtig vierkant van 22 mm vierkant van kunststof, zeer gemakkelijk te snijden met een scheermesje vandaar de vierkante vorm. Dit wordt op zijn plaats gehouden door een buitenste ring die fungeert als een knop om de lichten uit te schakelen door alle kleurenschema's die in de microcontroller zijn geprogrammeerd.

Ik gebruikte de Arduino neopixel-bibliotheek en een eenvoudige kleurveranderingscode voor de RGBW-LED's die ik van Amazon kocht. De code staat in stap 6.

Stap 2: Attractie

Ik heb een eenvoudig hulpmiddel gebouwd om bij dit proces te helpen. Het is het gele gedeelte dat hier onder de omgekeerde module wordt weergegeven. Beginnend bij de bovenste ringmagneten worden met wisselende polariteit in de sleuven geplaatst. Deze worden dan op hun plaats gelijmd.

Het modulelichaam wordt geplaatst zoals afgebeeld met de POT-tandwieluitsparing in de buurt van de lus op het gereedschap. Dit zorgt ervoor dat alle modules dezelfde magneetoriëntatie hebben. dit is erg belangrijk om kortsluiting te voorkomen.

Plaats voor de modulebehuizing magneten (12 mm x 2 mm) in afwisselende polariteit in de 6 magneetvakken rond de omtrek van de buitenschaal.

De magneten zijn 12 mm x 2 mm online verkrijgbaar via tal van leveranciers. In totaal zijn er voor elke module 7 magneten nodig.

Het afdrukbestand van de magneetsjabloon is bijgevoegd

Stap 3: Moduleassemblage

Plaats het potentiometertandwiel in het kleine tandwielspoor en plaats vervolgens het vierkante tandwielkegeldeel in het grotere tandwielspoor, waarbij het lange deel van binnenuit door de buitenschaal gaat.

De geselecteerde potentiometer is een mechanisch begrensd type met 1 slag. Deze wordt met lijm aan het tandwieldeksel vastgemaakt. Het is belangrijk om de as van het kleine aandrijftandwiel te laten passen met de potentiometer, de potlimieten voorkomen dat de lichtrand omdraait.

Ja, dit bleek niet zo robuust te zijn en is in latere builds aangepakt.

Plaats het versnellingsdeksel met de spoorzijde naar de lensopening toe en zet het vast met lijm. Hete lijm werkt, maar is niet ideaal voor langdurig gebruik.

Plaats de ondoorzichtige lens in de vierkante opening aan de bovenkant van het aandrijftandwiel. Druk vervolgens de buitenste ring op zijn plaats. Ik heb deze onderdelen zo ontworpen dat ze perfect passen en het zal vrij moeilijk zijn om te verwijderen als ze niet correct zijn geplaatst.

Ten slotte gebruikte ik heat-set-schroefinzetstukken om de schaalbasis op te houden.

Stap 4: Contact opnemen

Voor de elektrische verbindingen tussen modules heb ik veercontacten van DigiKey gebruikt.

In de onderste schaalafdekking moeten contacten zijn geplaatst. Dit wordt gedaan met de platte bovenkanten in de holte en de puntige veertjes op de toppen. Elke module heeft 6 van elke contacten. Er is alleen een voorziening voor voeding en aarde voor elke module.

Om deze te bedraden, moet u de aangrenzende pads met elkaar verbinden tussen de pad-ruimtes, het is bedraad van piek tot dal. Begin bij een van de contactparen waar geen schroefgat tussen zit, ga met de klok mee en maak de eerste dalbodem en het eerste piekvermogen. Verbind deze piek met de volgende contactpad-vallei, blijf piek met vallei verbinden totdat je de 6 pads hebt voltooid. Kies vanaf hier de eerste set rijdraadjumpers en sluit deze aan op de voeding, vervolgens de volgende set op aarde enzovoort, op die manier zijn er afwisselende stroom- en aardingsverbindingen. Nu zijn alle 6 contactpunten van stroom voorzien en geaard. Aangrenzende pads hebben de omgekeerde polariteit.

Door alle pads hetzelfde te bedraden (positieve overbrugging van de schroefgaten in de basis) voor elke module en als de magneten correct waren geïnstalleerd, de combinatie van padontwerp en afstoting, zal het bijna onmogelijk zijn om 2 modules te dwingen om kortsluiting te behouden scenario. Toekomstige revisies hebben interne zekeringen.

De uiteinden van de contactkussens werden op hun plaats gehouden met ABS-lijm.

Er is een extra magneet in de basis van de schaal voor bevestiging aan metalen oppervlakken.

Stap 5: Voedingsmodule

Eén module is gewijzigd en fungeert als voedingsingang. Het is bedoeld om te worden gevoed door een standaard 5V-muurwrat.

Ter vervanging van een van de contactpuntsets is een loopplug geplaatst.

Dit werd gedaan door een van de contactvlakken af te knippen en een kant van de stekker af te knippen.

Het is in serie gesoldeerd met de andere pads op de module.

Stap 6: Overzicht controller

Ik gebruikte LED-modules van Amazon

De code is een beetje dik, maar het werkt, ik heb het hier opgenomen.

Deze werden aangesloten in een serie van 3 modules. De verbindingen moesten worden gesoldeerd met behulp van het Arduino NeoPixel-formaat. De rij was vastgelijmd aan de bezel gear cover.

Ik heb ervoor gekozen om elke module een brein te laten hebben, omdat de logistiek van serieel aangesloten lichten en willekeurige analoge interfaces op een verwachte manier met een centrale geest communiceren, goed de reikwijdte was van het hier gepresenteerde conceptuele ontwerp.

In kleinere hoeveelheden leek de Arduino Nano-controller een goede keuze, omdat deze de ingebouwde randapparatuur had die ik voor deze taak nodig had.

De soldeerverbindingen zijn Potentiometer-voeding en modulevoeding naar de 5V-poort op de Nano. De gronden zijn verbonden met de GND-poort op de Nano. De potentiometerwisser gaat naar de A0-poort en de LED-datalijn gaat via een weerstand van 300 ohm naar D2 op de Nano. De stroomcontacten waren rood aangesloten op Vin en wit op GND

De basiswerking is gecontroleerd, de potentiometer wordt gedraaid, een bijbehorend lampje gaat branden.

De lichten zijn een beetje bloedarm in deze versie omdat ik ervoor koos om RGBW-modules te gebruiken, de volgende versies gebruiken daglichtleesbare LED's. De lichtsturing komt uit de Arduino NEO-pixelprogrammacatalogus. De potentiometer wordt ingelezen via de analoge ingangspinnen en vertaald naar een kleurenkaart in het programma. Dit wordt vervolgens uitgevoerd naar de seriële LED-module.

Stap 7: Verder gaan

De sleutel tot deze lichten is kwantiteit. Hoe meer gekoppelde modules, hoe beter de weergave.

Omdat deze lampen duur zijn om in kleine hoeveelheden te produceren, start ik een crowdfundingcampagne om deze op grote schaal te laten produceren.

De lamp is volledig opnieuw ontworpen voor productie.

Terwijl de primaire werkingsmodus directe manipulatie is, hebben deze nu extra centrale communicatie voor toegang en controle op afstand om de lokale bediening te negeren

extra functies zijn als volgt:

De fysieke interne structuur is volledig bijgewerkt met aangepaste printplaten met speciale microcontrollers, daglichtleesbare lichten. Extra functies zoals unieke digitale serienummers, configureerbare modules, meer kleuren.

Kijk op mijn website voor updates en links…