De spiraallamp (ook bekend als de Loxodrome-bureaulamp) - Ajarnpa

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

The Spiral Lamp (ook bekend als The Loxodrome Desk Lamp) is een project dat ik in 2015 begon. Het werd geïnspireerd door Paul Nylander's Loxodrome Sconce. Mijn oorspronkelijke idee was voor een gemotoriseerde bureaulamp die vloeiende wervelingen van licht op de muur zou projecteren.

Ik ontwierp en 3D-print een prototype in OpenSCAD voor een tentoonstelling van een maker. Hoewel de verlichting zo fantastisch was als ik had gehoopt, waren de mechanische onderdelen kwetsbaar, moeilijk te bouwen en werkten ze gewoon niet erg goed.

Sindsdien heb ik FreeCAD geleerd, een veel krachtiger hulpmiddel, en heb ik de mechanische componenten opnieuw ontworpen. Deze Instructable presenteert een versie van de tweede generatie die de meeste binnenkant vervangt door volledig 3D-afdrukbare onderdelen. Deze update bevat verwisselbare 3W LED-modules, zodat je de LED's kunt verwisselen voor verschillende kleuren; of; als je het kunt aansluiten met een full-color RGB LED-module voor meer geavanceerde lichteffecten.

Dit project is open source:

Dit project is volledig gebouwd met gratis en open source software en voldoet aan de definitie van open source hardware. De OpenSCAD- en FreeCAD-ontwerpbestanden zijn bedoeld om te wijzigen onder de Creative Commons - Naamsvermelding - Gelijk delen

Extra tegoeden:

• Geïnspireerd door Paul Nylander's "Loxodrome Sconce"
• OpenSCAD-bestand afgeleid van kitwallace's "Loxodrome"

Stap 1: De centrale kern

De achilleshiel van mijn oorspronkelijke ontwerp was dat de loxodrome-bol geen betrouwbaar bevestigingspunt had. Aanvankelijk probeerde ik het aan een draaipunt aan de bovenkant op te hangen en magneten te gebruiken om het aan de basis te draaien. Dit werkte helemaal niet, dus ik probeerde een motor en een kleine versnelling, maar aangezien de loxodrome aan de onderkant hing, duwde de versnelling hem uit de weg in plaats van hem te draaien. De belangrijkste uitdaging was om een manier te vinden om het van onderaf te ondersteunen en te draaien, terwijl het toch een vaste centrale as had voor het verankeren van de LED-arm en de bedrading.

De lamp in deze Instructable is opnieuw ontworpen om een coaxiale centrale kern te gebruiken. De motor aan de basis roteert een klein tandwiel dat ingrijpt in een groter centraal tandwiel. Het centrale tandwiel wikkelt zich rond een 608 rolschaatslager en klikt vast in een ander deel dat de rotatie overbrengt naar het bovenste gedeelte van de lamp. Door het midden van het lager loopt een vaste centrale buis voor het verankeren van de LED-draagarm en voor het doorvoeren van de bijbehorende bedrading.

Stap 2: Afdrukken en monteren van de centrale kern

De centrale kern bestaat uit de volgende vier 3D-geprinte onderdelen:

• TopAssembly.stl (grijs, vorige foto)
• GearCoreCenter.stl (rood)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (groen)
• DriveGear.stl (paars)

Naast de geprinte onderdelen heb je één 603 rolschaatslager nodig. Deze kun je goedkoop vinden op eBay. Bekijk de video hierboven om te zien hoe het allemaal in elkaar zit. Mogelijk moet u de centrale buis op de TopAssembly schuren voor een goede pasvorm. Zodra het lager in het GearCoreCenter is geplaatst, moet u wat lijm aan de rand van de LoxodromeMountingAdapter toevoegen en deze in het GearCoreCenter klikken. Deze twee delen zijn bedoeld om stevig te worden bevestigd en mogen niet draaien.

Ik heb Panef White Stick Lubricant with Silicone op alle bewegende delen gebruikt.

Algemene afdruktips:

Alle onderdelen in de centrale kern zijn ontworpen om zonder ondersteuning te worden bedrukt. Het GearCoreCenter moet worden bedrukt met de tandwielzijde gelijk op het printbed met de drukknopen naar boven gericht. De DriveGear moet worden bedrukt met het tandwiel vlak op het bed en de smalle as naar boven gericht. Ik ontdekte dat het instellen van de "Retraction Minimum Travel" op 2 mm in Cura 2 de afdruk aanzienlijk versnelde.

Afdruktips voor de bovenmontage:

Bij het printen in PLA met de standaardinstellingen was de buis in het midden van de TopAssembly te broos. Het vertragen van de afdruk, het vergroten van de wanddikte, stroomsnelheid en temperatuur gaf me een voldoende sterk onderdeel.

Dit zijn de Cura 2-instellingen die ik heb gebruikt voor het snijden van de TopAssembly:

• Schelp:

  Wanddikte: 2

• Koeling:

  • Ventilatorsnelheid: 50%
  • Normale ventilatorsnelheid: 30%
  • Maximale ventilatorsnelheid: 35%

• Materiaal:

  • Standaard afdruktemperatuur: 210
  • Afdruktemperatuur: 210
  • Stroom: 110%
  • Intrekking inschakelen: False

• Snelheid:

  • Afdruksnelheid: 40 mm/s
  • Muursnelheid: 10 mm/s

Stap 3: Krimpen van de draden voor de LED-arm

U moet een krimptang gebruiken om de draden op een DuPont-connector met vier standen te krimpen met behulp van vrouwelijke pinnen. Ik heb mijn lamp gebouwd met connectoren met vier standen, zodat ik genoeg draden zou hebben voor een RGB-led. Als u een LED met één kleur gebruikt, zijn twee draden voldoende, maar ik geef er de voorkeur aan om de draden te verdubbelen voor extra stroomcapaciteit. De LED-arm heeft dus een sleuf die groot genoeg is voor een vierpunts DuPont-connector.

U hebt vier sets gevlochten draad nodig van ongeveer 30 cm lang, een krimptang en een DuPont-connectorset. Ik heb deze gebruikt:

• IWISS SN-28B Krimptang
• HALJIA 310 Pcs 2.54mm Dupont Vrouwelijk/Mannelijk Draad Jumper Pin Header Connector Assortiment

De video demonstreert het krimpproces.

Stap 4: Montage van de LED-arm

Nadat u de kabelboom hebt gebouwd, voert u de draden door de LED-arm en duwt u de DuPont-connector in de sleuf. Het is een strakke pasvorm. Misschien wilt u wat lijm op de connector deppen, zodat deze in de toekomst niet losraakt, maar als u dat toch doet, gebruik dan een klein beetje en breng het aan op de stevige kant van de connector en pas op dat de lijm niet loslaat. in de stopcontacten komen.

Zodra de LED-arm is gemonteerd, kunt u deze door het gat in het midden van de centrale kern voeren. De video demonstreert het proces en laat me testen met verschillende LED-modules.

Printtips voor de LED-arm:

De LED-arm moet tijdens het printen op zijn kant worden geplaatst. Alle oppervlakken zijn zodanig hellend dat steunen niet nodig zijn.

Stap 5: Montage van de LED-modules

De LED-modules zijn opgebouwd uit de volgende componenten:

• Een 3W LED "Ster"
• Een flessendop (als koellichaam)
• Een DuPont-connector met vier standen en mannelijke pinnen
• Korte stukken geïsoleerde, gevlochten draad
• Normale tweedelige epoxy voor het bevestigen van de DuPont-connector aan de achterkant van de dop van de fles (ik gebruikte JB Weld)
• Tweedelige thermische epoxy om de LED aan de dop van de fles te bevestigen (ik gebruikte Arctic Alumina Thermal Adhesive)

U wilt een soldeerbout gebruiken om korte stukken draad aan de positieve en negatieve pads van uw LED-ster te bevestigen. Als je een LED met één kleur hebt, zou je de draden kunnen verdubbelen, twee voor de positieve en twee voor de negatieve. Hierdoor kunt u stroom door beide draden parallel laten lopen en alle beschikbare draden in de LED-arm opgebruiken. Voor een RGB-led gebruikt u één draad om alle anode (-) pads met elkaar te verbinden en de resterende drie draden om aan te sluiten op elk van de kathode (+) pads.

Ik gebruik kroonkurken voor de LED-koellichaam. Ik kocht deze bij mijn plaatselijke brouwerij, hoewel je zou kunnen proberen om er een uit een bierflesje te hergebruiken als het helemaal niet gebogen was.

Tenzij u "kale" doppen koopt, moet u mogelijk een heteluchtpistool gebruiken om de rubberen voering zacht te maken en te verwijderen. Zorg ervoor dat je een schoon en perfect vlak oppervlak van blank metaal hebt om je LED te bevestigen. Gebruik vervolgens thermische epoxy om de LED aan de doppen van de flessen te bevestigen, zet hem vast met clips en laat hem een nacht staan.

Stap 6: Montage van de LED-modules

De volgende dag wilt u de mannelijke DuPont-connectoren op elk van de vier draden krimpen en ze in een behuizing met vier connectoren duwen. Meng vervolgens wat van de gewone tweecomponenten epoxy (niet de thermische epoxy die u eerder gebruikte) en bevestig de connector aan de achterkant van de dop van de fles. Nogmaals, knip en laat een nacht staan.

De afbeelding toont een enkele kleur en een driekleurige RGB LED-module na montage.

Stap 7: Sluit de motor aan

Ik gebruikte een 4W 120V AC TYD-50 type synchrone motor voor de basis. Deze motoren worden gebruikt in magnetron draaitafels en zijn vrij gemakkelijk online te vinden. Ze zijn niet duur, ze lopen zeer stil en zijn verkrijgbaar in verschillende toerentallen. Ik koos voor een langzame 5-6 RPM-eenheid om mijn lamp een langzame, gestage draaiactie te geven. De versnelling in de lamp halveert dit, dus mijn lamp draait met een rustgevende 2,5 tot 3 RPM's.

Ik soldeerde op een snoer dat uit een apparaat was geborgen en isoleerde het met twee lagen krimpkous. Als u niet vertrouwd bent met lijnspanningen in uw lamp, kunt u ook 12V AC TYD-50 synchrone motoren vinden. Je zou het dan combineren met een muurwrattentransformator die een meer makervriendelijke 12V AC levert.

Stap 8: Monteer de basisplaat

De motor kan met M3-bouten op de grondplaat worden geschroefd.

Mijn motor had een as met een buitendiameter van 7 mm. Dus ontwierp ik een plastic stuk om het te laten passen met een 3D-geprinte vierkante profielas. Deze zit vast met een M3 bout en moer.

Dit plastic stuk heeft een brede taps toelopende mond en de as is bedoeld om vrij in en uit te schuiven met weinig weerstand. U hebt dit later in de montage nodig, omdat het van bovenaf op zijn plaats moet vallen.

Om te voorkomen dat de motor oververhit raakt, plakt u enkele rubberen voetjes op de onderkant van de basisplaat. Dit houdt het weg van de tafel en helpt bij de luchtstroom.

Afdruktips:

Alle onderdelen zijn ontworpen om zonder steunen te worden bedrukt.

Stap 9: Monteer de lampbehuizing

De basisplaat kan met M3-schroeven aan de behuizing worden bevestigd. Er is geen manier om naar binnen te reiken, dus zorg ervoor dat alle draden uit de gleuf aan de achterkant van de basisplaat bungelen voordat je de twee helften bevestigt!

Afdruktips:

Het lamplichaam heeft een lichte helling en kan zonder steunen worden bedrukt.

Stap 10: Bevestig de tandwielconstructie aan het lamphuis

De as zit losjes in het gat in het tandwielsamenstel. Als u gewoon probeert het tandwielsamenstel van bovenaf in te brengen, zal de as waarschijnlijk in de lamp vallen.

Je zou een beetje hete lijm kunnen gebruiken om de as op zijn plaats te houden, maar ik heb ervoor gekozen om het tandwielstelsel ondersteboven te houden en vervolgens het lichaam van de lamp (ook ondersteboven) eroverheen te laten zakken. U moet een as gebruiken om de bijpassende gleuf diep in de lamp te vinden, de schuine zijkanten van het bijpassende gedeelte moeten de as op zijn plaats helpen te geleiden.

In het begin zul je merken dat de as te lang is. Ik deed dit expres, zodat je het kon inkorten totdat alles goed in elkaar past.

Zodra de tandwielconstructie op zijn plaats zit, sluit u de motor aan en controleert u of de tandwieloverbrenging draait voordat u de bovenkant vastzet met twee kleine schroeven.

Stap 11: Bevestig de Loxodrome

Steek de LED-arm door het kleine gaatje aan de onderkant van de loxodrome en manoeuvreer de loxodrome in positie. Het zit strak en er is weinig speling tussen de rand van de loxodrome en de LED-arm. Gebruik echter geen geweld, het zou niet nodig moeten zijn.

Ik had wat moeite om de loxodrome voorbij de bocht aan de basis van de LED-arm te krijgen. Ik moest de randen van de LED-arm een beetje vijlen om hem smal genoeg te maken om te passeren, maar ik heb het CAD-bestand en STL aangepast, dus hopelijk hoeft u dit niet te doen.

Zodra de loxodrome zich bij de hals van de LED-arm bevindt, moet deze op de borglipjes klikken. De laatste stap is het plaatsen van de LED-module door uw vingers door de openingen in de loxodrome te steken.

Bekijk de video hoe je dit doet.

Afdruktips:

Print de Loxodrome op 100% infill, omdat je wilt dat de spiraalarmen zo sterk mogelijk zijn.

Je zult zeker ondersteuning nodig hebben voor deze print en veel ervan. Als je een dubbele extruder en oplosbare ondersteuning hebt, is dit een geweldige plek om het te gebruiken!

Als je geen dubbele extruder hebt, vrees dan niet, want ik kon dit afdrukken op een FDM-printer met één extruder. Aangezien het grootste deel van de steun zich in de Loxodrome zal bevinden, moet deze zwak genoeg zijn zodat u met een punttang naar binnen kunt reiken, deze kunt verpletteren en stuk voor stuk kunt verwijderen.

De standaard ondersteuning in Cura is hiervoor te sterk. De truc die ik vond was om een rasterondersteuning te gebruiken met een ondersteuningsdichtheid van nul. Dit zorgt ervoor dat Cura alleen dunne enkellaagse wanden print om de spiraalarmen van de Loxodrome te ondersteunen. Deze muren zijn relatief eenvoudig te verpletteren en te verwijderen zodra de afdruk is voltooid.

Mijn originele afdruk is gemaakt in 2015 met een eerdere versie van Cura, maar hier zijn de instellingen voor Cura 2 die het gewenste ondersteuningspatroon lijken te geven:

• Ondersteuning genereren: True
• Ondersteuningsplaatsing: overal
• Ondersteuningspatroon: raster
• Ondersteuningsdichtheid: 0
• Ondersteuning Afstand X/Y: 0.9
• Ondersteuningsafstand Z: 0.15
• Torens gebruiken: False

Tijdens en na de print ziet de Loxodrome eruit als een gigantische croissant. U moet een punttang gebruiken om de steun weg te scheuren totdat alles weg is. Door er met een scherp voorwerp in te prikken of het te pletten, worden de lagen afgebroken. Het gebruik van dikke handschoenen kan hierbij helpen, omdat de fragmenten scherp kunnen zijn. Zodra alle ondersteuning is verwijderd, kunt u eventuele ruwe plekken gladstrijken met schuurpapier.

Stap 12: De LED-module van stroom voorzien

Om de LED-module van stroom te voorzien, raad ik een instelbare stroomvoeding aan. Voor een typische LED-ster zal 300mA voldoende stroom leveren. Er zijn verschillende 300mA LED-stuurprogramma's op eBay vermeld, of je kunt een volledig instelbare module krijgen, zoals die in mijn video.

Een andere optie is om een DC-naar-DC buck-converter met variabele spanning aan te schaffen en deze te gebruiken in combinatie met een 12v DC-muurwrat. Vervolgens kunt u de spanning voorzichtig van nul verhogen totdat de juiste hoeveelheid stroom, gemeten met een multimeter, door de LED stroomt. Houd er rekening mee dat LED's met verschillende kleuren de voeding op verschillende spanningen nodig hebben, dus als u van plan bent om LED's uit te wisselen, is een constante stroomtoevoer een veel betere keuze.

Nadat u de stroom op de LED hebt ingesteld, mag u deze alleen gebruiken terwijl u aanwezig bent. Je wilt ernaar kijken om er zeker van te zijn dat het niet heet genoeg wordt om de plastic steunen te smelten. Als het erg heet wordt, moet u de stroom lager zetten.

Tweede plaats in de Epilog Challenge 9