Nesting Hive Lights: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Jeg ønsket å lage en interaktiv lysdisplay som ville tillate den enkelte å tegne lysbilder på en piksel som. Etter å ha vokst opp med Lite-Brite brukte jeg dette som et ideelt utgangspunkt.

Den større størrelsen på lysene betydde at den fysiske størrelsen på det generelle designet måtte bli ganske tungvint, så brøt lysene ned i individuelle moduler …

Jeg kaller disse Hive Lights. Du kan lage din egen ved å følge disse instruksjonene.

Hver modul har en mikrokontroller og en LED -modul som kan justeres av brukeren for å gi en av 4 farger i RGBW -spektret.

Denne LED -stilen ses best i omgivelseslys på lavere nivåer, mer om dette senere.

Fargen endres ved å rotere lysrammen på toppen av modulen.

Modulene har 6 strømpunkter som gjør at den kan kobles til flere moduler.

En modul er endret litt for å tillate direkte power brick -vedlegg. Jeg anslår at det bare er nødvendig med en strømmodul for å drive 24 moduler.

Dette er en tidlig proof of concept -versjon av det ferdige prosjektet.

Jeg har tatt med. STL -filene hvis du ønsker å lage dine egne, bare pass på at kostnaden øker drastisk jo mer komplekst mønsteret du ønsker å lage.

Trinn 1: Delene

Jeg brukte en 3d -skriver for å lage delene som trengs, min plast er ABS. Alle utskriftsfiler er inkludert her.

Skriv ut de 7 unike delene (ett stykke krever 6 kopier) som trengs for hver modul. Det originale skallet er ikke helt den første originalen. Den gikk gjennom 4 designendringer før jeg kom til denne som er ganske brukbar og robust. Inne i modulen er det plass til 6 magneter samt drivhjul for lysskiftemekanismen. Girene har et deksel som fester seg i spor for riktig drift.

Det er 2 versjoner av ShellBase. Den ene er komplett som jeg syntes så renere ut, men var et absolutt mareritt å passe kontaktene inn i. Jeg delte kontaktputene i to og skapte to forskjellige mønstre som gjorde kontaktinstallasjonen mye enklere, men jeg ofret noen av de estetiske appellene.

LED -vinduet er en ugjennomsiktig firkant av 22 mm firkant, veldig lett å kutte med en barberkniv, så det er derfor den firkantede formen. Dette holdes på plass av en ytre ramme som fungerer som en knapp for å slå lysene av gjennom alle fargevalgene som er programmert i mikrokontrolleren.

Jeg brukte Arduino neopiksel -biblioteket og enkel fargeendringskode for RGBW -lysdiodene jeg kjøpte fra Amazon. Koden er i trinn 6.

Trinn 2: Attraksjon

Jeg bygde et enkelt verktøy for å hjelpe med denne prosessen, det er den gule delen som vises under den inverterte modulen her. Begynnelsen ved de øverste ringmagneter plasseres i sporene på en alternativ polaritetsmåte. Disse limes deretter på plass.

Modulhuset er plassert som vist med POT -girutkoblingen nær løkken på verktøyet. Dette vil sikre at alle modulene har samme magnetorientering. Dette er veldig viktig for å forhindre kortslutning.

For modulhuset plasserer du magneter (12 mm x 2 mm) i en vekslende polaritet i de 6 magnetlommene rundt omkretsen av det ytre skallet.

Magnetene er 12 mm x 2 mm tilgjengelige online via en rekke leverandører. Totalt er det 7 magneter som kreves for hver modul.

Magnetmalutskriftsfilen er vedlagt

Trinn 3: Modulmontering

Plasser potensiometergiret i det lille girsporet, og plasser deretter den firkantede kjegledelen i det større girsporet, med den lange delen som går gjennom det ytre skallet fra innsiden.

Det valgte potensiometeret er en mekanisk begrenset 1 omdreiningstype. Dette er festet til girdekselet med lim. Det er viktig å ha akselen til det lille drivutstyret med potensiometeret, pottegrensene forhindrer at lysrammen vendes for mye.

Ja dette viste seg ikke å være så robust og har blitt adressert i påfølgende bygg.

Plasser girdekseldelen med skinnesiden mot linsen og fest den med lim. Varmt lim fungerer, men det er ikke ideelt for langvarig bruk.

Plasser det ugjennomsiktige objektivet i den firkantede åpningen på toppen av drivgirstykket. Trykk deretter på den ytre rammen på plass. Jeg designet disse delene for å passe inn i forstyrrelser, og det vil være ganske vanskelig å fjerne hvis det ikke er plassert riktig.

Til slutt brukte jeg varmeskrueinnsatser for å holde skallbunnen på.

Trinn 4: Kontakt

Jeg brukte fjærkontakter fra DigiKey for de elektriske tilkoblingene mellom modulene.

Det nederste skalldekselet må ha kontakter satt inn. Dette gjøres med de flate toppene i hulen og de spisse fjærene på toppene. Hver modul har 6 av hver kontakt. Det er bare mulighet for strøm og jord for hver modul.

For å koble disse opp må du koble de tilstøtende putene til hverandre mellom puteplatene det er kablet topp til dal. Begynn med et av kontaktparene som ikke har et skruehull mellom seg, og gå med klokken, gjør den første dalen og den første toppkraften. Koble denne toppen til den neste kontaktputedalen, fortsett å koble toppen til dalen rundt til du har fullført de 6 putene. Herfra velger du det første settet med kontaktledningshoppere og kobler det til strømmen, deretter det neste settet til jord og så videre, på den måten er det vekslende strøm- og jordforbindelser. Nå er alle 6 kontaktpunktene drevet og jordet. Tilstøtende pads har omvendt polaritet.

Ved å koble alle putene til det samme (positivt bygge bro mellom skruehullene i basen) for hver modul, og hvis magnetene var riktig installert, kombinasjonen av putedesign og frastøting, vil det være nesten umulig å tvinge to moduler til å opprettholde kortslutning scenario. Fremtidige revisjoner har interne sikringer.

Spissene på kontaktputene ble holdt på plass med ABS -klebemiddel.

Det er en ekstra magnet i bunnen av skallet for festing til metalloverflater.

Trinn 5: Strømmodul

En modul har blitt endret og fungerer som et inngangspunkt. Den er ment å være drevet av en standard 5V veggvorte.

En fatplugg ble satt inn som en erstatning for et av kontaktpunktsettene.

Dette ble gjort ved å kutte av en av kontaktputene og trimme den ene siden av pluggen.

Den er loddet i serie med de andre putene på modulen.

Trinn 6: Oversikt over kontrolleren

Jeg brukte LED -moduler fra Amazon

Koden er litt tykk, men den fungerer, jeg har inkludert den her.

Disse ble koblet til i en 3 -modulsserie. Tilkoblingene måtte loddes ved hjelp av Arduino NeoPixel -formatet. Raden ble limt fast på girdekselet.

Jeg valgte å få hver modul til å ha en hjerne siden logistikken for å ha serielt tilkoblede lys og tilfeldige analoge grensesnitt kommunisere til et sentralt sinn på en forventet måte var vel omfanget av den konseptuelle designen som presenteres her.

I mindre mengder virket Arduino Nano -kontrolleren som et godt valg siden den hadde de innebygde eksterne enhetene jeg trengte for denne oppgaven.

Loddetilkoblingene er potensialmeter og moduleffekt til 5V -porten på Nano. Begrunnelsen er koblet til GND -porten på Nano. Potensiometerviskeren går til A0 -porten og LED -datalinjen går gjennom en 300 ohm motstand til D2 på Nano. Strømkontaktene var rød til Vin og hvite til GND

Den grunnleggende operasjonen ble sjekket, potensiometeret er slått, et tilsvarende lys aktiveres.

Lysene er litt anemiske i denne versjonen da jeg valgte å bruke RGBW -moduler, etterfølgende versjoner bruker lysdioder som kan leses i dagslys. Lyset kjører er fra katalogen Arduino NEO pixel. Potensiometeret leses inn gjennom de analoge inngangspinnene og oversettes til et fargekart i programmet. Dette sendes deretter ut til den serielle LED -modulen.

Trinn 7: Going Beyond

Nøkkelen til disse lysene er mengde. Jo flere koblede moduler, jo bedre skjerm.

Siden disse lysene er dyre å produsere i små mengder, starter jeg en crowdfunding -kampanje for å få disse produsert i stor skala.

Lyset er fullstendig redesignet for produksjon.

Mens den primære driftsmåten er direkte manipulasjon, har disse nå ytterligere sentral kommunikasjon for ekstern tilgang og kontroll for å overstyre den lokale operasjonen

tilleggsfunksjoner er som følger:

Den fysiske interne strukturen er fullstendig oppdatert med tilpassede kretskort med dedikerte mikrokontrollere, dagslys lesbare lys. Ytterligere funksjoner som inkluderer unike digitale serienumre, konfigurerbare moduler, flere farger.

Ta en titt på nettstedet mitt for oppdateringer og lenker …