The Spiral Lamp (aka Loxodrome Desk Lamp): 12 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Spiral Lampen (a.k.a The Loxodrome Desk Lamp) er et prosjekt jeg begynte i 2015. Den ble inspirert av Paul Nylanders Loxodrome Sconce. Min opprinnelige idé var for en motorisert bordlampe som ville projisere flytende virvler av lys på veggen.

Jeg designet og 3D -trykte en prototype i OpenSCAD for en makerutstilling. Selv om belysningen var så fantastisk som jeg hadde håpet, var de mekaniske bitene skjøre, vanskelig å bygge og fungerte rett og slett ikke veldig bra.

Siden da har jeg lært FreeCAD, et mye kraftigere verktøy, og jeg har redesignet de mekaniske komponentene. Denne instruksjonsboken presenterer en andregenerasjons versjon som erstatter de fleste innsidene med deler som kan skrives ut i 3D. Denne oppdateringen har utskiftbare 3W LED -moduler, slik at du kan bytte lysdioder for forskjellige farger; eller; hvis du kan koble den til med en RGB LED-modul i full farge for mer sofistikerte lyseffekter.

Dette prosjektet er åpen kildekode:

Dette prosjektet ble bygget helt med gratis og åpen kildekode-programvare og oppfyller definisjonen av maskinvare med åpen kildekode. OpenSCAD- og FreeCAD -designfilene kan du endre under Creative Commons - Attribusjon - Del likt

Ytterligere studiepoeng:

• Inspirert av Paul Nylanders "Loxodrome Sconce"

• OpenSCAD -fil hentet fra kitwallaces "Loxodrome"

Trinn 1: Den sentrale kjernen

Akilleshælen i min originale design var at loxodrome -sfæren ikke hadde et pålitelig monteringspunkt. Opprinnelig forsøkte jeg å suspendere den fra et svingpunkt øverst og bruke magneter for å rotere den ved basen. Dette fungerte ikke i det hele tatt, så jeg prøvde en motor og et lite gir, men siden loxodrome hang i bunnen, ville giret skyve det ut av veien i stedet for å snu det. Den viktigste utfordringen var å finne en måte å støtte og snurre den nedenfra, mens du fortsatt har en fast sentral akse for forankring av LED -armen og ledningene.

Lampen i denne instruksjonsboken er konstruert på nytt for å bruke en koaksial sentral kjerne. Motoren ved basen roterer et lite gir som henger sammen med et større sentralgir. Sentralgiret vikler rundt et 608 rulleskøytelager og klikker inn i en annen del som overfører rotasjonen til den øvre delen av lampen. Gjennom midten av lageret går et fast sentralt rør for forankring av LED -støttearmen og for å føre tilhørende ledninger.

Trinn 2: Skrive ut og montere den sentrale kjernen

Den sentrale kjernen består av følgende fire 3D -trykte deler:

• TopAssemble.stl (grå, forrige bilde)
• GearCoreCenter.stl (rød)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (grønn)
• DriveGear.stl (lilla)

I tillegg til de trykte delene trenger du ett 603 rulleskøyter. Du finner disse billig på eBay. Se videoen ovenfor for å se hvordan det hele er satt sammen. Du må kanskje slipe det sentrale røret på TopAssemble for en tettsittende passform. Når lageret er satt inn i GearCoreCenter, bør du legge til litt lim på kanten av LoxodromeMountingAdapter og sette det inn i GearCoreCenter. Disse to delene er ment å være godt festet og bør ikke rotere.

Jeg brukte Panef White Stick smøremiddel med silikon på alle bevegelige deler.

Generelle utskriftstips:

Alle delene i den sentrale kjernen er designet for å skrives ut uten støtte. GearCoreCenter skal skrives ut med giret side i flukt på skrivebordet med trykknappene opp. DriveGear skal skrives ut med giret i flukt på sengen og den smale akselen opp. Jeg fant ut at det å sette "Minimum tilbaketrekning for tilbaketrekking" til 2 mm i Cura 2 bidro til å øke utskriften betraktelig.

Utskriftstips for toppmontering:

Når du skriver ut i PLA ved hjelp av standardinnstillingene, var røret ned i midten av toppsamlingen for sprø. Å bremse utskriften, øke veggtykkelsen, strømningshastigheten og temperaturen ga meg en tilstrekkelig sterk del.

Dette er Cura 2 -innstillingene jeg brukte for å kutte TopAssemble:

• Skall:

  Veggtykkelse: 2

• Kjøling:

  • Viftehastighet: 50%
  • Vanlig viftehastighet: 30%
  • Maks viftehastighet: 35%

• Materiale:

  • Standard utskriftstemperatur: 210
  • Utskriftstemperatur: 210
  • Flyt: 110%
  • Aktiver tilbaketrekking: Falsk

• Hastighet:

  • Utskriftshastighet: 40 mm/s
  • Vegghastighet: 10 mm/s

Trinn 3: Krymping av ledningene for LED -armen

Du må bruke et krympeverktøy for å krympe ledninger på en DuPont-kontakt med fire posisjoner med hunpinner. Jeg bygde lampen min med fire-posisjonskontakter, slik at jeg ville ha nok ledninger til en RGB-LED. Hvis du bruker en ensfarget LED, vil to ledninger være tilstrekkelig, men jeg foretrekker å doble ledningene for ekstra strøm bæreevne. Dermed har LED-armen et spor som er stort nok til å passe til en firepunkts DuPont-kontakt.

Du trenger fire sett med flettet ledning på omtrent en fot lang, et krympeverktøy og et DuPont -koblingssett. Jeg brukte disse:

• IWISS SN-28B krympeverktøy
• HALJIA 310 stk. 2,54 mm Dupont kvinnelig/mannlig wirehopper pinnehodetilkobling sortiment

Videoen viser krympeprosessen.

Trinn 4: Montering av LED -armen

Når du har bygget ledningsnettet, før ledningene gjennom LED -armen og skyv DuPont -kontakten inn i sporet. Det er en tett passform. Det kan være lurt å legge litt lim på kontakten, slik at det ikke løsner i fremtiden, men hvis du gjør det, kan du bare bruke det litt og påføre det på den faste siden av kontakten, og vær forsiktig så du ikke slipper limet komme inn i stikkontaktene.

Når LED -armen er montert, kan du mate den gjennom hullet i midten av den sentrale kjernen. Videoen demonstrerer prosessen og viser meg teste med forskjellige LED -moduler.

Utskriftstips for LED -armen:

LED -armen bør settes på siden når du skriver ut. Alle overflater er skrå slik at støtter ikke skal være nødvendige.

Trinn 5: Montering av LED -modulene

LED -modulene består av følgende komponenter:

• En 3W LED "stjerne"
• En flaskehett (som kjøleribbe)
• En DuPont-kontakt med fire posisjoner med mannlige pinner
• Korte lengder av isolert, flettet tråd
• Vanlig todelt epoxy for å feste DuPont-kontakten på baksiden av flaskehetten (jeg brukte JB Weld)
• To-delt termisk epoxy for å feste LED-en til flaskehetten (jeg brukte Arctic Alumina Thermal Adhesive)

Du vil bruke et loddejern for å feste korte ledninger til de positive og negative putene til LED -stjernen din. Hvis du har en enfarget LED, kan du doble ledningene, to for det positive og to for det negative. Dette lar deg kjøre strøm gjennom begge ledningene parallelt og bruke alle tilgjengelige ledninger i LED -armen. For en RGB-LED vil du bruke én ledning til å koble sammen alle anodeputer (-) og de resterende tre ledningene for å koble til hver av katodeputer (+).

Jeg bruker flaskehett for LED -kjøleribben. Jeg kjøpte disse på mitt lokale bryggeriselskap, selv om du kan prøve å gjenbruke en fra en ølflaske hvis den var helt ubøyelig.

Med mindre du kjøper "bare" flaskehett, må du kanskje bruke en varmluftspistol for å myke opp og fjerne gummiforet. Sørg for at du har en ren og perfekt flat overflate av bart metall for å feste din LED. Deretter bruker du termisk epoxy til å feste lysdioden til flaskehettene, fest den med klips og la den sette seg over natten.

Trinn 6: Montering av LED -modulene

Neste dag vil du krympe på mannlige DuPont-kontakter på hver av de fire ledningene og skyve dem inn i et firekontakthus. Bland deretter noen av den vanlige todelte epoksyen (ikke den termiske epoksyen du brukte tidligere) og fest kontakten på baksiden av flaskehetten. Klipp igjen og la det stivne over natten.

Figuren viser en enkelt farge og en trefarget RGB LED-modul etter montering.

Trinn 7: Koble opp motoren

Jeg brukte en 4W 120V AC TYD-50 type synkron motor for basen. Disse motorene brukes i mikrobølgeovn -platespillere og er lett å finne på nettet. De er rimelige, de går veldig stille og er tilgjengelige i en rekke forskjellige omdreininger. Jeg valgte en sakte 5-6 o / min enhet for å gi lampen min en sakte, jevn svingning. Utvekslingen i lampen kutter dette til det halve, så lampen min svinger med en beroligende 2,5 til 3 o / min.

Jeg loddet på en ledning som ble berget fra et apparat og isolerte den med to lag varmekrympende rør. Hvis du ikke er komfortabel med linjespenninger i lampen din, kan du også finne 12V AC TYD-50 synkronmotorer. Du vil deretter kombinere den med en veggvortertransformator som gir en mer makervennlig 12V AC.

Trinn 8: Monter grunnplaten

Motoren kan skrus på bunnplaten ved hjelp av M3 bolter.

Motoren min hadde en aksel med en ytterdiameter på 7 mm. Så jeg designet en plastbit for å la den passe sammen med en 3D -trykt firkantet profilaksel. Denne er festet med en M3 bolt og mutter.

Dette plaststykket har en bred konisk munn og akselen er ment å gli fritt inn og ut med liten motstand. Du trenger dette senere i forsamlingen, da det må falle på plass ovenfra.

For å unngå at motoren overopphetes, stikk noen gummiføtter på bunnen av bunnplaten. Dette vil holde det borte fra bordet og hjelpe til med luftstrømmen.

Utskriftstips:

Alle delene er designet for å skrives ut uten støtter.

Trinn 9: Monter lampehuset

Basisplaten kan festes til kroppen ved hjelp av M3 -skruer. Det er ingen måte å nå innsiden, så pass på at alle ledningene dingler ut fra sporet på baksiden av bunnplaten før du fester de to halvdelene!

Utskriftstips:

Lampekroppen har en svak skråning og kan skrives ut uten støtter.

Trinn 10: Fest giret til lampekroppen

Akselen sitter løst i hullet i giret. Hvis du bare prøver å sette giret inn ovenfra vil akselen sannsynligvis falle inne i lampen.

Du kan bruke en klatt varmt lim for å holde akselen på plass, men jeg valgte å holde giret opp ned og senket deretter lampens kropp (også opp ned) over den. Du må aksle for å finne parringssporet dypt inne i lampen, de skrå sidene av parringsdelen skal hjelpe til med å lede akselen på plass.

Først vil du finne at akselen er for lang. Jeg gjorde dette med vilje, slik at du kunne trimme det ned til alt passer godt sammen.

Når giret er satt på plass, kobler du til motoren og kontrollerer at giret roterer før du fester toppen med to små skruer.

Trinn 11: Fest Loxodrome

Før LED -armen gjennom det lille hullet ved foten av loxodrome og manøvrer loxodrome på plass. Det sitter tett og det er liten klaring mellom felgen på loxodrome og LED -armen. Imidlertid ikke bruk makt, det skal ikke være nødvendig.

Jeg hadde litt problemer med å få loxodrome forbi svingen ved foten av LED -armen. Jeg måtte arkivere kantene på LED -armen litt for å gjøre den smal nok til å passere, men jeg har justert CAD -filen og STL, så forhåpentligvis trenger du ikke gjøre dette.

Når loxodrome er på halsen på LED -armen, bør den smekke på festetappene. Det siste trinnet er å sette inn LED -modulen ved å stikke fingrene gjennom hullene i loxodrome.

Se videoen for hvordan dette gjøres.

Utskriftstips:

Skriv ut Loxodrome med 100% utfylling, da du vil at spiralarmene skal være så sterke som mulig.

Du vil definitivt trenge støtte for denne utskriften og mye av den. Hvis du har en dobbel ekstruder og løselig støtte, er dette et flott sted å bruke den!

Hvis du ikke har en dobbel ekstruder, ikke frykt, da jeg klarte å skrive ut dette på en enkelt ekstruder FDM-skriver. Ettersom størstedelen av støtten vil være inne i Loxodrome, må den være svak nok til at du kan nå inn med nåletang, knuse den og fjerne den bit for bit.

Standardstøtten i Cura er for sterk til dette. Trikset jeg fant var å bruke en rutenettstøtte med en støttetetthet på null. Dette får Cura til å bare skrive ut tynne enkeltlagsvegger for å støtte spiralarmene til Loxodrome. Disse veggene er relativt enkle å knuse og fjerne når utskriften er fullført.

Min originale utskrift ble gjort i 2015 med en tidligere versjon av Cura, men her er innstillingene for Cura 2 som ser ut til å gi ønsket støttemønster:

• Generer støtte: Sant
• Støtteplassering: Overalt
• Støttemønster: Rutenett
• Støtte tetthet: 0
• Støtteavstand X/Y: 0,9
• Støtteavstand Z: 0,15
• Bruk Towers: False

Under og etter utskriften vil Loxodrome se ut som en gigantisk croissant. Du må bruke nåletang for å rive vekk støtten til alt er borte. Å stikke på det med et skarpt verktøy eller knuse det vil bidra til å bryte opp lagene. Bruk av tykke hansker kan være nyttig for dette, da fragmentene kan være skarpe. Når all støtte er fjernet, kan du glatte ut grove flekker med sandpapir.

Trinn 12: Slå på LED -modulen

For å drive LED -modulen anbefaler jeg en justerbar strømforsyning. For en typisk LED -stjerne vil 300mA gi tilstrekkelig strøm. Det er flere 300mA LED -drivere oppført på eBay, eller du kan få en fullt justerbar modul som den som vises i videoen min.

Et annet alternativ er å kjøpe en DC-til-DC-bukkonverter med variabel spenning og bruke dem i forbindelse med en 12v DC-veggvorte. Du kan deretter skru opp spenningen forsiktig fra null til riktig mengde strøm, målt ved et multimeter, strømmer gjennom lysdioden. Vær oppmerksom på at lysdioder i forskjellige farger trenger strømforsyningen til forskjellige spenninger, så hvis du planlegger å bytte lysdioder, er en konstant strømtilførsel et mye bedre valg.

Når du har angitt strømmen på LED -en, kan du bare kjøre den mens du er tilstede. Du vil se den for å sikre at den ikke blir varm nok til å smelte plaststøttene. Hvis det blir veldig varmt, må du skru ned strømmen.

Runner Up i Epilog Challenge 9