Spirallampen (alias Loxodrome skrivebordslampe): 12 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Spiral Lampen (a.k.a The Loxodrome Desk Lamp) er et projekt, jeg startede i 2015. Den var inspireret af Paul Nylanders Loxodrome Sconce. Min originale idé var til en motoriseret skrivebordslampe, der ville projicere flydende hvirvler af lys på væggen.

Jeg designede og 3D -printede en prototype i OpenSCAD til en maker -udstilling. Mens belysningen var så fantastisk, som jeg havde håbet, var de mekaniske bits skrøbelige, svære at bygge og fungerede simpelthen ikke særlig godt.

Siden da har jeg lært FreeCAD, et meget mere kraftfuldt værktøj, og jeg har redesignet de mekaniske komponenter. Denne instruktør præsenterer en anden generations version, der erstatter de fleste indvendige dele med fuldt udskrivbare 3D-dele. Denne opdatering indeholder udskiftelige 3W LED -moduler, så du kan skifte lysdioderne ud i forskellige farver; eller; hvis du kan tilslutte den med et RGB LED-modul i fuld farve for mere sofistikerede lyseffekter.

Dette projekt er åben kildekode:

Dette projekt blev bygget udelukkende ved hjælp af gratis og open-source software og opfylder definitionen af open source hardware. OpenSCAD- og FreeCAD -designfiler kan du ændre under Creative Commons - Attribution - Share Alike

Yderligere kreditter:

• Inspireret af Paul Nylanders "Loxodrome Sconce"

• OpenSCAD -fil stammer fra kitwallaces "Loxodrome"

Trin 1: Den centrale kerne

Akilleshælen i mit originale design var, at loxodrome -sfæren ikke havde et pålideligt monteringspunkt. Oprindeligt forsøgte jeg at suspendere det fra et drejepunkt øverst og bruge magneter til at rotere det i bunden. Dette virkede slet ikke, så jeg prøvede en motor og et lille gear, men da loxodrome hang i bunden, ville gearet skubbe det af vejen frem for at dreje det. Den centrale udfordring var at finde en måde at understøtte og dreje den nedefra, mens den stadig har en fast central akse til forankring af LED -armen og ledningerne.

Lampen i denne Instructable er blevet omdesignet til at bruge en koaksial central kerne. Motoren i bunden roterer et lille gear, der hænger sammen med et større centralt gear. Det centrale gear ombrydes omkring et 608 rulleskøjte leje og snap passer ind i en anden del, der overfører rotationen til den øvre del af lampen. Gennem midten af lejet løber et fast centralt rør til forankring af LED -støttearmen og til at føre de tilhørende ledninger.

Trin 2: Udskrivning og samling af den centrale kerne

Den centrale kerne består af følgende fire 3D -trykte dele:

• TopAssemble.stl (grå, forrige billede)
• GearCoreCenter.stl (rød)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (grøn)
• DriveGear.stl (lilla)

Ud over de trykte dele har du brug for et 603 rulleskøjtelager. Du kan finde disse billigt på eBay. Se videoen ovenfor for at se, hvordan det hele er sat sammen. Du skal muligvis slibe det centrale rør på TopAssemble for at sidde godt. Når lejet er indsat i GearCoreCenter, skal du tilføje lidt lim til kanten af LoxodromeMountingAdapter og snappe det ind i GearCoreCenter. Disse to dele er beregnet til at være sikkert fastgjort og bør ikke rotere.

Jeg brugte Panef White Stick smøremiddel med silikone på alle de bevægelige dele.

Generelle udskrivningstip:

Alle dele i den centrale kerne er designet til at blive trykt uden støtte. GearCoreCenter skal udskrives med den gearede side flugt på printbedet med klikene opad. DriveGear skal udskrives med gearet plant på sengen og den smalle aksel opad. Jeg fandt ud af, at indstilling af "Retraction Minimum Travel" til 2 mm i Cura 2 bidrog til at fremskynde udskrivningen betydeligt.

Udskrivningstip til topmontering:

Ved udskrivning i PLA ved hjælp af standardindstillingerne var røret ned i midten af topsamlingen for sprødt. At bremse printet, øge vægtykkelsen, flowhastigheden og temperaturen gav mig en tilstrækkelig stærk del.

Disse er de Cura 2 -indstillinger, jeg brugte til at skære TopAssemble:

• Skal:

  Vægtykkelse: 2

• Køling:

  • Blæserhastighed: 50%
  • Normal blæserhastighed: 30%
  • Maks. Ventilatorhastighed: 35%

• Materiale:

  • Standardudskrivningstemperatur: 210
  • Udskrivningstemperatur: 210
  • Flow: 110%
  • Aktiver tilbagetrækning: Falsk

• Hastighed:

  • Udskrivningshastighed: 40 mm/s
  • Væghastighed: 10 mm/s

Trin 3: Krympning af ledningerne til LED -armen

Du bliver nødt til at bruge et krympeværktøj til at krympe ledninger på et DuPont-stik med fire positioner ved hjælp af hunstifter. Jeg byggede min lampe med stik i fire positioner, så jeg ville have ledninger nok til en RGB LED. Hvis du bruger en enkelt farve -LED, er to ledninger tilstrækkelige, men jeg foretrækker at fordoble ledningerne for ekstra strøm bæreevne. Således har LED-armen en slids, der er stor nok til at passe til et firepunkts DuPont-stik.

Du skal bruge fire sæt flettet ledning, der er cirka en fod lang, et krympeværktøj og et DuPont -stik. Jeg brugte disse:

• IWISS SN-28B krympeværktøj
• HALJIA 310 stk 2.54mm Dupont Kvinde/Mand Wire Jumper Pin Header Connector Sortiment

Videoen viser krympningsprocessen.

Trin 4: Montering af LED -armen

Når du har bygget ledningsnettet, skal du føre ledningerne gennem LED -armen og skubbe DuPont -stikket ind i åbningen. Det er en stram pasform. Du vil måske lægge lidt lim på stikket, så det ikke løsner i fremtiden, men hvis du gør det, skal du bare bruge lidt og anvende det på den solide side af stikket og være forsigtig med ikke at lade limen komme ind i stikkontakterne.

Når LED -armen er samlet, kan du føre den gennem hullet i midten af den centrale kerne. Videoen demonstrerer processen og viser mig teste med forskellige LED -moduler.

Udskrivningstip til LED -armen:

LED -armen skal være indstillet på siden ved udskrivning. Alle overflader er skrånende, så understøtninger ikke skal være nødvendige.

Trin 5: Montering af LED -modulerne

LED -modulerne består af følgende komponenter:

• En 3W LED "stjerne"
• En flaskehætte (som en køleplade)
• Et DuPont-stik med fire positioner med hanstifter
• Korte længder af isoleret, flettet tråd
• Almindelig todelt epoxy til fastgørelse af DuPont-stikket på bagsiden af flaskehætten (jeg brugte JB Weld)
• To-delt termisk epoxy til at fastgøre LED'en til flaskehætten (jeg brugte Arctic Alumina Thermal Adhesive)

Du vil gerne bruge et loddejern til at fastgøre korte ledninger til de positive og negative puder på din LED -stjerne. Hvis du har en enkelt farve LED, kan du fordoble ledningerne, to for det positive og to for det negative. Dette giver dig mulighed for at føre strøm gennem begge ledninger parallelt og bruge alle de tilgængelige ledninger i LED -armen. For en RGB LED vil du bruge en ledning til at forbinde alle anode (-) puderne og de resterende tre ledninger til at forbinde til hver af katode (+) puderne.

Jeg bruger flaskehætter til LED -kølepladen. Jeg købte disse på mit lokale bryggeriselskab, selvom du kunne prøve at genbruge en fra en ølflaske, hvis den var helt ubøjelig.

Medmindre du køber "bare" flaskehætter, skal du muligvis bruge en varmluftspistol til at blødgøre og fjerne gummiforingen. Sørg for at have en ren og perfekt flad overflade af bar metal til at fastgøre din LED. Brug derefter termisk epoxy til at fastgøre LED'en til flaskehætterne, fastgør den med clips, og lad den sætte sig natten over.

Trin 6: Montering af LED -modulerne

Den næste dag vil du gerne krympe på DuPont-hanstik på hver af de fire ledninger og skubbe dem ind i et hus med fire stik. Bland derefter nogle af de almindelige todelte epoxy (ikke den termiske epoxy, du brugte tidligere), og sæt stikket på bagsiden af flaskehætten. Klip igen og lad den stiv natten over.

Figuren viser en enkelt farve og et trefarvet RGB LED-modul efter samling.

Trin 7: Tilslut motoren

Jeg brugte en 4W 120V AC TYD-50 type synkron motor til basen. Disse motorer bruges i mikrobølge pladespillere og kan findes ganske let online. De er billige, de kører meget stille og fås i en række forskellige omdrejningstal. Jeg valgte en langsom 5-6 o / min enhed for at give min lampe en langsom, stabil drejning. Gearet i lampen skærer dette ned til det halve, så min lampe drejer med beroligende 2,5 til 3 omdr./min.

Jeg loddet på en ledning bjærget fra et apparat og isolerede det med to lag varmekrympende slanger. Hvis du ikke er fortrolig med netspændinger i din lampe, kan du også finde 12V AC TYD-50 synkronmotorer. Du vil derefter kombinere det med en vægvorte-transformer, der leverer en mere producentvenlig 12V AC.

Trin 8: Saml bundpladen

Motoren kan skrues på bundpladen ved hjælp af M3 bolte.

Min motor havde en aksel med en ydre diameter på 7 mm. Så jeg designede et plastikstykke, så det kunne parres med en 3D -trykt firkantet profilaksel. Dette er fastgjort med en M3 bolt og møtrik.

Dette plaststykke har en bred tilspidset mund, og akslen er beregnet til at glide frit ind og ud med lidt modstand. Du har brug for dette senere i samlingen, da det skal falde på plads ovenfra.

For at forhindre, at motoren overophedes, skal du stikke nogle gummifødder på bunden af bundpladen. Dette vil holde det væk fra bordet og hjælpe med luftstrømmen.

Udskrivningstip:

Alle dele er designet til at blive trykt uden understøtninger.

Trin 9: Saml lampehuset

Bundpladen kan fastgøres til kroppen ved hjælp af M3 -skruer. Der er ingen måde at nå indeni, så sørg for at alle ledninger dingler ud fra åbningen på bagsiden af bundpladen, før du fastgør de to halvdele!

Udskrivningstip:

Lampehuset har en let skråning og kan udskrives uden understøtninger.

Trin 10: Fastgør gearmonteringen til lampehuset

Akslen sidder løst i hullet i gearet. Hvis du blot prøver at sætte gearet ovenfra, vil akslen sandsynligvis falde inde i lampen.

Du kan bruge en klat varm lim til at holde akslen på plads, men jeg valgte at holde gearet på hovedet og derefter sænket lampens krop (også på hovedet) over den. Du skal aksel for at finde parringsslidsen dybt inde i lampen, de skrå sider af parringsdelen skal hjælpe med at føre akslen på plads.

Først finder du, at akslen er for lang. Jeg gjorde dette med vilje, så du kunne trimme det ned, indtil alt passer godt sammen.

Når gearet sidder på plads, skal du tilslutte motoren og kontrollere, at gearet roterer, før du fastgør toppen med to små skruer.

Trin 11: Fastgør Loxodrome

Før LED -armen gennem det lille hul i bunden af loxodrome og manøvrer loxodrome på plads. Det sidder tæt, og der er lidt afstand mellem loxodromets kant og LED -armen. Brug dog ikke magt, det skal ikke være nødvendigt.

Jeg havde lidt svært ved at få loxodrome forbi bøjningen i bunden af LED -armen. Jeg var nødt til at filme kanterne af LED -armen lidt for at gøre den smal nok til at passere, men jeg har justeret CAD -filen og STL, så forhåbentlig behøver du ikke at gøre dette.

Når loxodrome er i halsen på LED -armen, skal den klikke på fastholdelsestapperne. Det sidste trin er at indsætte LED -modulet ved at stikke fingrene gennem hullerne i loxodrome.

Se videoen for hvordan dette gøres.

Udskrivningstip:

Udskriv Loxodrome ved 100% udfyldning, da du vil have spiralarmene til at være så stærke som muligt.

Du får helt sikkert brug for support til dette print og meget af det. Hvis du har en dual-ekstruder og opløselig understøttelse, er dette et godt sted at bruge det!

Hvis du ikke har en dual-ekstruder, frygt ikke, da jeg var i stand til at udskrive dette på en enkelt ekstruder FDM printer. Da størstedelen af støtten vil være inde i Loxodrome, skal den være svag nok, så du kan nå ind med en nåletang, knuse den og fjerne den stykke for stykke.

Standardunderstøttelsen i Cura er for stærk til dette. Det trick, jeg fandt, var at bruge en gitterstøtte med en understøttelsestæthed på nul. Dette får Cura til kun at udskrive tynde enkeltlagsvægge for at understøtte spiralarmene i Loxodrome. Disse vægge er relativt lette at knuse og fjerne, når udskrivningen er færdig.

Mit originale print blev udført i 2015 med en tidligere version af Cura, men her er indstillingerne for Cura 2, der ser ud til at give det ønskede understøttelsesmønster:

• Generer support: Sandt
• Supportplacering: Overalt
• Støttemønster: Gitter
• Support Density: 0
• Understøttelsesafstand X/Y: 0,9
• Understøttelsesafstand Z: 0,15
• Brug tårne: Falsk

Under og efter udskrivningen vil Loxodrome ligne en kæmpe croissant. Du bliver nødt til at bruge en nålestang til at rive væk i støtten, indtil det hele er væk. At stikke på det med et skarpt værktøj eller knuse det vil hjælpe med at bryde lagene op. Brug af tykke handsker kan være nyttigt til dette, da fragmenterne kan være skarpe. Når al støtten er fjernet, kan du glatte eventuelle ru pletter ud med sandpapir.

Trin 12: Tænd for LED -modulet

For at drive LED -modulet anbefaler jeg en justerbar strømforsyning. For en typisk LED -stjerne giver 300mA tilstrækkelig strøm. Der er flere 300mA LED -drivere opført på eBay, eller du kan få et fuldt justerbart modul som det, der vises i min video.

En anden mulighed er at købe en DC-til-DC bukkonverter med variabel spænding og bruge dem i forbindelse med en 12v DC vægvorte. Du kan derefter omhyggeligt skrue op for spændingen fra nul, indtil den korrekte mængde strøm, målt ved et multimeter, strømmer gennem LED'en. Vær opmærksom på, at lysdioder i forskellige farver skal bruge strømforsyningen til forskellige spændinger, så hvis du planlægger at skifte lysdioder, er en konstant strømforsyning et meget bedre valg.

Når du har indstillet strømmen på LED'en, skal du kun køre den, mens du deltager. Du vil se det for at sikre, at det ikke bliver varmt nok til at smelte plaststøtterne. Hvis det bliver meget varmt, skal du skrue ned for strømmen.

Runner Up i Epilog Challenge 9