Nesting Hive Lights: 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Je voulais créer un affichage lumineux interactif qui permettrait à l'individu de dessiner des images lumineuses à la manière d'un pixel. Ayant grandi avec le Lite-Brite, j'ai utilisé cela comme point de départ de l'idée.

La taille plus grande des lumières signifiait que la taille physique de la conception globale devenait assez encombrante, alors décomposé les lumières en modules individuels…

J'appelle ces lumières de la ruche. Vous pouvez créer le vôtre en suivant ces instructions.

Chaque module comprend un microcontrôleur et un module LED réglable par l'utilisateur pour produire l'une des 4 couleurs du spectre RGBW.

Ce style de LED est mieux vu dans les lumières ambiantes de niveau inférieur, plus à ce sujet plus tard.

La couleur est modifiée en tournant la lunette lumineuse sur le dessus du module.

Les modules disposent de 6 prises de courant qui permettent de le connecter à des modules supplémentaires.

Un module est légèrement modifié pour permettre des fixations directes de briques d'alimentation. J'ai estimé qu'un seul module d'alimentation était nécessaire pour alimenter 24 modules.

Il s'agit d'une première version de preuve de concept du projet fini.

J'ai inclus les fichiers. STL si vous souhaitez créer le vôtre, sachez simplement que le coût augmente considérablement plus le motif que vous souhaitez créer est complexe.

Étape 1: les pièces

J'ai utilisé une imprimante 3D pour créer les pièces nécessaires, mon plastique de choix est l'ABS. Tous les fichiers d'impression sont inclus ici.

Imprimez les 7 pièces uniques (une pièce nécessite 6 copies) nécessaires pour chaque module. La coque d'origine n'est pas tout à fait la première originale. Il a subi 4 changements de conception avant d'arriver à celui-ci qui est tout à fait utilisable et robuste. À l'intérieur du module se trouve un espace pour 6 aimants ainsi que des engrenages d'entraînement pour le mécanisme de changement de lumière. Les engrenages ont un couvercle qui se fixe dans les rails pour un bon fonctionnement.

Il existe 2 versions de ShellBase. L'un est complet, ce que j'ai trouvé plus propre, mais c'était un cauchemar absolu pour y insérer les contacts. J'ai divisé les plots de contact en deux et créé deux motifs distincts qui ont rendu l'installation des contacts beaucoup plus facile, mais j'ai sacrifié une partie de l'attrait esthétique.

La fenêtre LED est un carré opaque en plastique carré de 22mm, très facile à découper avec un rasoir d'où la forme carrée. Ceci est maintenu en place par une lunette extérieure qui agit comme un bouton pour éteindre les lumières à travers tous les schémas de couleurs programmés dans le microcontrôleur.

J'ai utilisé la bibliothèque de néopixels Arduino et un code de changement de couleur simple pour les LED RGBW que j'ai acquises auprès d'Amazon. Le code est à l'étape 6.

Étape 2: Attirer

J'ai construit un outil simple pour aider avec ce processus, c'est la partie jaune montrée sous le module inversé ici. En commençant par le haut, les aimants annulaires sont placés dans les fentes d'une manière à polarité alternée. Ceux-ci sont ensuite collés en place.

Le corps du module est placé comme indiqué avec la découpe d'engrenage POT près de la boucle sur l'outil. Cela garantira que tous les modules ont la même orientation d'aimant. ceci est très important afin d'éviter un court-circuit.

Pour le corps du module, placez des aimants (12 mm x 2 mm) en polarité alternée dans les 6 poches magnétiques autour du périmètre de la coque extérieure.

Les aimants mesurent 12 mm X 2 mm disponibles en ligne auprès de nombreux fournisseurs. Au total, 7 aimants sont nécessaires pour chaque module.

Le fichier d'impression du modèle d'aimant est joint

Étape 3: Assemblage du module

Placez l'engrenage du potentiomètre dans la petite piste d'engrenage, puis placez la partie carrée du cône d'engrenage dans la plus grande piste d'engrenage, la partie longue traversant la coque extérieure de l'intérieur.

Le potentiomètre sélectionné est de type 1 tour limité mécaniquement. Celui-ci est fixé au couvercle de l'engrenage avec de l'adhésif. Il est important que l'arbre du petit pignon d'entraînement s'accouple avec le potentiomètre, les limites du pot empêcheront le renversement de la lunette de lumière.

Oui, cela s'est avéré moins robuste et a été corrigé dans les versions ultérieures.

Placez la partie du couvercle de l'engrenage avec le côté piste vers l'ouverture de l'objectif et fixez-la avec de l'adhésif, la colle chaude fonctionnera mais elle n'est pas idéale pour une utilisation à long terme.

Placez la lentille opaque dans l'ouverture carrée en haut de la pièce d'engrenage d'entraînement. Appuyez ensuite sur la lunette extérieure pour la mettre en place. J'ai conçu ces pièces pour qu'elles soient à ajustement serré et il sera assez difficile de les retirer si elles ne sont pas correctement positionnées.

Enfin, j'ai utilisé des inserts de vis de réglage thermique pour maintenir la base de la coque.

Étape 4: Contactez

J'ai utilisé des contacts à ressort de DigiKey pour les connexions électriques entre les modules.

Le couvercle de la coque inférieure doit avoir des contacts insérés. Cela se fait avec les sommets plats dans le creux et les ressorts pointus sur les pics. Chaque module a 6 de chaque contacts. Il n'y a que l'alimentation et la terre pour chaque module.

Pour les câbler, vous devrez connecter les pastilles adjacentes entre elles entre les espaces de pastilles où elles sont câblées de crête à vallée. En commençant par l'une des paires de contacts qui n'a pas de trou de vis entre elles, dans le sens des aiguilles d'une montre, effectuez la première masse de vallée et la première puissance de crête. Connectez ce pic à la vallée du plot de contact suivante, continuez à connecter le pic à la vallée jusqu'à ce que vous ayez terminé les 6 plots. À partir de là, choisissez le premier ensemble de cavaliers de fil de contact et connectez-le à l'alimentation, puis le prochain ensemble à la terre et ainsi de suite, de cette façon, il y a des connexions d'alimentation et de terre en alternance. Maintenant, les 6 points de contact sont alimentés et mis à la terre. Les pastilles adjacentes ont la polarité inversée.

En câblant toutes les pastilles de la même manière (pontage positif des trous de vis dans la base) pour chaque module et si les aimants ont été installés correctement, la combinaison de la conception des pastilles et de la répulsion, il sera presque impossible de forcer 2 modules à maintenir un court-circuit scénario. Les futures révisions ont des fusibles internes.

Les pointes des plots de contact ont été maintenues en place avec un adhésif ABS.

Il y a un aimant supplémentaire dans la base de la coque pour la fixation aux surfaces métalliques.

Étape 5: Module d'alimentation

Un module a été modifié et agit comme un point d'entrée d'alimentation. Il est destiné à être alimenté par une verrue murale standard de 5V.

Un bouchon cylindrique a été inséré en remplacement de l'un des ensembles de points de contact.

Cela a été fait en coupant l'une des plages de contact et en coupant un côté de la fiche.

Il est soudé en série avec les autres plots du module.

Étape 6: Présentation du contrôleur

J'ai utilisé des modules LED d'Amazon

Le code est un peu gros mais ça marche, je l'ai inclus ici.

Ceux-ci ont été connectés dans une série de 3 modules. Les connexions devaient être soudées au format Arduino NeoPixel. La rangée était collée au couvercle de l'engrenage de la lunette.

J'ai choisi de faire en sorte que chaque module ait un cerveau, car la logistique consistant à faire en sorte que les lumières connectées en série et les interfaces analogiques aléatoires communiquent avec un esprit central de manière attendue était bien la portée de la conception conceptuelle présentée ici.

En plus petite quantité, le contrôleur de type Arduino Nano semblait être un bon choix car il avait les périphériques intégrés dont j'avais besoin pour cette tâche.

Les connexions à souder sont l'alimentation du potentiomètre et l'alimentation du module vers le port 5V du Nano. Les masses sont connectées au port GND du Nano. L'essuie-glace du potentiomètre va au port A0 et la ligne de données LED passe par une résistance de 300 ohms vers D2 sur le Nano. Les contacts d'alimentation étaient câblés en rouge à Vin et blanc à GND

Le fonctionnement de base a été vérifié, le potentiomètre est tourné, un voyant correspondant s'allume.

Les lumières sont un peu anémiques dans cette version car j'ai choisi d'utiliser des modules RGBW, les versions suivantes utilisent des LED lisibles à la lumière du jour. La conduite légère provient du catalogue de programmes de pixels Arduino NEO. Le potentiomètre est lu via les broches d'entrée analogique et traduit en une carte de couleurs dans le programme. Celui-ci est ensuite transmis au module LED série.

Étape 7: Aller au-delà

La clé de ces lumières est la quantité. Plus il y a de modules liés, meilleur est l'affichage.

Comme ces luminaires sont chers à produire en petites quantités, je lance une campagne de financement participatif pour les faire produire à grande échelle.

La lumière a été complètement repensée pour la production.

Bien que le mode de fonctionnement principal soit la manipulation directe, ceux-ci disposent désormais d'une communication centrale supplémentaire pour l'accès et le contrôle à distance afin de remplacer le fonctionnement local

les fonctionnalités supplémentaires sont les suivantes:

La structure interne physique a été entièrement mise à jour avec des circuits imprimés personnalisés dotés de microcontrôleurs dédiés et de lumières lisibles à la lumière du jour. Des fonctionnalités supplémentaires qui incluent des numéros de série numériques uniques, des modules configurables, plus de couleurs.

Veuillez consulter mon site Web pour les mises à jour et les liens…