Nesting Hive Lights: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Jag ville skapa en interaktiv ljusdisplay som skulle göra det möjligt för individen att rita ljusbilder på ett pixelliknande sätt. Efter att ha vuxit upp med Lite-Brite använde jag detta som en idé utgångspunkt.

Den större storleken på lamporna innebar att den fysiska storleken på den övergripande designen blev ganska besvärlig, så delade ner lamporna i enskilda moduler …

Jag kallar dessa Hive Lights. Du kan skapa din egen genom att följa dessa instruktioner.

Varje modul har en mikrokontroller och en LED -modul som kan justeras av användaren för att mata ut en av fyra färger i RGBW -spektrumet.

Denna LED -stil ses bäst i lägre omgivande ljus, mer om detta senare.

Färgen ändras genom att vrida ljusramen på modulens ovansida.

Modulerna har 6 kraftpunkter som gör det möjligt att ansluta till ytterligare moduler.

En modul har ändrats något för att möjliggöra direkt tillbehör för tegelstenar. Jag uppskattade att endast en strömmodul behövs för att driva 24 moduler.

Detta är ett tidigt bevis på konceptversionen av det färdiga projektet.

Jag har inkluderat. STL -filerna om du vill skapa dina egna, var bara försiktig med att kostnaden ökar drastiskt ju mer komplext mönstret du vill skapa.

Steg 1: Delarna

Jag använde en 3d -skrivare för att skapa de delar som behövs, min plast är ABS. Alla utskriftsfiler ingår här.

Skriv ut de 7 unika delarna (ett stycke kräver 6 kopior) som behövs för varje modul. Det ursprungliga skalet är inte riktigt det första originalet. Det gick igenom 4 designändringar innan jag kom till den här som är ganska användbar och robust. Inuti modulen finns plats för 6 magneter samt drivhjul för ljusbyte. Växlarna har ett lock som fästs i spår för korrekt drift.

Det finns två versioner av ShellBase. En är komplett som jag tyckte såg renare ut men var en absolut mardröm att passa kontakterna i. Jag delade kontaktdynorna i hälften och skapade två distinkta mönster som gjorde kontaktinstallationen mycket enklare men jag offrade lite av det estetiska tilltalet.

LED -fönstret är en ogenomskinlig kvadrat av 22 mm kvadrat i plast, mycket lätt att skära med en rakhyvelkniv så det är därför den fyrkantiga formen är. Detta hålls på plats av en yttre ram som fungerar som en ratt för att släcka lamporna från alla färgscheman som är programmerade i mikrokontrollen.

Jag använde Arduino neopixel -biblioteket och enkel färgändringskod för RGBW -lysdioderna som jag köpte från Amazon. Koden finns i steg 6.

Steg 2: Attraktion

Jag byggde ett enkelt verktyg för att hjälpa till med denna process, det är den gula delen som visas under den inverterade modulen här. Börjar vid de övre ringmagneterna placeras i slitsarna på ett alternerande sätt. Dessa limmas sedan på plats.

Modulkroppen placeras som visas med POT -växelns avstängning nära öglan på verktyget. Detta säkerställer att alla moduler har samma magnetorientering. Detta är mycket viktigt för att förhindra kortslutning.

För modulkroppen, placera magneter (12 mm x 2 mm) i en alternerande polaritet i de 6 magnetfickorna runt omkretsen av det yttre skalet.

Magneterna är 12 mm x 2 mm tillgängliga online via många leverantörer. Totalt krävs 7 magneter för varje modul.

Magnetmallens utskriftsfil bifogas

Steg 3: Modulenhet

Placera potentiometerväxeln i det lilla växelspåret och placera sedan den fyrkantiga kugghjulen i den större växelspåret, med den långa delen som går genom det yttre skalet från insidan.

Den valda potentiometern är en mekaniskt begränsad 1 varvstyp. Detta fästs på kåpan med lim. Det är viktigt att ha axeln på den lilla drivväxeln med potentiometern, krukgränserna förhindrar att ljusramen vänds för mycket.

Ja detta visade sig inte vara så robust och har tagits upp i efterföljande byggnader.

Placera kugghjulets del med spårsidan mot linsöppningen och säkra den med lim, varmt lim fungerar men det är inte idealiskt för långvarig användning.

Placera den ogenomskinliga linsen i den fyrkantiga öppningen längst upp på drivväxeln. Tryck sedan på den yttre ramen på plats. Jag konstruerade dessa delar för att passa en störning och det kommer att vara ganska svårt att ta bort om det inte placeras korrekt.

Slutligen använde jag värmeskruvinsatser för att hålla skalbasen på.

Steg 4: Kontakta

Jag använde fjäderkontakter från DigiKey för de elektriska anslutningarna mellan modulerna.

Det nedre skalskyddet måste ha kontakter isatta. Detta görs med de platta topparna i de ihåliga och de spetsiga fjädrarna på topparna. Varje modul har 6 av varje kontakter. Det finns endast avsättning för ström och jord för varje modul.

För att koppla upp dessa måste du ansluta de intilliggande kuddarna till varandra mellan kuddrummen det är kopplat från topp till dal. Börjar vid ett av kontaktparen som inte har ett skruvhål mellan sig, går medurs, gör den första dalmarken och den första toppeffekten. Anslut denna topp till nästa kontaktplattadal, fortsätt ansluta topp till dal runt tills du slutför de 6 plattorna. Härifrån väljer du den första uppsättningen kontaktledarhoppare och ansluter den till strömmen sedan nästa uppsättning till jord och så vidare, på så sätt finns det växelström och jordanslutningar. Nu är alla 6 kontaktpunkter drivna och jordade. Intilliggande dynor har omvänd polaritet.

Genom att ansluta alla kuddar likadant (positivt överbryggar skruvhålen i basen) för varje modul och om magneterna installerades korrekt, kombinationen av kudddesign och avstötning, blir det nästan omöjligt att tvinga två moduler att bibehålla kortslutning scenario. Framtida revisioner har interna säkringar.

Spetsarna på kontaktdynorna hölls på plats med ABS -lim.

Det finns en extra magnet i skalets botten för fastsättning på metallytor.

Steg 5: Strömmodul

En modul har ändrats och fungerar som en ingångspunkt. Det är tänkt att drivas av en standard 5V väggvarta.

En fatpropp sattes in som ersättning för en av kontaktpunktsuppsättningarna.

Detta gjordes genom att klippa av en av kontaktdynorna och trimma ena sidan av kontakten.

Det är lödt i serie med de andra kuddarna på modulen.

Steg 6: Översikt över kontrollen

Jag använde LED -moduler från Amazon

Koden är lite tjock men den fungerar, jag har inkluderat den här.

Dessa var anslutna i en 3 -modulsserie. Anslutningarna måste lödas med Arduino NeoPixel -formatet. Raden limmades på kugghjulskåpan.

Jag valde att få varje modul att ha en hjärna eftersom logistiken med att ha seriellt anslutna lampor och slumpmässiga analoga gränssnitt kommunicerar till ett centralt sinne på ett förväntat sätt var väl omfattningen av den konceptuella designen som presenteras här.

I mindre mängder verkade Arduino Nano -styrenheten som ett bra val eftersom den hade de inbyggda kringutrustning som jag behövde för denna uppgift.

Lödanslutningarna är potentiometereffekt och moduleffekt till 5V -porten på Nano. Grunderna är anslutna till GND -porten på Nano. Potentiometertorkaren går till A0 -porten och LED -datalinjen går genom ett 300 ohm motstånd till D2 på Nano. Strömkontakterna var röda till Vin och vita till GND

Den grundläggande funktionen kontrollerades, potentiometern vrids, ett motsvarande ljus tänds.

Ljusen är lite anemiska i den här versionen eftersom jag valde att använda RGBW -moduler, efterföljande versioner använder lysdioder som kan läsas i dagsljus. Ljuskörningen är från katalogen Arduino NEO pixel. Potentiometern läses in genom de analoga ingångsstiften och översätts till en färgkarta i programmet. Detta matas sedan ut till den seriella LED -modulen.

Steg 7: Gå längre

Nyckeln till dessa lampor är kvantitet. Ju fler länkade moduler, desto bättre bildskärm.

Eftersom dessa lampor är dyra att producera i små mängder, inleder jag en crowdfunding -kampanj för att få dessa producerade i stor skala.

Ljuset har gjorts helt om för produktion.

Även om det primära driftsättet är direkt manipulation, har dessa nu ytterligare central kommunikation för fjärråtkomst och kontroll för att åsidosätta den lokala operationen

ytterligare funktioner är följande:

Den fysiska interna strukturen har uppdaterats helt med anpassade kretskort med dedikerade mikrokontroller, dagsljusläsbara lampor. Ytterligare funktioner som inkluderar unika digitala serienummer, konfigurerbara moduler, fler färger.

Kolla in min hemsida för uppdateringar och länkar …