Spirallampan (a.k.a Loxodrome -skrivbordslampan): 12 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Spirallampan (a.k.a Loxodrome Desk Lamp) är ett projekt som jag påbörjade 2015. Den var inspirerad av Paul Nylanders Loxodrome Sconce. Min ursprungliga idé var en motoriserad bordslampa som skulle projicera flödande ljusvirvlar på väggen.

Jag designade och 3D -tryckt en prototyp i OpenSCAD för en tillverkare. Även om belysningen var så fantastisk som jag hade hoppats, var de mekaniska bitarna sköra, svåra att bygga och fungerade helt enkelt inte särskilt bra.

Sedan dess har jag lärt mig FreeCAD, ett mycket kraftfullare verktyg, och jag har gjort om de mekaniska komponenterna. This Instructable presenterar en andra generationens version som ersätter de flesta insider med helt 3D-utskrivbara delar. Denna uppdatering har utbytbara 3W LED -moduler, så att du kan byta ut lysdioderna för olika färger; eller; om du kan ansluta den med en RGB LED-modul i fullfärg för mer sofistikerade ljuseffekter.

Detta projekt är öppen källkod:

Detta projekt byggdes helt och hållet med fri och öppen källkod och uppfyller definitionen av öppen källkod. OpenSCAD- och FreeCAD -designfilerna kan du ändra under Creative Commons - Attribution - Share Like

Ytterligare krediter:

• Inspirerad av Paul Nylanders "Loxodrome Sconce"

• OpenSCAD -fil härledd från kitwallaces "Loxodrome"

Steg 1: Den centrala kärnan

Akilleshälen i min ursprungliga design var att loxodrome -sfären inte hade en pålitlig monteringspunkt. Inledningsvis försökte jag hänga upp den från en svängpunkt upptill och använda magneter för att rotera den vid basen. Detta fungerade inte alls, så jag försökte en motor och en liten växel, men eftersom loxodromen hängde längst ner skulle växeln skjuta den ur vägen snarare än att vända den. Den viktigaste utmaningen var att hitta ett sätt att stödja och snurra det underifrån, samtidigt som det fortfarande har en fast central axel för förankring av LED -armen och ledningarna.

Lampan i denna instruktionsbok har konstruerats om för att använda en koaxial central kärna. Motorn vid basen roterar ett litet kugghjul som passar ihop med ett större mittväxel. Centralväxeln lindas runt ett 608 rullskridslager och snäpper in i en annan del som överför rotationen till lampans övre del. Genom mitten av lagret löper ett fast mittrör för förankring av LED -stödarmen och för att driva tillhörande ledningar.

Steg 2: Skriva ut och montera den centrala kärnan

Den centrala kärnan består av följande fyra 3D -tryckta delar:

• TopAssemble.stl (grå, föregående bild)
• GearCoreCenter.stl (röd)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (grön)
• DriveGear.stl (lila)

Förutom de tryckta delarna behöver du ett 603 rullskridskor. Du hittar dessa billigt på eBay. Titta på videon ovan för att se hur det hela är sammanställt. Du kan behöva slipa mittröret på TopAssemble för att få en passform. När lagret har satts in i GearCoreCenter ska du lägga till lite lim på kanten av LoxodromeMountingAdapter och fästa det i GearCoreCenter. Dessa två delar är avsedda att fästas ordentligt och ska inte rotera.

Jag använde Panef White Stick Lubricant med silikon på alla rörliga delar.

Allmänna utskriftstips:

Alla delar i den centrala kärnan är utformade för att skrivas ut utan stöd. GearCoreCenter ska skrivas ut med den inriktade sidan spolad på skrivbädden med tryckknapparna uppåt. DriveGear ska skrivas ut med kugghjulet plant i sängen och den smala axeln uppåt. Jag upptäckte att inställningen av "Minsta resning för indragning" till 2 mm i Cura 2 hjälpte till att påskynda utskriften avsevärt.

Utskriftstips för toppmontering:

När du skrev ut i PLA med standardinställningarna var röret i mitten av TopAssemble för sprött. Att sakta ner utskriften, öka väggtjockleken, flödeshastigheten och temperaturen gav mig en tillräckligt stark del.

Det här är Cura 2 -inställningarna som jag använde för att skära TopAssemble:

• Skal:

  Väggtjocklek: 2

• Kyl:

  • Fläkthastighet: 50%
  • Vanlig fläkthastighet: 30%
  • Max fläkthastighet: 35%

• Material:

  • Standardutskriftstemperatur: 210
  • Utskriftstemperatur: 210
  • Flöde: 110%
  • Aktivera tillbakadragning: Falskt

• Fart:

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

Steg 3: Krympning av ledningarna för LED -armen

Du måste använda ett krympverktyg för att krympa trådar på en DuPont-kontakt med fyra positioner med hjälp av honstift. Jag byggde min lampa med fyra lägeskontakter så att jag skulle ha tillräckligt med ledningar för en RGB LED. Om du använder en enfärgad LED räcker det med två ledningar, men jag föredrar att fördubbla trådarna för extra strömförmåga. Således har LED-armen en plats som är tillräckligt stor för att passa en fyrpunkts DuPont-kontakt.

Du behöver fyra uppsättningar flätad tråd ungefär en fot lång, ett pressverktyg och ett DuPont -anslutningssats. Jag använde dessa:

• IWISS SN-28B krympverktyg
• HALJIA 310 Pcs 2.54mm Dupont Kvinna/Man Trådbygel Pin Header Connector Sortiment

Videon visar krympningsprocessen.

Steg 4: Montering av LED -armen

När du har byggt ledningsnätet matar du ledningarna genom LED -armen och skjuter DuPont -kontakten in i facket. Det sitter tätt. Du kanske vill lägga lite lim på kontakten så att det inte lossnar i framtiden, men om du gör det, använd bara lite och applicera det på den fasta sidan av kontakten och var försiktig så att du inte låter limet gå in i uttagen.

När LED -armen är monterad kan du mata den genom hålet i mitten av den centrala kärnan. Videon visar processen och visar mig testa med olika LED -moduler.

Utskriftstips för LED -armen:

LED -armen ska vara på sidan när du skriver ut. Alla ytor är sluttande så att stöd inte behöver vara nödvändiga.

Steg 5: Montering av LED -modulerna

LED -modulerna består av följande komponenter:

• En 3W LED "Star"
• Ett flasklock (som kylfläns)
• En DuPont-kontakt med fyra lägen med hanstift
• Korta längder isolerad, flätad tråd
• Vanlig tvådelad epoxi för att fästa DuPont-kontakten på baksidan av flasklocket (jag använde JB Weld)
• Tvådelad termisk epoxi för att fästa lysdioden på flasklocket (jag använde Arctic Alumina Thermal Adhesive)

Du kommer att vilja använda ett lödkolv för att fästa korta trådar till de positiva och negativa kuddarna på din LED -stjärna. Om du har en enfärgad LED kan du dubbla trådarna, två för det positiva och två för det negativa. Detta gör att du kan köra ström genom båda ledningarna parallellt och använda alla tillgängliga ledningar i LED -armen. För en RGB-lysdiod använder du en tråd för att ansluta alla anod (-) kuddar och de återstående tre ledningarna för att ansluta till var och en av katod (+) kuddarna.

Jag använder flasklock för LED -kylflänsen. Jag köpte dessa på mitt lokala bryggeriföretag, även om du kan försöka återanvända en från en ölflaska om den var helt obenad.

Om du inte köper "bara" flasklock, kan du behöva använda en varmluftspistol för att mjuka upp och ta bort gummifodret. Se till att du har en ren och perfekt plan yta av bar metall för att fästa din LED. Använd sedan termisk epoxi för att fästa lysdioden på flasklocken, fäst den med clips och låt den stelna över natten.

Steg 6: Montering av LED -modulerna

Nästa dag kommer du att vilja krympa på DuPont-hane-kontakter på var och en av de fyra ledningarna och skjuta in dem i ett hus med fyra kontakter. Blanda sedan ihop en del av den vanliga tvådelade epoxin (inte den termiska epoxi du använde tidigare) och fäst kontakten på baksidan av flasklocket. Återigen, klipp och låt stelna över natten.

Figuren visar en enfärgad och en trefärgad RGB LED-modul efter montering.

Steg 7: Anslut motorn

Jag använde en 4W 120V AC TYD-50 typ synkronmotor för basen. Dessa motorer används i mikrovågsskivspelare och kan hittas ganska enkelt online. De är billiga, de kör väldigt tyst och finns i en rad olika varvtal. Jag valde en långsam 5-6 RPM-enhet för att ge min lampa en långsam, stadig vändning. Växeln i lampan skär ner detta till hälften, så min lampa vrids med lugnande 2,5 till 3 varv.

Jag lödde på en sladd som räddades från en apparat och isolerade den med två lager värmekrympande slangar. Om du inte är bekväm med linjespänningar i din lampa kan du också hitta 12V AC TYD-50 synkronmotorer. Du skulle sedan kombinera den med en väggtransformator som levererar en mer tillverkarvänlig 12V AC.

Steg 8: Montera basplattan

Motorn kan skruvas fast på bottenplattan med M3 -bultar.

Min motor hade en axel med en ytterdiameter på 7 mm. Så jag konstruerade en plastbit så att den kunde paras med en 3D -tryckt fyrkantig profilaxel. Detta är fäst med en M3 bult och mutter.

Denna plastbit har en bred avsmalnande mun och axeln är tänkt att glida fritt in och ut med lite motstånd. Du behöver detta senare i monteringen eftersom det måste falla på plats ovanifrån.

För att motorn inte ska överhettas, stick några gummifötter på botten av bottenplattan. Detta kommer att hålla det borta från bordet och hjälpa till med luftflöde.

Utskriftstips:

Alla delar är utformade för att skrivas ut utan stöd.

Steg 9: Montera lampkroppen

Basplattan kan fästas på kroppen med M3 -skruvar. Det finns inget sätt att nå inuti, så se till att alla trådar dinglar ut från spåret på baksidan av bottenplattan innan du fäster de två halvorna!

Utskriftstips:

Lampkroppen har en svag lutning och kan tryckas utan stöd.

Steg 10: Fäst växelnheten på lampkroppen

Axeln sitter löst i hålet i växeln. Om du bara försöker sätta i växeln ovanifrån kommer troligen axeln att falla inuti lampan.

Du kan använda en klick varmt lim för att hålla axeln på plats, men jag valde att hålla kugghjulet upp och ner och sänkte sedan lampans kropp (även upp och ner) över den. Du måste axla för att hitta parningsspåret djupt inne i lampan, de lutande sidorna av parningsdelen ska hjälpa till att styra axeln på plats.

Först upptäcker du att axeln är för lång. Jag gjorde detta med avsikt så att du kunde trimma ner det tills allt passar ihop.

När växeln sitter på plats kopplar du in motorn och kontrollerar att växeln roterar innan du sätter fast toppen med två små skruvar.

Steg 11: Fäst Loxodrome

Mata LED -armen genom det lilla hålet vid loxodromets bas och manövrera loxodromen på plats. Det sitter tätt och det finns lite utrymme mellan loxodromen och LED -armen. Använd dock inte våld, det ska inte behövas.

Jag hade lite svårt att få loxodromen förbi böjningen vid basen av LED -armen. Jag var tvungen att fila ner kanterna på LED -armen lite för att göra den tillräckligt smal för att passera, men jag har justerat CAD -filen och STL så förhoppningsvis behöver du inte göra detta.

När loxodromen är i nacken på LED -armen ska den knäppas fast på fästflikarna. Det sista steget är att sätta in LED -modulen genom att sticka fingrarna genom luckorna i loxodrome.

Se videon för hur detta görs.

Utskriftstips:

Skriv ut Loxodrome med 100% fyllning, eftersom du vill att spiralarmarna ska vara så starka som möjligt.

Du kommer definitivt att behöva stöd för detta tryck och mycket av det. Om du har en dubbel-extruder och lösligt stöd är detta ett bra ställe att använda det!

Om du inte har en dubbel-extruder, var inte rädd, eftersom jag kunde skriva ut detta på en enda extruder FDM-skrivare. Eftersom majoriteten av stödet kommer att vara inuti Loxodrome, måste det vara tillräckligt svagt så att du kan nå in med nåltång, krossa det och ta bort det bit för bit.

Standardstödet i Cura är för starkt för detta. Tricket jag hittade var att använda ett rutnätstöd med en stödtäthet på noll. Detta får Cura att bara skriva ut tunna enkellagerväggar för att stödja spiralarmarna i Loxodrome. Dessa väggar är relativt lätta att krossa och ta bort när utskriften är klar.

Mitt ursprungliga tryck gjordes 2015 med en tidigare version av Cura, men här är inställningarna för Cura 2 som verkar ge önskat stödmönster:

• Skapa support: Sant
• Supportplacering: överallt
• Stödmönster: Rutnät
• Stöddensitet: 0
• Stödavstånd X/Y: 0,9
• Stödavstånd Z: 0,15
• Använd Towers: False

Under och efter utskriften kommer Loxodrome att se ut som en gigantisk croissant. Du måste använda nåltång för att riva bort stödet tills allt är borta. Att peta på det med ett skarpt verktyg eller krossa det hjälper till att bryta upp lagren. Att använda tjocka handskar kan vara till hjälp för detta, eftersom fragmenten kan vara vassa. När allt stöd har tagits bort kan du jämna ut alla grova fläckar med sandpapper.

Steg 12: Strömförsörjning av LED -modulen

För att driva LED -modulen rekommenderar jag en justerbar strömförsörjning. För en typisk LED -stjärna ger 300mA tillräcklig ström. Det finns flera 300mA LED -drivrutiner listade på eBay, eller så kan du få en fullt justerbar modul som den som visas i min video.

Ett annat alternativ är att köpa en DC-till-DC-omvandlare med variabel spänning och använda dem tillsammans med en 12v DC-väggvarta. Du kan sedan försiktigt skruva upp spänningen från noll tills rätt mängd ström, mätt med en multimeter, strömmar genom lysdioden. Var medveten om att lysdioder i olika färger kommer att behöva strömförsörjningen inställd på olika spänningar, så om du planerar att byta lysdioder är en konstant strömförsörjning ett mycket bättre val.

När du har ställt in strömmen på lysdioden ska du bara köra den medan du är på plats. Du vill titta på den för att se till att den inte blir tillräckligt varm för att smälta plaststödet. Om det blir väldigt varmt måste du stänga av strömmen.

Tvåa i Epilog Challenge 9