אור פאזל LED (חיתוך לייזר באקריליק): 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

תמיד נהניתי מנורות הלילה השונות בחיתוך הלייזר באקריליק שאחרות עשו. כשחשבתי יותר על אלה חשבתי שזה יהיה נהדר אם מנורת הלילה תוכל להכפיל גם סוג של בידור. עם המוח הזה החלטתי ליצור פאזל שיתאים לקופסה דקה שאחר כך תואר ברצועת LED.

באשר לתאורה בפועל, רציתי שהנוריות יחלפו לאט במגוון צבעים כאשר למשתמש יש את היכולת להשהות בצבע מסוים או לעבור לצבע חדש.

שימוש בחומרים:

• שני צבעים שונים של נימה להדפסה תלת מימדית
• תרסיס צבע
• נייר זכוכית
• אקריליק 2 מ"מ (ליצירת הקופסה)
• אקריליק 6 מ"מ (ליצירת הפאזל)
• ברגים: M3 10 מ"מ
• קבלים: 1000μf 6.3v
• לחצן עגול, מיני איפוס (אחד אדום ואחד ירוק)
• מתג נדנדה
• רצועת LED RBG
• Arduino Nano V3
• מחבר חבית כוח
• הורד שנאי
• ספק כוח 12V

כלים:

• מלחם
• מולטימטר
• חותך לייזר CO2
• מדפסת תלת מימד
• אקדח דבק
• מלט אקרילי
• חשפניות חוטים
• קובץ ברזל
• תרגיל
• מקדחי מקדחה (משמשים לניקוי חורים בדגם מודפס בתלת מימד)

תוֹכנָה:

• Inkscape
• LibreCAD
• FreeCAD

שלב 1: הכנת יצירת אמנות פאזל

מכיוון שנחתך באמצעות חותך לייזר CO2, הקובץ הסופי היה צריך להיות קובץ SVG.

בעזרת מחולל הפאזל SVG של וולפי יצרתי את מפת הפאזל הבסיסית.

הפאזל שלי נוצר עבור חבר של הבן שלי. המשפחה היא מפקיסטן ולכן איחלתי שלמנורה יהיה טעם פקיסטני. לכן בחרתי ליצור פאזל בעזרת שמו של בנו, הדגל הפקיסטני והמרקהור (החיה הלאומית של פקיסטן). בתחילה גם התכוונתי להדפיס את בסיס המנורה בירוק אך לצערי נגמר נימה ירוקה.

באמצעות אפשרויות המעקב ב- Inkscape המרת את ה--p.webp

הצבעים נקבעו כך שבסיס הפאזל נחתך בזמן שחלקי התמונה נחרטו.

שלב 2: הכנת הקופסה

התיק תוכנן באמצעות LibreCAD ולאחר מכן ייצא לקובץ SVG. זה נערך לאחר מכן ב- Inkscape על מנת להגדיר את הצבע ואת עובי הקו הנכונים לחיתוך על חותך הלייזר CO2.

בעזרת מלט אקרילי הדבקתי את דפנות הקופסה רק לאחד הצדדים הגדולים. לכן ניתן לבנות את הפאזל בפועל בקופסה. לאחר השלמת המידה הגדולה השנייה ממוקמת מעל החלק העליון של הפאזל (נחבטת בחריצים הרלוונטיים) ומוחזקת במקומה על ידי הכריכה העליונה הלבנה ובסיס הלד.

מלט אקרילי אינו נהדר לעבודה מכיוון שקל להרוס בטעות את הגימור הסופי שלך על ידי בלבול האקריליק על חלקי התצוגה העיקריים של הקופסה. בגלל זה השארתי את כיסוי המגן החום שמגיע עם האקריליק עד שהקצוות, שהיו מלטים יחד, התייבשו. אחרי שאמרתי את זה אכן הייתי צריך לדאוג שלא למלט בטעות את שכבת ההגנה בין המפרקים.

בקיצור, בשלב זה הייתה לי קופסה רדודה מאוד שיכולה להכיל את הפאזל שהושלם עם חתיכת אקריליק אחת רופפת שאפשר להניח מעל החלק העליון, וננעלת לתוך החריצים שנוצרו על ידי דפנות הקופסה.

שלב 3: הדפסת הבסיס והכריכה העליונה

באמצעות FreeCAD עיצבתי והדפסתי את החלקים המצורפים:

• כריכה עליונה (לבן)
• בסיס (בחזרה; בעולם מושלם זה היה ירוק)
• כיסוי בסיס (לבן)

משום מה פינות החלקים המשופעים של הבסיס לא הודפסו בצורה חלקה במיוחד. שיוף אותם חלק גרם לסיומת מאוד לא אחידה לבסיס. לכן שיפשפתי את כל הבסיס בנייר זכוכית דק ולאחר מכן ריססתי אותו בחזרה כדי להשיג גימור אחיד. בדיעבד אם הייתי מדפיס אותו בלבן, יכולתי לרסס אותו בצבע הירוק שרציתי בתחילה.

לאחר מכן הדבקתי את רצועת ה- LED של RBG כך שהנוריות פנו כלפי מעלה כלפי בסיס הפאזל, והכניסו אותה חזרה לתוך החלק הפנימי של הבסיס באמצעות החריץ המסופק. המשטח הדביק שמתחת לרצועת ה- LED לא החזיק את הרצועה כראוי ולכן הוספתי קצת דבק סופר כדי לאבטח אותה כראוי.

לחצני האיפוס, מתג הרקטות ומחבר חבית החשמל היו גם מוכנסים או מוברגים. צריך לחדד או לחלק חלק מהחורים לפני שהסיביות האלה יתאימו כראוי.

שלב 4: תכנות ה- Arduino ובדיקת ההתקנה

לאחר מכן הגדרתי את לוח הלחם שלך כפי שמוצג למעלה. בתחילה לא היה צורך לכלול את השנאי או מחבר החבית מכיוון שהפרויקט הופעל ומתוכנת באמצעות כוח ה- USB, המחובר למחשב שלי.

מהקוד תראה כי נוריות ה- LED יחלפו באיטיות מטווח צבעים למשנהו. אם לוחצים על כפתור 3 (ירוק), נוריות ה- LED משתנות לצבע הראשי הבא ברצף. אם לוחצים על כפתור 2 (אדום), נוריות LED מפסיקות להשתנות ונשארות להציג את הצבע הנוכחי. כדי להמשיך לראות את הצבעים משתנים, פשוט צריך ללחוץ שוב על הכפתור האדום. השהיית התצוגה אינה מושהה את התוכנית ולכן כאשר לוחצים שוב על הכפתור האדום, נוריות ה- LED יקפצו לצבע הנוכחי בו עובדת התוכנית.

בשלב הבא הייתי צריך לחבר הכל לקופסה בהתאם לשלב הבא.

שלב 5: להרכיב אותו

רציתי להיות מסוגל להפעיל את הפרויקט הזה מתוך ספק כוח רגיל של 12V. מכיוון שניתן להפעיל את הננו באמצעות 6 עד 20 וולט חשבתי שאני יכול פשוט לחבר את מחבר הקנה לסיכות GND ו- VIN, באמצעות סיכת 5V בנאנו כדי להפעיל את הנורות, והכל יהיה בסדר. אבוי זה לא היה המצב. בקיצור נראה שרצועת ה- LED מושכת יותר מדי אמפר בכדי שהיא תהיה מופעלת מהפין 5V בנאנו, בעת שימוש בווסת הננו (עיין בדיון הבא לפרטים נוספים). לכן הוספתי את שנאי ההורדה והפעלתי משם את רצועת הננו וה- LED.

מכיוון שהפרויקט עובד מצוין כשהוא מופעל באמצעות ה- USB, ניתן היה להימנע מכל הכאב הזה אם היה מתוכנן הבסיס כך שניתן למקם את הננו עם יציאת ה- USB שלו נגישה מבחוץ. באופן זה ניתן היה להפעיל את הפרויקט באמצעות כבל USB רגיל המחובר למטען USB.

אולם האמור לעיל מביא אותי למחשבה נוספת. נראה כי ארדואינו מוגזם מדי לפרויקט זה אשר יכול באותה מידה להיות נשלט על ידי אחד מבקרי ATtiny. במקרה זה יהיה צורך בשנאי ההורדה.

אני עדיין חדש בכל זה ולכן החיווט שלי משאיר הרבה רצון. עם זאת, חיברתי את החלקים לפי התרשים הקודם, בעזרת אקדח דבק כדי להדביק את הבקר והשנאי למטה. בעת ביצוע פעולה זו וודא כי הדבק אינו נמצא ליד כל חלק שעלול להתחמם מכיוון שזה יגרום לכך שהדבק נמס והחלק משתחרר בעת השימוש.

בעת חיבור החשמל, מחבר הקנה, כדאי להשתמש במולטימטר כדי לאשר איזו סיכה חיובית ואילו היא הקרקע. מתג הנדנדה אמנם אינו מוצג בתרשים, אך מחובר בין הכניסה החיובית של השנאי לבין הסיכה החיובית של מחבר הקנה.

לפני חיבור כלשהו ליציאת השנאי, יש לחבר אותו לספק הכוח ולאחר מכן בעזרת מולטימטר, הגדרת הפלט מותאמת (על ידי סיבוב בורג ההתאמה) עד שהפלט יהיה 5V. לאחר שהותקן, בורג זה הודבק למקומו כך שלא יהיה ניתן להזיז אותו בטעות בעתיד.

כעת ניתן היה לחבר את מכסה הבסיס ולהבריג אותו.

שלב 6: מסקנה

בסך הכל אני מאוד מרוצה מהתוצאה הסופית. מכיוון שהחידה היא חלק נפרד לחלוטין מהפרויקט, אפשר ליצור פאזלים רבים ושונים שיוצגו על ידי המנורה.

היו בעיות קטנות מדי:

1. כפתורי האיפוס הירוקים והאדומים היו מעט ארוכים מדי, וחסמו מעט את החידה. זה היה כל כך קל ומכיוון שהם היו ממוקמים במרכז, עדיין אפשר היה לגרום לפאזל לשבת ממש בחריץ.
2. הקופסה הייתה צרה מדי ולכן לא נסגרה זה לזה כמו שהייתי רוצה. אולם בגלל העיצוב, הבסיס והכריכה העליונה עדיין הצליחו להחזיק את הכל כראוי.

בדרך כלל הייתי מפרט שיעורים שנלמדו כמו גם הצעות לבניות עתידיות, אך כפי שכבר ציינתי את רוב אלה בשלבי הקודמים, לעת עתה אשאיר את הדברים כאן.

שלב 7: חידות אחרות

אני אוסיף כאן חידות אחרות כשאני יוצר אותן.