מנורת הספירלה (a.k.a מנורת שולחן הלוקסודרום): 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

המנורה הספירלית (a.k.a The Loxodrome Desk Lamp) הוא פרויקט שהתחלתי בשנת 2015. הוא נוצר בהשראת פוקס הלוקסודרום של פול נילנדר. הרעיון המקורי שלי היה מנורת שולחן ממונעת שתקרין מערבולות אור זורמות על הקיר.

עיצבתי והדפסתי תלת מימד אב טיפוס ב- OpenSCAD לתערוכת יצרנים. למרות שהתאורה הייתה פנטסטית כפי שקיוויתי, החלקים המכניים היו שבירים, קשים לבנייה ופשוט לא עבדו טוב במיוחד.

מאז למדתי את FreeCAD, כלי הרבה יותר חזק, ועיצבתי מחדש את הרכיבים המכניים. מדריך זה מציג גרסה מהדור השני המחליפה את רוב החלקים הפנימיים בחלקים להדפסה תלת-ממדית מלאה. עדכון זה כולל מודולי LED הניתנים להחלפה בגודל 3W, כך שתוכל להחליף את הנורות לצבעים שונים; אוֹ; אם אתה יכול לחבר אותו עם מודול LED RGB בצבע מלא לאפקטים של תאורה מתוחכמת יותר.

פרויקט זה הינו קוד פתוח:

פרויקט זה נבנה כולו באמצעות תוכנות חופשיות וקוד פתוח ועומד בהגדרה של חומרת קוד פתוח. קובצי העיצוב של OpenSCAD ו- FreeCAD ניתנים לשינוי תחת Creative Commons - ייחוס - שיתוף זהה

זיכויים נוספים:

• בהשראת "פמוט הלוקסודרום" של פול נילנדר
• קובץ OpenSCAD נגזר מ- "Loxodrome" של kitwallace

שלב 1: הליבה המרכזית

עקב האכילס בעיצוב המקורי שלי היה שלכדור הלוקסודרום אין נקודת הרכבה אמינה. בתחילה ניסיתי להשעות אותו מנקודת ציר בחלק העליון ולהשתמש במגנטים כדי לסובב אותו בבסיס. זה לא עבד בכלל, אז ניסיתי מנוע והילוך קטן, אבל מכיוון שהלוקסודרום היה תלוי בתחתית, ההילוך היה דוחף אותו מהדרך במקום לסובב אותו. האתגר המרכזי היה למצוא דרך לתמוך ולסובב אותו מלמטה, תוך עדיין ציר מרכזי קבוע לעגן את זרוע ה- LED והחיווט.

המנורה המופיעה במדריך זה תוכננה מחדש לשימוש בליבה מרכזית קואקסיאלית. המנוע בבסיס מסובב הילוך קטן שמשתלב בהילוך מרכזי גדול יותר. ההילוך המרכזי עוטף סביב מיסב גלגיליות לגלגל 608 ומתנשא לחלק אחר המעביר את הסיבוב לחלקו העליון של המנורה. באמצע המיסב פועל צינור מרכזי קבוע לעגן את זרוע התמיכה של LED ולהפעלת החיווט הקשור.

שלב 2: הדפסה והרכבה של הליבה המרכזית

הליבה המרכזית מורכבת מארבעת החלקים הבאים המודפסים בתלת מימד:

• TopAssemble.stl (אפור, תמונה קודמת)
• GearCoreCenter.stl (אדום)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (ירוק)
• DriveGear.stl (סגול)

בנוסף לחלקים המודפסים, תזדקק למיסב גלגיליות אחד 603. אתה יכול למצוא אותם בזול ב- eBay. צפה בסרטון למעלה כדי לראות כיצד הכל מורכב. ייתכן שיהיה עליך לשייף את הצינור המרכזי ב- TopAssemble להתאמה הדוקה. לאחר הכנסת המיסב ל- GearCoreCenter, עליך להוסיף מעט דבק לשפת LoxodromeMountingAdapter ולהצמיד אותו ל- GearCoreCenter. שני חלקים אלה מיועדים לחיבור מאובטח ואינם צריכים להסתובב.

השתמשתי בחומר סיכה של Panef White Stick עם סיליקון על כל החלקים הנעים.

טיפים כלליים להדפסה:

כל החלקים בליבה המרכזית מיועדים להדפסה ללא תמיכה. יש להדפיס את GearCoreCenter כשהצד המכוון סומק על מיטת ההדפסה כשהחלקים כלפי מעלה. יש להדפיס את DriveGear כשהציוד יושב על המיטה והציר הצר כלפי מעלה. גיליתי שהגדרת "הנסיעות המינימליות לנסיגה" ל- 2 מ"מ ב- Cura 2 סייעה להאיץ את ההדפסה במידה ניכרת.

עצות הדפסה להרכבה העליונה:

בעת הדפסה ב- PLA באמצעות הגדרות ברירת המחדל, הצינור במרכז מרכז ההרכבה היה שביר מדי. האטת ההדפסה, הגדלת עובי הקיר, קצב הזרימה והטמפרטורה נתנו לי חלק מספיק חזק.

אלו הן הגדרות Cura 2 בהן השתמשתי לחיתוך ה- TopAssemble:

• צדף:

  עובי הקיר: 2

• הִתקָרְרוּת:

  • מהירות מאוורר: 50%
  • מהירות מאוורר רגילה: 30%
  • מהירות מאוורר מרבית: 35%

• חוֹמֶר:

  • טמפרטורת הדפסה ברירת מחדל: 210
  • טמפרטורת הדפסה: 210
  • זרימה: 110%
  • אפשר נסיגה: שקר

• מְהִירוּת:

  • מהירות הדפסה: 40 מ"מ/שניות
  • מהירות קיר: 10 מ"מ/ש

שלב 3: כיווץ החוטים לזרוע ה- LED

יהיה עליך להשתמש בכלי לחיצה כדי לחבק חוטים על מחבר DuPont בעל ארבעה עמדות באמצעות סיכות נקבה. בניתי את המנורה שלי עם מחברים בעלי ארבעה עמדות, כך שיהיו לי מספיק חוטים עבור נורית RGB. אם אתה משתמש בלד בצבע יחיד, שני חוטים יספיקו, אך אני מעדיף להכפיל את החוטים ליכולת נשיאה נוספת של זרם. לפיכך, לזרוע ה- LED יש חריץ גדול מספיק בכדי להתאים למחבר DuPont בעל ארבע נקודות.

תזדקק לארבע סטים של חוט קלוע באורך של כמטר, כלי לחיצה וערכת מחברי DuPont. השתמשתי באלה:

• כלי לחיצה IWISS SN-28B
• HALJIA 310 יחידות 2.54 מ"מ דופונט נקבה/זכר חוט מגשר פין כותרת מחבר מבחר

הסרטון מדגים את תהליך ההתכווצות.

שלב 4: הרכבת זרוע ה- LED

לאחר שבנית את רתמת החיווט, הזן את החוטים דרך זרוע ה- LED ודחף את מחבר הדופונט לחריץ. זה התאמה הדוקה. ייתכן שתרצה לטפטף מעט דבק למחבר כך שהוא לא ישתחרר בעתיד, אך אם תעשה זאת, השתמש רק מעט והחל אותו על הצד המוצק של המחבר והקפד לא לתת לדבק. להיכנס לשקעים.

לאחר הרכבת זרוע ה- LED, תוכלו להאכיל אותה דרך החור באמצע הליבה המרכזית. הסרטון מדגים את התהליך ומראה אותי בודק בעזרת מודולי LED שונים.

טיפים להדפסה לזרוע ה- LED:

זרוע ה- LED צריכה להיות מונחת על צדה בעת ההדפסה. כל המשטחים משופעים כך שאין צורך בתמיכות.

שלב 5: הרכבת מודולי LED

מודולי ה- LED מורכבים מהרכיבים הבאים:

• "כוכב" LED בגודל 3W
• מכסה בקבוק (כגוף קירור)
• מחבר DuPont בעל ארבעה עמדות עם סיכות זכר
• אורכים קצרים של חוט מבודד, קלוע
• אפוקסי רגיל בשני חלקים לחיבור מחבר DuPont לחלק האחורי של מכסה הבקבוק (השתמשתי ב- JB Weld)
• אפוקסי תרמי דו-חלקי לחיבור ה- LED לכובע הבקבוק (השתמשתי בדבק תרמי Arctic Alumina)

תרצה להשתמש במגהץ לחיבור אורכי חוט קצרים לרפידות החיוביות והשליליות של כוכב הלד שלך. אם יש לך נורית בצבע יחיד, כדאי שתכפיל את החוטים, שניים לחיוביים ושניים לשליליים. זה מאפשר לך להעביר זרם דרך שני החוטים במקביל ולנצל את כל החוטים הזמינים בזרוע ה- LED. עבור נורית RGB, תשתמש בחוט אחד לחיבור כל רפידות האנודה (-) ושלושת החוטים הנותרים כדי להתחבר לכל אחת מרפידות הקתודה (+).

אני משתמש בכובעי בקבוקים עבור גוף הקירור LED. רכשתי אותם בחברת הבירה המקומית שלי, אם כי אתה יכול לנסות לעשות שימוש חוזר מבקבוק בירה אם זה היה לגמרי לא מכופף.

אלא אם כן אתה רוכש פקקי בקבוק "חשופים", ייתכן שיהיה עליך להשתמש באקדח אוויר חם כדי לרכך ולהסיר את ציפוי הגומי. ודא שיש לך משטח נקי ושטוח לחלוטין של מתכת חשופה לחיבור ה- LED שלך. לאחר מכן, השתמש באפוקסי תרמי כדי לחבר את ה- LED לכובעי הבקבוק, לאבטח אותו בעזרת קליפס ולתת לו להתייצב למשך הלילה.

שלב 6: הרכבת מודולי LED

למחרת, תרצה לצמצם מחברי DuPont זכריים על כל אחד מארבעת החוטים ולדחוף אותם לתוך מארז בעל ארבעה מחברים. לאחר מכן, מערבבים חלק מהאפוקסי הרגיל בשני חלקים (לא האפוקסי התרמי שהשתמשת בו קודם לכן) וחבר את המחבר לחלק האחורי של מכסה הבקבוק. שוב, מהדקים ומאפשרים להתייצב למשך הלילה.

האיור מציג צבע יחיד ומודול LED מסוג RGB בשלושה צבעים לאחר ההרכבה.

שלב 7: חיבור המנוע

השתמשתי במנוע סינכרוני מסוג 4W 120V AC TYD-50 לבסיס. מנועים אלה משמשים בפטיפונים למיקרוגל וניתן למצוא אותם די בקלות באינטרנט. הם לא יקרים, הם פועלים בשקט מאוד וזמינים במגוון סל"ד שונים. בחרתי ביחידה איטית של 5-6 סל"ד כדי לתת למנורה שלי פעולת סיבוב איטית ויציבה. ההילוך במנורה מקטין את זה בחצי, כך שהנורה שלי מסתובבת במהירות 2.5 עד 3 סל"ד מרגיעה.

הלחמתי על חוט שהוצא ממכשיר ובידדתי אותו בשתי שכבות של צינורות מכווצי חום. אם אינך מרגיש בנוח עם מתחי קו במנורה שלך, תוכל למצוא גם מנועים סינכרוניים AC TYD-50 12V. לאחר מכן היית משלב אותו עם שנאי יבלות לקיר המספק 12V AC ידידותי יותר ליצרנים.

שלב 8: הרכיב את לוח הבסיס

ניתן להבריג את המנוע על צלחת הבסיס באמצעות ברגי M3.

למנוע שלי היה פיר עם קוטר חיצוני של 7 מ מ. אז עיצבתי פיסת פלסטיק שתאפשר לה להזדווג עם ציר פרופיל מרובע המודפס בתלת מימד. זה מחובר עם בורג ואום M3.

לחתיכת פלסטיק זו יש פה מחודד רחב והציר אמור להחליק פנימה והחוצה בחופשיות עם מעט התנגדות. אתה צריך את זה מאוחר יותר במכלול מכיוון שהוא יצטרך ליפול למקומו מלמעלה.

כדי למנוע למנוע להתחמם יתר על המידה, הדביקו כמה רגלי גומי בתחתית לוח הבסיס. זה ירחיק אותו מהשולחן ויעזור לזרימת אוויר.

טיפים להדפסה:

כל החלקים מיועדים להדפסה ללא תומכים.

שלב 9: הרכבת גוף המנורה

ניתן לחבר את לוח הבסיס לגוף באמצעות ברגי M3. אין דרך להגיע פנימה, לכן וודא שכל החוטים משתלשלים החוצה מהחריץ בחלק האחורי של צלחת הבסיס לפני שאתה מחבר את שני החצאים!

טיפים להדפסה:

גוף המנורה בעל שיפוע עדין וניתן להדפיס אותו ללא תומכים.

שלב 10: חבר את מכלול ההילוכים לגוף המנורה

הציר יושב רופף לתוך החור במכלול ההילוכים. אם פשוט תנסה להכניס את מכלול ההילוכים מלמעלה מהסרן צפוי ליפול בתוך המנורה.

אתה יכול להשתמש בכף דבק חם כדי להחזיק את הציר במקומו, אבל בחרתי להחזיק את מכלול ההילוכים הפוך ואז הורדתי את גוף המנורה (גם הפוך) מעליו. אתה צריך לסרן כדי למצוא את חריץ ההזדווגות עמוק בתוך המנורה, הצדדים המשופעים של חלק ההזדווגות אמורים לסייע בהנחיית הציר למקומו.

בהתחלה תגלו שהציר ארוך מדי. עשיתי את זה בכוונה כדי שתוכל לקצץ עד שהכל משתלב היטב.

לאחר שהרכב ההילוכים יושב, חבר את המנוע וודא שההילוך מסתובב לפני שתאבטח את החלק העליון בעזרת שני ברגים קטנים.

שלב 11: חבר את הלוקסודרום

הזן את זרוע ה- LED דרך החור הקטן בבסיס הלוקסודרום ותמרן את הלוקסודרום למקומו. ההתאמה צמודה ויש מעט מרווח בין שפת הלוקסודרום לזרוע ה- LED. עם זאת, אל תפעילו כוח, אין צורך בכך.

התקשיתי קצת להעביר את הלוקסודרום מעבר לעיקול בבסיס זרוע ה- LED. הייתי צריך לרשום מעט את הקצוות של זרוע ה- LED כדי שיהיה צר מספיק כדי לעבור, אבל התאמתי את קובץ ה- CAD ואת ה- STL כך שאני מקווה שלא תצטרך לעשות זאת.

ברגע שה- loxodrome נמצא בצוואר זרוע ה- LED, הוא אמור להיצמד ללשוניות המשמרות. השלב האחרון הוא הכנסת מודול ה- LED על ידי הדבקת אצבעותיך בין הפערים בלוקסודרום.

עיין בסרטון כיצד הדבר מתבצע.

טיפים להדפסה:

הדפס את הלוקסודרום במילוי 100%, מכיוון שאתה רוצה שזרועות הספירלה יהיו חזקות ככל האפשר.

בהחלט תזדקק לתמיכה בהדפסה זו והרבה ממנה. אם יש לך תוסף אקסטרודר כפול ומסיס, זהו מקום מצוין להשתמש בו!

אם אין לך מכבש כפול, אל תפחד, כיוון שהצלחתי להדפיס זאת במדפסת FDM יחידה אחת. מכיוון שרוב התמיכה תהיה בתוך הלוקסודרום, היא תצטרך להיות חלשה מספיק כדי שתוכל להגיע עם צבת אף מחט, למעוך אותה ולהסיר אותה חתיכה אחר חלק.

תמיכת ברירת המחדל ב- Cura חזקה מדי בשביל זה. הטריק שמצאתי היה להשתמש בתמיכת רשת עם צפיפות תמיכה של אפס. זה גורם לקורה להדפיס רק קירות דקים שכבה אחת כדי לתמוך בזרועות הספיראליות של הלוקסודרום. קל יחסית למחוץ ולהסיר קירות אלה לאחר השלמת ההדפסה.

ההדפסה המקורית שלי נעשתה בשנת 2015 עם גרסה מוקדמת יותר של Cura, אך להלן ההגדרות של Cura 2 שנראות כמספקות את תבנית התמיכה הרצויה:

• צור תמיכה: נכון
• מיקום תמיכה: בכל מקום
• דפוס תמיכה: רשת
• צפיפות תמיכה: 0
• מרחק תמיכה X/Y: 0.9
• מרחק תמיכה Z: 0.15
• השתמש במגדלים: שקר

במהלך ההדפסה ואחריה, הלוקסודרום ייראה כמו קרואסון ענק. יהיה עליך להשתמש בצבת אף מחט כדי לקרוע את התמיכה עד שהכל ייעלם. לחטט בו בכלי חד או למעוך אותו יעזור לפרק את השכבות. שימוש בכפפות עבות עשוי להיות מועיל לשם כך, שכן השברים עשויים להיות חדים. לאחר הסרת כל התמיכה, אתה יכול להחליק כל כתמים גסים באמצעות נייר זכוכית.

שלב 12: הפעלת מודול ה- LED

כדי להפעיל את מודול ה- LED, אני ממליץ על ספק כוח זרם מתכוונן. עבור כוכב LED טיפוסי, 300mA יספק זרם נאות. ישנם כמה מנהלי התקני LED של 300mA המופיעים ב- eBay, או שאתה יכול לקבל מודול מתכוונן לחלוטין כגון זה שמוצג בסרטון שלי.

אפשרות נוספת היא לרכוש ממיר DC-to-DC באק מתח משתנה ולהשתמש במכשיר יחד עם יבלת קיר 12V DC. לאחר מכן תוכל להגביר את המתח בזהירות מאפס עד שכמות הזרם הנכונה, כפי שנמדד על ידי מד, זורמת דרך הנורית. שים לב כי נוריות צבע שונות יצטרכו את ספק הכוח המתח במתח שונה, כך שאם אתה מתכנן להחליף נוריות, אספקת זרם קבוע היא בחירה טובה בהרבה.

לאחר שהגדרת את הזרם על הנורית, הפעל אותו רק בזמן השתתפותך. אתה רוצה לצפות בו כדי לוודא שהוא לא מתחמם מספיק כדי להמיס את תומכי הפלסטיק. אם מתחמם מאוד, יהיה עליך להנמיך את הזרם.

סגנית אלתגר האפילוג 9