Lâmpada LED Mood impressa em 3D: 15 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Sempre tive esse fascínio por lâmpadas, então ter a capacidade de combinar impressão 3D e Arduino com LEDs era algo que eu precisava buscar.

O conceito é muito simples e o resultado é uma das experiências visuais mais satisfatórias que você pode colocar em um formato de lâmpada.

Lembre-se de que este foi meu primeiro projeto Arduino, então nem tudo pode ser tão perfeito ou eficiente quanto poderia ser, mas funciona. Vou melhorar com mais prática:)

Se você quiser a versão visual dessas instruções, veja o vídeo do youtube e, enquanto estiver lá, certifique-se de se inscrever para ver meus outros projetos:)

Aproveitar!

Etapa 1: Segurança

Sim, eu sei, mas nunca pode ser estressado o suficiente!

Este projeto envolve soldagem e uso de pistola de cola quente que traz a possibilidade de queimaduras. Portanto, certifique-se de que se sinta confortável ao usar um ferro de solda ou peça a ajuda de alguém que o faça.

Também é recomendado o uso de óculos de proteção para proteção dos olhos.

Por favor, tome todos os cuidados necessários para concluir o projeto com segurança e também se divertir!

Etapa 2: Coisas que você precisa

Peças Impressas

Os arquivos para o modelo de MyMiniFactory: Link

A tampa externa da lâmpada deve ser impressa em PLA branco. Usei Filamentive Natural Transparent porque difunde bem a luz e também não a bloqueia. A camada externa deve ser impressa com 0% de preenchimento, 2 perímetros, 10 camadas inferiores e 10 camadas superiores. Qualquer altura de camada é boa, usei camadas de 0,2 mm.

As colunas inferior e interna podem ser impressas em praticamente qualquer configuração que você desejar (sem suportes).

Usei Petg para a coluna, pois ela pode suportar melhor o calor do que o PLA. Usei 20% de preenchimento, 2 perímetros e 4 camadas superior e inferior. Nenhum suporte é necessário.

A parte inferior foi impressa em filamento de madeira em camadas de 0,2 mm, 2 perímetros, 4 camadas superior e inferior e 20% de preenchimento.

A extensão do botão de tonalidade foi impressa em PLA preto padrão com preenchimento 100%, pois é muito pequeno.

Eletrônicos

Arduino Nano: Link

LM2596 DC-DC Step Down: Link

Botão de toque tátil: Link

DC Jack: Link

Ventilador 5v 30mm (opcional): Link

Faixa de LED RGB de 2 metros (WS2812B - 60 LED por metro): Link

Fonte de alimentação: Link

Alguns fios vermelhos, pretos e amarelos: Link

2 parafusos M3x12: Link

2 x parafusos auto-roscantes M2x10: Link

Esboço para todos os efeitos de luz: Link

Ferramentas

Pistola de cola quente: Link

Ferro de soldar: Link

Multímetro: Link

Impressora 3D (obviamente) com pelo menos 200 mm de volume de altura - muitos para escolher. no entanto, se você estiver procurando por um, eu recomendo o Prusa MK3s ou se você quiser algo mais econômico, o Creality Ender 3 também é bastante decente

Etapa 3: Diagrama de fiação

Este é o diagrama de fiação completo da lâmpada.

O ventilador não é necessário. Eu o projetei para neutralizar qualquer possível aquecimento dos LEDs, no entanto, uma vez que você provavelmente não usará o brilho total, as chances de os LEDs ficarem tão quentes para derreter PETg são impossíveis.

Se você estiver imprimindo a coluna de LED com PLA e pensando em deixá-la funcionando por períodos prolongados, a ventoinha com certeza ajudará a manter a refrigeração.

Etapa 4: Faixa de LED e conjunto de ventilador

• Solde os fios preto, vermelho e amarelo na extremidade da faixa de LED.
• O fio preto deve ir na almofada GND
• O fio vermelho deve ir na almofada de + 5v
• O fio amarelo deve ir para o din pad

NOTA: observe a direção da seta na faixa de LED. Os fios devem ser soldados com a direção da seta e não contra ela como na foto.

• Insira os 3 fios por todo na parte inferior da coluna e puxe-os completamente.
• Remova a tampa do adesivo da parte traseira da faixa de LED e fixe a faixa na coluna em uma direção em espiral para cima. 2 metros devem ser suficientes para cobrir toda a coluna, deixando cerca de 2 mm de espaço entre a rotação da tira.
• Pegue a pistola de cola quente e coloque um pouco de cola quente no final da tira e também no início para segurar a tira e os fios no lugar.
• se estiver instalando o ventilador, coloque-o na parte inferior da coluna como na foto e prenda-o usando os 2 parafusos M3x12.

NOTA: A orientação do ventilador é importante. Certifique-se de que o lado do adesivo esteja longe de você ao olhar para o ventilador, de modo que o fluxo de ar conduza para dentro da coluna

Etapa 5: Preparação de juntas de solda e fios

Pegue um ferro de soldar e comece a preparar as juntas de solda dos componentes para prender os fios a eles.

Conversor de redução

• Prepare as juntas de solda nos 4 cantos marcados com IN- IN + OUT- OUT +
• Solde um pedaço de fio PRETO (cerca de 10 cm de comprimento) para o IN-
• Solde um pedaço de fio VERMELHO (cerca de 10 cm de comprimento) para o IN +

ARDUINO

Prepare as juntas de solda nas seguintes guias:

• Ambos os pinos GND (1 de cada lado)
• Pino 5v
• Pino D2
• Pino D5

Botão Tátil

Prepare as juntas de solda nos pinos opostos. Verifique quais pinos têm continuidade quando pressionados com um multímetro

• Solde um fio preto em um dos pinos (cerca de 10 cm de comprimento)
• Solde outro fio de qualquer cor para o segundo pino (cerca de 10 cm de comprimento)

DC Jack

NOTA: Antes de soldar os pinos no conector DC, verifique sua fonte de alimentação para ver a polaridade do conector em si. Estas estão claramente marcadas como na foto, neste caso, a parte externa é NEGATIVA e a parte interna é POSITIVA.

Solde um fio preto e vermelho aos pinos do conector DC de acordo com a polaridade do conector da fonte de alimentação. Sempre verifique a continuidade com um multímetro para verificar qual pino está relacionado à posição da entrada do conector DC

Etapa 6: Montagem: Botão Tátil

• Insira a extensão do botão da impressora 3D no slot da base, conforme mostrado na foto
• Empurre a peça totalmente para dentro até que se projete da base
• Empurre o botão tátil na ranhura atrás da extensão do botão
• Use um pouco de cola quente para mantê-lo no lugar

Etapa 7: Montagem: Jack DC

• Deslize o conector DC no slot adjacente ao slot do botão tátil, conforme mostrado na foto
• Empurre o conector DC no slot até que a entrada esteja alinhada com o orifício na base
• Use um pouco de cola quente para prendê-lo no lugar

Etapa 8: Preparar os comprimentos dos fios

• Coloque o conversor abaixador na posição com os pads IN no mesmo lado do conector DC
• Pegue os dois fios do conector DC e corte-os no comprimento certo, certificando-se de que alcancem os blocos do conversor abaixador, deixando cerca de 1 cm extra para que não sejam esticados
• Usando um par de desencapadores de fio ou um cortador de descarga, exponha o núcleo de fio suficiente para soldar
• Em seguida, coloque o Arduino na posição como você fez com o conversor abaixador
• Pegue os dois fios do botão tátil e repita o processo, certificando-se de que os fios sejam longos o suficiente para alcançar qualquer área das guias do Arduino
• Pegue a coluna de LED que você montou anteriormente e coloque-a de lado ao lado da base, com os fios passando sobre a base
• Pegue os dois fios da ventoinha e corte-os no comprimento certo, certificando-se de que ambos os fios sejam longos o suficiente para alcançar o conector DC
• Pegue os 3 fios que saem da faixa de LED e corte-os no tamanho certo, certificando-se de que os fios cheguem à extremidade do Arduino.
• Desencape as pontas de cada fio como antes.

Etapa 9: Montagem: Conversor Abaixador Parte 1

Coloque o conversor Step-Down na borda da base, você pode usar um pequeno pedaço de fita dupla-face para segurá-lo no lugar

• Solde o fio vermelho que vem do conector DC para o bloco IN +
• Solde o fio preto vindo do conector DC no teclado interno

Em seguida, conecte a fonte de alimentação ao conector DC para ligar o conversor Step-Down (uma luz vermelha deve acender)

Pegue seu multímetro e configure-o para tensão DC

Coloque as agulhas do multímetro em OUT- (preto) e OUT + (vermelho) do conversor Step-Down. Isso deve ler a tensão que sai da unidade. Precisamos ajustar isso para calibrar a tensão para a saída de 5 V

Enquanto segura as agulhas do multímetro no lugar, pegue uma pequena chave de fenda e comece a girar o pequeno parafuso na caixa azul do Ste-Down.

Gire no sentido anti-horário para reduzir a saída de tensão e no sentido horário para aumentar a saída de tensão.

Pare de girar quando a tensão estiver exatamente em 5 volts

Etapa 10: Montagem: Conversor Abaixador Parte 2

Corte dois pedaços de arame, vermelho e preto, com cerca de 7 cm de comprimento

Corte a manga da extremidade em cada extremidade de ambos os fios

• Pegue o fio vermelho que sai da faixa de LED, combine-o com o fio curto que você acabou de preparar e solde-os juntos no OUT + da placa Step-Down
• Pegue o fio preto que sai da faixa de LED, combine-o com o fio curto que você acabou de preparar e solde-os juntos na saída da placa Step-Down
• Pegue o fio vermelho da ventoinha e adicione-o aos fios vermelhos soldados no OUT +
• Pegue o fio preto da ventoinha e vá até os fios pretos soldados no OUT-

NOTA: Para um melhor ajuste, solde os fios com uma direção para dentro, conforme mostrado nas fotos

Etapa 11: Montagem: Arduino

• Pegue o fio amarelo que sai da faixa de LED e solde-o no pad D5 no Arduino
• Pegue um dos fios do botão tátil e solde-o no pad D2 no Arduino
• Pegue o outro fio do botão tátil e solde-o na guia GND no Arduino ao lado do D2
• Por fim, pegue os fios Vermelho e Preto vindos do conversor Step-Down e solde-os aos pads GND e 5v no Arduino

O resultado final deve gostar da foto. Use o esquema como referência

Etapa 12: Montagem final

Use os dois parafusos restantes para prender o conversor Ste-Down no lugar.

Para o Arduino, você pode colocar um pouco de cola quente para mantê-lo no lugar.

Isso deve completar a montagem principal. Agora vamos às coisas divertidas

Etapa 13: Programação e testes do Arduino

Use um mini cabo USB para USB. Conecte a miniparte ao Arduino e a outra extremidade ao seu PC

Baixe a última versão do Arduino IDE aqui

• Abra o Arduino IDE em seu PC
• Vá para Ferramentas -> Gerenciar Bibliotecas
• Pesquise a biblioteca FastLED e instale-a
• Vá para Arquivo -> Exemplos -> FastLED -> ColorPalette para executar um esboço de exemplo
• Na linha #define NUM_LEDS, altere o número ao lado dele para corresponder ao número de LEDs que você tem na faixa, no meu caso é 100
• Você também pode ajustar o brilho dos LEDs alterando o número na linha #define BRIGHTNESS, no máximo 255. um intervalo entre 100-120 deve ser mais do que suficiente
• Vá para Ferramentas -> Porta e selecione a porta COM à qual seu Arduino está conectado
• Vá para Ferramentas - Placa e selecione Arduino Nano
• Clique em Upload

A luz do Arduino deve acender, seguida pela faixa de LED. Isso significa que tudo está funcionando bem e tudo no lugar. Conclua a montagem travando a coluna de LED no lugar, alinhe as guias na coluna com as entradas na base, gire levemente no sentido horário até que trave no lugar.

Finalmente, simplesmente aparafuse a tampa externa

Etapa 14: Upload do esboço final

Se você está se perguntando por que o botão tátil está lá, é aqui que ele entra em ação. O esboço a seguir para os LEDs tem vários padrões criados pelo Tweaking4All, todos os quais podem ser alternados pressionando o botão tátil. os padrões são absolutamente lindos e a lâmpada LED foi projetada com esses padrões específicos em mente.

Primeiro, você precisará baixar o esboço aqui.

• Abra o esboço no Arduino IDE
• Ajuste o número de LEDs como fizemos antes

Em seguida, precisaremos inserir algumas linhas de código para poder controlar o brilho, já que os LEDs tendem a consumir bastante energia, portanto, definir o brilho como 100 ajudará a mantê-lo estável.

Na linha #define NUM_LEDS, digite o seguinte:

# define BRIGHTNESS 100

Na seção void loop, em EPROM.get (0, selectedEffect); digitar

FastLED.setBrightness (BRIGHTNESS);

É isso, agora carregue o esboço para o arduino e pronto!

Etapa 15: RESULTADO

É isso!

Espero que tenham gostado dessa construção e, por favor, certifique-se de me seguir aqui e no meu canal do Youtube para mais projetos futuros!

Joe