Le Nuage Lumineux- Lâmpada metereológica: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Le Nuage Lumineux

Introdução

Olá a todos!

Somos Gonzalo Bueno, Julia Moreno e Yolanda Palacios, um grupo de quatro alunos de 'Creative Electronics', um módulo do 4º ano de Engenharia Eletrônica da Universidade de Málaga, Escola de Telecomunicações. (https://www.etsit.uma.es/). Este instrutível é nosso projeto final.

É um produto orientado principalmente para artistas, psicólogos (musicoterapia, cromoterapia…), estudantes, pessoas que vivem no estrangeiro, etc. Entre as suas principais características estaria a realização de um trabalho de relaxamento. Além disso, serve como decoração de casa interativa.

Objetivo

O primeiro objetivo é a simulação dos diferentes estados meteorológicos como chuva, tempestade, dia nublado ou ensolarado dentro de uma "lâmpada". Em sua primeira versão, esses estados podem ser selecionados a partir de um controle infravermelho ou de botões inseridos na própria lâmpada.

Materiais e componentes necessários

Os materiais e componentes utilizados para realizar o projeto são os detalhados a seguir:

• Arduino nano - 7,32 $
• 2x Relé 5V - 9 $
• 2 transistores N3904 - 1 $ aprox
• 2x diodos - 0,50 $ aprox
• IR para arduino - 2 $
• 4 folhas de metacrilato 15 $ aprox
• Luzes led (à prova de água) - 8 €
• Umidificador - 15, 89 €
• Bomba de água - 8 $

Cabo, resistores, uma impressora 3D e PLA ou ABS, coisas de soldagem e alguns dias …

Passos a seguir

Nesta seção, iremos detalhar as etapas seguidas para fazer o protótipo de 'Le nuage lumineux'.

Etapa 1: Projeto de Estrutura e Cálculo de Medidas

O primeiro passo a considerar é o desenho que pretende utilizar para a "lâmpada meteorológica", neste caso foi seleccionada uma estrutura cúbica rectangular com base piramidal no exterior, conseguindo assim maior segurança em caso de fuga de água.

Como pode ser visto na figura, existem duas bases: uma interna e outra externa. A base interna é responsável por armazenar a água, o umidificador (para dar a sensação de um dia nublado) e a bomba d'água que carrega um tubo para cima, enquanto a externa é a que contém a parte eletrônica. Depois, há a estrutura de metacrilato entre as paredes da base interna e a tampa para que fique o mais fixa possível. Na tampa você também pode ver o sistema de irrigação e um orifício no centro onde as luzes de LED irão simular os diferentes climas. No interior do metacrilato haverá um tubo transparente por onde a água é bombeada para o sistema de irrigação a fim de simular chuva e / ou tempestade.

Nas etapas descritas abaixo você verá cada parte mais detalhada (incluindo as medidas correspondentes de cada parte).

Etapa 2: Projeto de base interna

Uma vez proposto o desenho pretendido e as medidas, vem agora a impressão da base interna da estrutura. É importante observar que pode ser necessário o uso de resina ou verniz para tornar a base estanque para que a água não saia em nenhum momento.

Na figura você pode ver dois cubos que são fixados desde a base até uma altura de 5cm que posteriormente são divididos para poderem se integrar entre o metacrilato ou o plástico rígido. A borda externa é um pouco maior do que a interna para evitar problemas de água e também inclui uma saliência para poder adaptá-la posteriormente à base externa. Também possui alguns orifícios para poder passar os cabos existentes da bomba d'água e do umidificador. Ambos devem ser selados perfeitamente para que a água não passe, e devem ser feitos assim que os cabos tiverem passado e esteja claro que nenhuma troca é necessária.

Na imagem acima algumas das dimensões da base interna foram detalhadas. O cubo interno tem 100x100mm com 3mm de espessura cada parede, o cubo externo tem cerca de 119x119mm com 3mm de espessura e entre eles há uma separação de 3,5 mm onde o vidro será inserido (isso pode mudar dependendo da espessura do vidro).

O tamanho dos orifícios pelos quais os cabos passam pode variar dependendo do tamanho necessário.

Por outro lado, e como pode ser visto na figura, as paredes externas possuem uma saliência no final das mesmas, para a adaptação à base externa conforme mencionado anteriormente, e possuem uma dimensão de 3,5 mm.

É importante lembrar que esta base deve ser totalmente estanque para que a parte eletrônica fique segura.

Etapa 3: Estrutura de Metacrilato

Uma vez impressa a base interna, o espaço entre os cubos é medido novamente para evitar erros, agora procede-se ao corte do metacrilato ou do plástico duro (é possível que no mesmo local que você comprá-lo você possa cortar no tamanho desejado). A forma que deve ter é a mostrada na figura.

Medidas detalhadas (estrutura de metacrilato):

• Espessura: 3 mm.
• Altura: 350 mm.
• Largura de dois cristais: 113 mm.
• Largura de dois cristais: 107 mm.

As larguras dos cristais vão de dois em dois, de modo que eles cabem dois por fora e os outros dois por dentro. Deve-se levar em consideração que as medidas podem variar dependendo da espessura do metacrilato ou do plástico rígido.

O modo de encaixar e selar os cristais dependerá do tipo de material utilizado, portanto dependendo dessa decisão deve-se pesquisar a melhor forma de fazê-lo.

Os cristais foram inseridos na base interna e antes de selar qualquer coisa a tampa será impressa.

Etapa 4: Design da tampa

A tampa é projetada em duas partes separadas. A primeira parte seria a tampa superior cujo único objetivo é fechar a lâmpada climática e, como pode ser visto na figura, é projetada para encaixar por guias na outra parte da tampa (o que será detalhado posteriormente).

É difícil de apreciar, mas a tampa na parte superior traz o logotipo da Le nuage lumineux, isso foi feito imprimindo em velocidades diferentes. Pode ser visto dependendo da intensidade da luz que a lâmpada produz.

Medidas detalhadas (tampa superior):

• Espessura: 3 mm.
• Espaçamento entre guias: 3 mm.
• Altura: 6 mm.
• Fundo: 116 mm.
• Largura: 119 mm.
• Largura da guia interna: 107 mm.

A parte interna da tampa é a detalhada na figura. Pode-se observar que possui as guias para encaixar na tampa externa. Há também um cilindro por onde passa a luz LED, um orifício dentro do cilindro para que a luz passe, outro pequeno orifício pelo qual passa o tubo de água e vários orifícios em forma de cone de dois tamanhos diferentes para o sistema de irrigação.

Decidiu-se imprimir a tampa na cor branca para que a luz transpassasse para dar um efeito visual agradável, também permitia fazer furos dentro do cilindro (para passar mais água) para que alguns LEDs passassem diretamente e outros o fizessem através da tampa.

As imagens apresentadas na figura mostram a tampa interna em diferentes pontos de vista para que possa ser apreciada na sua totalidade como está e ver as medidas de cada uma das partes que a compõem.

Medidas detalhadas (tampa externa):

• Espessura: 9 mm.
• Circunferência externa para LED: 79 mm.
• Espessura da circunferência: 6 mm.
• Altura da circunferência: 10 mm.
• Circunferência interna para LED: 30 mm.
• Altura: 40 mm.
• Largura: 119 mm.
• Altura da guia: 113 mm.
• Largura da guia: 3 mm.

Etapa 5: Verificação

Neste ponto é necessário verificar se tudo o que foi feito até agora está funcionando corretamente: Se todas as peças se encaixarem, lacre-as e junte as paredes de vidro. Em seguida, verifica-se que a estrutura é estanque, caso contrário deverá ser solucionada. Uma vez que tudo esteja à prova d'água, o umidificador é introduzido e verificado para funcionar bem. No nosso caso, não tendo os componentes até mais tarde do que o esperado, os furos não foram feitos na base porque as medidas não eram claras. Portanto, agora que chegou o umidificador, os furos foram feitos com uma furadeira. O cabo foi passado e selado com silicone. Depois de seco, foi testado novamente para ser estanque e totalmente funcional. O mesmo processo foi feito para a bomba d'água. E no caso dos LEDs, optou-se por colocar dois, um na base e outro dentro da tampa conforme planejado, assim acende muito mais. Até o momento a lâmpada deve ser estanque, e ter todos os componentes em sua base com os fios passados, e o tubo da bomba d'água chegando até a tampa, como pode ser visto na imagem abaixo.

Etapa 6: Design da base externa e pernas da base

Com tudo funcionando agora, o design da base externa tem que ser decidido. Foi selecionada uma forma piramidal para que, em caso de vazamento, a eletrônica não sofra danos. Além disso, foi necessário projetar quatro cubinhos como pernas, pois os cabos passam por baixo da base interna e tornam a lâmpada instável.

Medidas detalhadas (base externa piramidal):

• Altura: 174 x 188,49 mm
• Largura: 130 mm.

Medidas detalhadas (pernas de base interna):

• Altura: 22 mm.
• Largura: 20 mm.

Etapa 7: Programação e Eletrônica

Nesta etapa, você fará a programação e as peças eletrônicas. No caso da programação, você utilizará o controle remoto que possui as luzes LED (que utiliza infravermelho) para a programação de todo o sistema. Será, através dos botões daquele controle remoto, como será tratada a eletrônica. O código é anexado como um apêndice no final desta seção.

No caso da eletrônica, os diferentes componentes foram soldados. Na seção 'passo a passo' você pode ver em mais detalhes como esta parte foi feita.

Etapa 8: Verificação final

Assim que estiver tudo pronto, é só verificar se funciona bem: a lâmpada não vaza, permanece estável e os LEDs, bomba d'água e umidificador também funcionam bem. Além disso, a eletrônica não causa problemas. O resultado final pode ser conferido na imagem abaixo.

Etapa 9: passo a passo