Супер подсветка - конструктор

levscha
Идет загрузка
Загрузка
21.04.2021
3251
11
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

18

История моей новой разработки началась с идеи создать небольшую и универсальную плату со светодиодами, которая питается от одной батарейки (1,5В) с дальнейшим использованием данной платы совместно с 3D технологиями. После нескольких тестовых версий платы- удалось скомпоновать и изготовить то, что задумывалось изначально. Внедрив такую плату со светодиодами в 3D печатную конструкцию, на выходе можно получить большое количество оригинальных изделий– от подсветки роликов и коньков, до выставочных образцов макетов домов с архитектурной и внутренней подсветкой. Разработанная плата- конструктор нацелена на применение в учебных процессах, связанных с изучением передовых аддитивных технологий, также эта плата будет полезна и простым печатникам, которые используют 3D принтер как хобби или в коммерческих целях (изготовления сувенирной продукции,  рекламный бизнес, индустрии косплея и квеста и т.д.).

Краткое описание платы

Плата, размером 55*16 мм, представляет собой повышающий преобразователь напряжения, обеспечивающий стабилизированный выходной ток для четырех светодиодов одного из шести цветов свечения: синего, зеленого, белого, розового, желтого и красного.  Для питания платы можно использовать различные батарейки или аккумуляторы с типовым напряжением в 1.2…1.5 вольт. Время работы, к примеру, от одной пальчиковой щелочной батареи DURACELL составляет около 48 часов. В качестве основного выключателя применен герметичный контакт (геркон), обеспечивающий стабильную работу и высокую надежность. Таким образом, подача напряжения на светодиоды обеспечивается поднесением небольшого магнита к чувствительной части геркона на расстоянии приблизительно 1 см. Кроме того, предусмотрен специальный вход для дистанционного управления включением платы при помощи датчиков или внешнего выключателя или кнопки.

Конструктив платы имеет некоторые особенности. В  частности, фрезерованные пазы в печатной плате, образуют тонкие перемычки, по этим перемычкам плату можно разделять на две или на три части, при этом, дорожки, питающие светодиоды, продублированы внешними тонкими силиконовыми проводниками, через которые они питаются после разделения платы на части. Помимо этого, на плате есть три крепёжных отверстия для ее фиксации в различных конструкциях. Важной особенностью платы являются светодиоды, расположенные на определенной высоте и под определенным углом, что дает возможность их подгибать и, тем самым, формировать световой пучок требуемой конфигурации.

Отдельного внимания заслуживает формирование батарейных контактов. Прототипом идеи выступил (ссылка на пример). Я развил эту идею, сделал проводники от платы большей длины и применил тонкую  эластичную изоляционную трубку. Таким образом, в моем варианте, одни и те же провода, идущие от платы, можно использовать как проводку для подвода к батарее питания, так и для формирования контактов под батарею питания, навив провод на напечатанную (например) пружину. Такое универсальное решение удобно для подключения одиночных или параллельных батарей: таблеток, пальчиковых или крупных элементов стандарта D.

Пример использования платы подсветки

В качестве первого примера, я разработал стартовую конструкцию- раму. На этом простом примере очень хорошо видно, как при помощи 3D моделирования и печати можно легко закрепить и запустить плату. На раме в процессе 3D моделирования сформированы все необходимые элементы для крепления платы, подключения и фиксации батареи типоразмера ААА, а также, интегрирован поворотный выключатель с магнитом и мотовильце для излишка проводов. Взаимодействие элементов крепления, фиксации и поворота, основано на том, что тонкие напечатанные стенки модели действуют как пружины.  Подбирая их толщину, форму, геометрические размеры и, делая в них различные вырезы и выступы, удалось придать требуемые характеристики и свойства для того, чтобы запитать плату со светодиодами от батарейки, надежно все зафиксировать и, при этом, обеспечить печать рамы за одну  3D сессию.

При моделировании рамы я использовал разработанную 3D модель платы подсветки во Fusion 360 в формате STEP и 3D модель батарейки типоразмера ААА. Продуманное взаимное расположение их друг относительно друга позволило сформировать оптимизированную конструкцию рамы с требуемым функционалом.

Использование платы подсветки в различных изделиях

Так как плату можно разделять на две или три части и подгибать светодиоды под различным углом, то из одной платы можно получить большое количество вариантов ее практического исполнения.  Для простоты применения платы в своих печатных изделиях, я разработал 12 базовых вариантов 3D моделей подсветки в формате STEP. Благодаря разработанным 3D моделям платы внедрять подсветку становится очень легко, нужно лишь выбрать тот вариант платы, что необходим для конкретной реализации и подобрать батарейку! После этого останется лишь сформировать и распечатать задуманное изделие.

Несколько вариантов использования того, что можно реализовать простым выбором нужного варианта платы, батареи и их взаимной ориентации

Ручной фонарик, с магнитным выключателем

Выключатель можно сделать в виде слайдера, при этом логичным смотрится проектирование или подбор рефлектора или линзы для формирования желаемого пучка света с учетом диаграммы направленности применяемых светодиодов.

Подсветка коньков или скейтборда, с влагоустойчивым выключателем

Благодаря геркону, можно относительно легко спроектировать надежное включение и выключение подсветки при помощи магнита. Электронную часть прибора, при этом, можно залить компаундом.  Такой конструкции не страшна уличная влага!

Подсветка внутренней части шкафа

Магнит можно расположить на дверке и при ее открывании подсветка загорится. В данном случае, в отличие от фонарика, возможно применение светорассеивающих материалов, с целью формирования «мягкого» освещения, не «режущего глаз».

При разработке концепта этой платы и идеи в целом, был сформулирован ряд жестких условий и главное из них- это- низкая себестоимость. Исходя из этого критерия, в разработке не применяются микроконтроллеры и специализированные микросхемы управления светодиодами. Плата должна быть доступной, что особенно важно в детских кружках, для того чтобы обучающийся не только смог сделать сам что-то своими руками, но и забрать это себе в личное пользовании. По моему мнению, разработанная плата- конструктор будет особенно полезна для первых шагов в мир 3D печати, так как, с ее помощью обучающийся будет не просто печатать нечто отрешенное, а, разрабатывать проект, сочетающий в себе, как электронную часть, так и 3D моделирование с последующей печатью.Рыночная стоимость данной разработки предположительно составит 100-150 рублей.

Это первая статья посвящённая простой супер подсветке – конструктору. При наличии интереса, следующие статьи будут посвящены конкретным готовым изделиям и интересным проектам внедрения подсветки.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

18
Комментарии к статье

Комментарии

21.04.2021 в 18:03
3

Сколько труда... Энергии... А между тем подсветку можно купить в фикспрайсе за половину озвученной цены без танцев с принтером. Подобные изделия есть у китайцев. Пусть даже узкоспециализированных, но у них в качестве той же подсветки рекламы больше функционала, просто за счёт диодов других, других драйверов. И все это разнообразие по цене сопоставимой с вашей)) очень может быть что найдутся желающие. Те, что не желают лопатить гугл в поисках подходящего и аналогов на Али.

21.04.2021 в 18:14
0

Очень жаль... Что когда вы были маленький, на уроках труда не было такой подсветки для тренировки извилин) (шутка, без обид)))

Все то что вы написали, это не к этой подсветки что я создал, да и зарабатывать у меня на этом не возникала мысли. А ваша сравнение можно перенести и на кубики лего - допустим, какой нормальный будет это покупать для того чтобы прикрепить это друг к другу????

21.04.2021 в 20:19
2

Для чего загонять себя в рамки вашей конструкции, да ещё обладая столь гибким инструментом как 3д принтер? 
При необходимости малой партии автономных устройств, разработать и заказать конкретную плату сможет человек со знаниями выпускника специализированного ПТУ. Там будет только то, что, нужно, и так, как нужно. И это будет проще, чем пытаться найти проект который все равно, потребует адаптации. По затратам времени, вполне сопоставимо.

21.04.2021 в 20:24
0

Моя конструкция рассчитана для тех, кто вообще в первый раз сталкивается со всем этим, печать, моделирование, электроника, светодиоды, провода, пайка, батарейки. Тут все есть и даже 3D модель моей платы в различных комбинациях, так что в первых шагах самое то.

Как пример, купили вы 3D принтер, а с ним идет такая плата подсветка, смоделировали и распечатали подсветку для роликовых коньков своему ребенку, это лучше чем печатать бесчисленное количество скачанных ваз)

21.04.2021 в 18:42
3

Мои уроки труда далеко не чета нынешним)) да, небыло 3д, ЧПУ. Хотя последний даже в современности есть не далеко не у во всех школах. Но благодаря им я не нашел в вашем полезном труде ничего полезного для себя)) тут уж извиняйте, без обид)) я просто хотел сказать что все, написанное вами выше, уже давно существует. Выглядит презентабельней, и конечный продукт даже если "соединять это" в итоге будет иметь более благопристойный вид))

21.04.2021 в 18:48
0

Да понятно, проще и дешевле купить кусок ленты, соединить с батарейкой, поломать голову, как то закрепить и пользоваться. Мое изделие для будущих инженеров которые потом смогут это сделать что я описал выше, а пока они не знают что такое светодиод и батарейка, вот им все готовое для использования, глядишь втянуться и увлекуться. Если обратить внимание чему обучаются на курсах в школах дети, при помощи ЧПУ или принтеров, там нет ничего интересного... Допустим пример со школы - собрал робота по инструкции, разобрал... И все) А у меня в идеи нечто другое, рассчитанное на продумывание, эксперименты, пробы и ошибки.


21.04.2021 в 19:11
1

Я про что, то что я создал - это конструктор для образования и развития и как мне кажется, очень удачный)

22.04.2021 в 10:29
2

Добрый день. Всегда уважал людей, которые что-то делают руками, а тем более головой.

Здорово, что вы спроектировали эту плату, тем более с таким альтруистическим посылом.

От себя добавлю, что не совсем понимаю нишу и востребованность, к примеру моя 5-летняя дочь при необходимости подсветки, просто берёт диод и CR2032. Иногда просит припаять выключатель или сама подставляет бумажку под плюс батарейки.

Посему, хотел бы оградить вас от возможного провала вашей затеи, вернее получения негативных эмоций по результату. Здорово, что вы сделали плату и поделились с нами. Надеюсь увидеть от вас в дальнейшем ещё более интересные идеи и реализации. Успехов вам.

22.04.2021 в 11:05
0

Спасибо за пожелания! Эту разработку я сделал давно, просто интересно было получить результат, большую ставку на реализацию не делаю. По вашему примеру с CR2032, получаем на выходе малый срок свечения, да и контакты или прижимы надо придумывать, или как вы и писали пайка, выключатель и т.д. С моей платой, допустим ваша дочь получит в руки инструмент для реализаций полноценных и даже серьезных конструкций и при этом чтобы ей это реализовать не потребуются никаких дополнительных шагов кроме как самой все придумать и реализовать, попробовать, собрать. А если капнуть глубже... В этой разработке я передал свой небольшой опыт конструирования, вообще как что то начать придумывать? Это постоянно решать различные задачи и набирать опыт) Поэтому создал эту подсветку для тех кто только начинает обучение и не обязательно это малые дети. Тема интересная и по моему мнению нужная, поэтому не важно какой будет результат от первой подсветки, дальнейшее развитие с моей стороны этого направления будет, есть идеи что сделать дальше.

22.04.2021 в 16:03
2

Человек с начальным опытом конструирования хочет передать свой бесценный опыт малым детям, которые первый раз взяли в руки светодиод и батарейку и не знают как их совместить... Похвально

22.04.2021 в 16:14
0

Если вас не затруднит, посмотрите мои статьи и по моему моя скромность это плохо? А так, ляпнуть... Я тоже могу... Ну как например, ты сам ничего не сделал в жизни и т.д и т.п.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Кот и рыба

Авто Податчик Припоя (Жизни уже не будет прежней)

Пронзающий пространство (фантастическая повесть) Продолжение 14

Ошибка autotune failed temperature too high при настройки PID, переназначение портов в MARLIN для термистора.

Посыпались ремни - не страшно, есть ещё пластик и дихлорметан.

Орден Славы