Luz LED para rompecabezas (corte láser acrílico): 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Siempre me han gustado las diversas luces nocturnas acrílicas cortadas con láser que otros han fabricado. Pensando más en estos, pensé que sería genial si la luz nocturna también pudiera funcionar como una forma de entretenimiento. Con esto en mente, decidí crear un rompecabezas que encajaría en una caja delgada que luego se iluminaría con una tira de LED.

Con respecto a la iluminación real, quería que los LED cambiaran lentamente a través de una gama de colores y que el usuario tuviera la capacidad de hacer una pausa en un color en particular o saltar a un nuevo color.

Uso de materiales:

• Dos colores diferentes de filamento de impresión 3D.
• Pintura en aerosol
• Papel de lija
• Acrílico de 2 mm (para crear la caja)
• Acrílico de 6 mm (para crear el rompecabezas)
• Tornillos: M3 10 mm
• Condensador: 1000μf 6.3v
• Mini botón de reinicio redondo (uno rojo y otro verde)
• Interruptor basculante
• Tira de LED RBG
• Arduino Nano V3
• Conector de barril de energía
• Transformador reductor
• Fuente de alimentación 12V

Instrumentos:

• Soldador
• Multimetro
• Cortadora láser de CO2
• impresora 3d
• Pistola de pegamento
• Cemento acrílico
• Pelacables
• Lima de hierro
• Taladro
• Brocas (utilizadas para limpiar agujeros en modelos impresos en 3D)

Software:

• Inkscape
• LibreCAD
• FreeCAD

Paso 1: preparación de la obra de arte del rompecabezas

Dado que se cortó con una cortadora láser de CO2, el archivo final tenía que ser un archivo SVG.

Usando el generador de rompecabezas SVG de Wolfie, creé el mapa de rompecabezas básico.

Mi rompecabezas fue creado para el hijo de un amigo mío. La familia es de Pakistán, por lo que deseaba que la lámpara tuviera un sabor pakistaní. Por lo tanto, decidí crear un rompecabezas usando el nombre de su hijo, la bandera pakistaní y el Markhor (animal nacional de Pakistán). Inicialmente, también tenía la intención de imprimir la base de la lámpara en verde, pero desafortunadamente me quedé sin filamento verde.

Usando las opciones de rastreo en Inkscape, convertí los-p.webp

Los colores se establecieron de modo que la base del rompecabezas se cortara mientras se grababan las partes de la imagen.

Paso 2: hacer la caja

El caso se diseñó con LibreCAD y luego se exportó a un archivo SVG. Luego, se editó en Inkscape para establecer el color y el grosor de línea correctos para cortar en la cortadora láser de CO2.

Usando cemento acrílico, pegué los lados de la caja a solo uno de los lados grandes. Por lo tanto, el rompecabezas real se puede construir en la caja. Una vez completado, el segundo tamaño grande se coloca sobre la parte superior del rompecabezas (encajando en las ranuras correspondientes) y se mantiene en su lugar mediante la cubierta superior blanca y la base del LED.

No es bueno trabajar con cemento acrílico, ya que es fácil destruir accidentalmente el acabado final al ensuciar el acrílico en las partes principales de la caja. Debido a esto, dejé la cubierta protectora marrón que viene con el acrílico hasta que los bordes, que se pegaron juntos, se secaron. Habiendo dicho esto, tuve que tener cuidado de no pegar accidentalmente la capa protectora entre las juntas.

En resumen, en este punto tenía una caja muy poco profunda que podía contener el rompecabezas completo con una gran pieza suelta de acrílico que luego podía colocarse sobre la parte superior, bloqueando las ranuras creadas por los lados de la caja.

Paso 3: Impresión de la base y la cubierta superior

Utilizando FreeCAD diseñé e imprimí las piezas adjuntas:

• Cubierta superior (blanca)
• Base (atrás; en un mundo perfecto esto habría sido verde)
• Cubierta de la base (blanca)

Por alguna razón, las esquinas de las secciones inclinadas de la base no se imprimieron con mucha suavidad. Lijarlos suavemente resultó en un acabado muy desigual en la base. Por lo tanto, lijé toda la base con papel de lija fino y luego la pinté con spray para lograr un acabado uniforme. En retrospectiva, si lo hubiera impreso en blanco, podría haberlo pintado con aerosol del color verde que inicialmente quería que fuera.

Luego pegué la tira de LED RBG de manera que los LED miraran hacia la base del rompecabezas, y la devolví al interior de la base a través de la ranura provista. La superficie pegajosa debajo de la tira de LED no sujetaba la tira correctamente, por lo que agregué un poco de pegamento para asegurarla correctamente.

Los botones de reinicio, el interruptor del cohete y el conector del barril de alimentación también se insertaron o atornillaron. Algunos de los orificios deben perforarse o limarse un poco antes de que estas brocas encajen correctamente.

Paso 4: programar el Arduino y probar la configuración

Luego configuro su tablero de pan como se muestra arriba. Inicialmente, no había necesidad de incluir el transformador o el conector de barril, ya que el proyecto se alimentaba y programaba a través de la alimentación USB, conectada a mi computadora.

En el código, verá que los LED pasarán lentamente de un rango de color al siguiente. Si se presiona el botón 3 (verde), los LED cambian al siguiente color principal en la secuencia. Si se presiona el botón 2 (rojo), los LED dejan de cambiar y siguen mostrando el color actual. Para seguir viendo cómo cambian los colores, basta con pulsar de nuevo el botón rojo. Pausar la pantalla no detiene el programa y, por lo tanto, cuando se presiona el botón rojo nuevamente, los LED saltarán al color actual con el que está funcionando el programa.

A continuación, necesitaba cablear todo en la caja según el siguiente paso.

Paso 5: Armado

Quería poder ejecutar este proyecto con una fuente de alimentación estándar de 12V. Como el Nano se puede alimentar con 6 a 20V, pensé que podría simplemente conectar el conector de barril a los pines GND y VIN, usando el pin de 5V en el Nano para alimentar los LED, y todo estaría bien. Por desgracia, este no fue el caso. En resumen, parece que la tira de LED extrae demasiados amperios para que se alimente desde el pin de 5V en el Nano, cuando se usa el regulador del Nano (consulte la siguiente discusión para obtener más detalles). Por lo tanto, agregué el transformador reductor y encendí la tira Nano y LED desde allí.

Como el proyecto funciona bien cuando se alimenta a través del USB, todo este dolor podría haberse evitado si la base se hubiera diseñado de manera que el Nano pudiera colocarse con su puerto USB accesible desde el exterior. De esta forma, el proyecto podría haberse alimentado mediante un cable USB estándar conectado a un cargador USB.

Sin embargo, lo anterior me lleva a otro pensamiento. Un arduino parece ser excesivo para este proyecto que también podría ser controlado por uno de los controladores ATtiny. En este caso sería necesario el transformador reductor.

Todavía soy nuevo en todo esto, por lo que mi cableado deja mucho que desear. Dicho esto, conecté los bits según el diagrama anterior, usando una pistola de pegamento para bloquear el controlador y el transformador. Al hacer esto, asegúrese de que el pegamento no esté cerca de ninguna parte que pueda calentarse, ya que esto hará que el pegamento se derrita y la parte se suelte cuando esté en uso.

Al conectar la alimentación, el conector de barril, vale la pena usar un multímetro para confirmar qué pin es positivo y cuál está a tierra. Aunque no se muestra en el diagrama, el interruptor basculante está conectado entre la entrada positiva del transformador y el pin positivo del conector de barril.

Antes de conectar cualquier cosa a la salida del transformador, era necesario conectarlo a la fuente de alimentación y luego, con la ayuda de un multímetro, se ajustó la configuración de salida (girando el tornillo de ajuste) hasta que la salida fuera de 5V. Una vez colocado, este tornillo se pegó en su posición para que no se pudiera mover accidentalmente en el futuro.

La cubierta de la base ahora se puede colocar y atornillar.

Paso 6: Conclusión

En general, estoy muy contento con el resultado final. Debido a que el rompecabezas es una parte totalmente separada del proyecto, es posible crear muchos rompecabezas diferentes para que los muestre la lámpara.

Hubo problemas demasiado pequeños:

1. Los botones de reinicio verde y rojo eran demasiado largos, obstruyendo un poco el rompecabezas. Era muy leve y, debido a que estaban colocados en el centro, aún se podía hacer que el rompecabezas se asentara directamente en la ranura.
2. La caja era un poco demasiado estrecha, por lo que no se cerró tan bien como me hubiera gustado. Sin embargo, debido al diseño, la base y la cubierta superior aún podían mantenerlo todo junto correctamente.

Normalmente, enumeraría las lecciones aprendidas, así como las sugerencias para futuras compilaciones, pero como ya mencioné la mayoría de estas en mis pasos anteriores, por ahora dejaré las cosas aquí.

Paso 7: otros rompecabezas

Agregaré otros acertijos aquí a medida que los cree.