Le Nuage Lumineux- Lámpara meteorológica: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Le Nuage Lumineux

Introducción

¡Hola a todos!

Somos Gonzalo Bueno, Julia Moreno y Yolanda Palacios, un grupo de cuatro alumnos de 'Electrónica Creativa', módulo de 4º curso de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Málaga, Facultad de Telecomunicaciones. (https://www.etsit.uma.es/). Este instructable es nuestro proyecto final.

Es un producto orientado principalmente a artistas, psicólogos (musicoterapia, cromoterapia…), estudiantes, personas que viven en el extranjero, etc. Entre sus principales características estaría la realización de un trabajo de relajación. Además, sirve como decoración interactiva para el hogar.

Objetivo

El primer objetivo es la simulación de los diferentes estados meteorológicos como lluvia, tormenta, día nublado o soleado dentro de una "lámpara". En su primera versión estos estados se pueden seleccionar desde un control de infrarrojos o desde botones insertados en la propia lámpara.

Materiales y componentes necesarios

Los materiales y componentes utilizados para realizar el diseño son los que se detallan a continuación:

• Arduino nano - 7.32 $
• 2x Relé 5V - 9 $
• 2x transistor N3904 - 1 $ aprox
• 2x diodos - 0.50 $ aprox
• IR para arduino - 2 $
• 4x láminas de metacrilato 15 $ aprox
• Luces led (estancas) - 8 €
• Humidificador - 15, 89 €
• Bomba de agua - 8 $

Cable, resistencias, una impresora 3d y PLA o ABS, soldar cosas y un par de días …

Pasos a seguir

En este apartado detallaremos los pasos seguidos para realizar el prototipo de 'Le nuage lumineux'.

Paso 1: Diseño de estructuras y cálculo de medidas

El primer paso a considerar es el diseño que se desea utilizar para la "lámpara meteorológica", en este caso se ha seleccionado una estructura de cubo rectangular con base piramidal en el exterior logrando así una mayor seguridad en caso de fuga de agua.

Como se puede observar en la figura, hay dos bases: una interna y otra externa. La base interna se encarga de almacenar el agua, el humidificador (para dar la sensación de un día nublado) y la bomba de agua que lleva un tubo hacia arriba, mientras que la exterior es la que contiene la parte electrónica. Luego está la estructura de metacrilato entre las paredes de la base interior y la tapa para que quede lo más fija posible. En la tapa también se puede ver el sistema de riego y un agujero en el centro donde las luces LED simularán los diferentes climas. En el interior del metacrilato habrá un tubo transparente por el que se bombea el agua al sistema de riego para simular la lluvia y / o tormenta.

En los pasos que se describen a continuación verá cada parte con más detalle (incluidas las medidas correspondientes de cada parte).

Paso 2: Diseño de la base interna

Una vez propuesto el diseño que se quería utilizar y las medidas ahora llega la impresión de la base interna de la estructura. Es importante tener en cuenta que puede ser necesario utilizar resina o barniz para que la base sea estanca para que el agua no se salga en ningún momento.

En la figura se pueden ver dos cubos que se adhieren desde la base hasta una altura de 5cm que luego se divide para poder integrarse entre tanto el metacrilato como el plástico duro. El borde exterior es algo más grande que el interior para evitar problemas de agua y también incluye un saliente para poder adaptarlo posteriormente a la base exterior. También tiene un par de orificios para poder pasar los cables existentes de la bomba de agua y el humidificador. Ambos deben sellarse perfectamente para que el agua no pase, y debe hacerse una vez que los cables hayan pasado y esté claro que no se necesita ningún cambio.

En la imagen de arriba se han detallado algunas de las dimensiones de la base interna. El cubo interior es de 100x100mm con un grosor de 3mm cada pared, el cubo exterior es de unos 119x119mm con un grosor de 3mm y entre ellos hay una separación de 3,5 mm donde se insertará el vidrio (esto puede cambiar dependiendo del grosor del vidrio).

El tamaño de los orificios por los que pasan los cables puede variar en función del tamaño necesario.

Por otro lado, y como se puede apreciar en la figura, las paredes externas tienen un saliente en el extremo de las mismas, para la adaptación a la base externa como se mencionó anteriormente, y tienen una dimensión de 3,5 mm.

Es importante recordar que esta base debe ser completamente estanca para que la parte electrónica sea segura.

Paso 3: Estructura de metacrilato

Una vez impresa la base interna se vuelve a medir el espacio entre los cubos para evitar errores, ahora se procede al corte del metacrilato o plástico duro (es posible que en el mismo lugar que lo compres puedas cortar al tamaño deseado). La forma que se debe tener es la que se muestra en la figura.

Medidas detalladas (estructura de metacrilato):

• Espesor: 3 mm.
• Altura: 350 mm.
• Ancho de dos cristales: 113 mm.
• Ancho de dos cristales: 107 mm.

Los anchos de los cristales van de dos en dos para que quepan dos por fuera y los otros dos por dentro. Hay que tener en cuenta que las medidas pueden variar en función del grosor del metacrilato o del plástico duro.

La forma de encajar y sellar los cristales dependerá del tipo de material utilizado, por lo que dependiendo de esa decisión se debe buscar la mejor forma de hacerlo.

Los cristales se han insertado en la base interior y antes de sellar cualquier cosa se imprimirá la tapa.

Paso 4: Diseño de la tapa

La tapa está diseñada en dos partes separadas. La primera parte sería la tapa superior cuyo único objetivo es cerrar la lámpara climática y, como se puede ver en la figura, está diseñada para encajar mediante guías con la otra parte de la tapa (que se detallará más adelante).

Es difícil de apreciar, pero la tapa de la zona superior lleva el logo de Le nuage lumineux, se ha realizado imprimiendo a distintas velocidades. Se puede ver en función de la intensidad de la luz que produce la lámpara.

Medidas detalladas (tapa superior):

• Espesor: 3 mm.
• Espacio entre guías: 3 mm.
• Altura: 6 mm.
• Fondo: 116 mm.
• Ancho: 119 mm.
• Ancho de la guía interna: 107 mm.

La parte interior de la tapa es la que se detalla en la figura. Se puede observar que tiene las guías para encajar con la tapa externa. También hay un cilindro por el que pasa la luz LED, un orificio en el interior del cilindro para que pase la luz, otro pequeño orificio por el que pasa el tubo de agua y numerosos orificios en forma de cono de dos tamaños diferentes para el sistema de riego.

Se decidió imprimir la tapa en blanco para que la luz traspase para hacer un bonito efecto visual, además permitió hacer agujeros dentro del cilindro (para que pase más agua) para que algunos leds traspasen directamente y otros lo hagan por la tapa.

Las imágenes mostradas en la figura muestran la tapa interna desde diferentes vistas para que se pueda apreciar en su totalidad tal cual está y ver las medidas de cada una de las partes que la componen.

Medidas detalladas (tapa externa):

• Espesor: 9 mm.
• Circunferencia externa para LED: 79 mm.
• Espesor de circunferencia: 6 mm.
• Altura de la circunferencia: 10 mm.
• Circunferencia interna para LED: 30 mm.
• Altura: 40 mm.
• Ancho: 119 mm.
• Altura de la guía: 113 mm.
• Ancho de guía: 3 mm.

Paso 5: Comprobación

En este punto hay que comprobar que todo lo realizado hasta ahora funciona correctamente: Si todas las piezas encajan, sellarlas y unir las paredes de vidrio. Luego, se verifica que la estructura sea estanca, y en caso contrario habrá que resolverla. Una vez que todo está a prueba de agua, se introduce el humidificador y se verifica que funcione bien. En nuestro caso, al no disponer de los componentes hasta más tarde de lo esperado, no se hicieron los agujeros a la base ya que las medidas no estaban claras. Por lo tanto, ahora que llegó el humidificador, los agujeros se han hecho con un taladro. El cable ha sido pasado y sellado con silicona. Una vez que se ha secado, ha sido probado nuevamente para que sea hermético y funcione completamente. Se ha realizado el mismo proceso para la bomba de agua. Y en el caso de los leds, se ha optado por poner dos, uno en la base y otro en el interior de la tapa como estaba previsto, de esta forma se ilumina mucho más. Hasta ahora la lámpara debe ser estanca, y tener todos los componentes en su base con los cables pasados, y el tubo de la bomba de agua llegando hasta la tapa, como se puede apreciar en la imagen de abajo.

Paso 6: Diseño de la base exterior y patas de la base

Con todo funcionando ahora, el diseño de la base externa debe decidirse. Se seleccionó una forma piramidal para que, en caso de fuga, la electrónica no sufra daños. Además de esto, ha sido necesario diseñar cuatro cubitos a modo de patas porque los cables pasan por debajo de la base interna y hacen que la lámpara sea inestable.

Medidas detalladas (base piramidal externa):

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

Medidas detalladas (patas base interna):

• Altura: 22 mm.
• Ancho: 20 mm.

Paso 7: programación y electrónica

En este paso estarás haciendo las partes de programación y electrónica. En el caso de la programación, utilizarás el mando a distancia que tiene las luces LED (que utiliza infrarrojos) para la programación de todo el sistema. Será, a través de los botones de ese mando a distancia, cómo se manejará la electrónica. El código se adjunta como apéndice al final de esta sección.

En el caso de la electrónica se han soldado los diferentes componentes. En la sección 'paso a paso' puedes ver con más detalle cómo se ha realizado esta parte.

Paso 8: Verificación final

Una vez que esté todo listo, solo verifique que funcione correctamente: la lámpara no tiene fugas, permanece estable y los LED, la bomba de agua y el humidificador también funcionan correctamente. Además, la electrónica no causa ningún problema. El resultado final se puede ver en la imagen de abajo.

Paso 9: paso a paso