这是我正在设计的户外庭院照明方案。基本设计理念是模仿飞利浦Hue品牌的庭院灯具系列产品。https://www.philips-hue.com/en-us/p/hue-white-and-color-ambiance-calla-outdoor-bollard/1741930V7)。我喜欢这个总体理念和设计,但觉得每个售价100美元实在太贵了,所以决定尝试自己动手制作一个DIY版本。根据各种零部件的价格,你应该能用大约80美元制作出6个这样的装置。
这些设备设计为可串联使用,这样你就能用一块ESP芯片驱动多个灯柱。串联链中的第一个灯柱应内置ESP芯片,而后续的灯柱则无需配备ESP芯片。你只需将一个LED灯带的输出端与另一个灯带的输入端相连即可。电压降会在传输距离较长时出现,但我不确定在不额外增压的情况下,能串联多少个节点。待我进一步测试后,会及时更新相关信息。
这是我第一个户外电子设备项目,所以我不确定这个设计能否经受住考验,或者是否能完全防水。
每个灯塔结构可容纳约50个LED灯。我偷了个懒,没有把它们切成单独的灯带再接入LED核心电路,因为不想在原型制作阶段浪费LED灯。这办法效果比我预期的要好得多,不过在灯塔一侧弯曲处确实有几个LED灯光向下照射,不过无伤大雅。LED核心电路最初设计时就考虑到了单独焊接两侧的需求,所以无论哪种方式都能正常工作。
我设计的这个系统包含几种类型的模块,这些模块可以相互连接。不同模块之间的区别仅在于底座的不同。所有模块的核心和外壳部分都是相同的:
- 脑部控制单元 -> 包含Wemo模块、降压转换器和发光二极管。这应该是电源系统的首个功能模块。
- 移动设备单元 -> 它仅包含发光二极管
- 端盖单元 -> 其中仅包含发光二极管
脑基模型为Wemo D1和降压转换器都配备了"弹簧"式安装支架。使用这些安装支架时,需注意以下事项:
- 将其中一侧插入弹簧机构相对应的切割口中。
- 让背部部分贴合手指指节突起处,其中一部分指节应稍微超出边缘。
- 拉动凸起部分,让滑板静置一会儿以释放内部压力。滑板应该能被紧紧锁定在原位。
因此,入门价格确实有点高。但大多数购买物品可以供多个单元使用。例如,300个LED灯的价格是30美元,足够用于约6个灯塔(每个灯塔用50个LED灯)。我并没有刻意去寻找便宜的价格,实际上是为了能更快收到货物,以便继续进行原型制作。我相信一旦设计定稿后,通过深入调研,价格应该能大幅降低。
物料清单:
- 电源线:https://www.amazon.com/gp/product/B07GD8WL5V/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1
- 12V 3.3A 户外电源 -https://www.amazon.com/gp/product/B07VBLKHF9/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1
- 密封圈 -https://www.amazon.com/gp/product/B077TPHPNC/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1
- 户外连接器:https://www.amazon.com/gp/product/B07KQ487NT/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o06_s00?ie=UTF8&psc=1
- LED 灯带:https://www.amazon.com/gp/product/B07FVR781Z/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o08_s00?ie=UTF8&psc=1
- 威联通 D1 Mini:https://docs.wemos.cc/en/latest/d1/d1_mini.html
- 官方LoLin购买链接(截至6月22日):https://www.aliexpress.com/item/2251832342786284.html
- 降压转换器:https://www.amazon.com/Valefod-Efficiency-Voltage-Regulator-Converter/dp/B076H3XHXP/ref=sr_1_4
以下是我最终用到但并非必须的额外物品:
- 用于连接电线的插头连接器:https://www.amazon.com/gp/product/B015LXP1DG/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1
- 压接插头连接器的工具:https://www.amazon.com/gp/product/B00004SBDI/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1
2020年9月7日——我已经在户外运行了一个由两个节点组成的测试设计方案数周,期间未出现任何问题。它经受住了几场雷暴天气的考验,也没有出现任何进水损坏的迹象。目前,我正在研发其他外壳设计方案。总体而言,这个设计方案运行状况良好。值得一提的是,它的亮度不如我现有的单个飞利浦Hue灯柱,但其尺寸与之相当。
我对外壳的不同材料进行了小规模实验,试图获得最佳的漫射效果和亮度。到目前为止,我已经测试了白色PETG和透明PETG,相关图片已收录在上方幻灯片中。当仅使用白光时,透明材质确实更亮,但在使用深色光源时,亮度提升并不明显。不过透明材质看起来不够美观,因为LED灯的位置清晰可见。因此,我建议选择优质的白色PETG材质。 我观察到一个有趣的现象:灯丝的色温会影响白光的颜色。如果
2020年9月16日
- 附上蜂窝状圆柱外壳的STL文件及示例图片。目前看来,这个外壳的设计效果是最出色的。
- 加了一个近乎方形的外壳,等打印完成后会上传图片。这次打印耗时很久,而且内部肯定需要用到支撑结构。
打印说明书
所有部件均设计为以 0.2 毫米分辨率进行打印。打印完成基座后,需要弯曲电子支架上的弹簧,将弹簧与基座分离,使其能够自由移动。弹簧的设计会跳过一层,因此松开它们应该不算太难(这也是建议使用 0.2 毫米分辨率的原因)。
需要重新调整零件的方向。我建议从下往上打印外壳和核心部件(先打印螺纹部分)。基座可以正向打印(控制板插槽朝向天花板)。
我建议避免在外壳螺纹上使用支撑结构。螺纹上的支撑物极难清理,组装零件时还会让你头疼不已。即便不使用支撑结构,我发现由于打印过程中出现的微小瑕疵,我还是得清理外壳上的螺纹。这确实有点麻烦,但我目前还没找到解决办法。如果你有好的建议,不妨留言交流一下。用PLA材料打印时,螺纹似乎更容易清理干净,而且直接从打印机上取下就能正常使用。我不常用PETG材料打印,所以可能是我的设备或耗材设置
由于PETG具有抗紫外线和耐高温的特性,因此推荐使用这种材料。
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