強迫症的3D列印生活 篇二:做個月球帶你去私奔

最近有朋友和我說看到一個燈很漂亮,但是要1000,實在有點貴。

到底什麼樣子的燈要1000塊呢?

視頻封面

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對的就是封面上看到的月球燈,不過是懸浮的,而且會自己轉,無線供電。聽著是不是很高級啊?

的確是很高級,放在案頭絕對充滿了逼格。但是1000塊買個小夜燈,絕對有點奢侈了,對於我等窮困之人,還是自己做一個吧。

製作原理

製作懸浮的無線燈一共需要兩個模塊,也就是磁懸浮模塊和無線供電模塊。

磁懸浮模塊的原理本質上是磁場平衡的結果。以下引用一段懸浮地球儀的原理分析,月球燈很類似,但是把上下兩塊磁鐵整合到了一起,結構更加簡單美觀,缺點是很難放上去。

磁懸浮地球儀利用電流磁效應使地球儀漂浮在半空中。地球儀頂端有一個磁鐵,圓環形塑膠框內部頂端有一個金屬線圈,金屬線圈通過電流就會成為電磁鐵。電磁鐵與地球儀頂端磁鐵間的吸引力可抵消地球儀所受重力,因此地球儀可漂浮在半空中。用手輕輕觸碰地球儀使其偏離平衡位置,手移開後地球儀仍可回到平衡位置不至掉落,這是利用負反饋機制。

地球儀底端也有一個磁鐵。塑膠框內部底端有一個霍爾偵測器,可偵測地球儀底端磁鐵的磁場變化。地球儀 偏離平衡位置時,霍爾偵測器偵測到地球儀底端磁鐵的磁場變化,便會產生一補償電流。補償電流流到塑膠框頂端金屬線圈時,金屬線圈磁場增加,可將地球儀拉回平衡位置。輕輕轉動地球儀便可持續不停轉動,這可以用慣性原理(說得深入一點,依據動量守恆原理)解釋。地球儀所受到的外力總和為零,因此會以固定速率沿固定方向轉動。

磁懸浮地球儀主要由永磁體、 鐵芯、 線圈、 磁場感測器、 功率放大器和控制器等組成

但是光有懸浮還不夠,不亮的月球燈是沒有靈魂的,我們必須為其注入靈魂。這裡需要用到的是無線供電。

無線供電和無線充電原理差不多。這裡用的是磁場共振式無線充電原理。

磁場共振式無線充電由能量發送裝置,和能量接收裝置組成,當兩個裝置調整到相同頻率,或者說在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量。具體參考按下圖

原理了解的差不多麼,接下來就要開始收集材料了。

料準備材

自己做一個到底要多少錢呢?經過淘寶反覆尋找和比對,終於找到了一家靠譜的出售無線供電線圈和霍爾感應器,電磁模塊的店,你可以選擇它幫你焊好,也可以選擇自己焊。對於我這麼懶的人,肯定是別人幫我焊好咯,我彷彿看到了我的電烙鐵在哭泣。有了主要部件,其他就都不是問題了。我整理需要材料清單如下

  1. 無線供電懸浮模塊一個。 約200
  2. 亞克力底座一個,約30,我這裡是自己3d列印的底座。
  3. 月球外殼一個,網上找3d列印大約100能搞定15cm的,我這裡是自己3d列印的。
  4. 零散木塊或者塑料片,不需要錢╮( ̄▽ ̄"")╭
  5. 萬能的熱膠槍一把

也就是總價格大約350元以下就能搞定淘寶需要1000元才能買到的懸浮無線月球燈。那麼接下來就看看怎麼樣把這些組件組裝起來吧。

製作過程

供電模塊

首先肯定是購買磁懸浮供電模塊咯:

途中的模塊關鍵詞,無線供電,磁懸浮,模塊。包含大磁鐵和線圈組成的底座,同時底座還有供電模塊,可以給線圈供電,同時提供了一套4W的LED燈板,連接接受線圈用於發光。同時可以購買一個感應開關,用來控制燈的亮暗。自己忘記了拍照,只能盜賣家的圖了,打碼錶清白...

然後我手賤,拿著各種東西放上去玩耍,終於樂極生悲,把磁鐵砸壞了,於是旋轉就不那麼平衡了。這個磁鐵很貴,一定要記得墊了東西再測試!!!

別看碎了這麼一點點,嚴重影響轉動平衡。

模塊玩壞了,還是回家認真打月球模型吧。後來手賤磁鐵摔的更慘了,大家千萬別學我,重新買個磁鐵要50大洋。

製作燈和磁鐵支架

自己用sketchup 畫了個簡單支架。如果沒有3D列印,可以使用任何木板或者塑料塊替代,只要做到質量均勻中心平衡就好,不需要特殊外觀,準備好萬能的熱膠槍,沒有不能解決的問題。

因為磁鐵和燈的線圈不能接觸,會干擾,且燈會不亮。所以要正反面隔開。由於此時的磁鐵已經被我玩弄的面目全非,大家就將就看了,自己製作的時候千萬記得不要手賤多試驗....

支架完美打完,裝上燈板和線圈

背面用熱熔膠把磁鐵牢牢固定,一定要固定的結實,普通膠水是不行的。裝進月球燈體再掉下來就不好玩了。照片上的磁鐵真的很慘,能繼續懸浮簡直是一個奇蹟

製作月球球體

燈和懸浮模塊完成了就要開始製作月球球體了。選了好幾個球體試驗了,最後選了這款,切割下半部分留出空間放入懸浮模塊。月球球體因為其特殊性,不能輕易脫模,且表面細節豐富。注塑的話需要兩片粘合,影響效果。

這裡如果沒有3D印表機,可以去淘寶淘一個普通月球燈,或者找買家買個殼子自己回家處理一下。

打了一晚上才打了一丁點。觀察一下細節,表面刻畫還不錯

繼續努力了,總時間將近45小時,終於完成了

14cm的球體,做月球夜燈應該夠了。使用E8000粘合,最大程度減少痕迹。

將模塊安裝進球體,測試懸浮效果

順利懸浮並且亮燈了。初步效果已經出來了。

設計製作底座

對於底座我的想法是想有一個類似隕石坑的感覺,並且盡量的小。

於是先設計容納無線供電模塊的容器

然後列印出外殼,這裡對於沒有3D印表機的,可以到晚上按照尺寸定做亞克力外殼,這個大小30元絕對搞定!!經濟實惠。

然後選用了一個岩石地形作為面板,列印成型

將模塊安裝進外殼,並且調整電位器讓懸浮的月球平衡,

這樣灰灰的太丑了,決定上個色,讓他更加有岩石質感

感覺黃黃的沒有太空的感覺,於是整體做了灰色處理

底座到這裡也完成了,接下來對月球進行白色噴色處理,噴完顏色,陰影層次更加凸顯,又白又大又圓。更重要的是讓整個球體顏色更加均勻。

成品展示

底座看一下

放上月球

不開燈就是一個普通的模型裝飾品,白白圓圓很飽滿

觸碰外殼右側的觸摸燈開關

這就是月亮

這個角度可以看到是懸浮的,底座做成這樣很有星球感

附上懸浮的視頻和開關燈過程。

視頻封面

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這樣的燈放一個在案頭是不是很有質感,絕對是提升家中裝修品質,生活情趣的不二選擇

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