Краткий курс астрономии: делаем невероятно красивую люстру в виде солнечной аналеммы своими руками
Солнечная аналемма представляет собой форму, описанную солнцем при фотографировании в течение года в то же самое время суток и в том же месте. Поскольку ось Земли наклонена, и ее орбита эллиптическая, а не круговая, она генерирует асимметричную цифру восемь. Такая солнечная аналемма в виде люстры украсит ваш интерьер!
Поэтому я и решила сделать светодиодную люстру с 365 светодиодами своими руками, которая бы имитировала солнечную аналемму и поэтому выступала бы не только, как стилистический астрономический календарь, а также как источник освещения для нашей столовой. Я решила растянуть аналемму таким образом, чтобы ее можно было вырезать из кусочка фанеры размером 4 м × 8 м, а светодиоды можно было точно и четко разместить. Последнее требование было очень важно для меня, и я сделала проект гораздо более сложным, потому что каждое мое действие будет уникальным и единственным, ведь такую люстру никто еще не делал!
Шаг 1. Рисунок
Орбита Земли сама позаботилась обо всех деталях для создания естественной и красивой формы, и Ларри МакНиш из Центра Калгари Королевского астрономического общества Канады сделал всю тяжелую работу по созданию электронной таблицы, которая вычисляет макет. Я использовала его электронную таблицу, чтобы вычислить солнечную аналемму для точной широты и долготы моего дома на календарный год 2016, сделала некоторую манипуляцию, чтобы преобразовать его в правильное соотношение сторон, чтобы соответствовать моему размеру - 4 м × 8 м листу фанеры и импортировала его в Fusion360, используя Дополнения> Сценарии> ImportSplineCSV.
Это создало все точки, которые мне были нужны. Далее я создала линии смещения на 50 мм от этой линии с обеих сторон, и экструдировала получившуюся форму 18 мм (я планировал вырезать ее из фанеры 3/4 дюйма). Затем просверлила 364 отверстия (да, 364; два отверстия на пересечении фигуры 8 почти перекрываются, так что я усреднила их положение и только что сделала там одно отверстие) 8 мм в диаметре по всему материалу. Еще 364 отверстия диаметром 14 мм были просверлены в том же положении на глубину всего 15 мм.
Шаг 2. Используем специальную программу
Я использовала учебник Джули Кумар о том, как применять специальный инструмент Shopbot, также с помощью доп. программы Fusion360 я написала соответствующие файлы. Инструментарий интересен, но я чувствую, что мы все еще находимся в довольно примитивной точке - это очень далеко от plug 'n' play и CNC-ping, все требует большой настройки.
Сказав это, я поняла, что полный "новичок" во всем этом, инструментах и то, что я вообще могу это сделать, наверное, говорит о том, как далеко мы зашли в нашем прогрессе! Shopbot на пирсе 9 имел некоторые проблемы со скоростью шпинделя, когда я использовала его (он застрял на 12 000 об/мин), поэтому все операции были выполнены с концевыми мельницами, а не с буровыми долотами.
Шаг 3. Делаем макет
Форму обрабатывали из фанеры размером 3/4 дюйма с использованием отходящего листа фанеры размером 1/4 дюйма под ним, чтобы свести к минимуму разрыв. Всем было увлекательно наблюдать за этим творческим процессом. Кто-то привык резать прямые линии вручную (или машиной), но смотреть, как робот безупречно вырезает кривые, сверлит отверстия и делает лапки было довольно гипнотически.
Форму освобождали от листа с помощью острого долота, а вкладыши чистили с помощью маршрутизатора с ребро-обрезающим битом. Я сделала закругленные углы у Х аналеммы острыми с помощью долота.
Шаг 4. Зачистка
Чтобы покрыть открытую кромку фанеры, скрыть электронику и добавить некоторую жесткость к зажиму, я наклеила по 2 широкие полоски кромки кленового шпона на все вертикальные поверхности. Шпон приходит предварительно в упаковке уже покрытым клевой основой и может быть обработан после извлечения еще каким-то составом. Я убедилась в том, что он слегка нависает, чтобы его можно было обрезать заподлицо с битом маршрутизатора для обрезки края. Получившийся кусок хрупок (как и большинство люстр!), из-за большого навеса края-бандажа. Я склеила множество правосторонних треугольных блоков снаружи, которые вырезала на лазерном резаке, чтобы помочь укрепить каркас люстры и устранить любую волнистость. Потом нужно отшлифовать нашу люстру четырьмя покрытиями из полиуретана между собой для лучшей стыковки.
Шаг 5. Да будет свет!
Потребуется 364 светодиодных индикатора, расположенных на строке, а не на полосе. Я купила 8 из них (обратите внимание! они продолжают оставаться недоступными на Amazon, где я делала заказ, так что попробуйте поискать их в других магазинах).
Расстояние между ними изменяется по всей длине, ни один из двух светодиодов не находится на одинаковом расстоянии друг от друга, и они хорошо подходят, за исключением случаев, когда плотность достигает пика в плотном радиусе меньшего контура. Вам придется взять некоторые резаки и обрезать резиновый материал на внешней стороне светодиодов, чтобы сделать их пригодными. Мне в большинстве случаев было проще снять весь кожух, ведь более жесткий внутренний сердечник лишь немного шире, чем сам светодиод. Сначала я использовала нож, чтобы уменьшить размер светодиодной оболочки, но потом обнаружила, что ее можно просто разрезать и очистить.
Шаг 6. Как вести подключение?
Каждый светодиод равен 0,3 Вт, так что 0,3 × 364 = 109,2 Вт всего. Примерно так же, как лампочка накаливания, но добавленная эффективность светодиодов означает, что в целом она намного ярче. На лампочках рисуют около 50 мА с RGB все при максимальной яркости, так что 0,05 × 364 = 18 А (!). Поэтому я купила источник питания 5 В, 20 А, чтобы убедиться, что у меня есть запас. Собрать их просто: соединить между собой через предоставленные разъемы и подключить к источнику питания, как показано на рисунке.
Источник питания также нуждается в заземляющем шнуре. Одна и та же линия передачи данных соединяла их все, конечно. Я просто провернула дополнительные линии 5 В и GND через петли и соединила их все вместе в начальной точке. Далее использовала более толстый провод, чтобы соединить его с источником питания, а потом ввинтила в фанеру несколько 1/4 дюймовых резьбовых вставок и добавила проушины в 6 точках по периферии. Ко всему этому надо прикрепить фиксатор из тяжелой стальной проволоки. Затем фитинг (фиксатор) был вставлен в потолок и включен. Как и большинство люстр, наша аналемма хрупкая, поэтому движение и подвешивание делалось с большой осторожностью.
Шаг 7.Установка
Светодиоды заслуживают определенной последовательности освещения, и я хотела, чтобы она выглядела так, будто солнце поднимается. Таким образом, днем, когда вы находитесь на свету буквально, аналемма горит в одном порядке, как стилизованный календарь, а когда меняется время, остальные диоды аналеммы загораются в соответствии с программой.
Кто мои вдохновители?
Создатель идеи Майкл Веллер написал подробные инструкции к такому масштабному творению, и было удивительно видеть, как он конвертирует мои смутные идеи в эффектную реальность. Я очень благодарна за его навыки. Деннис Хор также был фантастическим источником идей.
Последовательность включения разных световых эффектов нашего декора для дома была следующей:
1. Статическое отображение астрономических данных: сегодня в синем, равноденствие в зеленом, первый день каждого месяца в красном, текущий день в белом, остаток года в туманном желтом.
2. Восход солнца: текущий день загорается белым, остаток аналеммы освещается от черного до темно-фиолетового, от красного до оранжевого, от желтого до желто-белого.
3. Закат.
4. Сумасшедший демо-барабан.
5. Все светодиодные индикаторы выключены.
Творите, даже если не думаете, что сможете! Все получится!
