يتناول هذا المشروع صنع مصباح LED نصف كروي يمكن استخدامها كقطعة ديكور أو للإضاءة، تم ترتيب المصابيح LEDs بنمط خاص لخلق تأثير بصري جذاب، حيث تنشر القشرة شبه الشفافة الضوء مما ينتج عنه وهجاً ناعماً ومريحاً.
هدف هذا المشروع هو إنشاء لمبة جميلة وفريدة من نوعها يمكن أن تضيف لمسة من الشخصية لأي مساحة، اللمبة ليست مخصصة للقراءة أو الإضاءة الوظيفية، بل لإنشاء جو أو أجواء معينة.
المكونات الخاصة بالمصباح مطبوعة بتقنية 3D، بما في ذلك القاعدة ودعم LED والنصف الكرة الشفاف، كل هذا يسمح لك بتخصيص تصميم المصباح حسب رغبتك.
يتم التحكم في LEDs عبر وحدة أردوينو نانو والتي يمكن برمجتها لإنشاء تأثيرات إضاءة مختلفة.
هذا المشروع هو وسيلة رائعة للتعلم عن إضاءة الـ LED، والطباعة ثلاثية الأبعاد وبرمجة Arduino، كما أنه أيضا يعد مشروع ممتع وإبداعي يمكن الاستمتاع به من قبل جميع المستويات التى تمتلك مهارة.
يمكن برمجة المصباح لإنشاء تأثيرات إضاءة مختلفة، وتشمل بعض هذه التأثيرات على:
وبالرغم من ذلك أردت تجربة شيء آخر، لذا قمت بإنشاء برنامجين صغيرين آخرين لهذا المصباح، أحد البرنامجين يعمل على توليد لوحات ألوان بناء على النسب الذهبية التي تتلاشى فيما بينها، بينما البرنامج الآخر يستخدم العديد من لوحات الألوان المحددة بشكل مسبق، والتي تتلاشى فيما بينها مماثلاً للبرنامج الأول، ويوجد المزيد من التفاصيل متاحة في خطوة "البرمجيات".
كما يمكنك بالطبع استخدام Wemos D1 Mini كمتحكم مع تثبيت WLED للحصول على العديد من التأثيرات الأخرى.
الإمكانيات لا حصر لها، مع قليل من الإبداع يمكنك برمجة اللمبة لعرض أي تأثير إضاءة يمكن أن تتخيله.
نحتاج إلى الأشياء التالية:
يمكنك العثور على ملف STL للطباعة ثلاثية الأبعاد هنـــا على Tinkercad.
كما أن الملفات مرفقة بالأسفل، وكما ترى هناك نوعان من دعم وحدات LED ونوعان من القشرة نصف الشفافة.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - قاعدة المصباح بصيغة stl.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - دعم المصباح LED 100 بصيغة stl.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - دعم المصباح LED 30-60 بصيغة stl.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - الصدفة 4مم بصيغة stl.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - الصدفة 2مم بصيغة stl.
توزيع النقاط بشكل متساو على الكرة أمر هام جداً في مجالات مثل: الفيزياء، الرسوم والهندسة، حيث ينبع التحدي هنا من طبيعة الكرة غير الإقليدية، وقد اكتشفت العديد من الطرق الموجودة بالفعل للعثور على الأنسب لهذا المشروع.
من خلال مقارنة المسافة المتوسطة بين أقرب الجيران (ADNN)، تظهر الأبحاث أن شبكة فيبوناتشي هي الأفضل في التناسق مما يجعلها الخيار الأمثل لهذا المشروع.
بالاضافة الى ذلك سهولة تنفيذها يؤهلها لتصبح حلاً عملياً.
استلهمت الكود من إحدى المقالات المنشورة على الإنترنت، كما يوجد العديد من الأمثلة الأخرى، ونفذت طريقة مبسطة في كتل الكود الخاصة بـ Tinkercad.
لم تكن عملية التعديل معقدة، فعلى سبيل المثال في كتل الكود لم أكن مهتماً الإحداثيات الديكارتية (x، y، z) ولكن فقط بالإحداثيات القطبية (خطوط العرض والطول في الكود)، كما يمكنك أن ترى فى الصورة بالأسفل.
وهذا مثال على كيفية عمل الكود، حيث نضع 200 نقطة (كرات صغيرة) على سطح كرة بقطر 160، ويمكنك التجربة والتلاعب بالكود لفهم آلية عمله بشكل أعمق، ومن الملاحظات المهمة:
ثم تابعت مع إنشاء نصف الكرة والذى سيتم تثبت مصابيح الـ LED عليه، وقمت باستخدام ثلاث برامج كتل الأكواد، اثنين منهما لإنشاء ثقوب لتوصيل الأسلاك الملحومة بوحدات الـ LED، والثالث لإنشاء وجهات على نصف الكرة للحصول على أفضل ربط ممكن على سطح مستو لوحدات الـ LED.
يمكنك إيجاد برنامج كتل الأكواد على Tinkercad: هنا "القبة"، هنا "ثقوب القبة 1" و"ثقوب القبة 2"، وأيضاً "أوجه القبة".
الأجزاء التي تحتاج إلى طباعة ثلاثية الأبعاد توجد على Tinkercad، دعم الوحدات الـ LED والقاعدة مصنوعة من PLA الأسود، بينما القبة مصنوعة من PETG الشفاف.
أعترف بقضاء وقت طويل في تجربة تصاميم مختلفة للقبة وخيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد للحصول على أفضل توزيع للضوء من مصابيح الـ LED.
تركت كلا النسختين على Tinkercad والفرق الوحيد بينهما هو سمك القشرة الكروية، إحداهما بسمك 2 مم والأخرى بسمك 4 مم، وبالنسبة للطباعة قمت بتجربة العديد من المواد والألوان المختلفة، بما في ذلك PLA وPETG.
أفضل نتيجة (أفضل توزيع) حصلت عليها مع القبة ذات سمك 4 مم، باستخدام تعبئة "خطية" بنسبة 100% وهو أمر مهم مع خيار "الجلد الضبابي"، وبالنسبة للمادة التي استخدمتها هي خيوط PETG الشفافة.
بالإضافة إلى ذلك ظهر نتيجة بصرية مثيرة للإهتمام بسبب الطباعة ثلاثية الأبعاد لنصف الكرة شبه الشفاف: حيث تنتقل ألوان المصباح الـ LED على طول خطوط العرض فى نصف الكرة، ولضمان توزيع الضوء بشكل متساوي حاولت صنع طبقة توزيع مائية باستخدام القطن وبالفعل أعطت نتائج مرضية، ومع ذلك فى النهاية اخترت النسخة الأصلية لأنني فتنت بتأثير خطوط العرض المضيئة.
المخطط الإلكتروني موجود بالأسفل.
جزء من الوقت المستغرق أيضاً كان فى تركيب مصابيح الـ LED على الدعم، بخلاف ذلك كل شيء كان بسيط جداً، فقط بعض اللحام، اللصق والتجميع، كما قمت بوضع بعضاً من الغراء الساخن هنا وهناك لمزيد من التثبيت.
حاولت التقاط بعض الصور الهامة لعملية التجميع والتي يمكنك رؤيتها بالأسفل.
في المقدمة قمت بالإشارة إلى كلا البرنامجين اللذان قمت بإنشائهما لهذا المصباح.
وهنا شرح أكثر تفصيلاً لهما:
يمكنك استخدام كلا البرنامجين لتخصيص إضاءة المصباح وفقاً لما تفضل.
أولاً: قمت باستخدام تسلسل فيبوناتشي والنسبة الذهبية لتوزيع وحدات الـ LED بشكل متساو على نصف الكرة، لذا فكرت في استخدام الزاوية الذهبية لتوليد لوحة ألوان وعرضها على وحدات الـ LED.
ولكن أولاً ما هي الزاوية الذهبية؟
الزاوية الذهبية هي زاوية ذات أهمية وتبلغ قيمتها الرياضية حوالي 137.5 درجة، وهي مستمدة من النسبة الذهبية، وهي ثابت شائع موجود في الطبيعة والفن والتصميم، غالباً ما يتبع هذه الزاوية ترتيب الأوراق والبتلات والبذور فى النباتات مما يزيد من كفاءة التعبئة والتعرض لأشعة الشمس، كما تستخدم الزاوية الذهبية أيضاً فى تطبيقات الفن والتصميم لإنشاء تركيبات جمالية.
لذا يمكن استخدام الزاوية الذهبية لاختيار الألوان من عجلة الألوان لإنشاء أنظمة ألوان مريحة ومتناغمة.
الفكرة هي توزيع الألوان حول عجلة الألوان بفواصل الزاوية الذهبية لإنشاء لوحة متوازنة وذات مظهر جذاب، لكننا نعمل ضمن قيود سرعة المصباح، والتي تستخدم قيم (0-255) بايت لـ اللون والتشبع والقيمة، على أي حال، لا زلنا نستطيع تطبيق مفهوم الزاوية الذهبية، وسوف نحتاج فقط إلى ضبط الحساب ليتناسب مع نطاق 0-255.
يمكننا اتباع هذه الخطوات لتطبيق الزاوية الذهبية لاختيار الألوان:
إليك مثال بسيط على الكود الوهمي:
base_color = 100 # Replace with your chosen base color in the range 0-255
golden_angle = 137.5 # Adjust as needed
for i in range(number_of_colors):
next_color = (base_color + golden_angle * i) % 256
# Use 'next_color' for setting the hue in your FastLED applicationيتم اختيار اللون الأساسي وعدد الألوان في اللوحة بشكل عشوائى كل 10 ثوان في النسخة النهائية من البرنامج، ويتم الانتقال من لوحة الألوان القديمة إلى الجديدة بشكل تدريجي، كما فعلت في مشروع ساعة LED ذات البكسلات المثلثة، وهذا البرنامج مرفق في الأسفل.
ثانياً: قمت بتضمين مجموعة كبيرة من لوحات الألوان المحددة مسبقًا في ملف Palettes.h، حيث يقوم البرنامج كل 10 ثوان باختيار لوحة ألوان جديدة بشكل عشوائي من اللوحات المحددة بشكل مسبق، ويقوم بعرضها ثم تتلاشى تدريجياً إلى اللوحة العشوائية الجديدة، وآلية العمل بسيطة للغاية لكنها فعالة (وهذا مثال على كيفية استخدام الكود من هنـــا)، ويمكنك العثور على هذا البرنامج وأيضاً يوجد بالأسفل.
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - الزاوية الذهبية بصيغة ino
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - اللوحات بصيغة ino
اضغـط هنـا لتحميل ملف كروما دوم - اللوحات
آمل أن تكون قد استمتعت بقراءة مقالي، كما آمل أن أكون قد ألهمتك لبناء مصباحك الخاص، أو ربما أعطيتك فكرة وسنرى شيئا مختلفاً لكن بناءاً على هذا التصميم.
شكرا جزيلا لوقتك واهتمامك.
تسجيل الدخول مطلوب
يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.
تسجيل الدخول