مصباح يعمل بالبطارية بطريقة تشغيل فريدة بواسطة المغناطيس

مصباح يعمل بالبطارية بطريقة تشغيل فريدة بواسطة المغناطيس

مقدمة

نحن نعلم جميعاً أن معظم المصابيح يتم تشغيلها وإغلاقها عبر مفتاحٍ ملموس، ومن أجل ذلك كان هدفي من هذا المشروع، وهو ابتكار طريقة فريدة لتشغيل المصباح وإغلاقه بسهولة دون استخدام ذلك المفتاح التقليدي، ولقد أعجبتني فكرة أن يغير المصباح شكله أثناء التشغيل أو الإغلاق، لذلك أردت ابتكار تصميم يبدو جذاباً عند اطفائه تماماً كما يبدو عند تشغيله.

يتغير شكل هذا التصميم الكلاسيكي للمصباح عند إطفائه، فعند إيقاف التشغيل يمكن وضع قاعدة المصباح فوق الغطاء، حيث تبقى في مكانها بفضل استخدام المغناطيس.

وعند عكس المصباح، فإن المغناطيسات الموجودة في أعلى القاعدة ترتبط بتلك الموجودة في أسفل الغطاء، مما يجعل الضوء يعمل تلقائياً دون الحاجة إلى أي مصدر طاقة خارجي.

لوازم

الأدوات والمواد التي ستحتاج إليها:

  • طابعة ثلاثية الأبعاد.
  •  خيط للطباعة ثلاثية الأبعاد (استخدمتُ خيط PLA).
  • برنامج تقطيع للطابعة ثلاثية الأبعاد، ولقد استخدمت هنا برنامج Cura من شركة Ultimaker.
  • عدد 9 مصابيح ليد مأخوذة من شريط LED بجهد 4.5 فولت.
  • عدد 1 بطارية 9 فولت.
  • عدد 1 موصل بطارية 9 فولت.
  • مكواة لحام.
  • أسلاك لحام.
  • عدد 8 مغناطيسات بقطر 5 مم وارتفاع 1 مم.
  • عدد 1 مغناطيس بقطر أكبر من 5 مم ومسطرة مغناطيسية (وذلك لتسهيل لحام الأسلاك على المغناطيس).
  • غراء ساخن.

خطوة 1 : طباعة الأجزاء الأربعة طباعة ثلاثية الأبعاد

يتكوّن التصميم من أربع قطع مطبوعة، وهي: قاعدة المصباح، غطاء المصباح، وقواعد هذين الجزأين، ولقد تم تصميم هذه الأجزاء الأربعة باستخدام برنامج Fusion 360، ثم تصدير النماذج ثلاثية الأبعاد كملفات STL، حيث تستخدم هذه الملفات في برنامج التقطيع للطابعة ثلاثية الأبعاد، وذلك من أجل التحضير لعملية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

أولاً قم بتنزيل ملفات STL الأربعة، ثم افتحها في برنامج التقطيع ثلاثي الأبعاد، حيث تمتلك نماذج الـ STL الاتجاه الصحيح بالفعل، لذلك لن تحتاج إلى تعديل اتجاهها داخل برنامج التقطيع.

يتم طباعة قاعدة وغطاء المصباح باستخدام خيط PLA باللون الأبيض اللؤلؤي، بينما تطبع القاعدتان بخيط PLA بلون جالاكسي، ولك حرية اختيار اللون أو المادة التي تناسب ذوقك، ولكن تأكد من طباعة قاعدة المصباح والغطاء بلون يسمح بانتشار ضوء مصابيح الليد.

ولقد استخدمت برنامج Cura للتقطيع ثلاثي الأبعاد بالإعدادات التالية:

  • بدون دعامات.
  • ارتفاع الطبقة: 0.2 مم.
  • سماكة الجدار: 0.8 مم.
  • سماكة السطح العلوي/السفلي: 0.8 مم.
  • درجة حرارة الطباعة: 220 درجة مئوية (قد تختلف حسب نوع المادة المستخدمة، لذا يرجى التأكد من الإعدادات المناسبة للمادة التي تستخدمها).
  • نسبة التعبئة: 20%.

لتحميل ملف تصميم قاعدة غطاء المصباح بصيغة stl اضغط هنـــا.

لتحميل ملف تصميم قاعدة حامل المصباح بصيغة stl اضغط هنـــا.

لتحميل ملف تصميم غطاء المصباح بصيغة stl اضغط هنـــا.

لتحميل ملف تصميم حامل المصباح بصيغة stl اضغط هنـــا.

خطوة 2 : لصق المغناطيس على قطعتين من القطع الأربع

تعد المغناطيسات جزء مهم من هذا التصميم، حيث يتم استخدام 4 من أصل 8 مغناطيسات لتوصيل القاعدة والغطاء دون تمرير الكهرباء، ويمكن لصق هذه المغناطيسات الأربعة في مكانها بأي نوع من الغراء.

بعد الإنتهاء من طباعة جميع القطع، قم بعد ذلك بإلصاق الأربع مغناطيسات الأولى في قاعدة الحامل وغطاء المصباح، وأثناء وضع المغناطيسات، عليك مراعاة تبديل الأقطاب، بحيث يمكن للقطعتين أن تتناسبا معاً في اتجاه واحد فقط، ويمكنك رؤية كيفية تبديل الأقطاب كما هو في الصورة بالأسفل.

خطوة 3 : لحام مصابيح الليد الخاصة بقاعدة المصباح

يتكون تصميم المصباح من جزأين منفصلين يتم وضع مصابيح الليد بهما، ولكن المصباح لن يضيء إلا إذا قمت بتوصيل الجزأين معاً لتشكيل غطاء مصباح كلاسيكي.

في المخطط التوضيحي يمكنك رؤية الاتصالات التي يجب إجراؤها بين الجزأين، وملخص هذا المخطط التوضيحي كالتالي:

  • قاعدة المصباح تحتوي على عدد 2 مصباح ليد.
  • غطاء المصباح يحتوي على عدد 7 مصابيح ليد وبطارية 9 فولت.
  • القطب الموجب لليد رقم 1 في قاعدة المصباح يتصل عبر المغناطيس بالقطب السالب لليد رقم 1 في غطاء المصباح.
  • القطب السالب لليد رقم 2 في قاعدة المصباح يتصل بالقطب السالب للبطارية 9 فولت، والقطب الموجب للبطارية 9 فولت يتصل بالقطب الموجب لليد رقم 7 في غطاء المصباح، وبما أن المغناطيسات موصلة للكهرباء، فإن الدائرة ستكتمل عندما يتم توصيل المغناطيسات.

سيتم خلال هذه الخطوة لحام مصابيح الليد الخاصة بقاعدة المصباح على الأسلاك وتثبيتها بالغراء، وكما ذكر سابقاً فإن هذا الجزء يتكون من اثنين من مصابيح الليد، وللحصول على معلومات إضافية حول كيفية لحام الأسلاك بإمكانك التحقق من الصورة المرفقة بالاسفل.

قم بقص اثنين من مصابيح الليد من شريط الليد عند نقاط الاتصال، ثم استخدم الأسلاك من أجل لحام الطرف الموجب بالطرف الموجب والطرف السالب بالطرف السالب، وبهذه الطريقة ستتمكن من وضع المصابيح بجانب بعضها البعض على القاعدة، حيث يضمن توصيل كلا القطبين للمصابيح عدم حدوث نقص في الطاقة.

بعد ذلك قم بلحام قطعة طويلة من السلك بالطرف السالب للمصباح الأول ليد رقم 1 (انظر الصورة)، ثم قم بلحام قطعة طويلة من السلك بالطرف الموجب للمصباح الثاني ليد رقم 2 (انظر الصورة).

وبعد الإنتهاء من لحام الأسلاك بالمصابيح، فإنه يمكنك استخدام الغراء الساخن لتثبيت المصابيح والأسلاك في مكانها، مع مراعاة إبقاء الأسلاك طويلة بما يكفي لتصل إلى أعلى قاعدة المصباح.

والآن بعد أن أصبحت لديك الأسلاك الطويلة، قم بسحبها عبر القاعدة المطبوعة كما هو موضح في الصورة.

سوف يبقى الجزأين المطبوعين ثلاثيي الأبعاد في مكانهما دون الحاجة إلى غراء، ومع ذلك إذا لم تبقَ الأجزاء ثابتة في مكانها، فإنه يمكنك استخدام الغراء لتثبيتها معاً.

خطوة 4 : لحام مصابيح الليد الخاصة بغطاء المصباح

بالنسبة للغطاء وهو الجزء الثاني من هذا التصميم الذي سوف يضيء، سيتم ضمن هذه الخطوة لحام مصابيح الليد الخاصة بغطاء المصباح على الأسلاك وتثبيتها بالغراء، ولكن نظراً لأن هذا الجزء أكبر قليلًا، فإنه من المهم استخدام عدد أكبر من المصابيح لهذا الجزء، حيث استخدمت لإضاءته سبعة مصابيح ليد.

وبالإضافة إلى مصابيح الليد يجب أيضاً إضافة بطارية 9 فولت إلى هذا الجزء، ويمكنك التحقق من الصورة للحصول على معلومات إضافية حول كيفية لحام الأسلاك.

  • قم بقص سبعة مصابيح ليد من شريط الليد عند نقاط الاتصال.
  • ثم قم بتوصيل جميع هذه المصابيح عن طريق لحام الأسلاك بين الأقطاب الموجبة والسالبة لكل منها.
  • وبعد ذلك قم بلحام الطرف الموجب للمصباح ليد رقم 1 بالطرف الموجب للمصباح ليد رقم 2 ، ثم كرر هذه العملية حتى يتم لحام جميع المصابيح السبعة على التوالي عبر الأقطاب الموجبة.
  • وبعد ذلك قم بلحام الطرف السالب للمصباح ليد 1 بالطرف السالب للمصباح ليد رقم 2 ، وكرر هذه العملية حتى يتم لحام جميع المصابيح السبعة على التوالي عبر الأقطاب السالبة.
  • ثم قم بتوصيل موصل بطارية 9 فولت بالبطارية نفسها.
  • قم بلحام الطرف الموجب من موصل البطارية إلى الطرف الموجب للمصباح ليد رقم 7 (انظر الصورة).
  • ثم قم بلحام سلك بالطرف السالب لموصل البطارية واسحب هذا السلك عبر أحد الفتحات في قاعدة غطاء المصباح من الأسفل.
  • ثم قم بلحام سلك بالطرف السالب للمصباح ليد رقم 1(انظر الصورة)، واسحب هذا السلك عبر الفتحة الأخرى في قاعدة غطاء المصباح من الأسفل، وإذا استخدمت نفس لون السلك كما في فعلت، تأكد من تمييز أي سلك هو الطرف السالب للبطارية وأي سلك هو الطرف السالب للمصباح ليد رقم 1، وبالنسبة لي فقد استخدمت شريطاً أصفر اللون لتمييز الطرف السالب للبطارية.

عند الانتهاء من اللحام، يمكنك استخدام الغراء الساخن لتثبيت مصابيح الليد والبطارية في مكانها، وعند هذه المرحلة فإنك لا تحتاج بعد إلى تثبيت غطاء المصباح على القاعدة، حيث سيتم القيام بذلك لاحقاً.

وهكذا تكون قد انتهيت من لحام جميع مصابيح الليد لتوصيلها بالبطارية، ولاختبار ما إذا كانت الدائرة الكهربائية تعمل، فإن عليك ملامسة السلك الموجب في القاعدة مع السلك السالب في الغطاء، وفي الوقت نفسه ملامسة السلك السالب للقاعدة مع السلك السالب للبطارية، حيث يجب أن يغلق هذا الدائرة الكهربائية وإضاءة جميع مصابيح الليد.

خطوة 5 : لحام المغناطيسات بالأسلاك

الآن بعد أن تم تثبيت مصابيح الليد والأسلاك في مكانها، حان الوقت لتثبيت المغناطيسات التي سوف تستخدم لتوصيل الجزأين معاً ونقل الكهرباء في نفس الوقت لتشغيل المصباح.

للحفاظ على خاصية التوصيل الكهربائي للمغناطيسات، لا يمكن استخدام الغراء لتثبيت الأسلاك عليها، حيث أن الغراء سيثبت الأسلاك على المغناطيسات فقط، لكنه لن ينقل الكهرباء من الأسلاك إلى المغناطيسات، لذلك يجب لحام الأسلاك بالمغناطيسات بدلًا من استخدام الغراء، ولكن ضع في اعتبارك أن المغناطيسات قد تفقد جاذبيتها المغناطيسية عند تعرضها للحرارة الشديدة، ومع ذلك هناك حيلة تمكنك من لحام الأسلاك بالمغناطيسات دون فقدان جاذبيتها المغناطيسية.

الخطوات التالية تتوافق مع الصور التوضيحية بالأسفل.

  • خذ مغناطيسًا أكبر من المغناطيس الذي ستقوم بلحامه، ثم ضع المغناطيس ذو قطر 5 مم على المغناطيس الأكبر كما هو موضح في الصورة، ولتسهيل ذلك يمكنك استخدام جسم مغناطيسي إضافي مثل مسطرة.
  • وبعد ذلك ضع اللحام على المغناطيس ذو الـ 5 مم كما هو موضح في الصورة.
  • ثم أحضر قطعة جديدة من السلك وضع اللحام مباشرة عليها، وبعد ذلك يمكنك لحام السلك بالمغناطيس.
  • ثم قص الطرف الآخر من السلك بحيث يبقى طول قصير فقط متصل بالمغناطيس، ثم ضع اللحام على هذا الطرف.
  • وبعد ذلك قم بلحام السلك من المغناطيس إلى أحد الأسلاك التي أخرجتها من الفتحات سابقًا، مع الحفاظ على وضعية تثبيت المغناطيس ذو الـ 5 مم على المغناطيس الأكبر، ويمكنك قبل ذلك قص السلك الزائد الخارج من القاعدة.

وهكذا تكون قد انتهيت من توصيل المغناطيس بالسلك، عليك تكرار هذه الخطوات لجميع الأسلاك الأربعة الخارجة من القواعد، اثنان لقاعدة المصباح واثنان لغطاء المصباح.

ملاحظة هامة:

تماماً كما سبق أن فعلنا عند لصق المغناطيسات في بداية المشروع، فإنه من المهم تبديل الأقطاب، بحيث يمكن للجزأين الاتصال بطريقة واحدة فقط، وهذا أمر بالغ الأهمية، لأنه سوف يمنع حدوث ماس كهربائي، ويضمن أن المصباح سوف يضيء دائماً عند توصيله عبر المغناطيسات.

والصورة الأخيرة في هذه الخطوة توضح كيفية تبديل أقطاب المغناطيسات وأي الأسلاك يجب أن تتصل ببعضها البعض.

كما أنه عليك التأكد من أن السلك الموجب الخارج من القاعدة يتصل بالسلك السالب للمصباح الليد رقم 1 في غطاء المصباح، وكذلك السلك السالب الخارج من القاعدة يتصل بالسلك السالب للبطارية في غطاء المصباح.

خطوة 6 : لصق المغناطيسات التي سبق لحامها في الخطوة السابقة

بعد الإنتهاء من توصيل جميع المغناطيسات بالأسلاك عن طريق اللحام، يمكنك تثبيت المغناطيسات في مكانها باستخدام الغراء، مع مراعاة التأكد قبل اللصق من اختبار التوصيل الكهربائي للمغناطيسات عن طريق توصيلها معاً، فإذا كانت تعمل فإنه يمكنك استخدام أي نوع من الغراء لتثبيتها في مكانها.

الآن بعد أن انتهيت من لصق المغناطيسات، يمكنك وضع غطاء المصباح على قاعدته، وتماماً كما هو الحال مع القاعدة، يجب أن يتناسب الجزأين بدون أي غراء، ومع ذلك يمكنك دائماً استخدام الغراء لتثبيت الجزأين معاً.

وبهذا تكون قد انتهيت من تجميع المصباح.

خطوة 7 : استمتع بنتيجة عملك الرائعة

الآن لديك جزأين منفصلين، عند وضع القاعدة أسفل الغطاء لتشكيل مخروط، لن تنتقل الكهرباء والمصباح يكون مطفأ.

بينما عند وضع غطاء المصباح على القاعدة لتكوين الشكل الكلاسيكي للمصباح، فإن الضوء سيضيء تلقائياً دون الحاجة إلى أي مصدر طاقة خارجي.

لا توجد تعليقات حتي الآن.
تسجيل الدخول مطلوب

يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.

تسجيل الدخول