Control remoto deslumbrante caja de luz láser corte proyecto con LaserMaker

En este proyecto de robótica y mecanismo STEAM, los estudiantes diseñan y construyen una deslumbrante caja de luz con control remoto utilizando LaserMaker. La lección conecta el diseño de la estructura de la caja, la construcción de cajas con un solo clic, matrices de anillos, orificios de luz decorativos, montaje del motor TT, cuerdas de luz LED, componentes de control remoto 2,4G, cableado, corte por láser y ensamblaje práctico.

1. Descripción general de la lección

1,1 Objetivo del proyecto

Los estudiantes diseñarán una caja de luz cuadrada con orificios decorativos de transmisión de luz, agregarán características de montaje del motor, crearán pies de soporte, dibujarán un plato giratorio para la cadena de luz LED, cortarán con láser las piezas, conectarán los componentes de control y montarán una caja de luz accionada que puede crear una pantalla de iluminación dinámica.

1,2 Uso recomendado en el aula

2. Objetivos de aprendizaje

2,1 Lo que aprenden los estudiantes

2,2 Habilidades de STEAM desarrolladas

2,3 Fabricación responsable

Los estudiantes deben probar las piezas alimentadas cuidadosamente y seguir las instrucciones del maestro o del supervisor de laboratorio cuando trabajen con baterías, receptores, motores, LED y componentes en movimiento. La caja de luz debe ensamblarse para que los cables estén protegidos y las partes giratorias no se froten contra los paneles de la caja.

Contexto del mundo real: ¿Por qué construir una caja de luz deslumbrante?

Las cajas de luz y las pantallas de estilo linterna se usan a menudo en parques infantiles, festivales, aulas y eventos de fabricantes para crear una atmósfera visual brillante. Cuando los agujeros decorativos se cortan en la caja, la luz puede pasar y proyectar patrones en el espacio circundante.

En este proyecto, los estudiantes agregan un motor giratorio dentro de la caja para que la cadena de luz LED pueda moverse y crear un efecto de luz cambiante. El resultado es una pequeña pantalla que combina estructura, luz, movimiento y control.

4 Planificación de materiales y piezas

4,1 Lista de equipos

Antes de modelar la caja de luz, los estudiantes deben identificar los componentes electrónicos, el material estructural, el componente de iluminación y el hardware utilizado en el proyecto.

4,2 Lista de piezas estructurales

La estructura de corte por láser está organizada en los paneles de la caja de luz, el chasis y el plato giratorio de cuerdas de luz LED.

5. procedimiento de la lección

5,1 Generar la caja de luz

Abra LaserMaker y haga clic en Artefacto de un clic en la barra de menús. Esta herramienta puede generar rápidamente el diseño plano de una estructura de caja, lo que ahorra tiempo en comparación con el dibujo de cada panel y unión manualmente.

En la ventana emergente, elija la herramienta Cuadro de ángulo recto. En el flujo de trabajo de origen, la longitud, el ancho y la altura del cuadro se establecen en 100mm y el tamaño de la muesca en 15mm. Previsualice el mapa de visualización plana antes de crear el cuadro.

Haga clic en Aceptar para generar los seis paneles de cuadro en el área de dibujo. Los paneles generados incluyen etiquetas de orientación, que son útiles durante el diseño y el ensamblaje.

Mueva las etiquetas de orientación fuera de los paneles para que las áreas centrales permanezcan despejadas para los patrones decorativos y los orificios de transmisión de luz.

5,2 Añadir agujeros de luz en forma de estrella

Abra el panel Galería y elija el gráfico Pentagrama en Gráficos básicos. Arrástrelo al lienzo y cambie su tamaño a 15mm por 15mm.

Seleccione el pentagrama y abra la herramienta Matriz de anillo desde Herramientas avanzadas. La vista previa de la matriz ayuda a los estudiantes a crear patrones de estrella repetidos alrededor de un punto central.

En el flujo de trabajo de origen, los ajustes de la matriz de anillo son Ángulo inicial 6 °, Ángulo de paso 50 °, Número de copias 7 y Centro X 30. Estos ajustes crean un patrón de estrella circular.

Agregue otro pentagrama al centro del patrón de estrella circular, luego agrupe los gráficos de estrella para que puedan copiarse y colocarse como un patrón.

Utilice Copiar y Pegar para duplicar el patrón de estrella agrupado y, a continuación, coloque los patrones en los paneles de la caja de luz.

Coloque los patrones de estrella en el panel frontal y otros paneles visibles. El panel inferior se utiliza para la instalación del motor, por lo que no necesita el patrón de estrella circular.

5,3 Añadir la posición del motor y agujero de alambre

Abra la sección Open Source Robotics en la Galería y seleccione el gráfico del motor OSROBOT. Arrástrelo sobre el lienzo para que los orificios de montaje del motor se puedan agregar al panel inferior.

Gire el gráfico del motor 90 grados para que el motor TT se coloque verticalmente en el diseño.

Mueva el gráfico del motor al panel inferior. El orificio del eje del motor debe colocarse lo más cerca posible del centro del panel inferior para que el plato giratorio LED tenga suficiente espacio para girar dentro de la caja de luz.

Dado que el receptor y la batería están fuera de la caja de luz en el flujo de trabajo de la fuente, dibuje un pequeño orificio de roscado en el panel posterior. En el flujo de trabajo de origen, el agujero es un rectángulo de 7,5mm por 5,5mm.

5,4 Añadir pies de apoyo

El motor y el hardware crean una altura adicional debajo de la caja de luz, por lo que se agregan pies de soporte para mejorar la estabilidad. Seleccione un rectángulo redondeado en la sección Gráficos básicos de la Galería.

Coloque el rectángulo redondeado en la parte inferior derecha del panel trasero y cambie su tamaño para que su ancho coincida con el área de la tenon cercana.

Copie y pegue el segundo rectángulo redondeado, luego cológuelo en la parte inferior izquierda del panel posterior.

Seleccione el panel trasero y los dos rectángulos redondeados, luego use la herramienta Unión para fusionarlos en una parte conectada.

Las estructuras de tenon del panel delantero y trasero coinciden, por lo que los estudiantes pueden repetir el mismo proceso para el panel frontal o copiar el panel trasero, quitar el orificio de roscado y usarlo como el panel frontal con pies de soporte.

5,5 Dibujar el LED Light-String Turntable

La cadena de luz LED se encuentra en un plato giratorio redondo unido al eje del motor TT. Utilice la herramienta de medición de distancia para estimar el radio disponible dentro de la caja de luz. En el flujo de trabajo de origen, el radio de la plataforma giratoria se establece en 35mm, por lo que el diámetro del círculo es de 70mm.

Utilice la herramienta Ovalada y mantenga pulsada la Ctrl para dibujar un círculo de 70mm de diámetro para el plato giratorio.

Agregue el orificio del eje del motor TT seleccionando los orificios TT de Piezas mecánicas en la Galería y colocando el gráfico en el centro del plato giratorio.

Elimine las etiquetas auxiliares, el texto rojo o las líneas de construcción que ya no sean necesarias y, a continuación, guarde el archivo.

6. Procesamiento láser

6,1 Establecer los procesos de tracin y corte

El dibujo de la caja de luz utiliza dos procesos principales: trazado y corte. En el flujo de trabajo de origen, el contorno del motor OSROBOT se utiliza para el trazado, mientras que las partes estructurales restantes, los agujeros, las aberturas decorativas y el plato giratorio se cortan.

Antes de la fabricación, los estudiantes deben verificar los ajustes de velocidad y potencia para la máquina de corte por láser seleccionada, simular la secuencia del proceso y confirmar que el trazado se realiza antes de cortar donde sea necesario.

7. cableado y montaje

7,1 Circuito de cableado

Antes del montaje, revise el diagrama de cableado. El motor TT, la batería 18650, el receptor 2,4G y la cadena de luz LED deben conectarse de acuerdo con el plan de cableado del proyecto.

7,2 Asamblea estructural

Primero, localice el motor, el chasis y el hardware correspondiente. Use tornillos y tuercas para fijar el motor al chasis.

A continuación, ubique los paneles delantero y trasero de la caja de luz. Ensamble los paneles delanteros y traseros con el chasis, y pase los cables de conexión del motor TT a través del orificio de roscado del panel trasero.

A continuación, ubique los paneles izquierdo y derecho y ensamblos a la placa base. A continuación, encuentre el plato giratorio y la cadena de luz LED. Fije el plato giratorio al eje del motor TT y coloque la cadena de luz LED en el plato giratorio.

Localizar la batería 18650 y el receptor 2,4G. Conecte el motor TT y la batería al receptor. Finalmente, ubique el panel superior, encienda el interruptor de la cadena de LED y cubra el panel superior.

Después del ensamblaje, depure la caja de luz verificando el efecto de iluminación, la rotación, el cableado y la estabilidad de la caja.

8.-Probar, depurar y mejorar

9. Proyecto terminado y reflexión

Después del modelado, el procesamiento láser, el cableado y el ensamblaje, los estudiantes completan una deslumbrante caja de luz de control remoto. El proyecto brinda a los estudiantes una experiencia completa de diseño a fabricación, que incluye matrices de anillos, construcción de cajas con un solo clic, gráficos de galería, redimensionamiento gráfico, diseño de pie de apoyo, corte por láser, cableado de circuitos y pruebas de ensamblaje.

10. Desafío de extensión

En la caja de luz terminada, controlar el brillo de la cadena de luz LED puede requerir abrir la caja con frecuencia. Al mismo tiempo, la compensación láser y el ajuste apretado de la articulación de los dedos pueden dificultar la apertura repetida.

Como un desafío de extensión, los estudiantes pueden rediseñar la caja de luz con una cubierta extraíble, una abertura estilo caja de regalo, una posición de interruptor más accesible o un nuevo sistema de patrones que crea efectos de luz más coloridos.

11. Nota de equipo para maestros

Este proyecto es adecuado para cortadores láser en el aula que admiten el corte y el rastreo de materiales laminares para pequeños proyectos de robótica y mecanismos. Para escuelas, makerspaces y laboratorios STEAM para principiantes, proyectos como deslumbrantes cajas de luz, pantallas LED, platos giratorios motorizados y estructuras de control remoto se pueden completar con un cortador láser para el aula como elSerie Thunder Laser Bolt.

Los maestros pueden elegir la configuración de la máquina y el material en función del espacio del aula, el grosor del material, los componentes electrónicos y el tamaño del proyecto. El mismo flujo de trabajo de LaserMaker también se puede adaptar para otras máquinas láser de CO2 cuando los estudiantes pasan a cajas de luz más grandes o proyectos de visualización con alimentación más avanzada.