尾燈的製作

透過說明車子尾燈的製作,可以成為一個Inkscape+TinkerCad的協同工作範例…

Led燈材料

這是在蝦x上網購的:3/4/7/8/12/16位 WS2812 5050 RGB LED內置全彩驅動彩燈,有很多種樣式,而且便宜

這種LED模組板子背後有二側接點,主要就是VCC(電)、GND和訊號(一邊是in一邊是out),所以如上左圖,我要將二塊接在一起,焊接的時候,將VCC及GND焊一起,但訊號就要從一塊的out接到另一塊的in,上圖右,我接了一條類似舵機的電線,就是要接在Micro:bit上,另一端接板子的in,意思就是之後Micro:bit會送出訊號給板子。

串接馬很多塊LED板

記住IN-OUT的原則

這些LED板要放在尾燈槽

再來就是我們如何設計剛剛好的燈槽來放我們製作好的一串LED燈,大家都知道就是3D列印出來,但3D模型得自己畫才行,這時我們六下小朋友電腦課上的Inkscape+TinkerCAD就派上用場了

測量零件的長寬

我覺得這個部份是大家最需要重視及學習的地方,設計這件事不是完全天馬行空的,我們有明確的目的:「要放燈板」,強烈建議大家要買一把品質不要太差電子尺,可以精準地量出物件的長度,我想最好能至少測量到0.1mm的精度

用Inkscape畫出外形

外形的繪製,原則上只要寬高大於所要放的零件的總寬高就可以,當然得留些餘裕,要先考慮一下東西是有厚度及誤差的,我是中規中距地弄了一個左右對稱的圖(像翅膀),中間留一個方孔10mm x 4mm是要讓3pin的杜邦頭可以穿過的,兩側各留一個3.2mm的孔是用於這個尾燈之後可以鎖定在車架上

傳上TinkerCAD變成立體的

這個部份可搭配得很恰當了,TinkerCAD可以匯入Inkscape產生的*.svg向量圖,平面形狀就可以拉高成立體的,這時我思考一下整個尾燈的厚度要多少才夠:底部2mm+擺燈板高度5mm+隔板2mm+半透明燈罩3mm,總共就12mm

利用Inkscape的內縮功能→產生同形狀小一點圖

利用小一點的圖去做挖空的部份

尾燈整體的空殼

經過上頭的操作,我們可以得到整個尾燈的外殼部份

內部燈板凹槽的設計

延用整個尾燈最外圍的圖,在裡頭畫燈板打算擺放的位置,當然大小形狀都是測量得來,以這個例子來說,中間是圖形的7位led兩側各是8位的led板組合,排列呈現一個V字,放燈板的凹槽不能超過外圍的圖是必然要注意的,而且剛好保持一個間隙,這個SVG傳進TinkerCAD高度設定7mm與原來的的外殼疊在一起合併,就得到可以放燈板的凹槽,深度是5mm,然後匯出stl檔列印出來

擺盤測試

不管想得多順暢,實際測試才算數,果然很順利地就把燈板擺放進凹槽裡,其實我在畫圖時,依據測量的尺寸都還會放大0.2mm左右當做列印的誤差值(真實與想像的差距)

上電測試

把燈板擺好了,總得確認一下是不是能正常亮燈,避免設計得太密合,雖使用很細的單芯線,它還是需要一點空間塞,這次的設計有預留擺線的空間,所以LED的測試很順利

設計一片薄薄的隔板,讓LED燈能分開而不會糊成一片,利用比外殼小一點的那張圖來畫

隔板和燈罩

原則上這塊隔板及最外層半透明的燈罩,可以用壓克力雷切,如果沒有雷切機,也可以用3D列印加上薄的帶點霧的透明片來組合,我這兒是使用壓克力來做

完成品的效果測試

其實不一定是做車尾燈(只是找個目標),WS2812全彩LED用程式來控制本來就是蠻有趣的事,尤其在Makecode中引入Neopixel擴展,非常容易設定,很適合小朋友練習,像這個作品用到了23顆led,我們就可以在程式設定時將它們分組,就可以很好地操控…

跑一下彩虹燈

我們也可以寫個簡單的程式讓led燈跑一下虹彩變化