這個話題的技術難度不高,但卻很適合小朋友的課程發展,從運用基礎的2D向量繪圖及3D建模到實際作品成形,不僅是對小朋友,對於有興趣於科技領域的老師來說也是一個不錯的切入點
有別於一般常做的CASE,用上控制板:Micro:bit、Arduino、ESP32…或是得寫上一堆程式,做做燈板擺飾就簡單得多了,弄出來的作品也適合擺桌上,輕鬆多了!不過,在教學意義上卻很有價值的,用上3D印表機、雷射切割及雕刻、燈條焊接,完全符合科技學習的樣貌~
之前我就常在一些作品前頭加上燈板的設計,只不過都是當標示作品用的配角,寫製作說明頁時著重於主要項目的製作過程,比較少提到燈板部份,所以這個頁面,就來寫一下燈板設計的部份~
燈板的底座:就是一個長方形的盒子,裡頭有個凹槽可以容納LED燈條(5V的5050LED燈條),這兒我們不使用WS2812七彩的燈條,這種還需要控制器,用單純通電會發光的就行
這個部份的考慮點在於凹槽的長(可以放多長的燈條)寬(超過燈條寬度)及深度(燈板插入的深度),我這個例子考慮了3D印表機的列印大小限制,所以整個盒子的長就200mm、寬30mm、高16mm,內縮一層180mm淺凹槽打算放蓋板(蓋板與這淺凹槽的形狀一致),而放燈條的深凹槽則是160x11x13,在淺凹槽上還設計了四個螺絲孔,之後蓋子可以鎖固的。
在這個燈盒設計上,我想了一個雙重供電的作法,所以量測好Type-C轉板的形狀挖了洞,還在它的上頭加了一個橢圓形的孔,這是用來接合獨立的電池盒的
一般常見的燈板套件都是焊死的,從燈盒出一條USB線接電源,這樣子的設計是想著燈板放在固定的地方,也有看過移動式是可以放二顆3顆電池,我這次有個想法是「分離式」,底座本身也有Type-C接口可以接USB電源線,設計一個儘可能小且與底座有一致性的電源盒子可以自由的拆裝…
我找到了CR2032串連的電源盒子(有開關可放二顆鈕扣電池),這樣可以提供6V的電力驅動燈條,經實測這樣還算OK,以3D繪製一個可以容納這個電池盒的形狀,並在左側開一個Type-C公頭的小孔,搭配底盒形狀的設計,可以與燈盒密合…
底座和電源盒可以密合地接上,靠Type-C公母轉接頭及其上方的凸出及凹槽固定住,就樣就完成了小型的移動式電供
因為加了電源盒之後,右側就多一個空間,所以就想了可以放小公仔的辦法,在電源盒上保留了小磁鐵,公仔的底部都埋入一片小鐵片,就可以穩穩地吸附在盒上
一般常見的燈板設計便是壓克力的材質,這個部份的難度大都在於器具上的吧!需要雷射切割機,影片中這機器是我自己的,採CO2雷射型態,所以透明的板材可以直接雕切,如果使用二極體的機種,透明的壓克力就必須先塗黑才能使用,而且不同機型還瓦數功率的不同,雷切機的價格也比3D列印機貴上許多
想利用雷切機來製作燈板,便上雕刻板上的圖案及切割外形,機器需要提供向量圖檔,我覺得Inkscape便是最好的選擇,只要記得物件要轉路徑,文字及圖案要左右相反,將要切穿及雕刻的部份分別畫在不同的圖層…
壓克力板的顏色和燈條燈珠的顏色交互作用也會產生各種不同的效果,可以多方嘗試,也形成一種樂趣
除了設計不同的燈板置換,也可以製作不同的公仔來放,這是衍生出來及另一種樂趣
今年蛇年,就設計個小龍賜福來擺(形狀到thingiverse去找來改),印出來之後再用丙烯馬克筆來畫成彩色的…
在電源盒的上方設置了12x2mm的圓磁鐵,往後設計的小公仔(寬在40mm~60mm之間)的底部,只要預留一個可以鎖上M3螺絲的孔,就足以讓小公仔穩穩地吸附在電源盒上,不用怕不小心掉到地上了…