• Объявления

    • admin

      Размещайте материалы своей компании БЕСПЛАТНО!   18.04.2018

      Редакционная политика портала позволяет размещать на бесплатной основе различные типы материалов: интересную информацию, наработки, технические решения, аналитические статьи и т.д. Пример такого блога. Взамен мы рекламируем ваш блог в наших группах в соц. сетях, ну и плюс естественная самореклама от пользователей форума и блогов, которые будут читать ваш блог. К примеру охват одного поста только в нашей группе VK составляет более 10 тыс. человек. Т.е. мы предлагаем бартер - вы ведете у нас блог и публикуете какую-то полезную и интересную информацию связанную с вашим производством, а мы рекламируем ваш блог в наших соц. сетях. Блоги можно полностью кастомизировать: поставить изображение шапки, сделать меню или оглавление, также в своем блоге вы будете модератором - сможете удалять комментарии и т.д. Ведение своего блога требует времени и навыков, но рекламный эффект колоссальный, т.к. это живое общение и отклик. Посты не должны быть рекламой, а также должны соответствовать правилам форума. Для тех компаний, которые будут публиковать интересный контент, права в дальнейшем будут расширяться - сможете публиковать больше ссылок, пресс-релизы, новости компании, анонсы и т.д. Ну а если вы хотите размещать платную рекламу: условия и прайс размещения на сайте и форуме, коммерческая тема на форуме, реклама в группе VK.
  • записи
    4
  • комментариев
    36
  • просмотров
    2 476

Корпуса из акрила для индикаторов уровня. Каким бывает акрил и особенности работы с ним.

Немного предыстории.

Многие любят красивые «светилки». И мы не исключение :rolleyes: 

В основном мы занимаемся аудиоустройствами. Но уже давно нас не оставляет идея создания какой-нибудь визуализации звукового сигнала. И первое с чего мы решили начать – это индикаторы уровня
Сначала мы планировали делать систему на обычных RGB светодиодах. Даже было несколько прототипов. Очень мешало то, что каждым RGB светодиодом приходилось управлять отдельно. Это требовало большого количества сигнальных линий, со всеми вытекающими последствиями. В целом такое решение получалось не гибким и не универсальным. Нам это очень не нравилось и сильно тормозило продвижение проекта. 

Но некоторое время назад мы обратили внимание на ленту с «умными» светодиодами WS2812B. Основная ее прелесть как раз и состоит в том, что управлять всей лентой можно одним цифровым сигналом. При этом каждый светодиод может светиться разным цветом. 

Это дало новый толчок нашему проекту. И, забегая вперед, хочу показать один из рабочих прототипов: 

 

onM.gif
 

Про корпус.

Сам проект можно разделить на несколько частей, таких как разработка электроники и написание программы для контроллера (который обрабатывает музыкальный сигнал и управляет лентой). 

А еще очень важно красиво оформить это изделие. Ведь в первую очередь индикаторы уровня - это декоративный элемент. Как раз о разработке и изготовлении корпуса мы и хотим рассказать сегодня. 

Варианты корпусов индикаторов уровня.

Первоначально мы планировали сделать очень простой корпус из какого-нибудь прозрачного материала. Но, по мере проектирования, количество деталей увеличивалось, а конструкция становилась все сложнее. 
Вот варианты корпусов для светодиодных индикаторов, с которых все начиналось:  

5ae40165a13e9_--1.thumb.png.30e4cdd978306424c0bcb31a42fa0661.png5ae401666abe8_--2.thumb.png.7401f60dd29b45647e03d3f2b5d45043.png5ae40167163b5_--3.thumb.png.8aca6d38df85a271fcc4f111530a2f35.png

*- для лучшей наглядности на картинках детали «подкрашены» желтым цветом. По задумке они должны быть прозрачные.

Выбор материала.

В качестве прозрачного материала мы рассматривали монолитный поликарбонат или акрил. Об особенностях этих материалов мы уже как-то рассказывали в записи: «Что полезно знать при работе с оргстеклом и поликарбонатом…».

Но по мере усложнения конструкции корпуса становилось понятно, что изготовить детали из поликарбоната будет проблематично. Поэтому мы остановились на акриле. 

Изготовление прототипов. 

Казалось все очень просто: сделать чертеж, заказать резку лазером деталей из акрила и собрать корпус. Но жизнь штука интересная и без приключений нас не оставила B)

Первые два прототипа мы заказали у нашего знакомого Александра. Детали корпуса были изготовлены из литого акрила просто потому, что он был в наличии. 

В целом конструкция собралась. Но очень настораживала информация о том, что литой акрил может сильно меняться по толщине даже в пределах одного листа. Для нас это было важно, т.к. конструкция предполагает установку деталей одна в другую:  

 

5ae404fac1717_.png.7aa0df756f15b890aed3a4b5afb22ce4.png

 

При сильном «гулянии» толщины акрила есть большой риск, что детали нормально совместить не получится. На первых двух прототипах все собралось только потому, что Александр вручную подбирал толщину акрила для некоторых деталей. Но если делать даже небольшую партию подобных корпусов, то могут возникнуть серьезные проблемы.

Учитывая эти особенности, третий прототип мы заказали из экструзионного акрила. У этого материала толщина листа выдерживается лучше, чем у литого акрила.

 

5ae4055355ec7_-.thumb.jpg.f91785b098ace061295068ed1862989c.jpg

 

Но здесь нас ждал другой неприятный сюрприз. Детали из экструзионного акрила оказались очень хрупкими. Даже при небольших механических нагрузках они ломаются или в них возникают трещины. 

Вдобавок, резчики не совсем корректно задали режимы для лазера. Некоторые детали повело и они получились кривыми B)

 

5ae40554440ed_.thumb.jpg.bb4df014515093e35608a1458869ea02.jpg 


Но кривизна - это не так страшно. Режимы резки всегда можно подкорректировать. А вот с хрупкостью материала трудно что-то сделать.

Был еще один момент. Изначально фиксация нижних стоек к основанию планировалась за счет стягивания винтом, как на картинке ниже:

 

5ae4016871807_-.thumb.gif.020fb1d1682b9183de036411014cedd8.gif

 

С экструзионным акрилом на этом решении можно было смело ставить крест. Даже при небольшой нагрузке детали трескались. 

Чуть позже мы отказались от стяжки винтом и стали рассматривать варианты склейки деталей. Перепробовали четыре клея. Получили разные результаты. Но сейчас на этом подробно останавливаться не будем, дабы не удлинять статью. Скорее всего, об этом расскажем в одной из следующих записей.

Итог

В результате мы оказались на распутье:

•    литой акрил нам понравился за его прочность, но разнотолщинность в пределах листа очень портит всю технологию изготовления корпуса
•    у экструзионного акрила точно выдерживается толщина листа, но хрупкость ставит под  сомнение его применение

Как поступить? Пока мы полностью не определились с решением. Но несколько задумок есть. 

Сейчас заказан четвертый прототип корпуса для индикаторов уровня. Надеемся, что картина станет яснее после его получения. Ну или появятся новые вопросы ;).

 

 

В заключении кратко приведем сравнительную информацию о литом и экструзионном акриле. Будем рады, если она окажется полезной.

Отклонения от номинальной толщины листа:
- литой акрил до 30% 
- экструзионный акрил до 5%

Прочность:
Литой акрил имеет гораздо более высокую ударную прочность по сравнению с экструзионным. Также он меньше подвержен механическим повреждениям, царапинам и пр.

Химическая стойкость
Литой акрил обладает большей устойчивостью к кислотам и щелочам по сравнению с экструзионным. Поэтому в водной среде или на открытом воздухе чаще рекомендуют использовать именно литой акрил. 

Образование механических напряжений после резки лазером
После резки лазером рекомендуется проводить отжиг акрила: нагрев деталей до определенной температуры, выдержка при этой температуре несколько часов и медленное остывание. 
Если не проводить эту процедуру, то детали становятся более хрупкими, а использование клеев на основе растворителей может привести к образованию трещин. Для экструзионного акрила это особенно актуально.

Стоимость и распространенность
Сейчас наиболее распространен экструзионный акрил. Его цена обычно несколько ниже, чем у литого.

Распространенные марки акрила:
Экструзионный: ACRYMA, Novattro,  Plexiglas XT
Литой: ТОСП, Plexiglas GS

 

Хорошего Вам дня  .
С уважением, Денис В.
АЛ "Философия Звука"
 

P.S. К статье прикреплены файлы с рекомендациями по работе с акрилом (Plexiglass и Novattro) от производителей. 

novattro_rekomendatsii-po-ekspluatatsii-.pdf

Plexiglass.pdf

  • Лайк 2


3 комментария


Рекомендуемые комментарии

Есть вариант, он не слишком технологичный, конечно, с ручной работой. Заключается в том, чтобы основу корпуса, несущую физическую нагрузку, делать из литого акрила с подточкой или сошлифовкой поверхностей для подгонки соединений без кривизны и зазоров. Эти детали, так как, насколько я себе представляю, их до прозрачного состояния отшлифовать невозможно или нецелесообразно, можно заматировать и покрыть лаком. А передние панели, которые должны быть прозрачными, изготавливать из экструзионного материала.

  • Лайк 1

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

@Константин В. Морозов

Действительно так сделать можно, но как правильно замечено, не очень технологично.
Такой подход может сильно удорожать конструкцию из-за ручной подгонкии и матирования. А вот идея использования разных материалов интересная. Более того мы уже применили ее в новом прототипе ;), но немного по другому. 

Чтобы скрыть возможные следы склеивания, мы решили заменить одну из прозрачных панелей нижнего основания на непрозрачную черную. На наш взгляд такая конструкция получилась даже интереснее.

Черновое фото двух прототипов (слева - третий прототип, справа - уже четвертый, с черной панелью основания):

1.jpg

Изменено пользователем PhSound

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Не - надо добавить дерева.

Кака-рраз подставку из "корня голубого мангрового дерева, срубленного на южном берегу моря Лаптевых в начале сезона дождей" (Почти С. Дали).

И обязательно уравновесить композицию детальками из него же - вверху, пробки на болты ... И на подставку - шильдик золотом на оргстекле. :drinks:

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Комментарии блога

    • Ну, вот - с фазой дело продвинулось и можно почистить схемку. Теперь она выглядит так: Применил irf540 хотя проверил и на irf240 - но цена и корпус этих мне не в кассу. Хватает 540 - значит с ним и лепить. Добавил усиления - увеличил затворные резисторы до 2 кОм и увеличил ток дифкаскада до 4 мА. Усиление подскочило до 120 дБ, а фаза улучшилась за счёт увеличения тока диф-каскада и смещения верхнего полюса вверх. Теперь АЧХ и ФЧХ выглядят так: Собственно, запаса по фазе хватает и для повторителя - но поскольку усиление возросло, то можно реализовать запас для получения нормальной чувствительности по входу. Сечас это усиление - 20 дБ. Но можно играться - поскольку ФЧХ хороша и устойчивости должно хватить на любой вариант. А искажения и при усилительном варианте (20 дБ) очень неплохи: При этом, эти искажения получены при начальном токе 130 мА - при меньшем токе растёт забор, хотя огибающая выше -120 дБ не вылезает. Потому 130 мА есть разумный компромисс. Ввёл истоковые резисторы - в перспективе применения токовой защиты (отсечку расчитал на 12 А). ХИНТ: пожалуй, проект созрел для перехода к конструкторскому этапу - по большому счёту с концепцией дальше крутить особо и нечего. Надо реализовывать в железе...
    • О-ло-ло! Сегодня у нас на десерт - вот такая красотулька! Прогулявшись в направлении буферинга и убедившись, что это болото дурно пахнет, решил вернуться на прямую дорожку - и просто поискать оптимальную коррекцию в рамках классических вариантов. Попутно выяснил, что 10 кГц - это полюс половиков, а верхний полюс задаёт предвак - и значит можно им играться, как следует. Первое же телодвижение дало искомый результат! Наиболее естественная точка - это парафазная линия между дифф-каскадом и драйвером. Вставил в неё RC-цепку - и вуаля! На ФЧХ образовался симпатичный пупырь, открутивший фазу назад. Итого имеем (с камнями irf540): для повторителя (0 дБ) с частотой единичного усиления 30 мГц (!) имеем фазу уже меньше 180 (172 градуса). Хотя, конечно, этот запас маловат - тут надо б ещё пошаманить. А вот если делать классический усь с усилением 20...30 дБ - то попадаем на центр пупыря и имеем запас по фазе ~60 градусов! Бинго! Краше не бывает! Живём дальше...
    • М-да... Идеальный буфер - мечта недостижимая. Попытка вставить драйвера в виде эмиттерных повторителей рисует печальную рогозу: На кошерную область попадаем только при Кус больше 50 дБ - что ни в какие ворота. Так, что пока идею бракую - дорогу к успеху будем искать обходным маневром...
    • Именно. Ибо сказано - нет ничего практичней хорошей теории. С блужданием вслепую я завязал много лет назад. А с появлением правильного симулятора практика у меня сводится к изготовлению и испытанию опытного образца. Причём, макетирование полностью переведено в виртуальный домен: отработанная в схемосимуляторе схема кладётся в печать и проверяется сразу в печати. Где эти самые загадочные "паразитные связи" и проверяются окончательно. Шанхай-макет для меня безвозвратно канул в прошлое лет пятнадцать-двадцать тому назад. И с тех пор я разработал немало серийных приборов - которые шли с первого образца в коммерческий оборот, принося конкретную прибыль и переведя НИОКР в статус этапа самоокупаемого... Что характерно - приборы мои по уникальной схемотехнике и не являются перепевами известного... И именно с отработки концепции в идеализированном варианте всё и начинается...  
    •  Паразитные связи существуют всегда... Проблемы с "быстродействием" схем без учёта этих "связей"  имеют смысл только для анализа теоретически идеальных схем, чем Вы собственно и занимаетесь... 
  • Записи блога