Bảng Hiệu Disneyland Vintage Để Bàn (Multi-Material)

Thiết kế gốc của bảng hiệu Disneyland kiểu vintage này hơi lớn nếu để làm đồ trang trí để bàn, nên mình muốn thu nhỏ lại và tận dụng Bambu Lab AMS. Mình cũng chỉnh sửa vài chỗ để lắp ráp dễ hơn (không cần super glue) và dời phần điện tử xuống trong chân đế.

10/10 không khuyến khích chọn project này làm lần đầu làm quen với LED strip và hàn (soldering). Vì kích thước nhỏ hơn nên không có nhiều chỗ để giấu dây, dây phải ngắn và khá “căng”. Dây ngắn và không gian chật làm việc hàn các mối nối khó hơn.

Mình chồng các phần gốc lên nhau, chỉnh tỉ lệ (scaling) để chúng khớp đều hơn, rồi export ra các file đã gộp. (Về mặt kỹ thuật) có 2 phiên bản model này: file Bambu AMS và file STL. File 3mf cho Bambu đã được pre-painted và sẵn sàng in, được chia ra nhiều plate khác nhau để in với một AMS (đây là bản mình in). Bản còn lại là các file STL đã update, dành cho máy in multi-color (lưu ý mình có dựng lại một phiên bản xấp xỉ với cùng lỗ bắt vít, nhưng mình chưa tự in thử).

Phần đèn của project dùng WLED chạy trên Node MCU. Nếu bạn chưa quen, rất khuyến khích đọc qua tài liệu của họ tại đây.

Các phần in 3D

• 1 bộ khung/blocks đã gộp
  • in kèm supports
  • phần painting trong file 3mf đi kèm chỉ sơn các bề mặt phía trước nhìn thấy, giúp giảm số lần đổi filament
• 1 bộ inserts/lenses đã gộp
  • in với 3 màu riêng: đen (1-layers), màu mặt trên (4-layers, vàng cho chữ D viết hoa, trắng cho các chữ còn lại), lens trong suốt
• 1 bộ chữ (từ thiết kế gốc, scale xuống 50%)
  • in úp mặt xuống (mình in trên smooth plate, nhưng nghĩ dùng textured PEI plate chắc cũng ra đẹp)
• 1 phần đế stand và nắp lưng (phần đế là remix từ model này trên Thingiverse)
• 1 khung stand

Phần cứng bổ sung

• LED Strip (mình dùng WS2812B strip, 74/m)
• Node MCU (hoặc controller khác, nhưng khay trượt/sled được thiết kế cho Node MCU)
• Nút nhấn Momentary
• Barrel Jack (~thân đường kính khoảng 12mm)
• 4x ốc m3x10mm + ê-cu (gắn bảng hiệu vào stand)
• 2x ốc m3x8mm (gắn stand vào đế)
• 1x Wago 221-413
• 1x Wago 221-415
• Dây 22awg (20awg có lẽ tốt hơn, nhưng 22awg dễ thao tác hơn)
• (Tuỳ chọn) đầu nối/dây JST SM 3-pin, giúp tách phần dây khỏi bảng hiệu/khung dễ hơn nếu muốn tháo ra về sau

Lắp ráp

Lắp phần chữ và phần lens bằng cách đặt chữ lên mặt trên của lens rồi chấm một ít keo nến (hot glue) vài điểm ở phía trong

Gắn các khung (Frames):

Các đoạn khung được nối với nhau bằng ốc m3x8mm và ê-cu m3. Ngoài các lỗ để luồn dây, ở cuối mỗi đoạn khung còn có thêm một lỗ ở giữa để luồn ốc xuyên qua.

Các đoạn LED (LED Segments):

Cắt từng đoạn cho mỗi chữ từ LED strip theo hướng dẫn. Nhớ kiểm tra lại khoảng cách LED và số lượng LED có thể nhét vừa trong từng chữ (đừng quên chừa chút khoảng trống trên/dưới để đi dây).

LED strip mình dùng (70LEDs/m) thì vừa khoảng 5 LED cho chữ D, 4 LED cho các chữ lớn và 3 LED cho chữ nhỏ. Nhớ kiểm tra chiều của strip khi hàn. Hướng đi của strip sẽ “uốn lượn” lên xuống giữa các chữ. Bắt đầu từ phía trên chữ “D” ở đoạn đầu, rồi đi lên cho chữ “i” và cứ thế qua lại.

Sau khi đi dây xong và test hoạt động ổn, chỉ cần chấm vài điểm keo nến lên mỗi đoạn để canh giữa và giữ cố định là được. Trét keo phủ lên các điểm tiếp xúc và đầu dây hở cũng giúp cách điện và gia cố mối nối.

Vài mẹo nhỏ:

• hàn sẵn (pre-solder) các pad của LED strip trước khi hàn vào trong khung
• luồn dây qua lỗ trên khung trước khi hàn vào đoạn trước đó, sẽ dễ canh và cắt dây đúng chiều dài
• 3 sợi dây không nên cắt bằng nhau; tuỳ hướng mà dây 5v hoặc ground sẽ dài/ngắn khác nhau, còn dây data luôn nằm ở giữa
  • ví dụ đi từ đoạn khung thứ 3 sang đoạn thứ 4 (phía dưới), ground (trắng) ngắn nhất và 5v (đỏ) dài nhất
• nên để rất ít dây dư (slack) giữa các đoạn vì không có chỗ để nhét phần dây thừa
• vừa làm vừa test: cắm thử các đoạn vào controller để chắc chắn sáng trước khi qua đoạn tiếp theo

Lắp đế/stand

Đầu tiên, gắn stand vào bảng hiệu bằng ốc m3x10mm và siết ê-cu ở phía trong.

Gắn xong thì đây là lúc hợp lý để đo chiều dài dây cần thiết: từ đầu dây công tắc đèn (light switch wiring) đến vị trí NodeMCU nằm trong phần đế. Có một đầu JST ở đây sẽ giúp việc gắn/đi dây giữa đế và stand đơn giản hơn. Bạn cần đủ chiều dài dây từ đầu connector, đi xuống theo một chân stand (dùng rãnh để giấu dây) và ít nhất phải với tới phần giữa của đế. Hình dưới minh hoạ lượng dây nên có trong đế.

Stand trượt thẳng vào đế qua các lỗ của stand; mỗi chân sẽ có một lỗ bắt vít thẳng hàng với lỗ trên đế. Dùng một con ốc m3x8mm cho mỗi chân để bắt stand vào đế.

Tiếp theo, nhét nút bấm vào đế và đi dây vào Node MCU (dây data từ LED vào D4, và dây ground từ nút vào D3) và vào đầu nối Wago cho ground (Wago 5 lỗ; Wago 4 lỗ sẽ dành cho power).

Đi dây power và ground từ bảng hiệu vào đúng các đầu Wago. Kết nối Node MCU vào các đầu Wago. Cuối cùng, luồn đầu barrel jack qua nắp lưng rồi nối vào các đầu Wago.

Bước cuối là trượt khay pcb vào ngàm giữ; mình thấy dễ nhất là đi dây nút bấm ở giữa Node MCU, và dồn toàn bộ dây + Wago về phía bên hông nơi dây đi xuống.

Giờ là lúc test lần cuối: cắm nguồn, bật hết đèn và kiểm tra mọi thứ ổn là xong. Việc còn lại chỉ là gắn nắp lưng và lắp từng chữ vào bảng hiệu.