Đèn báo trạng thái (Stack Light) - Giải pháp cực chất cho Print Farm

- Giới thiệu dự án!!

Tui luôn tìm cách để thêm chút "hỗn loạn" vào cuộc sống làm việc bình thường của mình, ví dụ như báo hiệu trạng thái họp hành cho cả khu vực xung quanh biết luôn!

Mục đích chính của dự án này bao gồm việc báo trạng thái họp như đã nói, trạng thái sử dụng thiết bị, tình trạng phòng ốc, hoặc làm một hệ thống đèn chớp gây... chóng mặt. (cái cuối này không khuyến khích đâu nha)

Hoặc bạn đang sở hữu một dàn máy in 3D (print farm) và muốn biết tình trạng máy chỉ trong một cái liếc mắt? Hãy dùng Stack Light này để báo trạng thái bằng các lệnh g-code đi nè!!

Dưới đây là các phần hướng dẫn giúp bạn lắp ráp đèn, ngoài ra tui cũng sẽ có vài ý tưởng cải tiến trong phần Lộ trình (Roadmap).

- Kiến thức cần biết!!

Stack light (hay còn gọi là đèn tháp) là gì? Đây là loại đèn chỉ thị thường thấy trong các nhà máy hoặc trên thiết bị công nghiệp. Nó giúp kỹ thuật viên và kỹ sư quan sát tình trạng máy móc mà không cần phải đi lại gần. Tui dự định dùng nó ngay tại bàn làm việc để báo cho mọi người biết khi nào tui rảnh (hoặc là KHÔNG).

Wiki Article - https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_light

Ý nghĩa các màu sắc?

• Đỏ: Lỗi hoặc sự cố
• Vàng cam: Cảnh báo hoặc báo động (chưa phải lỗi)
• Xanh lá: Đang hoạt động hoặc sẵn sàng
• Xanh dương: Cần hỗ trợ
• Trắng: Tùy chọn theo người dùng

Tất nhiên là bạn có thể chọn bất kỳ màu nào và quy ước ý nghĩa riêng cho mình. Ví dụ của tui nè:

• Đỏ: Đang bận
• Xanh lá: Rảnh
• Vàng: Đi vắng
• Xanh dương: CỨU TUI VỚI!

- Lộ trình phát triển!!

- Mở rộng Smart Stack Light

Tui dự định làm phiên bản dùng vi điều khiển gọi là 'Smart Circuit Version'. Phiên bản này khác với bản điều khiển ngoài là bạn có thể chỉnh đèn ngay trên máy tính qua ứng dụng hoặc thông qua MS Teams. (đang trong quá trình viết code)

- Hộp điều khiển ngoài (External Control Box)

Tui đang hoàn thiện thiết kế hộp chứa board relay và đầu nối panel để dễ sử dụng hơn. Nhớ đón chờ nha!

- Video

Tui sẽ đăng video cho từng phiên bản khi hoàn thành.

- Hướng dẫn lắp ráp Stack Light!!

In các linh kiện

Tất cả các bộ phận của đèn và giá đỡ có thể in với thiết lập thông thường: 2 tường (perimeters) và 15% infill. Tui thiết kế để hạn chế dùng support tối đa. Ngoại trừ cái giá gắn nam châm (magnetic mounting bracket) là cần 4 tường và 30% infill trở lên.

Tổng thời gian in khoảng 6 tiếng (trên máy Prusa Core). Bạn có thể dùng cùng thông số cho hộp điều khiển cơ sở (base control box), mất khoảng 2.5 tiếng và cần có support.

Các linh kiện được thiết kế để khớp nối bằng ma sát, bao gồm cả giá đỡ, nhưng nếu muốn chắc chắn hơn thì bạn có thể dùng keo 502. Tui cũng khuyến khích dùng bu lông M4 để cố định giá đỡ. Riêng nam châm thì nên dán keo vào giá gắn cho chắc.

Một số file có định dạng STEP để bạn có thể tự cá nhân hóa bằng phần mềm CAD nếu muốn.

Đi dây và kiểm tra

Hãy kiểm tra độ sáng của đèn LED và điện trở trước khi lắp ráp, nên thử ở môi trường ánh sáng nơi bạn định đặt đèn.

Khi đã gắn board USB breakout, hãy kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng (multimeter) và nguồn điện để xác định đúng các chân cắm và điện áp cần thiết cho điện trở.

Các bước lắp ráp

Lưu ý là tui dùng dây điện dư, nhưng trong bảng BOM, tui chọn loại cáp 5 lõi phù hợp cho phiên bản 4 màu.

Lắp hộp điều khiển cơ sở

Bắt đầu bằng việc luồn dây qua mặt sau như hình bên dưới.

Theo sơ đồ, hàn điện trở vào chân GND trên board USB, rồi nối vào chân trong của công tắc xoay 5 vị trí. Hãy kiểm tra xem nắp có đóng khít không, bạn có thể cần một chút dây và điện trở gọn gàng bên trong.

Hàn 4 dây vào 4 chân đầu tiên trên mép ngoài của công tắc xoay. Dây thứ 5 nối vào chân nguồn (Vbat). Lưu ý: số lượng dây phụ thuộc vào số đèn bạn dùng.

Bây giờ bạn có thể vặn ốc M4 để đóng hộp và dán chân cao su. Đừng quên dán keo cố định nắp hộp.

Lắp hộp điều khiển ngoài

Sắp ra mắt!

Lắp ráp đèn và chuẩn bị dây

Cắt ống co nhiệt (shrink tubing) dài khoảng 1cm, lồng vào chân dài của đèn LED rồi hơ nóng. Làm tương tự cho các đèn khác.

Gắn hai đèn LED vào mỗi LED_Wire Stack (thân đèn).

Xoắn chân dài của hai đèn lại với nhau như hình. Làm tương tự với chân ngắn.

Nên kiểm tra đèn để chắc chắn mọi thứ ổn trước khi lắp tiếp.

Tiếp theo, cắt khoảng 30cm dây từ cáp 5 lõi, cẩn thận tách lớp vỏ bọc để lấy các dây màu ra.

Nhớ luồn dây qua giá đỡ nam châm trước khi làm các bước tiếp theo.

Chuẩn bị độ dài dây cho từng đèn tùy vào vị trí. Đảm bảo đủ độ dài để hàn hoặc dùng đầu nối WAGO.

Tui thấy hàn dây vào chân đèn khi đặt LED_Wire Stack ngược trên vỏ đèn sẽ dễ hơn. Dùng ống co nhiệt bọc lại mối hàn.

Nối từng đèn một, cẩn thận luồn dây qua từng phần của tháp đèn.

Bạn có thể thử lắp chân đế vào LED_Wire Stack và điều chỉnh cho khớp.

Cuối cùng, kiểm tra từng đèn. Xong rồi đó!

- Code cho Smart Stack Light!!

Sắp ra mắt

- Sơ đồ mạch!!

- Sơ đồ đèn cơ bản

- Sơ đồ điều khiển ngoài

- Mô tả

Với phiên bản này, bạn có thể điều khiển đèn qua board relay dùng vi điều khiển, RPi hoặc ESP32. Chỉ cần kéo tín hiệu xuống mức thấp (low) là đèn sáng.

Các máy in 3D hay CNC thường có cổng I/O phụ. Tui có đính kèm ví dụ cho Prusa (họ có board riêng). Với Bambu Lab, bạn có thể tìm hiểu lệnh g-code cho board mở rộng.

- Liên kết tham khảo

Prusa Article: https://help.prusa3d.com/article/gpio-module_734695

Board: https://www.prusa3d.com/product/gpio-hackerboard-set/

Bambu Lab Article: https://wiki.bambulab.com/en/p1/manual/extension-board-gcode-reference

- Sơ đồ Smart Stack Light

Sắp ra mắt

- Danh sách linh kiện (BOM)!!

(Nội dung bảng BOM được giữ nguyên để đảm bảo tính kỹ thuật và link mua hàng chính xác)

- Ủng hộ dự án!!

Nếu thích những gì tui làm, bạn có thể tài trợ cho những đêm thức trắng và các dự án tương lai của tui tại link bên dưới.

https://buymeacoffee.com/engineerjoe2016