Иногда просят сделать что-то очень тематическое. Тут вот, например, фоторамка на мотив татуировки. Интереснее всего иризированное стекло, которое прям красивишно хамелеонит, когда на него падает свет, в последнее время чот прям упёрся в него и везде куда попало интегрирую, красное, белое, зелёное, голубое вот как тут, прям дайте два, если с иризацией) Возможно где-то в роду затесались цыганские бароны
В 2015 году я прочитал статью @AlexeyStn про открытку-лабиринт — подарок, который невозможно открыть, не разгадав головоломку. Восемь лет спустя я повторил этот DIY-проект на новом технологическом уровне. Получилась 3D-печатная фоторамка с секретным отделением для подарка и длинной историей создания.
В процессе я сломал 3D-принтер, столкнулся с загадочными багами Cura, чуть не поругался с косплеерами и, кажется, наступил на все возможные грабли, но успел до Нового года. А теперь вот написал эту статью.
Описание оригинальной головоломки
Для начала несколько слов о конструкции головоломки. Автор идеи, Алексей Станкевич достаточно подробно описывает ее в своей статье:
Лабиринт представляет собой многослойную конструкцию. Нижний слой – плотное картонное основание; средний слой – сам лабиринт, составленный из спичек, приклеенных к картону; верхний слой – тонкое оргстекло. Сверху стекло закрывается листом бумаги с окошками на старте и на финише…
Оригинальная открытка-головоломка из статьи Алексея Станкевича
В отверстие на старте закладывается плоский магнит. Задача – провести его сквозь лабиринт вслепую, перемещая по поверхности другой магнит… На финише находится замок, который нужно открыть магнитом. Крючок держит петлю, а та в свою очередь фиксирует планку с обратной стороны лабиринта. Если повернуть крючок и освободить петлю, можно приподнять планку и открыть конверт с подарком.
Концепт мне так понравился, что я накупил крафтовой бумаги и к началу 2016 года, как сумел, склеил свой вариант.
Грубая подделка образца конца 2015 года
Эта открытка-лабиринт сохранилась на нескольких мутных фотографиях на пыльном жестком диске. Они попались мне на глаза весной 2023 года. Тогда я решил повторить проект, но уже при помощи 3D-печати, и завертелось… но прежде чем перейти к деталям — дисклеймер: у меня околонулевой опыт в 3D-моделировании, так что в процессе я наделал кучу ошибок. Надеюсь, что мой опыт кому-то пригодится, и прошу специалистов отнестись с пониманием.
Проектирование новой головоломки
Автор оригинальной открытки использовал лист картона 200 на 300 мм — великовато для моего 3D-принтера. Старенький Anycubic i3 mega печатает на столе 200 на 200 мм. Конечно, можно было разрезать модель на части, но я подумал, что это плохо скажется на эстетике конечного изделия. Сперва решил ориентироваться на размеры первой попавшейся на глаза открытки — 120 на 160 мм.
Второе заметное изменение касалось места размещения подарка. Единственное, что смущало в оригинальном дизайне открытки — конверт и планка-запор, которая выглядит как символическое препятствие на пути к содержимому конверта. Вместо этого хотелось сделать некий контейнер, куда поместятся и записка, и деньги, и даже мелкий сувенир.
Мне не хватало насмотренности, чтобы сразу придумать удачное решение, так что я полез в сеть. Сперва заинтересовался красивой механической диафрагмой. Даже напечатал одну, но она оказалась очень тонкой, а диаметр отверстия — недостаточно большим для моих целей. Я понял, что не стоит усложнять. Взял за отправную точку конструкцию сдвигающейся крышки типа той, что закрывает отсек с батарейками телевизионного пульта.
Один из первых чертежей ящика для подарка и поворотной задвижки (слева). Трехмерная модель поворотного запора и канала для магнита (справа) Замоделено во Fusion 360
В выборе принципа работы запорного механизма помогла моделька поворотной защелки с Thingiverse. Я никак не мог выбрать форму запора, так что решил действовать итеративно: напечатать и взглянуть на него в реальности.
Ранний прототип ящика для подарка в сочетании с запорным механизмом. Напечатан из PLA (угадайте, как мне это потом аукнется)
Здесь видно пару ошибок, которые можно было бы предугадать еще до печати:
Направляющая, по которой должен двигаться ящик, не работает, так как должна. Поддержки, необходимые для ее печати, испортили геометрию. Шип не входит в паз. А мне хотелось, чтобы детали подходили друг к другу без постобработки.
Выбраны неправильные габариты коридора для магнита и нет зазоров для нормального вращения задвижки. Выяснилось, что у меня напрочь отсутствует «чувство размера» и понимание необходимых допусков, и к концу проекта это вылилось примерно в полкило потраченного впустую пластика.
Поглядев на прототип, я решил сделать треугольную в сечении направляющую для ящика, которая будет печататься без поддержек. Еще увеличил зазоры, решил добавить второй замок, чтобы открыть головоломку было сложнее, и принялся за лабиринт.
Чтобы не придумывать лабиринт с нуля, я использовал онлайн-сервис с десятком алгоритмов генерации лабиринтов.
Сгенерированный лабиринт. Чем краснее клетки, тем сложнее до них добраться
В основу головоломки лег результат работы алгоритма Kruskal с небольшими доработками. Получился вполне приличный лабиринт, и даже осталось место для второй задвижки. Чтобы поместить магнит внутрь, я решил сделать отверстия в торце открытки.
Практика показала, что на полное прохождение лабиринта вслепую нужно около часа
На этом этапе я решил еще раз напечатать модель и проверить, надежно ли фиксируется ящик, вращаются ли задвижки, и, главное, хватает ли магнитам силы, чтобы их открыть.
Хотелось бы, чтобы все пошло по плану, но через 4 часа печати лабиринта началась недоэкструзия, а затем пластик совсем перестал давиться. Засорился хотэнд, так что я отправился прокаливать сопло и пересобирать эту часть принтера. Вот только вскоре после этого Anycubic i3 mega перестал держать температуру и начал останавливаться в произвольные моменты времени. Диагностировать проблему я так и не смог. Возможно, стоявшая в эти дни жара доконала управляющую плату. Прошло около полутора месяцев, прежде чем я раздобыл Ender 3 s1 pro и продолжил печать уже на нем.
Хорошая новость состояла в том, что 5 мм неодимовые магниты позволяли повернуть задвижки через миллиметровый слой пластика.
Плохая — в том, что ящик не входил на свое место до конца из-за выпирающих углов. Технологичным решением проблемы была бы установка кастомной прошивки с поддержкой linear advance, например, от ThomasToka, но проще и быстрее оказалось скруглить углы на чертеже. А самая плохая новость заключалась в том, что на торцах модели, на уровне где начинались стенки лабиринта, там где на 3D-модели была обычная плоскость, с трех сторон появилась странная выступающая фаска.
Этого выступа здесь точно быть не должно
Принтер я толком не калибровал и сперва предположил, что при печати стенок лабиринта происходит переэкструзия. Чтобы проверить гипотезу, поменял настройки слайсера и запустил повторную печать.
Рождение новой концепции проекта и загадочный глюк
Пока принтер трудился, я думал о художественном оформлении открытки. Можно было бы использовать оберточную бумагу, но, когда в твоем распоряжении 3D-принтер, хочется задействовать его по полной. Значит, надо обрамить лабиринт и сделать по краям рельефные узоры. Здесь в голове щелкнуло: можно накрыть лабиринт фотографией и сделать фоторамку!
Самостоятельное моделирование красивого багета я не осилил бы, но вскоре нашел работу boothyboothy с cults3d. Эта рамка не выглядит слишком вычурной, доступна в cad-формате и распространяется под открытой лицензией. Импортировал ее в проект и подогнал размеры под распространенный фотоформат 150 на 200 мм.
Здесь лабиринт обнажен, но в итоге его накроет 2 мм пластиковая крышка и фотография
Части рамки решил соединить при помощи пазов и, заодно, протестировал два типа соединений: овальные и трапециевидные штифты. Они работали одинаково хорошо, так что приводить соединения к единообразию я не стал.
Объединил ящик с багетом в единую деталь. Вынув ящик, можно будет поменять фотографию. Для надежного соединения лабиринта и рамки добавил четыре ласточкина хвоста.
К этому моменту допечатался еще один лабиринт с измененными настройками. Фаска никуда не делась. Я поменял еще несколько параметров и напечатал версию с ласточкиными хвостами, но и на ее торце красовался заметный выступ.
Снова проклятая фаска — еще полдня печати коту под хвост
Причем по бокам фаска постепенно сходила на нет, на нижнем торце детали была выражена по всей длине, а на ласточкиных хвостах ее не было вовсе. Напечатал фрагмент рамки с теми же настройками — никаких дефектов.
Какой-то уж очень сложный, «плавающий» дефект… Здесь я понял, что проблема не в калибровке принтера, а на программном уровне. И точно. Если смотреть на визуализацию, то Cura нарезала все правильно, но в то же время выдавала глючный G-Code. Я нарезал ту же деталь в PrusaSlicer, и она сразу получилась как надо. Кстати, после обновления Cura до версии 5.4 этот баг пропал.
Разобравшись со слайсером, я осмотрел рамку и совершил новое открытие: магнит высотой 2 мм без сопротивления передвигается по лабиринту с высотой стенки 2 мм, но застревает во входном отверстии той же высоты. Видимо, между стенками лабиринта и крышкой остается дополнительный зазор, в то же время отверстие печатается без поддержек, и пролет немного провисает. Что же, к тому времени я уже привык все переделывать.
Доработка механизма
Первая сборка фоторамки тоже прошла не совсем гладко. Я ожидал, что соединения потребуют доработки напильником, но даже после этого прилегание получилось неидеальным. При разработке моделей во всех точках контакта между деталями нужно было оставлять зазор как минимум 0,2-0,3 мм.
Чего я не ожидал, так это того, что лабиринт будет виден на просвет. Это можно исправить увеличением плотности заполнения, выбором более темного пластика или покраской, но в тот момент прозрачность сослужила хорошую службу. Первые испытания головоломки закончились тем, что задвижка застряла в промежуточном, нерабочем положении, и, благодаря просвечивающему пластику, это получилось заснять.
А еще закуток, который остался от лабиринта, здорово сбивал с толку, когда поворачиваешь задвижку вслепую. Оба элемента пришлось перемоделить, и только после этого задвижка заработала как надо.
Оставались последние штрихи.
Добавление функциональных элементов
Прототип фоторамки-лабиринта в сборе. Из мешочка в левом верхнем углу торчит стопка магнитов, которые потребуются, чтобы получить доступ к спрятанному внутри подарку
Теперь нужно была сделать фишку-ключ от головоломки — в ее качестве выступил цилиндр с шариком-навершием. В основание цилиндра я вклеил 5 мм магнит, а, чтобы фишка не потерялась, сделал отделение для хранения в верхней части рамки. Туда вклеена еще пара магнитов, которая надежно удерживает содержимое внутри.
В отделение справа помещается пара фишек-ключей. Его крышка также удерживается на месте магнитами
Кроме того, я добавил точки подвеса для крепления на стену и подставку, как у настоящей фоторамки. Штифт для подставки сделал из распрямленной скрепки. Проволока вставляется через специальный канал со стороны ящика.
Получился набор из 14 готовых к покраске деталей: лабиринт, крышка лабиринта, 5 фрагментов рамки, пара задвижек, ящик, совмещенный с верхней частью рамки, язычок подставки, пара фишкек-ключей (одна запасная) и крышка отсека для хранения фишек. Плюс 10 одинаковых магнитов: 2 вклеиваются в фишки, 4 в отсек для хранения фишек, 2 в крышку отсека и еще два будут свободно путешествовать по лабиринту.
На фото 11 из 14 деталей — не хватает только одной фишки-ключа и пары задвижек
Чтобы открыть рамку, нужно взять такой «свободный» магнит, поместить в отверстие в нижней части рамки и при помощи фишки на ощупь провести магнит по лабиринту, повернув задвижку в конце. Затем придется пройти лабиринт снова, добравшись до второй задвижки.
Декоративное оформление и покраска
В таком виде рамку можно собрать и использовать по назначению, особенно если перепечатать ее в высоком разрешении из полимерной смолы или, например, декоративного композитного пластика «под дерево», но я решил покрасить ее, как настоящий багет.
Ящик выдвинется только если повернуть обе задвижки и потянуть за верхнюю часть рамы
К этому моменту прошло уже шесть месяцев работы над проектом. Чтобы успеть к новогодним праздникам, я решил не изучать тонкости покраски с нуля, а передать задачу профессионалам. Нашел в сети ребят, занимающихся изготовлением реквизита для косплея, которые согласились взяться за заказ.
Даже на этом этапе не обошлось без ошибок.
Чтобы рамка смотрелась как настоящая, все неподвижные детали нужно надежно склеить, а затем замаскировать швы на длинной стороне рамки. Щели по углам багета, наоборот стоит оставить, — они часто встречаются у настоящих рам, так что не будут бросаться в глаза и замаскируют выдвижной ящик.
В декоративной покраске нуждается только сама рама. Если при печати не было проблем с адгезией деталей к столу, то лабиринт можно даже не тонировать из баллончика. Поверхность и так будет ровной и красивой. Деталь будет выглядеть как вставка в раму.
Я объяснил все это мастерам на словах, но детальных письменных инструкций не оставил, а надо было. Полтора месяца спустя выяснилось, что раму из пяти частей склеили в единую бесшовную деталь, а лабиринт, напротив, — скреплять с остальными деталями не стали. Более того, подогнанные до десятой доли миллиметра соединения специально расточили, чтобы деталь можно было вынуть из рамы даже после покраски.
Ребята подумали, что иначе я не смогу уставить на место задвижки (они не требовали покраски и могли потеряться, поэтому я не отдал их в мастерскую), а позвонить и спросить почему-то не догадались. На самом деле, крышка лабиринта достаточно тонкая и гибкая, чтобы задвижки можно было просунуть на место и надеть на штифты уже после полной сборки фоторамки.
Отделение для хранения магнитов и фишек (слева). Здесь хорошо видна разница между неудачной покраской в центре и голым черным пластиком по бокам. Ящик (справа) тоже можно покрасить аккуратнее
И если спереди рамка выглядела неплохо, то с тыльной стороны получилось иначе. Мастера загрунтовали и покрыли жирным слоем краски все детали без исключения. В результате подставка не укладывалась в отведенный для нее паз, а сточенные ласточкины хвосты зияли огромными щелями. Я был чертовски раздосадован, потому что вид получился совсем не подарочный. Чтобы исправить ситуацию, пришлось выкинуть все, кроме рамы и ящика, а затем срочно перепечатать недостающие детали и установить без покраски.
На лицевой части рамы также остались дефекты. Если приглядеться — видно, что местами рельеф «поплыл», но это не бросается в глаза из-за винтажной стилистики.
Я не учел, что излишки грунтовки после высыхания будут удалять при помощи бормашинки, которая во время работы прогревает место контакта. Следовало использовать вместо PLA более термостойкий филамент, который не начнет размягчаться уже при 50–60 градусах Цельсия.
Заключение
По грубым оценкам работа над головоломкой заняла около 60 часов возни c Fusion 360 по вечерам, но по факту растянулась почти на полгода. Во многом первый блин комом, но, несмотря на ошибки, проект удался. Я успел к Новому году и спрятал внутри билеты на мюзикл. Фоторамка-лабиринт порадовала близкого мне человека, и это главное.
Радуйте близких, друзья.
P.S. А если хотите порадовать автора, подпишитесь на мой телеграм-канал с нерегулярными записками о будущем и приближении сингулярности.
Их есть у нас! Красивая карта, целых три уровня и много жителей, которых надо осчастливить быстрым интернетом. Для этого придется немножко подумать, но оно того стоит: ведь тем, кто дойдет до конца, выдадим красивую награду в профиль!
Для тех кому не хочется читать, могут посмотреть видео на Youtube
Сегодня я расскажу, как превратить обычное зеркало во многофункциональное устройство. Идея витала в моей голове давно, но из-за лени и отсутствия времени, эта задумка долго находилась в застое. Но вот наконец-то пришел тот день, когда я все же воплотил свой замысел в жизнь и это случилось в далеком 2013 году. Для реализации своей задумки первым делом приобрел настенное зеркало в «Икее», а в магазине «Ашан» купил фоторамку со встроенной метеостанцией и часами. Сегодня, конечно, таким зеркалом никого не удивишь, но на тот момент это было что-то необыкновенное и подобные изделия в магазине не продавались.
Зеркало
Зеркало состоит из четырех слоев:
Стекло;
Отражающий материал амальгама;
Защитный слой, специальное полимерное покрытие для повышенной влагостойкости;
Защитная полиэтиленовая пленка.
Фотография зеркала найденная в интернет
Метеостанция с фоторамкой и часами
Это гибрид цифровой фоторамки, метеостанции и часов в одном флаконе. В устройстве используется ЖК дисплей с диагональю восемь дюймов, на котором последовательно чередуется информация о метеоданных с фотографиями. Фотографии записываются в память SD-карты. Так же имеется небольшой объем внутреннего хранилища для фото. В комплекте есть пульт управления и уличный датчик температуры и влажности. Как я уже писал выше, купил ее в магазине «Ашан» за 1500р. Продавалась она под брендом «Selecline». На текущий момент таких фоторамок в продаже я не нашел, но для повторения проекта это не имеет никакого значения. Можно купить любую метеостанцию, толщина которой не превышает внутренней полости зеркала.
Внешний датчик
В комплекте с метеостанцией прилагается внешний датчик температуры и влажности. Он передает данные 1 раз в минуту, на частоте 433 мГц. Для питания датчика используется 2 батарейки типа AA. По опыту могу сказать, что батареек хватает на 2-3 года. Крепится датчик навесным способом на один саморез.
Пульт
Несмотря на то, что на метеостанции есть кнопки настроек, с ней в комплекте так же идет пульт дистанционного управления, при помощи которого можно производить настройки фоторамки.
Процесс модернизации
Сразу же прошу свои извинения, так как в 2013 году видео самого процесса я не снимал, остались только немногочисленные фото. Защитная полиэтиленовая пленка внутри зеркала избавила меня от необходимости изготовления шаблона из Oracal. Шаблон был вырезан прямо на этой пленке в зеркале, при помощи канцелярского ножа и линейки.
Пленка вырезана, но защитный слой еще не растворен
Для удаления с зеркала защитного полимерного слоя, я приобрел в аптеке доступное для покупки без рецепта средство Димексид с концентрацией 99%.
Аккуратно удалил с обратной стороны зеркала вырезанный ранее прямоугольник из полиэтиленовой пленки и залил это место Димексидом. Для равномерного распределения средства по всей поверхности можно воспользоваться кисточкой.
На фото видно, что амальгама еще не смыта
Ждем примерно 30 минут для того, чтобы дать время на размягчение защитного слоя, а затем просто удаляем его шпателем или же любой пластиковой картой. Так как этот полимерный слой на разных зеркалах может отличаться по толщине, то возможно потребуется немного больше времени для его растворения, тогда нужно просто повторить процесс с Димексидом еще на 5-10 минут.
Амальгама легко удаляется йодом. За две минуты она практически полностью растворяется. После ее растворения удаляем с поверхности всю образовавшуюся жидкость тряпочкой. Таким образом, получаем прозрачное окно в зеркале, с идеально ровными краями.
На фото видно, что амальгама смыта и через стекло видно черную керамическую плитку
Экран фоторамки сначала нужно точно выставить напротив прозрачного окошка и приклеить на двусторонний скотч. После этого достаточно пройтись по периметру термоклеем и вуаля — наше зеркало-метеостанция-фоторамка-часы готово.
Фоторамка для надежности проклеена по кругу термоклеем
Осталось только повесить его на стену и подключить к нему заранее выведенные сетевые провода 220В.
Если смотреть на свое отражение в зеркале, то фоторамка размещена так, чтобы она находилась над головой моего отражения, чтобы не перекрывать полезную площадь.
На зеркале вы можете видеть два небольших отверстия, одно сделано для приемника сигналов с пульта дистанционного управления (так как метеостанция поставляется с пультом), а другое для датчика освещенности, который автоматически регулирует яркость подсветки дисплея или отключает ее в полной темноте.
Заключение
Теперь выходя из дома, я всегда могу посмотреть на себя в зеркало и еще узнать текущую погоду, время, заодно посмотреть пару фото из прошлого. Этот проект не требует больших затрат и может быть выполнен в домашних условиях любым желающим!
Если у вас остались вопросы, то можете их задавить и обсуждать в комментариях.
P.S.
Сразу прошу принять в учет, что это мой первый опыт и возможности потренироваться не было. По этому есть незначительные дефекты, который в реальной жизни не заметны. Отверстие слева вверху это датчик света, а второе справа внизу это ИК приемник для пульта ДУ
Нашел в ящике старую фоторамку, думал, уже не работает - а нет, включилась после зарядки. Никаких опознавательных знаков, бренда, логотипа, на фоторамке не обнаружено.
На ней осталось несколько фоток, жена, подруги жены, кошка (мира ей на радуге), кот соседки :) И еще несколько памятных фоточек и картинок. Вот только одна проблема - как флешка она не подключается, а диска с ПО, для этой рамки, больше нет нигде. Если подключить к ПК, винда требует его отформатировать. Через утилиту работы с дисками, пишет, что это sitronix multimedia usb, размер по нынешним временам смешной - 2Мб всего. Поиск ПО или драйверов в интернете ни к чему не привел, куча ссылок, тыкаешь, а они ведут в никуда.
Может, кто такую помнит, или ремонтировал - хочу найти прогу, чтобы скинуть туда фотки, или, если совсем все плохо, то хоть на пк забрать.