埃尔罗伊灯：透明液晶灯(2019)

Elroy是一款具有独特功能的台灯-手指一扫，灯罩可以动态变化为新的样式或模式，以配合您的情绪、一天中的时间或事件，所有这些都可以通过您的手机或网络浏览器来实现。

埃尔罗伊是一个概念和个人的DIY项目。我将分享一些关于我是如何建造它的经验和细节。这些不是循序渐进的说明，但我希望它们能对任何想要构建自己设计的人有所帮助。

Elroy本质上是一台有4路显示器的计算机，由明亮的LED灯泡背光照明。灯罩的四面由半透明的LCD显示屏、丙烯酸和纸扩散层组成。光源是一个非常亮的35W LED灯泡。显示器由运行Linux和自定义软件的单板计算机驱动，以显示和管理图像。这盏灯可以通过一个简单的网络应用程序通过WiFi进行控制。

我从旧笔记本电脑中回收了大约13英寸的LCD显示屏，并在eBay上找到了额外的匹配显示屏。我拆卸了每个显示器，去掉了框架、背板、漫射膜和背光。这需要一些练习才能正确。液晶屏相当易碎。我在拆卸过程中弄坏了两个面板，不得不找人替换。诀窍是取下将显示器固定在一起的电胶带，而不会使LCD玻璃过度弯曲而破裂。

剩下的LCD面板是半透明的：LCD显示器是由嵌入液晶和微小晶体管的透明玻璃组成的三明治，周围是一层偏振膜。在下面的照片中，我在一张信纸上写了一条信息，把它放在一块透明的丙烯酸上，放在明亮的背光上。你可以看到右边的LCD显示屏是半透明的，但类似于一副太阳镜，偏振膜只允许一小部分背光通过面板发射。

考虑到通过显示器发射的光量很低，要产生足够亮的灯，需要非常亮的光源。此外，虽然LCD显示器通常由冷色温(约5000K)的光作为背光，但灯的光通常是暖色温(如2700K)。所以理想的灯泡必须又亮又暖。

我尝试了多个灯泡阵列和不同的灯泡选项，但最终还是选择了这个35W(300W当量)的LED灯泡。这个灯泡很大，在树荫下占据了相当大的空间。它足够亮，不应该直接暴露在外面--它会让人不舒服(也许是危险的？)。直视直视。

下一步，如果不做一些工作，灯泡发出的光，当通过LCD面板观察时，将是集中在中心的刺眼的点光。我想让光线均匀地漫射到表面上，产生一种有质感的、像面料一样的美感。我尝试了不同的丙烯酸和聚碳酸酯板材和纸张材料。

这里有一个实验结果，我真的很喜欢，但最终没有用到。这是桑皮纸，它有一种独特的质地，同时又像木质和亚麻布一样，具有很好的漫射性能，并且可以透射大量的光。这在黑白图案上看起来很棒，特别是与日本灯笼的美学相得益彰。我觉得大而不均匀的纤维在一套不同的图案上不能很好地发挥作用。

丙烯酸和聚碳酸酯还增加了一些结构，以保护LCD玻璃不会弯曲和破裂。我用醋酸盐布电胶带把每个三明治的边缘包起来，把床单粘在一起。

我需要一台小型SBC(单板计算机)，能够驱动4个显示器。我碰巧有一台NVIDIA Jetson Nano，它有DisplayPort1.2输出，支持MST(多数据流传输)，这意味着它可以驱动多个显示器。Jetson Nano是一台功能强大的微型计算机，运行电压为5V，可以运行像Ubuntu这样的标准Linux发行版。

我写了一些基于PyGame的自定义软件来显示图像，只有一个简单的Web应用程序和服务器让我可以控制图像。

液晶屏采用EDP(嵌入式DisplayPort)视频输入。每个显示器都需要一个从DisplayPort到EDP的适配器。这些适配器很笨重，有很多我实际上并不需要的功能，比如背光的12V功率和亮度控制(我从每个面板上拆下了它)，以及一个用于显示设置的控制接口。我还需要一个MST集线器来从NVIDIA Jetson Nano的1个DP端口中拆分出4个DP端口。这个配置我想我可以在将来的版本中做得更便宜、更紧凑，但是它对这个概念很有效。

我在Rhino3D中设计了灯的结构，并选择了用核桃制作木制部件。这使得阴影相当重，但是灯与核桃底座是稳定的。

我把遮阳板和底座的所有部分都剪下来，然后在一张路由器桌上整形。我不是一个有经验的木工，但这很容易就凑到一起了。我第一次冒险做舌头和沟槽关节。这是我第三次使用核桃做项目，我一直很喜欢这个结果。

框架的侧边有黄铜螺纹插件，使顶部和底部可以通过M2机器螺钉连接。

大多数电子元件，包括电源、SBC、MST集线器、开关和线路都安装在一个4.5英寸的3D打印“套筒”中，该套筒适合核桃底座。还有一个通风口的平台，将袖子连接到遮阳板的底部。

如果我建造这个灯是为了生产…。或者，如果我有合适的工具，我会想用钣金做套筒和平台，以提高散热效果。

在遮阳板上，我加了一个百叶窗的盖子。这使遮光罩可以从顶部发射额外的光，同时遮挡灯泡，因为灯泡太亮而无法直接看到。这也允许热量散失。我用半透明的PETG打印了这些零件，PETG的塑化温度比其他一些常见的3D打印长丝材料要高。这并不是绝对必要的，因为灯泡的表面温度并不会真的变得那么热。即使连续使用几个小时，温度也是华氏130度。

这盏灯主要是一个概念验证，但它的工作和外观足够好，我计划保留并使用它。如果我再做一次，我有几个改进的想法。

钣金。将3D打印套筒和通风口平台更换为钣金，以帮助散热。

更换DisplayPort MST集线器和适配器。这些设备占用大量空间，并且增加了大量费用(集线器和4个适配器大约250美元)。一种理论上的替代方案是基于DL-4100的DisplayLink适配器，它将通过USB驱动显示器并支持EDP。我还没能在市场上找到这样的设备。从USB3驱动显示器的另一个选项是使用具有DisplayPort Alt模式的SBC。我仍然需要使DisplayPort适应EDP。这样做的适配器板很笨重，并且有很多组件，因为它们为背光提供电源和控制。因为我没有使用背光，所以我可以做一个更简单的适配器，只映射不同连接器的引脚。

最后，重新考虑封闭式车架的设计。埃尔罗伊的树荫基本上是一个封闭的盒子。我做出了这个选择，就是要遮住灯泡，隐藏一些电子元件，比如EDP带状电缆和适配器。开放式框架设计可能是可能的。一个想法是用边缘照明对面板进行背光，这样我就可以减少或消除高瓦数的灯泡。

用于M133NWN1的4 X HDMI控制器(1366 x 768，30针EDP)(注意，这些适配器接受HDMI输入，而不是DisplayPort，因此我们需要转换DP&>HDMI)

4 X磨砂亚克力11 7/8“X 6 7/8”，1/8“，”90%“。

4 X透明防眩光聚碳酸酯，11 7/8“X 6 7/8”，3/32“