Łatwa bezprzewodowa lampa z kostką Rubika zmieniająca kolor w oparciu o pochylenie: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Dzisiaj zbudujemy tę niesamowitą lampę w kształcie kostki Rubika, która zmienia kolor w zależności od tego, która strona jest do góry. Kostka działa na małej baterii LiPo, ładowanej standardowym kablem micro-usb, a w moich testach ma żywotność baterii kilka dni.

Ten samouczek jest świetnym projektem dla początkujących i wymaga minimalnych narzędzi!

Jestem stosunkowo początkującym, jeśli chodzi o obwody - pierwszy raz wziąłem lutownicę niecały miesiąc temu i mam nadzieję, że te samouczki zainspirują innych początkujących do rozpoczęcia swojego pierwszego projektu obwodów. Jeśli podoba Ci się ten Instructable, zrobiłbym mój dzień, gdybyś zagłosował na niego w konkursie Remix!

Zainspirowała mnie niesamowita bezprzewodowa dioda LED Cube Light Instructable firmy Well Done Tips, ale chciałem ją jeszcze bardziej rozszerzyć i zdałem sobie sprawę, że fajnie byłoby mieć więcej niż jeden kolor. W końcu kostka Rubika ma więcej niż jeden kolor – dlaczego więc ma być tylko jedno światło?

Przez chwilę byłem zakłopotany wykrywaniem orientacji i pomyślałem, że być może będę musiał dodać mały mikrokontroler i akcelerometr. Ponieważ jednak moim celem było, aby kostka była bezprzewodowa, wiedziałem, że będę musiał dodać baterię, a ponieważ wyczerpie to więcej soku, niż bym chciał, nie chciałem iść w ten sposób.

Właśnie wtedy znalazłam lampkę LED Cube firmy lonesoulsurfer! Jego lampa używała przełącznika rtęciowego do kontrolowania światła. Nie chciałem jednak używać rtęci – to naprawdę szkodzi środowisku – ale na szczęście przełączniki przechylne są świetną alternatywą.

Chciałem również, aby ten samouczek był przyjazny dla początkujących, korzystał z materiałów, które można łatwo kupić online lub w sklepie i ograniczał użycie sprzętu (takiego jak piła stołowa), którego wiele osób, w tym ja, nie posiada.

Zacznijmy!

Kieszonkowe dzieci

Potrzebne są następujące materiały eksploatacyjne:

• Lutownica i lutownica
• Wiertarka i małe wiertło
• Piła do metalu z drobnymi zębami
• Linijka
• Sharpie
• Pistolet na gorący klej
• Zacisk (do piłowania)
• Papier ścierny
• Respirator / maska n95 do cięcia + szlifowania
• Przecinak do drutu
• Ściągacz izolacji

Krok 1: Materiały

• Arkusz przezroczystego akrylu (tzw. pleksi, vel gloryfikowany plastik). Użyłem pleksi o grubości 3mm, prawdopodobnie około 24x36 (pozostałość ze starego rozłożonego inteligentnego lustra).
• Biała farba w sprayu - łatwa do znalezienia w Home Depot lub Lowe's.
• Płyta perforowana -
• Czerwone, niebieskie, zielone, pomarańczowe i białe diody LED (można zamienić jedną z nich na żółtą)
• Akumulator LiPo 3,7 V (użyłem 1100 mAh) -
• Rezystor 100 omów lub 220 omów w zależności od diod LED
• 5 przełączników przechyłu -
• Moduł ładowania TP4056 -
• Czerwony i biały drut
• Zapasowe naklejki kostki Rubika

Biała farba w sprayu nadaje akrylowi ładne, dyfuzyjne wykończenie. Jednak nie jest to konieczne, jeśli zamiast tego kupisz biały półprzezroczysty akryl, taki jak ten.

Być może zauważyłeś, że kostka nie jest w rzeczywistości zbudowana z prawdziwej kostki Rubika, jak kostka Well Done Tips. Początkowo próbowałem skopiować proces budowania Well Done Tip, wycinając wnętrzności sześcianu (sześcianu r.i.p.) i umieszczając pomiędzy nimi kawałki akrylu. Niestety, ponieważ nie mam maszyn, które on robi, użyłem piły do metalu, aby wyciąć super małe kawałki akrylu i sześcian okazał się niesamowicie krzywy i szczerze brzydki. Dlatego wyruszymy ze zmodyfikowanym projektem: 6 kwadratowych kawałków akrylu plus zastępcze naklejki z kostkami Rubika!

PS. Być może zastanawiasz się, dlaczego w ogóle sprzedawane są naklejki zastępcze. Moi znajomi speedcuber mówią mi, że naklejki z czasem odpadną z ich (drogich) kostek, a naklejki zastępcze przydadzą się. Kto wiedział?

Krok 2: Wytnij 6 kwadratowych kawałków akrylu

Za pomocą linijki prześledź sześć kawałków akrylu o wymiarach 6 mm na 6 mm.

Akryl można podobno ciąć za pomocą prostego noża, ale po wielu nacięciach + próbach zerwania akrylu wciąż został mi jeden nienaruszony kawałek. W związku z tym wybrałem kolejną najlepszą rzecz: piłę do metalu.

(Wiem, że piła do metalu nie jest najlepszym i najdokładniejszym sposobem cięcia akrylu. Jest to jednak najtańsze, a zarazem jedyne narzędzie, jakie miałem.)

Wytnij 6 kawałków i pamiętaj, aby nosić respirator lub maskę podczas tego procesu - podczas tego procesu powstaje dużo kurzu. Spora liczba samouczków nie pokazuje ich w masce i chociaż uwielbiam dobrą powłokę akrylową na moich płucach, CDC mówi, że nie jest to dla mnie zbyt dobre.

(Zauważ, że maski chirurgiczne, które obecnie wszyscy nosimy, aby wyjść na zewnątrz, nie wystarczają do odfiltrowania akrylowego pyłu!)

Standardowa kostka Rubika ma boki ok 5,5mm. Aby jednak więcej światła przeszło przez kostkę, dodałem jej kilka dodatkowych milimetrów.

Oszlifuj krawędzie, jeśli są bardzo szorstkie.

Krok 3: Czas malowania natryskowego

Umieść kwadraty na kawałku kartonu lub gazety - czymś, na co możesz pomalować farbę w sprayu. Trzymaj puszkę z farbą w sprayu w odległości około 2-3 stóp i wielokrotnie przechodź przez kwadraty.

Pamiętaj, aby rozpylać farbę z dużej odległości. Jeśli puszka jest zbyt blisko kwadratów, na powierzchni pojawią się krople farby w sprayu, a tego nie chcemy.

Farba w sprayu TYLKO po jednej stronie kostki - ta strona będzie stroną skierowaną do wewnątrz. Druga strona powinna pozostać bez zmian, aby uzyskać ~przyjemne wrażenie pleksi.

(Czas Buzzkilla: powinieneś też nosić maskę do malowania w sprayu - farba w sprayu to paskudna rzecz, która dostaje się do płuc).

Pozostaw farbę w sprayu do wyschnięcia. Powinny wystarczyć 3-4 godziny.

Krok 4: Składanie kostki (rodzaj)

Połącz 4 boki kostki. Trzymaj 2 kawałki razem, a następnie nałóż gorący klej na wewnętrzne przecięcie dwóch boków.

Uważaj, aby nie zbliżać pistoletu do gorącego kleju zbyt blisko farby w sprayu - stopi się i pojawią się plamy w farbie w sprayu (widać to na zdjęciu - skończyło się rozbieraniem kostki, usuwając farbę w sprayu acetonem i powtarzając ją).

(Można również użyć Superglue, ale po złym oparzeniu przez superglue i bawełnę nie mam ochoty robić tego ponownie.)

Na koniec zostawimy piąty i szósty kwadrat.

Strona farby w sprayu powinna być skierowana WEWNĄTRZ kostki.

Krok 5: Podłączanie akumulatora do modułu ładującego

Po stronie TP4056 naprzeciwko micro USB znajdują się 4 miejsca do lutowania. Jak można się domyślić, Out + i Out - są dla rzeczywistego obwodu, podczas gdy B+ i B- łączą się z akumulatorem.

Najpierw odetnij złącze micro JST na akumulatorze i zdejmij końcówki dwóch przewodów. Następnie przylutuj czerwony przewód (dodatni lub zasilający) do B+, a czarny przewód (ujemny lub uziemiający) do B-. Jest sporo samouczków na temat lutowania przewlekanego, więc nie będę się tym tutaj zajmował. Teraz możesz podłączyć kabel micro USB do akumulatora, a czerwona dioda LED na TP4056 powinna się zaświecić (wskazując, że akumulator się ładuje). Po zakończeniu ładowania dioda LED zmieni kolor z czerwonego na niebieski.

Uwaga o akumulatorach LiPo: są NIEZWYKLE niebezpieczne. Tak, Twój telefon, komputer i tablet są zasilane bateriami LiPo, ale wykorzystują rozbudowaną ochronę ładowania i obwody monitorujące, które zapewniają, że Twój telefon (zazwyczaj) nie stanie w płomieniach. A pożary LiPo nie przypominają normalnych pożarów – mogą działać bez tlenu i często spalają domy. Widziałeś jakieś przerażające filmy przedstawiające płonące mini samoloty? To prawdopodobnie LiPo poszło nie tak.

TP4056 ma wbudowane obwody zabezpieczające przed ładowaniem. Oznacza to, że chroni akumulator przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem. Nie daje to jednak wymówki do nieostrożnego obchodzenia się z baterią. Czynności, których nie zalecam wykonywać z baterią to:

1. Upuszczam go do toalety.
2. Próba zmiażdżenia go cegłą.
3. Próba rozcięcia go nożem.
4. Zjedzenie (ok, to powinno być oczywiste).

W każdym razie to koniec mojej diatryby LiPo. Tylko nie bądź zbyt nieostrożny, a prawdopodobnie będzie dobrze!

Krok 6: Czas na elektronikę

Magia zmieniająca kolor sześcianu pochodzi z 5 różnych przełączników pochylenia. Ponieważ świeci tylko jedna dioda LED na raz, możemy użyć jednego rezystora dla wielu diod LED.

Powyższy schemat obwodu zawiera schemat płytki stykowej, ale można go łatwo dostosować do płytki perforowanej. (Jeśli chcesz, abym dodał schemat perfboard, mogę to zrobić - po prostu skomentuj!)

Dodaj rezystor w rogu płyty perforowanej, a następnie zagnij jeden przewód wzdłuż pierwszego rzędu otworów. Następnie dodaj 5 przełączników przechyłu wzdłuż rzędu otworów tak, aby jeden przewód przełącznika przechyłu dotykał rezystora, a drugi przełącznik znajdował się w drugim rzędzie.

Rezystor ma 100 omów, co jest wystarczające dla standardowych diod LED 5mm, biorąc pod uwagę, że napięcie rozładowane z akumulatora wynosi 3,7V.

Normalna kostka Rubika ma żółto-białą, niebiesko-zieloną i czerwono-pomarańczową naprzeciw siebie. W rezultacie musimy upewnić się, że każdy przełącznik pochylenia jest skierowany w odpowiednim kierunku. Prawidłowe kierunki względem płyty perforowanej, przy założeniu, że żółty jest kolorem wyłączonym, są następujące:

1. Biały: Do góry (z płyty perforowanej, przodem do Ciebie)
2. Niebieski: Wschód
3. Pomarańczowy: Północ
4. Zielony: Zachód
5. Czerwony: Południe

Następnie dodaj diody LED do odpowiedniego przełącznika przechyłu. Upewnij się, że dłuższa noga diody LED jest nogą, która dotyka przełącznika przechyłu. Następnie zlutuj razem wszystkie krótsze nóżki diod LED.

Do niezagiętej strony rezystora przylutuj kawałek czerwonego drutu, a do nóżek diod LED (które właśnie podłączyłeś) przylutuj kawałek białego drutu.

Na koniec przylutuj biały przewód do OUT- na TP4056, a czerwony przewód do otworu OUT+ (dobre jest, aby zawsze najpierw podłączyć uziemienie!).

Najpierw przetestowałem obwód za pomocą płytki stykowej, a następnie przeniosłem obwód na płytkę perforowaną. Upewnij się, że biały i czerwony przewód biegnący od płyty perforowanej do TP4056 znajduje się na dole płyty perforowanej - płyta perforowana będzie powyżej TP4056.

Teraz możemy sprawdzić, czy obwód działa zgodnie z oczekiwaniami, przechylając płytę perforowaną w różnych kierunkach.

Krok 7: Naklej naklejki na kostkę i 2 jeszcze nie dołączone boki

To była najbardziej denerwująca część konstrukcji. Trudno było dodać naklejki do kostki, aby wszystkie były proste.

Upewnij się, że dodajesz naklejki po prawej stronie. Należy je dodać w taki sposób, aby żółty/biały, niebieski/zielony i czerwony/pomarańczowy znajdowały się naprzeciwko siebie

Wybrałem żółty jako kolor „wyłączonej” diody LED. Oznaczało to, że port ładowania nie mógł znajdować się po żółtej lub białej stronie. W związku z tym dwa nieprzyłączone kwadraty muszą mieć biały i inny kolor sąsiadujący z żółtym (czerwony, niebieski, zielony lub pomarańczowy – wybrałem czerwony).

Wskazówka: łatwiej jest umieścić kawałek nieodklejonych naklejek za bok, do którego obecnie dodajesz naklejki, zaświecić latarką za tą stroną, a następnie dodać naklejki. W ten sposób możesz łatwo zobaczyć kontur naklejek i wykorzystać go jako przewodnik do umieszczania naklejek.

Krok 8: Wykonanie otworu na port ładowania

Po dodaniu naklejek możemy teraz zrobić otwór na port ładowania TP4056. Przyklej TP4056 na gorąco do akumulatora, z portem ładowania równo z krawędzią akumulatora. Następnie zaznacz miejsce na akrylu, aby port ładowania przeszedł po niezamocowanej stronie.

Następnie za pomocą małego wiertła wykonaj 3 małe otwory w miejscu, w którym musi się znaleźć port ładowania. Użyj portu ładowania jako przewodnika, jak duży musi być otwór. (Ta część była również zaskakująco trudna).

Krok 9: Ponowne składanie kostki

Czas na ostateczny montaż! Teraz, gdy port ładowania jest na swoim miejscu, możemy złożyć wszystko inne.

Weź kabel micro USB i podłącz go przez otwór portu ładowania, który właśnie zrobiłeś po niepodłączonej stronie.

Podłącz go do TP4056 na akumulatorze, aby akumulator przylegał do boku.

Nałóż gorący klej na trzy krawędzie kostki, w którą pójdzie nieprzyklejona strona z portem oraz miejsce, w którym bateria ma się przykleić. Następnie szybko dołóż baterię i odłączoną stronę do kostki.

Upewnij się, że obwody na płytce perfboard są odizolowane od TP4056, umieszczając coś pomiędzy nimi – użyłem bawełnianej rundy. Przyklej na gorąco płytę perforowaną do bawełnianego wkładu, a bawełnianą wkładkę do baterii (powinno być miejsce na baterii, które nie jest zajmowane przez TP4056).

Upewnij się, że płyta perforowana jest tak wypoziomowana, jak to możliwe - dzięki temu diody LED będą świecić, gdy powinny

Na koniec przyklej ostatni nie dołączony element na wierzchu i gotowe!

Zeszlifuj wszelkie szorstkie krawędzie.

Krok 10: Wniosek

Ciesz się nowym super niesamowitym światłem w kostce! Pokaż to wszystkim swoim (niezwykle zazdrosnym) przyjaciołom.

Gdybym miał to zrobić jeszcze raz: byłbym o wiele bardziej ostrożny przy cięciu kawałków akrylu i prawdopodobnie zamówiłbym je wstępnie przycięte pod kątem 45 stopni, aby pasowały do siebie. Prawdopodobnie użyłbym również żywicy epoksydowej do sklejenia i zamówił biały akryl, zamiast zawracać sobie głowę farbą w sprayu, która może łatwo zdrapać.

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten Instruktaż! Jeśli tak, ponownie, rozważ zagłosowanie na to w konkursie Remix

Komentarze, wątpliwości, pytania, konstruktywna krytyka są mile widziane.