Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 kroków): 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ładowanie indukcyjne (znane również jako ładowanie bezprzewodowe lub ładowanie bezprzewodowe) to rodzaj bezprzewodowego przesyłania energii. Wykorzystuje indukcję elektromagnetyczną do dostarczania energii elektrycznej do urządzeń przenośnych. Najpopularniejszym zastosowaniem jest standard bezprzewodowego ładowania Qi dla smartfonów, smartwatchy i tabletów. Ładowanie indukcyjne jest również stosowane w pojazdach, elektronarzędziach, elektrycznych szczoteczkach do zębów i urządzeniach medycznych. Przenośny sprzęt można umieścić w pobliżu stacji ładującej lub podkładki indukcyjnej bez konieczności precyzyjnego ustawiania lub kontaktu elektrycznego ze stacją dokującą lub wtyczką.

W ramach Open Elective 2020 w Narodowym Instytucie Designu w Indiach odbyły się warsztaty „Czas, aby to zrobić” prowadzone przez naszego starszego i odwiedzającego wydziału Product Design Mayura Bhalaviego. Warsztaty koncentrowały się na tworzeniu i dzieleniu się częścią tworzącą w społeczności. Jest to eksperymentalny projekt DIY, który wykonałem, aby zbadać interakcje materiałowe drewna i drukowania 3D w celu stworzenia zegara nocnego z bezprzewodową ładowarką. Byłoby to dobrodziejstwem dla osób, które mają zwyczaj przewijania Instagrama i Facebooka, dopóki nie zasną. Zacznijmy robić!

Zastrzeżenie: Ten projekt był bardziej zorientowany na proces niż na produkt w celu uczenia się. Ostateczny wynik dał wyniki, ale nie satysfakcjonujące. W przyszłości będę przesyłać drugą iterację tego modelu

Krok 1: Wymagane materiały

Obwód ładowania bezprzewodowego

• Bezprzewodowy moduł ładowarki Qi amazon link
• Odbiornik ładowania bezprzewodowego Qi (pochodzi z różnymi portami w zależności od używanego telefonu. Użyłem C-Type dla oneplus 7) link amazon

Obwód zegara nocnego

• Arduino nano ATmega 328p amazon link
• DS1307 RTC amazon link
• 128x32 Oled / TM1637 moduł do wyświetlacza (OLED/tm1637)
• 3mm biała dioda LED (20)
• Czujnik temperatury i wilgotności DHT11 (opcja) dht11
• przewody łączące
• PCB

Ciało

• ABS (materiał do druku 3d)
• MDF 25mm (25x15cm)
• magnesy neodymowe (8 sztuk)

Narzędzia

• Araldyta
• lutownica i drut
• drukarka 3d
• Router cnc
• Filer
• Papier ścierny
• fornir
• Fevicol SH

Krok 2: Testowanie obwodu

Może być konieczne przetestowanie obwodu ładowania bezprzewodowego. Do testowania wszystkich elementów przed lutowaniem wolę używać płytki stykowej i przewodów połączeniowych.

• Podłącz moduł do zasilania USB i podłącz telefon komórkowy i umieść telefon na cewce. Upewnij się, że cewka modułu odbiorczego jest umieszczona dokładnie nad cewką główną. Dioda zaświeci się i ostatecznie zostanie wskazane ładowanie. Obejrzyj wideo do demonstracji.
• Podłącz Arduino i inne komponenty zgodnie ze schematami. (Używam Arduino Uno do testów, ale możesz też użyć nano).
• Otwórz Arduino IDE i pobierz niezbędne pliki biblioteki. Śledziłem ten link do podłączenia RTC i 7-segmentowego wyświetlacza led.
• Możesz użyć lub zmodyfikować mój kod zgodnie z własnymi preferencjami. sprawdź port COM i płytę przed przesłaniem. Skorzystałem z tego linku do samouczka i zmodyfikowałem kod. Przesłałem bibliotekę oraz kod, którego użyłem.

Krok 3: Montaż PCB

Teraz jest

czas na złożenie wszystkich elementów na jednej płycie. Przylutuj elementy tak zwarte, jak to możliwe, ale upewnij się, że się nie przecinają.

• Użyj suwmiarki lub skali z noniuszem, aby zmierzyć odległość między Arduino a modułem ładowania bezprzewodowego.
• Jest to ważne, ponieważ musimy zrobić gniazda w korpusie, aby umożliwić użytkownikowi ładowanie, a także przeprogramowanie Arduino w razie potrzeby.
• Usuń nadmiar pinów i dodatkowe przewody podczas lutowania. Upewnij się, że podczas lutowania nie przypalasz elementów.

Krok 4: Przygotowanie modelu CAD

Po zmierzeniu wymiarów każdego elementu w PCB zacznijmy od modelu cad

• Możesz odkrywać swój własny projekt, tworząc pomysły. Przygotowałem arkusz eksploracji i wybrałem z nich najlepsze.
• Użyłem Solidworks do stworzenia dwóch części, pokrywy i korpusu podstawy. Pokrywka wykonana jest z MDF, a korpus jest wydrukowany w 3D.
• Daj dodatkową tolerancję 1-2 mm, ponieważ zautomatyzowana produkcja ma pewne błędy.
• Narzędzia do renderowania, takie jak keyshot, mogą zapewnić lepszą wizualizację produktu końcowego. Możesz nawet eksperymentować z innymi materiałami. Możesz odnieść się do moich plików CAD, które przesłałem.

Krok 5: Produkcja i montaż

Ponieważ był to projekt eksperymentalny, chciałem wykonać części z materiału podobnego do drewna i plastiku. Wybrałem frezowanie CNC płyt MDF i druk 3d, aby zaoszczędzić czas. Zalecam przejście do operacji ręcznych, aby mieć ścisłą kontrolę tolerancji. Oto kroki, które wykonałem:

• Wziąć MDF o co najmniej 10 mm grubszy niż wysokość części. Wysokość mojej części wynosiła 10 mm i wziąłem MDF 25 mm. Przytnij płytę MDF tak, aby z 4 stron było co najmniej 20 mm odstępu na śruby mocujące. Zawsze dobrze jest mieć 2-3 dodatkowe części na wypadek pęknięcia płyty MDF.
• Użyj śrub/śrub, aby zamocować płytę MDF na routerze CNC.
• Prześlij plik kroków i uruchom router. Wybierając frez, użyj tego, który najbardziej nadaje się do wykonania Twojego elementu. Użyłem noża 6mm, ale zaleca się wybór mniejszych. Zmniejsz prędkość, aby zmniejszyć ryzyko pęknięcia lub propagacji pęknięć.
• Po zakończeniu procesu użyj noża, aby usunąć płyty części.
• Aby zmniejszyć wysokość, użyj wszystkich maszyn do cięcia, aby uzyskać wąską tolerancję. Następnie przejdź do szlifierki, aby usunąć materiały o grubości 2-3 mm.
• W przypadku górnego zagłębienia zamocuj część na ławce i powoli usuń materiał za pomocą pilnika i papieru ściernego. przyklej papier ścierny do drewnianego klocka, aby uzyskać płaską powierzchnię i użyj go.
• Aby wyciąć plus, narysuj żądany kształt i użyj wiertarki, aby wyciąć materiał.
• Użyj okleiny papierowej, aby przykryć płaską część. Odbywa się to tak, że dioda świeci w postaci znaku plus. nałóż fevicol SH i nałóż papierową okleinę, delikatnie naciskając i przytrzymując, aż wyschnie. Użyj papieru ściernego, aby wykończyć boki.
• Użyj araldytu, aby umieścić magnesy w gnieździe.

Do druku 3D użyłem białego ABS w Ultimakerze. Lepiej jest zorientować plik STL w taki sposób, aby zewnętrzna część uzyskała najlepsze wykończenie. Po wydrukowaniu usuń materiał podporowy i przyklej magnes za pomocą araldytu.

• Użyj żelu Araldite/fevi, aby przykleić wyświetlacz do szczeliny.
• Przylutuj połączenia wyświetlacza
• Przylutuj dodatkową diodę LED używaną z boku oraz symbol plusa (opcjonalnie).
• Przylutuj 5V i masę z portu USB w module ładowania bezprzewodowego do portu Vin i GND arduino. Odbywa się to tak, że po podłączeniu zasilania usb aktywuje się również arduino.

Krok 6: Nauka

Ponieważ był to projekt eksperymentalny, nie wyszedł zgodnie z oczekiwaniami. Jest kilka wniosków, o których chciałbym pamiętać podczas następnej iteracji.

• Przygotuj arkusz mentalnego tworzenia, wymieniając wszystkie procesy związane z wytwarzaniem produktu. Dałoby to procesy i ich zależności. Jeśli to możliwe, przygotuj wykres Gantta i ściśle go przestrzegaj.
• Zawsze preferuj obsługę ręczną dla ostatecznego modelu. Metody szybkiego prototypowania dotyczą tylko makiet, które nie dają odpowiedniego wykończenia.
• Płyta MDF jest łatwa w obróbce, ale wykończenie materiału drewna nie ma sobie równych. Możesz uzyskać wygląd drewna przez zastosowanie forniru, ale byłoby to możliwe tylko wtedy, gdy Twoje powierzchnie są płaskie.
• Pasowania wtłaczane są mniej niezawodne, chyba że wybierasz formowanie wtryskowe klasy przemysłowej.
• Zmniejsz liczbę komponentów, ułatwiając montaż.
• W przypadku takich produktów, projektuj jak najmniej, stosując się do projektu Braun. Miej oko na szczegóły i kunszt.
• Pamiętaj o tym procesie przed rozpoczęciem produkcji. Wyszukaj powiązane produkty i ich materiały oraz zbadaj ich produkcję, zanim zaczniesz wytwarzać swój produkt.