Lampă fără fir Rubik’s Cube cu schimbare de culoare, ușor de înclinat: 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Astăzi vom construi această minunată lampă Rubik’s Cube-esque care își schimbă culoarea în funcție de latura în sus. Cubul rulează pe o baterie mică LiPo, încărcată de un cablu micro-usb standard și, în testarea mea, are o durată de viață a bateriei de câteva zile.

Acest tutorial este un proiect excelent pentru începători și necesită instrumente minime!

Sunt relativ începător când vine vorba de circuite. Am luat prima oară un lipitor cu mai puțin de o lună în urmă și sper că aceste tutoriale îi inspiră pe alți începători să înceapă primul lor proiect de circuite. Dacă vă place acest Instructable, mi-ar face ziua dacă l-ați vota în concursul Remix!

M-am inspirat din uimitorul LED Cube Light cu LED-uri de la Done Tips, care poate fi instruit, dar am vrut să îl extind și mai mult și am realizat că ar fi super tare să ai mai mult de o culoare. La urma urmei, cubul Rubik are mai mult decât o singură culoare - deci de ce ar trebui să existe o singură lumină?

Pentru o vreme am fost atent la detectarea orientării și m-am gândit că va trebui să adaug un mic microcontroler și un accelerometru. Cu toate acestea, având în vedere că scopul meu era ca cubul să fie wireless, știam că va trebui să adaug o baterie și, din moment ce asta ar scurge mai mult suc decât aș vrea, nu am vrut să merg așa.

Atunci am găsit lumina LED Cube a lui lonesoulsurfer! Lampa sa folosea un întrerupător cu mercur pentru a controla lumina. Cu toate acestea, nu am vrut să folosesc mercur - este foarte rău pentru mediu - dar din fericire comutatoarele de înclinare sunt o alternativă excelentă.

De asemenea, am vrut să fac acest tutorial ușor pentru începători, să folosesc materiale care să poată fi achiziționate cu ușurință online sau într-un magazin și să limitez utilizarea echipamentelor (cum ar fi un ferăstrău de masă) pe care mulți oameni, inclusiv eu, nu le au.

Să începem!

Provizii

Sunt necesare următoarele consumabile:

• Fier de lipit și lipit
• Burghiu Presă și burghie mică
• Ferăstrău cu dinți fini
• Rigla
• Sharpie
• Pistol de lipit fierbinte
• Clemă (pentru tăiere)
• Hârtie de șlefuit
• Mască respirator / n95 pentru tăiere + șlefuire
• Cleste de sarma
• Dispozitiv de sârmă

Pasul 1: Materiale

• Foaie de acrilic transparent (alias plexiglas, alias plastic glorificat). Am folosit plexiglas de 3 mm grosime, probabil aproximativ 24x36 (rămase dintr-o oglindă inteligentă veche disimulată).
• Vopsea albă spray - ușor de găsit la Home Depot sau Lowe’s.
• Perfboard -
• LED-uri roșii, albastre, verzi, portocalii și albe (pot schimba unul dintre acestea pentru galben)
• Baterie LiPo de 3,7 v (am folosit 1100 mAh) -
• Rezistență de 100 ohmi sau 220 ohmi în funcție de LED-uri
• 5 comutatoare Tilt -
• Modul de încărcare TP4056 -
• Sârmă roșie și albă
• Autocolante de schimb Rubik’s Cube

Vopseaua albă spray conferă acrilului un finisaj frumos difuz. Cu toate acestea, nu este necesar dacă în schimb cumpărați un acrilic translucid alb, de genul acesta.

Așadar, poate ați observat că cubul nu este de fapt construit dintr-un cub Rubik real, cum ar fi cubul Well Done Tips. Am încercat inițial să copiez procesul de construcție al lui Well Done Tip, tăind interiorul unui cub (cub r.i.p.) și punând bucăți de acril între ele. Din păcate, din moment ce nu am mașinile pe care le are, am folosit un ferăstrău pentru tăiat bucățile super mici de acril, iar cubul a ajuns să fie incredibil de dezechilibrat și sincer urât. Astfel, vom lansa un design modificat: 6 piese pătrate de acril, plus autocolante de înlocuire pentru cub Rubik!

P.s. Poate vă întrebați de ce sunt vândute chiar și autocolante de schimb. Prietenii mei speedcuber îmi spun că autocolantele vor cădea de pe cuburile lor (scumpe) în timp și că autocolantele de schimb vor fi la îndemână. Cine stia?

Pasul 2: Decupați 6 bucăți pătrate de acril

Folosind o riglă, urmăriți șase bucăți de acril de 6 mm pe 6 mm.

Acrilicul se presupune că poate fi tăiat folosind un cuțit simplu, dar după mai multe scoruri + încercări de a rupe acrilul, am rămas în continuare o singură piesă intactă. Ca atare, am urmat următorul lucru: un ferăstrău.

(Știu că un ferăstrău nu este cel mai bun sau cel mai precis mod de a tăia acrilic. Cu toate acestea, este cel mai ieftin și, de asemenea, singurul instrument pe care l-am avut.)

Tăiați cele 6 bucăți și asigurați-vă că purtați un aparat de respirat sau o mască în timp ce faceți acest lucru - în acest proces se generează mult praf. Un număr decent de tutoriale nu le arată purtând o mască și, atât de mult cât îmi place o acoperire bună de acrilic pe plămâni, CDC spune că nu este prea bine pentru mine.

(Rețineți că măștile chirurgicale pe care le purtăm cu toții pentru a ieși afară în zilele noastre nu sunt suficiente pentru a filtra praful acrilic!)

Un cub Rubik standard are laturi de aproximativ 5,5 mm. Cu toate acestea, pentru a mă asigura că mai multă lumină vine prin cub, i-am dat câțiva milimetri în plus.

Șlefuiți marginile dacă sunt foarte aspre.

Pasul 3: Spray Paint Time

Așezați pătratele pe o bucată de carton sau ziar - ceva pe care sunteți bine să primiți vopsea spray. Țineți vopseaua spray cu vreo 2-3 picioare distanță și treceți peste pătrate de mai multe ori.

Asigurați-vă că pulverizați vopseaua de la o distanță bună. Dacă recipientul este prea aproape de pătrate, vor apărea globuri de vopsea spray la suprafață și nu vrem asta.

DOAR vopsea pulverizată pe o parte a cubului - această parte va fi partea orientată spre interior. Cealaltă parte ar trebui lăsată așa cum este pentru acea ~ senzație de plexiglas frumos ~.

(Timpul Buzzkill: ar trebui să purtați, de asemenea, o mască pentru vopsirea prin pulverizare - vopseaua prin pulverizare este o chestie urâtă pentru a intra în plămâni).

Lăsați vopseaua spray să se usuce. 3-4 ore ar trebui să o facă.

Pasul 4: Asamblarea cubului (fel de)

Puneți împreună 4 laturi ale cubului. Țineți câte 2 bucăți odată, apoi puneți lipici fierbinte în intersecția interioară a celor două părți.

Aveți grijă să nu apropiați pistolul de lipici fierbinte prea aproape de vopseaua spray - se va topi și veți ajunge cu pete în vopseaua spray (puteți vedea acest lucru s-a întâmplat în imagine - am sfârșit prin a desface cubul, îndepărtând vopseaua spray cu acetonă și refăcând-o).

(Superglue poate fi, de asemenea, utilizat, dar după ce am ars prost din superglue și reacția bumbacului, nu sunt prea dornic să fac asta din nou.)

Vom părăsi pătratul 5 și 6 pentru final.

Partea de vopsea spray trebuie să fie orientată ÎN INTERIORUL cubului.

Pasul 5: Conectarea bateriei la modulul de încărcare

Pe partea TP4056 opusă micro USB-ului, există 4 puncte pentru lipire. După cum probabil ați ghicit, Out + și Out - sunt pentru circuitul real, în timp ce B + și B- se conectează la baterie.

Mai întâi, scoateți conectorul micro JST de pe baterie și curățați capetele celor două fire. Apoi lipiți firul roșu (pozitiv sau electric) la B + și firul negru (negativ sau la masă) la B-. Există destul de multe tutoriale despre lipirea prin găuri, așa că nu voi intra aici. Acum puteți conecta un cablu micro USB la baterie, iar LED-ul roșu de pe TP4056 ar trebui să se aprindă (indicând faptul că bateria se încarcă). După finalizarea încărcării, LED-ul va trece de la roșu la albastru.

O notă despre bateriile LiPo: sunt EXTREM de periculoase. Da, telefonul, computerul și tableta dvs. sunt alimentate de baterii LiPo, dar utilizează circuite extinse de protecție la încărcare și de monitorizare care asigură faptul că telefonul dvs. (de obicei) nu izbucnește în flăcări. Și focurile LiPo nu sunt ca focurile normale - pot rula fără oxigen și deseori arde casele. Ați văzut videoclipuri terifiante cu mini-avioane în flăcări? Probabil că LiPo a greșit.

TP4056 are încorporate circuite de protecție la încărcare. Aceasta înseamnă că protejează bateria de supraîncărcare și supra-descărcare. Cu toate acestea, acest lucru nu vă oferă o scuză pentru a fi neglijent în jurul bateriei. Activitățile pe care nu recomand să le efectuați cu bateria includ:

1. Aruncându-l în toaletă.
2. Încercând să o sfărâmați cu o cărămidă.
3. Încercând să-l tai cu un cuțit.
4. Mănâncându-l (ok, ar trebui să fie evident).

Oricum, acesta este sfârșitul diatribei mele LiPo. Pur și simplu nu fiți prea neglijent și probabil că veți fi bine!

Pasul 6: Ora electronică

Magia schimbătoare de culoare a cubului vine de la 5 comutatoare de înclinare diferite. Deoarece doar un LED la un moment dat va fi aprins, putem folosi un rezistor pentru mai multe LED-uri.

Diagrama de circuit de mai sus oferă o schemă pentru o placă de calcul, dar poate fi ușor adaptată la o placă de perfecționare. (Dacă doriți să adaug o schemă de perfboard, pot face acest lucru, doar să comentați!)

Adăugați rezistorul în colțul panoului de perfecționare, apoi îndoiți un cablu de-a lungul primului rând de găuri. Apoi adăugați cele 5 comutatoare de înclinare de-a lungul rândului de găuri astfel încât un cablu de pe comutatorul de înclinare să atingă rezistorul, iar celălalt comutator să fie pe al doilea rând.

Rezistența este de 100 ohmi, ceea ce este suficient de bun pentru LED-urile standard de 5 mm, având în vedere că tensiunea descărcată de la baterie este de 3,7 V.

Un cub Rubik normal are galben / alb, albastru / verde și roșu / portocaliu unul față de celălalt. Ca urmare, trebuie să ne asigurăm că fiecare comutator de înclinare este orientat în direcția corectă. Direcțiile corecte în raport cu panoul de bord, presupunând că galbenul este culoarea „oprită”, sunt după cum urmează:

1. Alb: sus (în afara perfboardului, cu fața către tine)
2. Albastru: Est
3. Portocaliu: Nord
4. Verde: Vest
5. Roșu: Sud

Apoi adăugați LED-urile la comutatorul de înclinare corespunzător. Asigurați-vă că piciorul mai lung al LED-ului este piciorul care atinge comutatorul de înclinare. Apoi lipiți împreună toate picioarele mai scurte ale LED-urilor.

Lipiți o bucată de sârmă roșie pe partea neîndoită a rezistorului și lipiți o bucată de sârmă albă pe picioarele LED-urilor (pe care tocmai le-ați conectat).

În cele din urmă, lipiți firul alb pe OUT- pe TP4056, apoi lipiți firul roșu pe orificiul OUT + (este o bună practică să conectați întotdeauna la sol mai întâi!).

Mai întâi am testat circuitul cu o placă de calcul, apoi am transferat circuitul pe placa de perfecționare. Asigurați-vă că firul alb și roșu care merge de la perfboard la TP4056 se află pe partea inferioară a perfboard-ului, acesta va fi deasupra TP4056.

Acum putem testa dacă circuitul funcționează așa cum era de așteptat prin înclinarea panoului de direcție în direcții diferite.

Pasul 7: Aplicați autocolante pe cub și pe cele două fețe care nu sunt încă atașate

Aceasta a fost cea mai deranjantă parte a construcției. A fost destul de dificil să adaugi autocolante în cub, astfel încât să fie toate drepte.

Asigurați-vă că adăugați autocolante în partea dreaptă. Acestea trebuie adăugate astfel încât galben / alb, albastru / verde și roșu / portocaliu să fie opuse

Am ales galbenul să fie culoarea LED-ului „oprit”. Aceasta însemna că portul de încărcare nu putea fi în partea galbenă sau albă. Astfel, cele două pătrate lipite trebuie să aibă alb și o altă culoare adiacentă galbenului (roșu, albastru, verde sau portocaliu - am ales roșu).

Sfat: este mai ușor dacă puneți o lungime de autocolante nedezlipite în spatele lateralei în care adăugați în prezent autocolante, străluciți o lanternă în spatele acelei părți și apoi adăugați autocolante. În acest fel puteți vedea cu ușurință conturul autocolantelor și îl puteți folosi ca ghid pentru plasarea autocolantelor.

Pasul 8: Realizarea unui orificiu pentru portul de încărcare

Cu etichetele adăugate, putem crea acum o gaură pentru portul de încărcare TP4056. Adăugați la cald TP4056 pe baterie, cu portul de încărcare la același nivel cu marginea bateriei. Apoi marcați locul de pe acrilic pentru ca portul de încărcare să treacă pe partea neacordată.

Apoi, utilizați un burghiu mic pentru a face 3 găuri mici unde trebuie să meargă portul de încărcare. Utilizați portul de încărcare ca ghid pentru cât de mare trebuie să fie gaura. (Această parte a fost, de asemenea, surprinzător de grea).

Pasul 9: Asamblarea cubului, din nou

E timpul pentru asamblarea finală! Acum, când portul de încărcare este la locul său, putem pune împreună toate celelalte.

Luați un cablu micro USB și conectați-l prin orificiul portului de încărcare pe care tocmai l-ați făcut în partea neacordată.

Conectați-l la TP4056 de pe baterie, astfel încât bateria să fie la nivel de lateral.

Adăugați adeziv fierbinte la trei margini ale cubului, unde va merge partea neacordată cu portul și locul în care bateria trebuie să se lipească. Apoi adăugați rapid bateria și latura neacordată în cub.

Asigurați-vă că circuitele de pe panoul de perfecționare sunt izolate de TP4056 plasând ceva între el - am folosit o rotundă de bumbac. Adăugați fierbinte panoul de perfecțiune pe rotundul de bumbac și rotundul de bumbac pe baterie (ar trebui să existe spațiu pe baterie care nu este preluat de TP4056).

Asigurați-vă că perfboard-ul este cât mai nivelat - acest lucru vă va asigura că LED-urile luminează atunci când trebuie

În cele din urmă, lipiți ultima piesă neatasată pe partea de sus și am terminat!

Șlefuiți marginile aspre.

Pasul 10: Concluzie

Bucurați-vă de noua dvs. lumină cub super minunată! Arătați-l tuturor prietenilor dvs. (extrem de geloși).

Dacă ar fi să o fac din nou: aș fi mult mai atent la tăierea bucăților de acril și, probabil, le-aș ordona pre-tăiate la un unghi de 45 de grade, astfel încât să se potrivească. De asemenea, aș folosi probabil epoxid pentru a-l lipi și aș comanda acrilic alb, mai degrabă decât să mă deranjez cu vopsea spray, care se poate zgâria ușor.

Sper că ți-a plăcut acest Instructable! Dacă ați făcut-o, din nou, vă rugăm să luați în considerare votarea pentru aceasta în cadrul concursului Remix

Comentarii, îngrijorări, întrebări, critici constructive sunt binevenite.