Snadná změna barvy na základě náklonu Bezdrátová Rubikova kostka: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Dnes postavíme tuto úžasnou lampu ve stylu Rubikovy kostky, která mění barvu podle toho, která strana je nahoře. Kostka běží na malé LiPo baterii, nabité standardním mikro USB kabelem, a při mém testování má životnost baterie několik dní.

Tento tutoriál je skvělý projekt pro začátečníky a vyžaduje minimální nástroje!

Jsem relativní začátečník, pokud jde o obvody-poprvé jsem vzal páječku před méně než měsícem a doufám, že tyto návody inspirují další začátečníky k zahájení jejich prvního projektu obvodů. Pokud se vám tento Instructable líbí, udělalo by mi to den, kdybyste pro něj hlasovali v soutěži Remix!

Nechal jsem se inspirovat úžasnou instrukcí Wireless LED Cube Light od Well Done Tips, ale chtěl jsem ji dále rozšířit a uvědomil jsem si, že by bylo super mít více než jednu barvu. Rubikova kostka má koneckonců víc než jen jednu barvu-proč by tedy mělo být jen jedno světlo?

Na chvíli mě zarazila detekce orientace a říkal jsem si, že možná budu muset přidat malý mikrokontrolér a akcelerometr. Protože jsem však chtěl, aby kostka byla bezdrátová, věděl jsem, že budu muset přidat baterii, a protože by to vyčerpalo více šťávy, než bych chtěl, nechtěl jsem jít touto cestou.

Tehdy jsem našel světlo LED Cube od lonesoulsurfer! Jeho lampa ovládala světlo pomocí rtuťového spínače. Nechtěl jsem však používat rtuť-je to opravdu špatné pro životní prostředí-ale naštěstí jsou spínače náklonu skvělou alternativou.

Také jsem chtěl, aby byl tento návod vhodný pro začátečníky, používal materiály, které lze snadno zakoupit online nebo v obchodě, a omezil používání zařízení (například stolní pily), které mnoho lidí, včetně mě, nemá.

Začněme!

Zásoby

Jsou potřeba následující zásoby:

• Páječka a pájka
• Vrtačka a malý vrták
• Pila s jemnými zuby
• Pravítko
• Dlouhá loď
• Horká lepicí pistole
• Svorka (pro řezání)
• Smirkový papír
• Respirátor / maska n95 pro řezání + broušení
• Štípačky
• Odstraňovač drátů

Krok 1: Materiály

• List z čirého akrylu (alias plexisklo, alias glorifikovaný plast). Použil jsem plexisklo o tloušťce 3 mm, pravděpodobně asi 24 x 36 (zbylo ze starého rozebraného chytrého zrcátka).
• Bílá barva ve spreji - snadno najdete v Home Depot nebo Lowe’s.
• Perfboard -
• Červená, modrá, zelená, oranžová a bílá LED dioda (jednu z nich lze vyměnit za žlutou)
• 3,7v LiPo baterie (použil jsem 1100 mAh) -
• 100 ohmový odpor nebo 220 ohm v závislosti na LED diodách
• 5 přepínačů náklonu -
• Nabíjecí modul TP4056 -
• Červený a bílý drát
• Náhradní samolepky Rubik’s Cube

Bílá barva ve spreji dává akrylu pěkný difuzní povrch. Je však zbytečné, pokud si místo toho koupíte bílý průsvitný akryl, jako je tento.

Možná jste si všimli, že kostka není ve skutečnosti postavena ze skutečné Rubikovy kostky, jako kostka Well Done Tips ‘. Zpočátku jsem se pokusil zkopírovat proces sestavení Well Done Tip tím, že jsem vyřízl vnitřky krychle (r.i.p. cube) a mezi ně vložil kousky akrylu. Bohužel, protože nemám strojní zařízení, které má on, použil jsem pilku na řezání super malých kousků akrylu a kostka skončila neuvěřitelně nahnutá a upřímně ošklivá. Budeme tedy pokračovat v upraveném designu: 6 čtvercových kusů akrylu plus náhradní samolepky Rubikovy kostky!

P.s. Možná si říkáte, proč se dokonce prodávají náhradní nálepky. Kamarádi z speedcuberů mi říkají, že samolepky časem z jejich (drahých) kostek spadnou a náhradní nálepky mi přijdou vhod. Kdo ví?

Krok 2: Vystřihněte 6 čtvercových kusů akrylu

Pomocí pravítka obkreslete šest kusů akrylu o rozměrech 6 x 6 mm.

Akryl lze údajně řezat jednoduchým nástrojovým nožem, ale po několika bodech + pokusech o odlomení akrylu mi stále zůstal jeden neporušený kus. Jako takový jsem šel s další nejlepší věcí: pila na dřevo.

(Vím, že pila není nejlepší ani nejpřesnější způsob řezání akrylu. Je to však nejlevnější a také jediný nástroj, který jsem měl.)

Vystřihněte 6 kusů a nezapomeňte při tom nosit respirátor nebo masku-při tomto procesu se vytváří hodně prachu. Slušný počet tutoriálů jim neukazuje masku, a přestože miluji dobrý povlak akrylu na plicích, CDC říká, že to pro mě není příliš dobré.

(Všimněte si, že chirurgické masky, které dnes všichni nosíme ven, nestačí k odfiltrování akrylového prachu!)

Standardní Rubikova kostka má strany přibližně 5,5 mm. Abych však zajistil, že kostkou projde více světla, dal jsem tomu pár milimetrů navíc.

Pokud jsou velmi drsné, obrouste okraje.

Krok 3: Doba stříkání

Umístěte čtverce na kus lepenky nebo novin-něco, na co si vzpomenete, na to nastříkejte barvou ve spreji. Držte plechovku s rozprašovačem asi 2 až 3 stopy daleko a několikrát jděte přes čtverce.

Ujistěte se, že stříkáte barvu z dobré vzdálenosti. Pokud je plechovka příliš blízko čtverců, na povrchu se objeví koule spreje a to nechceme.

POUZE nastříkejte barvou jednu stranu krychle-tato strana bude stranou směřující dovnitř. Druhá strana by měla být ponechána tak, jak je pro ~ příjemný pocit z plexiskla ~.

(Buzzkill čas: měli byste také nosit masku pro stříkání-barva ve spreji je nepříjemná věc, která se vám dostane do plic).

Nechte sprejovou barvu zaschnout. Měli byste to udělat 3-4 hodiny.

Krok 4: Sestavení kostky (druh)

Spojte 4 strany kostky. Držte 2 kusy najednou a poté vložte horké lepidlo do vnitřního průsečíku obou stran.

Dávejte pozor, abyste horkou lepicí pistoli nepřiblížili příliš blízko ke stříkací barvě-roztaví se a vy skončíte s skvrnami ve sprejové barvě (vidíte to, co se stalo na obrázku-skončil jsem s rozebráním kostky, odstranění barvy ve spreji acetonem a její předělání).

(Lze použít i lepidlo Superglue, ale poté, co jsem špatně reagoval na reakci lepidla a bavlny, už nemám zájem to dělat znovu.)

5. a 6. čtverec necháme na konec.

Strana stříkací barvy by měla směřovat UVNITŘ kostky.

Krok 5: Připojení baterie k nabíjecímu modulu

Na straně TP4056 naproti micro USB jsou 4 místa pro pájení. Jak jste asi uhodli, Out + a Out - jsou pro skutečný obvod, zatímco B + a B- se připojují k baterii.

Nejprve odřízněte konektor micro JST na baterii a odizolujte konce dvou vodičů. Poté připájejte červený vodič (kladný nebo napájecí) k B+ a černý vodič (záporný nebo uzemňovací) k B-. Existuje několik návodů na pájení skrz otvor, takže se zde nebudu zabývat. Nyní můžete k baterii připojit kabel micro USB a červená dioda na TP4056 by se měla rozsvítit (což znamená, že se baterie nabíjí). Jakmile je nabíjení dokončeno, LED se přepne z červené na modrou.

Poznámka k bateriím LiPo: jsou extrémně nebezpečné. Ano, váš telefon, počítač a tablet jsou napájeny bateriemi LiPo, ale využívají rozsáhlou ochranu nabíjení a monitorovací obvody, které zajišťují, že váš telefon (obvykle) nevyhoří. A požáry LiPo nejsou jako běžné požáry-mohou běžet bez kyslíku a často hoří domy. Viděli jste nějaká děsivá videa mini letadel v plamenech? Pravděpodobně se LiPo pokazilo.

TP4056 má integrovaný ochranný obvod nabíjení. To znamená, že chrání baterii před přebíjením a přebíjením. To vás však neomlouvá, abyste byli kolem baterie nedbalí. Mezi činnosti, které nedoporučuji s baterií provádět, patří:

1. Pusťte to na záchod.
2. Pokus o rozdrcení cihlou.
3. Pokus o rozřezání nožem.
4. Jíst to (ok, to by mělo být zřejmé).

Každopádně tím můj LiPo náznak končí. Nebuďte přehnaně nedbalí a pravděpodobně budete v pořádku!

Krok 6: Čas elektroniky

Kouzlo krychle měnící barvu pochází z 5 různých přepínačů náklonu. Protože současně bude svítit pouze jedna LED, můžeme pro více LED použít jeden rezistor.

Výše uvedený obvodový diagram poskytuje schéma pro prkénko, ale lze jej snadno přizpůsobit na desku. (Pokud chcete, abych přidal schéma perfboardu, mohu tak učinit-stačí přidat komentář!)

Přidejte odpor do rohu perfboardu a poté ohněte jeden vývod podél první řady otvorů. Poté přidejte 5 přepínačů náklonu podél řady otvorů tak, aby se jeden vývod na spínači náklonu dotýkal rezistoru a druhý spínač byl ve druhé řadě.

Rezistor je 100 ohmů, což je dostačující pro standardní 5mm LED diody vzhledem k tomu, že napětí vybíjené z baterie je 3,7V.

Normální Rubikova kostka má proti sobě žlutou/bílou, modrou/zelenou a červenou/oranžovou. V důsledku toho se musíme ujistit, že každý přepínač náklonu směřuje správným směrem. Správné směry vzhledem k perfboardu za předpokladu, že žlutá je „vypnutá“barva, jsou následující:

1. Bílá: Nahoru (z perfboardu, čelem k vám)
2. Modrá: východ
3. Oranžová: sever
4. Zelená: Západ
5. Červená: jih

Dále přidejte diody LED k odpovídajícímu přepínači náklonu. Zajistěte, aby delší nohou LED byla noha, která se dotýká spínače náklonu. Poté spojte všechny kratší nožičky LED dohromady.

Na neohnutou stranu rezistoru připájejte kousek červeného drátu a k nohám LED diod (které jste právě připojili) připájejte kousek bílého drátu.

Nakonec připájejte bílý vodič k OUT- na TP4056 a poté červený vodič připájejte k otvoru OUT+ (je dobré vždy nejprve připojit zem!).

Nejprve jsem otestoval obvod s prkénkem, poté jsem obvod přenesl na perfboard. Zajistěte, aby bílý a červený drát procházející z perfboardu k TP4056 byl ve spodní části perfboardu-perfboard bude nad TP4056.

Nyní můžeme vyzkoušet, že obvod funguje podle očekávání, nakloněním perfboardu v různých směrech.

Krok 7: Na kostku a 2 dosud nepřipojené strany naneste nálepky

To byla ta nejvíce nervy drásající část stavby. Bylo docela obtížné přidat na kostku samolepky, aby byly všechny rovné.

Ujistěte se, že na pravou stranu přidáváte samolepky. Je třeba je přidat tak, aby žlutá/bílá, modrá/zelená a červená/oranžová byla proti sobě

Jako „vypnutou“barvu LED jsem vybral žlutou. To znamenalo, že nabíjecí port nemohl být na žluté nebo bílé straně. Dva nepřipojené čtverce tedy musí mít bílou a další barvu sousedící se žlutou (červenou, modrou, zelenou nebo oranžovou-vybral jsem červenou).

Tip: Je to jednodušší, když za stranu, na kterou aktuálně přidáváte nálepky, dáte délku neloupaných samolepek, za tu stranu zazáříte baterkou a poté přidáte samolepky. Tímto způsobem můžete snadno vidět obrys samolepek a použít jej jako vodítko pro umístění samolepek.

Krok 8: Vytvoření otvoru pro nabíjecí port

S přidanými nálepkami nyní můžeme vytvořit otvor pro nabíjecí port TP4056. Lepidlo TP4056 za horka přilepte na baterii tak, aby nabíjecí port lícoval s okrajem baterie. Poté označte na akrylu místo, kde musí nabíjecí port procházet na nepřipojené straně.

Dále pomocí malého vrtáku vytvořte 3 malé otvory, kam musí jít nabíjecí port. Použijte nabíjecí port jako vodítko, jak velký musí být otvor. (Tato část byla také překvapivě těžká).

Krok 9: Sestavení kostky, znovu

Čas na finální montáž! Nyní, když je nabíjecí port na svém místě, můžeme dát dohromady všechno ostatní.

Vezměte kabel micro USB a zapojte jej do otvoru pro nabíjecí port, který jste právě vytvořili na nepřipojené straně.

Připojte jej k TP4056 na baterii tak, aby byla baterie v jedné rovině s boční stranou.

Přidejte horké lepidlo na tři okraje krychle, kam půjde nepřipojená strana s portem, a na místo, kde se musí držet baterie. Poté rychle přidejte baterii a nepřipojenou stranu ke kostce.

Zajistěte, aby obvody na perfboardu byly izolovány od TP4056 umístěním něčeho mezi ně-použil jsem bavlněné kolo. Horké lepidlo perfboard na bavlněné kolo a bavlněné kolo na baterii (na baterii by mělo být místo, které není zachyceno TP4056).

Ujistěte se, že je perfboard co nejrovnější-tím zajistíte, že LED budou svítit, když mají

Nakonec nalepte poslední nepřipevněný kousek na vrch a máme hotovo!

Zdrsněte všechny hrubé hrany.

Krok 10: Závěr

Užijte si své nové super úžasné kostkové světlo! Ukažte to všem svým (extrémně žárlivým) přátelům.

Pokud bych to udělal znovu: byl bych mnohem opatrnější při řezání kusů akrylu a pravděpodobně bych je objednával předem nařezané pod úhlem 45 stupňů, aby do sebe zapadaly. Pravděpodobně bych také použil epoxid k lepení a objednal si bílý akryl, než abych se obtěžoval sprejem, který se dá snadno poškrábat.

Doufám, že se vám tento Instructable líbil! Pokud ano, zvažte prosím jeho hlasování v soutěži Remix

Komentáře, obavy, otázky, konstruktivní kritika jsou vítány.