Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 βήματα): 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Η επαγωγική φόρτιση (γνωστή και ως ασύρματη φόρτιση ή φόρτιση ασύρματου δικτύου) είναι ένας τύπος ασύρματης μεταφοράς ισχύος. Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε φορητές συσκευές. Η πιο κοινή εφαρμογή είναι το πρότυπο ασύρματης φόρτισης Qi για smartphone, smartwatches και tablet. Η επαγωγική φόρτιση χρησιμοποιείται επίσης σε οχήματα, ηλεκτρικά εργαλεία, ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες και ιατρικές συσκευές. Ο φορητός εξοπλισμός μπορεί να τοποθετηθεί κοντά σε σταθμό φόρτισης ή επαγωγικό μαξιλάρι χωρίς να χρειάζεται ευθυγράμμιση με ακρίβεια ή ηλεκτρική επαφή με βάση σύνδεσης ή βύσμα.

Στο πλαίσιο του Open Elective 2020 στο Εθνικό Ινστιτούτο Σχεδιασμού, Ινδία, είχαμε ένα εργαστήριο με τίτλο "timeρθε η ώρα να το φτιάξουμε" που πραγματοποιήθηκε από τους ανώτερους και επισκέπτριους καθηγητές μας στο Design Design Mayur Bhalavi. Αυτό το εργαστήριο επικεντρώθηκε στη δημιουργία και την κοινή χρήση του μέρους στην κοινότητα. Αυτό είναι ένα πειραματικό έργο DIY που έφτιαξα για να διερευνήσω την αλληλεπίδραση υλικών από ξύλο και τρισδιάστατη εκτύπωση για να φτιάξω ένα νυχτερινό ρολόι με ασύρματο φορτιστή. Αυτό θα ήταν ευλογία για τους ανθρώπους που έχουν τη συνήθεια να κάνουν scrolling στο Instagram και το Facebook μέχρι να κοιμηθούν. Ας αρχίσουμε να φτιάχνουμε!

Αποποίηση ευθυνών: Αυτό το έργο ήταν περισσότερο προσανατολισμένο στη διαδικασία παρά στο προϊόν για μια μαθησιακή εμπειρία. Η τελική παραγωγή έδωσε αποτελέσματα αλλά όχι ικανοποιητικά. Θα ανεβάσω τη δεύτερη επανάληψη αυτού του μοντέλου στο μέλλον

Βήμα 1: Απαιτούμενα υλικά

Ασύρματο κύκλωμα φόρτισης

• Ασύρματη μονάδα ασύρματου φορτιστή Qi σύνδεσμος amazon
• Δέκτης ασύρματης φόρτισης Qi (Έρχεται με διαφορετικές θύρες ανάλογα με το τηλέφωνο που χρησιμοποιείτε. Χρησιμοποίησα C-Type για oneplus 7) σύνδεσμος amazon

Κύκλωμα νυχτερινού ρολογιού

• Arduino nano ATmega 328p amazon link
• DS1307 RTC σύνδεσμος amazon
• 128x32 μονάδα Oled / TM1637 για οθόνη (OLED / tm1637)
• 3mm λευκό Led (20)
• Αισθητήρας θερμοκρασίας-υγρασίας DHT11 (προαιρετικό) dht11
• καλώδια σύνδεσης
• PCB

Σώμα

• ABS (τρισδιάστατο υλικό εκτύπωσης)
• MDF 25mm (25x15 cm)
• μαγνήτες νεοδυμίου (8 τεμάχια)

Εργαλεία

• Araldite
• συγκολλητικό σίδερο και σύρμα
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Δρομολογητής CNC
• Αρχειοθέτης
• Γυαλόχαρτο
• λούστρο
• Fevicol SH

Βήμα 2: Κύκλωμα δοκιμής

Σως χρειαστεί να δοκιμάσετε το κύκλωμα ασύρματης φόρτισης. Προτιμώ να χρησιμοποιώ καλώδια ψωμιού και jumper για να δοκιμάσω όλα τα εξαρτήματα πριν από τη συγκόλληση.

• Συνδέστε τη μονάδα σε τροφοδοσία USB και συνδέστε το κινητό σας τηλέφωνο και τοποθετήστε το τηλέφωνο στο πηνίο. Βεβαιωθείτε ότι το πηνίο της μονάδας δέκτη είναι τοποθετημένο ακριβώς πάνω από το κύριο πηνίο. Το led θα λάμψει και τελικά θα αναγράφεται η φόρτιση. Δείτε το βίντεο για την επίδειξη.
• Συνδέστε το Arduino και άλλα εξαρτήματα σύμφωνα με τα σχήματα. (Χρησιμοποιώ το Arduino Uno για δοκιμές, αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το νανο).
• Ανοίξτε το Arduino IDE και κατεβάστε τα απαραίτητα αρχεία βιβλιοθήκης. Ακολούθησα αυτόν τον σύνδεσμο για διασύνδεση RTC και προβολή led 7 τμημάτων.
• Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ή να τροποποιήσετε τον κωδικό μου σύμφωνα με τις προτιμήσεις σας. ελέγξτε τη θύρα και τον πίνακα COM πριν από τη μεταφόρτωση. Ακολούθησα αυτόν τον σύνδεσμο φροντιστηρίου και τροποποίησα τον κώδικα. Έχω ανεβάσει τη βιβλιοθήκη καθώς και τον κώδικα που έχω χρησιμοποιήσει.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση του PCB

Τώρα είναι

ώρα για τη συναρμολόγηση όλων των εξαρτημάτων σε έναν πίνακα. Συγκολλήστε τα εξαρτήματα όσο το δυνατόν πιο συμπαγή, αλλά βεβαιωθείτε ότι δεν τέμνονται.

• Χρησιμοποιήστε δαγκάνες ή ζυγαριά Vernier για να μετρήσετε την απόσταση μεταξύ του Arduino και της μονάδας ασύρματης φόρτισης.
• Είναι σημαντικό καθώς πρέπει να κάνουμε υποδοχές στο σώμα για να επιτρέψουμε στον χρήστη να φορτίσει καθώς και να επαναπρογραμματίσει το Arduino όποτε απαιτείται.
• Αφαιρέστε τις υπερβολικές ακίδες και τα επιπλέον καλώδια κατά τη συγκόλληση. Βεβαιωθείτε ότι δεν καίτε τα εξαρτήματα κατά τη συγκόλληση.

Βήμα 4: Προετοιμασία του μοντέλου CAD

Μόλις μετρηθούν οι διαστάσεις κάθε εξαρτήματος στο PCB, ας ξεκινήσουμε με το μοντέλο cad

• Μπορείτε να εξερευνήσετε το δικό σας σχέδιο ιδεώνοντας. Ετοίμασα ένα φύλλο εξερεύνησης και επέλεξα το καλύτερο από αυτά.
• Χρησιμοποίησα το Solidworks για να δημιουργήσω δύο μέρη, το καπάκι και το βασικό σώμα. Το καπάκι είναι κατασκευασμένο από MDF και το σώμα βάσης είναι τρισδιάστατο.
• Δώστε επιπλέον ανοχή 1-2mm αφού η αυτοματοποιημένη κατασκευή έχει κάποια λάθη.
• Τα εργαλεία απόδοσης όπως το keyshot μπορούν να δώσουν μια καλύτερη απεικόνιση του τελικού προϊόντος. Μπορείτε ακόμη και να πειραματιστείτε με άλλα υλικά. Μπορείτε να ανατρέξετε στα αρχεία μου cad που έχω ανεβάσει.

Βήμα 5: Κατασκευή και συναρμολόγηση

Καθώς αυτό το έργο ήταν πειραματικό, ήθελα να φτιάξω μέρη χρησιμοποιώντας υλικό παρόμοιο με το ξύλο και το πλαστικό. Επέλεξα CNC άλεση MDF και τρισδιάστατη εκτύπωση για εξοικονόμηση χρόνου. Θα συνιστούσα να πάτε για χειρουργικές επεμβάσεις για να έχετε στενό έλεγχο ανοχής. Τα παρακάτω είναι τα βήματα που ακολούθησα:

• Πάρτε MDF τουλάχιστον 10 mm παχύτερο από το ύψος του εξαρτήματος. Το ύψος του μέρους μου ήταν 10mm και πήρα MDF 25mm. Κόψτε το MDF έτσι ώστε να υπάρχει απόσταση τουλάχιστον 20 mm σε 4 πλευρές για στερέωση μπουλονιών. Είναι πάντα καλό να έχουμε 2-3 επιπλέον ανταλλακτικά σε περίπτωση που σπάσει το MDF.
• Χρησιμοποιήστε βίδες/μπουλόνια για να στερεώσετε την πλακέτα MDF στο δρομολογητή CNC.
• Ανεβάστε το αρχείο βήματος και ξεκινήστε το δρομολογητή. Ενώ επιλέγετε κόπτη, χρησιμοποιήστε τον πιο κατάλληλο για την κατασκευή του εξαρτήματός σας. Χρησιμοποίησα κόπτη 6 χιλιοστών αλλά συνιστάται να πάω για μικρότερους. Μειώστε την ταχύτητα έτσι ώστε να υπάρχει μικρότερη πιθανότητα θραύσης ή διάδοσης ρωγμών.
• Μετά τη διαδικασία, χρησιμοποιήστε κόπτη για να αφαιρέσετε τις πλάκες του εξαρτήματος.
• Για να μειώσετε το ύψος χρησιμοποιήστε όλο το μηχάνημα κοπής για να έχετε στενή ανοχή. Στη συνέχεια, προχωρήστε στη μηχανή λείανσης για να αφαιρέσετε υλικά πάχους 2-3mm.
• Για την επάνω κοιλότητα, στερεώστε το εξάρτημα προς τα αριστερά και αφαιρέστε αργά το υλικό χρησιμοποιώντας λίμα και γυαλόχαρτο. κολλήστε το χαρτί άμμου σε ένα ξύλινο μπλοκ για να έχετε επίπεδη επιφάνεια και χρησιμοποιήστε το.
• Για το επιπλέον κόψιμο, σχεδιάστε το επιθυμητό σχήμα και χρησιμοποιήστε μηχανή γεώτρησης για να κόψετε το ματ.
• Χρησιμοποιήστε καπλαμά χαρτιού για να καλύψετε την επίπεδη θέση. Αυτό γίνεται έτσι ώστε το led να λάμπει με τη μορφή του συμβόλου συν. εφαρμόστε το fevicol SH και εφαρμόστε καπλαμά χαρτιού πιέζοντάς το απαλά και κρατώντας το μέχρι να στεγνώσει. Χρησιμοποιήστε χαρτί άμμου για να δώσετε φινίρισμα στα πλαϊνά.
• Χρησιμοποιήστε το araldite για να τοποθετήσετε τους μαγνήτες στην υποδοχή.

Για τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποίησα λευκό ABS στο ultimaker. Είναι καλύτερα να προσανατολίζετε το αρχείο STL με τέτοιο τρόπο ώστε το εξωτερικό τμήμα να έχει το καλύτερο φινίρισμα. Μετά την εκτύπωση αφαιρέστε το υλικό στήριξης και κολλήστε τον μαγνήτη χρησιμοποιώντας αραλδίτη.

• Χρησιμοποιήστε τζελ Araldite/fevi για να κολλήσετε την οθόνη στην υποδοχή.
• Συγκολλήστε τις συνδέσεις διπλής σύνδεσης
• Συγκολλήστε το επιπλέον LED που χρησιμοποιείται στο πλάι καθώς και το σύμβολο συν (προαιρετικό).
• Συγκολλήστε το 5v και γειώστε από τη θύρα usb σε μονάδα ασύρματης φόρτισης στη θύρα Vin και GND του arduino. Αυτό γίνεται έτσι ώστε μόλις συνδέσετε την τροφοδοσία usb, ενεργοποιηθεί επίσης το arduino.

Βήμα 6: Μάθηση

Δεδομένου ότι αυτό ήταν ένα πειραματικό έργο, δεν βγήκε όπως αναμενόταν. Υπάρχουν μερικές γνώσεις που θα ήθελα να έχω κατά νου για την επόμενη επανάληψή μου.

• Προετοιμάστε ένα φύλλο νοητικής κατασκευής παραθέτοντας όλες τις διαδικασίες που εμπλέκονται στην κατασκευή του προϊόντος. Αυτό θα έδινε τις διαδικασίες και τις εξαρτήσεις τους. Ετοιμάστε ένα διάγραμμα Gantt αν είναι δυνατόν και τηρήστε το αυστηρά.
• Προτιμάτε πάντα τη λειτουργία χειρός για το τελικό μοντέλο. Οι γρήγορες μέθοδοι πρωτοτύπων είναι μόνο για μακέτες που δεν δίνουν σωστό φινίρισμα.
• Το MDF είναι εύκολο να λειτουργήσει, αλλά το υλικό φινίρισμα του ξύλου είναι ασύγκριτο. Μπορείτε να επιτύχετε την εμφάνιση του ξύλου εφαρμόζοντας καπλαμά, αλλά αυτό θα ήταν δυνατό μόνο εάν οι επιφάνειές σας είναι επίπεδες.
• Τα πιεστήρια είναι λιγότερο αξιόπιστα εκτός αν πρόκειται για χύτευση με έγχυση βιομηχανικής ποιότητας.
• Μειώστε τον αριθμό των εξαρτημάτων διατηρώντας τη συναρμολόγηση ευκολότερη.
• Για προϊόντα όπως αυτά, σχεδιάστε όσο το δυνατόν λιγότερο ακολουθώντας το σχέδιο Braun. Προσέξτε τη λεπτομέρεια και τη δεξιοτεχνία.
• Λάβετε υπόψη τη διαδικασία πριν από την κατασκευή. Αναζητήστε σχετικά προϊόντα και τα υλικά τους και μελετήστε την κατασκευή του πριν ξεκινήσετε να φτιάχνετε το προϊόν σας.