Bolt - Rellotge nocturn de càrrega sense fils de bricolatge (6 passos): 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Les càrregues inductives (també conegudes com a càrrega sense fils o càrrega sense fil) són un tipus de transferència d’energia sense fils. Utilitza la inducció electromagnètica per proporcionar electricitat als dispositius portàtils. L’aplicació més habitual és l’estàndard de càrrega sense fils Qi per a telèfons intel·ligents, rellotges intel·ligents i tauletes. La càrrega inductiva també s’utilitza en vehicles, eines elèctriques, raspalls de dents elèctrics i dispositius mèdics. L'equip portàtil es pot col·locar a prop d'una estació de càrrega o d'un coixinet inductiu sense necessitat d'estar alineats amb precisió ni fer contacte elèctric amb un moll o endoll.

Com a part de l'Open Elective 2020 a l'Institut Nacional de Disseny, a l'Índia, vam tenir un taller anomenat "És hora de fer-ho" dirigit pel nostre professorat sènior i visitant de Disseny de Producte Mayur Bhalavi. Aquest taller es va centrar a fer i compartir la participació a la comunitat. Aquest és un projecte experimental de bricolatge que vaig fer per explorar la interacció material de la fusta i la impressió 3D per fer un rellotge nocturn amb carregador sense fils. Això seria un avantatge per a les persones que tenen el costum de desplaçar-se per Instagram i Facebook fins que s’adormen. Comencem a fer!

Exempció de responsabilitat: aquest projecte estava més orientat al procés que al producte per a una experiència d'aprenentatge. La producció final va donar resultats, però no satisfactoris. En el futur penjaré la segona iteració d’aquest model

Pas 1: materials necessaris

Circuit de càrrega sense fils

• Qi mòdul de carregador sense fils enllaç amazon
• Receptor de càrrega sense fils Qi (ve amb diferents ports segons el telèfon que utilitzeu. He utilitzat C-Type per a oneplus 7) amazon link

Circuit de rellotge nocturn

• Enllaç amazon d’Arduino nano ATmega 328p
• Enllaç amazon DS1307 RTC
• Mòdul Oled / TM1637 de 128x32 per a pantalla (OLED / tm1637)
• Led blanc de 3 mm (20)
• Sensor de temperatura-humitat DHT11 (opcional) dht11
• connexió de cables
• PCB

Cos

• ABS (material d'impressió 3D)
• MDF de 25 mm (25x15 cm)
• imants de neodimi (8 peces)

Eines

• Araldita
• soldador i filferro
• Impressora 3D
• Encaminador CNC
• Filer
• Paper de vidre
• xapa
• Fevicol SH

Pas 2: Circuit de proves

És possible que hagueu de provar el circuit de càrrega sense fils. Prefereixo utilitzar filferros i ponts per provar tots els components abans de soldar.

• Connecteu el mòdul a l’alimentació USB i connecteu el vostre telèfon mòbil i col·loqueu el telèfon a la bobina. Assegureu-vos que la bobina del mòdul receptor estigui situada exactament a sobre de la bobina principal. El led brillarà i finalment s’indicarà la càrrega. Consulteu el vídeo de la manifestació.
• Connecteu Arduino i altres components segons els esquemes. (Jo faig servir Arduino Uno per fer proves, però també podeu fer servir nano).
• Obriu l'IDE Arduino i descarregueu els fitxers de biblioteca necessaris. He seguit aquest enllaç per a la interfície de RTC i la pantalla LED de 7 segments.
• Podeu utilitzar o modificar el meu codi segons les vostres preferències. comproveu el port COM i el tauler abans de carregar-lo. He seguit aquest enllaç de tutorial i he modificat el codi. He penjat la biblioteca i el codi que he fet servir.

Pas 3: Muntatge del PCB

Ara és el seu

és hora de muntar tots els components en una sola placa. Soldeu els components el més compactes possibles però assegureu-vos que no es creuen.

• Utilitzeu pinces o escales Vernier per mesurar la distància entre l’Arduino i el mòdul de càrrega sense fils.
• És important, ja que hem de fer ranures al cos per permetre a l'usuari carregar i reprogramar Arduino sempre que sigui necessari.
• Traieu els pins excessius i els cables addicionals durant la soldadura. Assegureu-vos de no cremar els components durant la soldadura.

Pas 4: Preparació del model CAD

Un cop mesurades les dimensions de cada component del PCB, comencem pel model cad

• Podeu explorar el vostre propi disseny ideat. Vaig preparar un full d’exploració i vaig seleccionar el millor d’ells.
• Vaig utilitzar Solidworks per crear dues parts, la tapa i el cos de la base. La tapa està feta de MDF i el cos de la base està imprès en 3D.
• Oferiu una tolerància addicional de 1-2 mm, ja que la fabricació automatitzada presenta alguns errors.
• Les eines de renderització, com ara keyhot, poden proporcionar una millor visualització del producte final. Fins i tot podeu experimentar amb altres materials. Podeu consultar els meus fitxers cad que he penjat.

Pas 5: fabricació i muntatge

Com que aquest projecte era experimental, volia fer peces amb un material similar a la fusta i el plàstic. Vaig triar el fresat CNC d’impressió MDF i 3D per estalviar temps. Recomanaria anar per operacions manuals per tenir un control de tolerància estret. Els passos que he seguit són els següents:

• Preneu MDF com a mínim 10 mm de gruix que l’altura de la peça. La meva alçada parcial era de 10 mm i vaig agafar MDF de 25 mm. Talleu el MDF de manera que hi hagi una distància mínima de 20 mm als 4 costats per fixar els cargols. Sempre és bo tenir 2-3 peces addicionals per si el MDF es trenca.
• Utilitzeu cargols / perns per fixar la placa MDF al router CNC.
• Pengeu el fitxer de passos i inicieu el router. Mentre seleccioneu el tallador, utilitzeu el més adequat per fabricar el vostre component. He utilitzat un tallador de 6 mm, però es recomana anar per d'altres més petits. Reduïu la velocitat de manera que hi hagi menys possibilitats de trencament o propagació de fissures.
• Després del procés, utilitzeu un tallador per eliminar les lloses de la peça.
• Per reduir l'alçada, utilitzeu tota la màquina tallada per obtenir una tolerància estreta. A continuació, procediu a la polidora per eliminar materials de 2-3 mm de gruix.
• Per a la depressió superior, fixeu la peça en sentit bancari i traieu lentament el material amb llima i paper de vidre. enganxeu el paper de sorra sobre un bloc de fusta per obtenir una superfície plana i utilitzeu-lo.
• Per al tall retallat, dibuixeu la forma desitjada i utilitzeu una perforadora per retallar el mataerial.
• Utilitzeu xapa de paper per cobrir la posició plana. Això es fa de manera que el led brilla en forma de signe més. aplicar fevicol SH i aplicar xapa de paper prement-la suaument i mantenint-la fins que s’assequi. Utilitzeu paper de sorra per donar acabat als laterals.
• Feu servir araldita per col·locar els imants a la ranura.

Per a la impressió 3D he utilitzat ABS blanc a l’ultimaker. És millor orientar el fitxer STL de manera que la part exterior obtingui el millor acabat. Després d'imprimir, traieu el material de suport i enganxeu l'imant amb araldita.

• Utilitzeu gel Araldite / fevi per enganxar la pantalla a la ranura.
• Soldeu les connexions diplay
• Soldeu el LED addicional utilitzat al costat i el símbol més (opcional).
• Soldeu el 5v i la terra des del port USB al mòdul de càrrega sense fils fins al port Vin i GND d’arduino. Això es fa de manera que, un cop connecteu l’alimentació usb, també s’activi l’arduino.

Pas 6: Aprenentatges

Com que es tractava d’un projecte experimental, no va sortir com s’esperava. Hi ha alguns aprenentatges que voldria tenir presents per a la meva pròxima iteració.

• Prepareu un full de fabricació mental enumerant tots els processos de fabricació del producte. Això donaria els processos i les seves dependències. Prepareu un gràfic de Gantt si és possible i seguiu-lo estrictament.
• Sempre preferiu l’operació manual amb el model final. Els mètodes de prototipatge ràpid només són per a maquetes que no donen un acabat adequat.
• El MDF és fàcil de treballar, però l’acabat material de la fusta és inigualable. Podeu aconseguir l’aspecte de la fusta aplicant xapes, però això només seria possible si les vostres superfícies són planes.
• Els accessoris de premsa són menys fiables a menys que vulgueu un modelat per injecció de grau industrial.
• Reduïu el nombre de components per facilitar el muntatge.
• Per a productes com aquests, dissenyeu el mínim possible seguint el disseny de Braun. Vigileu els detalls i l’artesania.
• Tingueu present el procés abans de fabricar. Cerqueu productes relacionats i els seus materials i estudieu-ne la fabricació abans de començar a fabricar el vostre producte.