Let tilt-baseret farveændrende trådløs Rubiks kubelampe: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

I dag skal vi bygge denne fantastiske Rubiks Cube-lignende lampe, der skifter farve baseret på hvilken side der er opad. Terningen kører på et lille LiPo-batteri, opladet af et standard mikro-usb-kabel, og har i min test en batterilevetid på flere dage.

Denne vejledning er et fantastisk nybegynderprojekt og kræver minimale værktøjer!

Jeg er en relativ nybegynder, når det kommer til kredsløb-jeg hentede første gang et loddejern for mindre end en måned siden, og jeg håber, at denne vejledning inspirerer andre begyndere til at starte deres første kredsløbsprojekt. Hvis du kan lide denne Instructable, ville det gøre min dag, hvis du stemte på den i Remix -konkurrencen!

Jeg blev inspireret af Well Done Tips’fantastiske Wireless LED Cube Light Instructable, men jeg ville forlænge det yderligere og indså, at det ville være super fedt at have mere end en farve. Rubiks terning har jo mere end bare en farve-så hvorfor skulle der kun være et lys?

Et stykke tid var jeg stumped på orienteringsdetekteringen og tænkte, at jeg måske skulle tilføje en lille mikrokontroller og accelerometer. Da mit mål var, at terningen skulle være trådløs, vidste jeg, at jeg skulle tilføje et batteri, og da det ville dræne mere juice, end jeg gerne ville, ville jeg ikke gå den vej.

Det var da jeg fandt lonesoulsurfers LED Cube -lys! Hans lampe brugte en kviksølvkontakt til at styre lyset. Jeg ville dog ikke bruge kviksølv-det er virkelig dårligt for miljøet-men heldigvis er vippekontakter et godt alternativ.

Jeg ville også gøre denne vejledning begyndervenlig, bruge materialer, der let kunne købes online eller i en butik, og begrænse brugen af udstyr (f.eks. En bordsav), som mange mennesker, inklusive mig, ikke har.

Lad os komme igang!

Forbrugsvarer

Følgende forsyninger er nødvendige:

• Loddejern og loddetin
• Boremaskine og lille bor
• Hacksav med fine tænder
• Lineal
• Sharpie
• Varm limpistol
• Klemme (til savning)
• Sandpapir
• Respirator / n95 maske til skæring + slibning
• Trådskærer
• Wire stripper

Trin 1: Materialer

• Ark af klar akryl (a.k.a plexiglas, a.k.a glorificeret plast). Jeg brugte 3 mm tykt plexiglas, sandsynligvis omkring 24x36 (rester fra et gammelt adskilt smart spejl).
• Hvid spraymaling - let at finde hos Home Depot eller Lowe's.
• Perfboard -
• Rød, blå, grøn, orange og hvid lysdiode (kan bytte en af disse til gul)
• 3,7v LiPo -batteri (jeg brugte 1100 mAh) -
• 100 ohm modstand eller 220 ohm afhængigt af lysdioderne
• 5 vippekontakter -
• TP4056 opladningsmodul -
• Rød og hvid ledning
• Udskiftning af Rubiks Cube -klistermærker

Den hvide spraymaling giver akrylen en flot diffus finish. Det er dog unødvendigt, hvis du i stedet køber en hvid gennemsigtig akryl som denne.

Så du har måske bemærket, at terningen faktisk ikke er bygget af en rigtig Rubiks terning, som Well Done Tips’terning. Jeg forsøgte oprindeligt at kopiere Well Done Tip’s byggeproces ved at skære ind i en terning (r.i.p. terning) og lægge stykker akryl imellem. Desværre, da jeg ikke har det maskineri, han har, brugte jeg en hacksav til at skære de super små stykker akryl, og terningen endte med at blive utrolig skæv og ærlig talt grim. Således kommer vi frem med et modificeret design: 6 firkantede stykker akryl plus udskiftning af Rubiks terninger!

P.s. Du undrer dig måske over, hvorfor der overhovedet sælges udskiftningsklistermærker. Mine speedcuber -venner fortæller mig, at klistermærkerne med tiden vil falde af deres (dyre) terninger, og at udskiftningsklistermærker kommer godt med. Der kan man bare se?

Trin 2: Klip 6 firkantede stykker akryl ud

Brug en lineal til at spore seks 6 mm x 6 mm stykker akryl.

Akryl kan angiveligt skæres ved hjælp af en simpel værktøjskniv, men efter flere scoringer + forsøg på at afbryde akrylen stod jeg stadig tilbage med et intakt stykke. Som sådan gik jeg med det næstbedste: en hacksav.

(Jeg ved, at en hacksav ikke er den bedste eller mest præcise måde at skære akryl på. Det er dog det billigste og også det eneste værktøj, jeg havde.)

Skær de 6 stykker ud, og sørg for at bære åndedrætsværn eller maske mens du gør det-der dannes meget støv i denne proces. Et anstændigt antal tutorials viser dem ikke iført en maske, og lige så meget som jeg elsker en god belægning af akryl på mine lunger, siger CDC, at det ikke er for godt for mig.

(Bemærk, at de kirurgiske masker, vi alle bærer til at gå udenfor i dag, ikke er tilstrækkelige til at filtrere akrylstøv ud!)

En standard Rubiks terning har sider på cirka 5,5 mm. For at sikre, at mere af lyset kommer gennem terningen, gav jeg det dog et par ekstra millimeter.

Slib kanterne ned, hvis de er super ru.

Trin 3: Spray Paint Time

Læg firkanterne på et stykke pap eller avis-noget du godt kan få spraymaling på. Hold spraymalingskanden cirka 2-3 fod væk og gå over firkanterne flere gange.

Sørg for at sprøjte maling på god afstand. Hvis dåsen er for tæt på firkanterne, dukker der sprøjtemalingskugler op på overfladen, og det ønsker vi ikke.

KUN spraymaling den ene side af terningen-denne side vil være siden vendt indad. Den anden side skal efterlades som den ~ dejlige plexiglasfornemmelse ~.

(Buzzkill-tid: du bør også bære en maske til spraymaling-spraymaling er grimme ting at få i lungerne).

Lad spraymaling tørre. 3-4 timer skulle gøre det.

Trin 4: Montering af terningen (slags)

Sæt 4 sider af terningen sammen. Hold 2 stykker sammen ad gangen, og sæt derefter varm lim i det indre kryds mellem de to sider.

Vær forsigtig med ikke at bringe den varme limpistol for tæt på spraymaling-den smelter væk, og du ender med pletter i spraymaling (du kan se, at dette skete på billedet-jeg endte med at skille terningen fra hinanden, fjerner spraymaling med acetone og gør det igen).

(Superlim kan også bruges, men efter at have fået en dårlig forbrænding fra superlim og bomuldsreaktion, er jeg ikke så opsat på at gøre det igen.)

Vi forlader 5. og 6. firkant til sidst.

Sprøjtemalingens side skal vende INDEN for terningen.

Trin 5: Tilslutning af batteriet til opladningsmodulet

På siden af TP4056 modsat mikro -USB er der 4 punkter til lodning. Som du måske har gættet, er Out + og Out - for det faktiske kredsløb, mens B + og B- tilsluttes batteriet.

Først skal du lukke mikro -JST -stikket på batteriet af og fjerne enderne af de to ledninger. Derefter loddes den røde ledning (positiv eller strøm) til B+ og den sorte ledning (negative eller jordede) til B-. Der er en del tutorials om lodning, så jeg går ikke ind på det her. Nu kan du tilslutte et mikro -USB -kabel til batteriet, og den røde LED på TP4056 skal lyse (angiver, at batteriet oplades). Når opladningen er fuldført, skifter LED'en fra rød til blå.

En note om LiPo -batterier: de er ekstremt farlige. Ja, din telefon, computer og tablet drives af LiPo -batterier, men de bruger omfattende opladningsbeskyttelse og overvågningskredsløb, der sikrer, at din telefon (normalt) ikke brænder i flammer. Og LiPo-brande er ikke som normale brande-de kan køre uden ilt og brænder ofte huse ned. Har du set nogen frygtindgydende videoer af mini -fly i brand? Det er sandsynligvis LiPo gået galt.

TP4056 har indbygget opladningsbeskyttelseskredsløb. Det betyder, at det beskytter batteriet mod overopladning og overladning. Dette giver dig dog ikke en undskyldning for at være skødesløs omkring batteriet. Aktiviteter, jeg ikke anbefaler at udføre med batteriet, omfatter:

1. Smider det i toilettet.
2. Forsøger at knuse den med en mursten.
3. Forsøger at skære den op med en kniv.
4. Spise det (ok, dette burde være indlysende).

Anyway, det er slutningen på min LiPo diatribe. Bare vær ikke alt for skødesløs, og du har det sikkert godt!

Trin 6: Elektronik tid

Terningens farveskiftende magi kommer fra 5 forskellige vippekontakter. Da kun en LED ad gangen vil lyse, kan vi bruge en modstand til flere LED'er.

Kredsløbsdiagrammet ovenfor giver en skematisk oversigt over et brødbræt, men kan let tilpasses et perfboard. (Hvis du vil have mig til at tilføje en skitse af perfboard, kan jeg bare kommentere det!)

Tilføj modstanden i hjørnet af perfboardet, og bøj derefter en ledning langs den første række af huller. Tilføj derefter de 5 vippekontakter langs hullerækken, så den ene ledning på vippekontakten rører modstanden, og den anden kontakt er på den anden række.

Modstanden er 100 ohm, hvilket er godt nok til standard 5 mm lysdioder, da spændingen afladet fra batteriet er 3,7V.

En normal Rubiks terning har gul/hvid, blå/grøn og rød/orange modsat hinanden. Som et resultat heraf skal vi sikre os, at hver vippekontakt vender den rigtige retning. De korrekte retninger i forhold til perfboardet, forudsat at gul er “off” -farven, er som følger:

1. Hvid: Op (ud af perfboardet, vendt mod dig)
2. Blå: øst
3. Orange: Nord
4. Grøn: vest
5. Rød: Syd

Tilføj derefter lysdioderne til deres tilsvarende vippekontakt. Sørg for, at LED'ens længere ben er det ben, der rører vippekontakten. Derefter loddes alle de kortere ben på lysdioderne sammen.

Lod et stykke rød ledning til den ikke-bøjede side af modstanden, og lod et stykke hvid ledning til benene på lysdioderne (som du lige har tilsluttet).

Til sidst loddes den hvide ledning til OUT- på TP4056, derefter loddes den røde ledning til OUT+ hullet (det er god praksis altid at forbinde jorden først!).

Jeg testede først kredsløbet med et brødbræt og overførte derefter kredsløbet til perfboard. Sørg for, at den hvide og røde ledning, der går fra perfboardet til TP4056, er på bunden af perfboardet-perfboardet vil være over TP4056.

Nu kan vi teste, at kredsløbet fungerer som forventet ved at vippe perfboardet i forskellige retninger.

Trin 7: Anbring klistermærker på terningen og de 2 endnu ikke vedhæftede sider

Dette var den mest nervepirrende del af bygningen. Det var ret svært at tilføje klistermærkerne til terningen, så de alle var lige.

Sørg for at tilføje klistermærker til højre side. De skal tilføjes, så gul/hvid, blå/grøn og rød/orange står over for hinanden

Jeg valgte gul til at være “slukket” LED -farve. Dette betød, at opladningsporten ikke kunne være i den gule eller hvide side. Således skal de to ikke-tilknyttede firkanter have hvid og en anden farve ved siden af gul (rød, blå, grøn eller orange-jeg valgte rød).

Tip: det er lettere, hvis du lægger en længde af ikke -skrællede klistermærker bag den side, du i øjeblikket tilføjer klistermærker til, skinner en lommelygte bag den side og derefter tilføjer klistermærker. På denne måde kan du let se omridset af klistermærkerne og bruge det som en vejledning til placering af klistermærker.

Trin 8: Lav et hul til opladningsporten

Med tilføjede klistermærker kan vi nu oprette et hul til opladningsporten TP4056. Varm lim TP4056 til batteriet, med opladningsporten på flugt med kanten af batteriet. Marker derefter stedet på akrylen, hvor opladningsporten skal gå igennem på den ikke -fastgjorte side.

Brug derefter et lille bor til at lave 3 små huller, hvor opladningsporten skal gå. Brug opladningsporten som en guide til, hvor stort hullet skal være. (Denne del var også overraskende hård).

Trin 9: Montering af terningen igen

Tid til sidste samling! Nu hvor ladeporten er på plads, kan vi sammensætte alt andet.

Tag et mikro -usb -kabel, og stik det gennem opladningsporthullet, som du lige har lavet i den ikke -tilknyttede side.

Tilslut det til TP4056 på batteriet, så batteriet flugter mod siden.

Tilføj varm lim til tre kanter af terningen, hvor den ubeslåede side med porten vil gå, og det sted, hvor batteriet skal sidde fast. Tilføj derefter hurtigt batteriet og den ikke -fastgjorte side til terningen.

Sørg for, at kredsløbet på perfboardet er isoleret fra TP4056 ved at placere noget imellem det-jeg brugte en bomuldsrunde. Varm limpladen til bomuldsrunden og bomuldsrunden til batteriet (der skal være plads på batteriet, der ikke optages af TP4056).

Sørg for, at perfboardet er så plant som muligt-dette vil sikre, at lysdioderne lyser, når de skal

Lim til sidst det sidste faststående stykke på toppen, og vi er færdige!

Slib eventuelle ru kanter.

Trin 10: Konklusion

Nyd dit nye super fantastiske terninglys! Vis det frem for alle dine (ekstremt jaloux) venner.

Hvis jeg skulle gøre det igen: Jeg ville være meget mere forsigtig med at skære stykkerne i akryl og sandsynligvis bestille dem forskårne i en 45 graders vinkel, så det passer sammen. Jeg ville også sandsynligvis bruge epoxy til at lime det sammen og bestille hvid akryl frem for at bekymre mig om spraymaling, som let kan ridse af.

Jeg håber du kunne lide denne Instructable! Hvis du gjorde det igen, kan du overveje at stemme på det i Remix -konkurrencen

Kommentarer, bekymringer, spørgsmål, konstruktiv kritik er alle velkomne.