Einfache neigungsbasierte Farbänderung der drahtlosen Rubik's Cube-Lampe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Heute bauen wir diese fantastische Rubik's Cube-artige Lampe, die ihre Farbe ändert, je nachdem, welche Seite oben ist. Der Cube läuft mit einem kleinen LiPo-Akku, der über ein Standard-Micro-USB-Kabel aufgeladen wird, und hat in meinen Tests eine Akkulaufzeit von mehreren Tagen.

Dieses Tutorial ist ein großartiges Anfängerprojekt und erfordert nur minimale Werkzeuge!

Ich bin ein relativer Anfänger, wenn es um Schaltungen geht. Ich habe vor weniger als einem Monat zum ersten Mal einen Lötkolben in die Hand genommen und hoffe, dass dieses Tutorial andere Anfänger dazu inspiriert, ihr erstes Schaltungsprojekt zu starten. Wenn Sie dieses Instructable mögen, würde es meinen Tag machen, wenn Sie im Remix-Wettbewerb dafür gestimmt haben!

Ich wurde von Well Done Tips' erstaunlichem Wireless LED Cube Light Instructable inspiriert, aber ich wollte es weiter ausbauen und stellte fest, dass es super cool wäre, mehr als eine Farbe zu haben. Schließlich hat der Zauberwürfel mehr als nur eine Farbe – warum sollte es also nur ein Licht geben?

Für eine Weile war ich über die Orientierungserkennung ratlos und dachte, ich müsste vielleicht einen kleinen Mikrocontroller und einen Beschleunigungsmesser hinzufügen. Da mein Ziel jedoch darin bestand, dass der Würfel drahtlos sein sollte, wusste ich, dass ich eine Batterie hinzufügen musste und da dies mehr Saft verbrauchen würde, als ich möchte, wollte ich diesen Weg nicht gehen.

Da habe ich das LED Cube Licht von lonesoulsurfer gefunden! Seine Lampe benutzte einen Quecksilberschalter, um das Licht zu steuern. Allerdings wollte ich kein Quecksilber verwenden – es ist wirklich schlecht für die Umwelt – aber zum Glück sind Kippschalter eine tolle Alternative.

Ich wollte dieses Tutorial auch anfängerfreundlich gestalten, Materialien verwenden, die leicht online oder in einem Geschäft gekauft werden können, und die Verwendung von Geräten (wie einer Tischkreissäge) einschränken, die viele Leute, einschließlich mir, nicht haben.

Lass uns anfangen!

Lieferungen

Folgende Materialien werden benötigt:

• Lötkolben und Lot
• Bohrmaschine und kleiner Bohrer
• Bügelsäge mit feinen Zähnen
• Herrscher
• Sharpie
• Heißklebepistole
• Klemme (zum Sägen)
• Sandpapier
• Atemschutzmaske / n95-Maske zum Schneiden + Schleifen
• Kabelschneider
• Abisolierzange

Schritt 1: Materialien

• Platte aus klarem Acryl (alias Plexiglas, alias glorifizierter Kunststoff). Ich habe 3 mm dickes Plexiglas verwendet, wahrscheinlich etwa 24 x 36 (Überbleibsel von einem alten, zerlegten intelligenten Spiegel).
• Weiße Sprühfarbe – leicht zu finden bei Home Depot oder Lowe’s.
• Perfboard -
• Rote, blaue, grüne, orange und weiße LEDs (kann eine davon gegen gelbe austauschen)
• 3,7 V LiPo Akku (ich habe 1100 mAh verwendet) -
• 100 Ohm Widerstand oder 220 Ohm je nach LEDs
• 5 Kippschalter -
• TP4056 Lademodul -
• Rotes und weißes Kabel
• Ersatzaufkleber für Zauberwürfel

Die weiße Sprühfarbe verleiht dem Acryl ein schönes, streuendes Finish. Es ist jedoch unnötig, wenn Sie stattdessen ein weißes transluzentes Acryl wie dieses kaufen.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass der Würfel nicht wirklich aus einem echten Zauberwürfel gebaut ist, wie der Würfel von Well Done Tips. Ich habe zunächst versucht, den Bauprozess von Well Done Tip zu kopieren, indem ich das Innere eines Würfels (R.i. P.-Würfel) ausgeschnitten und Acrylstücke dazwischen gelegt habe. Da ich leider nicht die Maschinen habe, die er hat, habe ich eine Bügelsäge verwendet, um die superkleinen Acrylstücke zu schneiden, und der Würfel war unglaublich schief und ehrlich gesagt hässlich. Also machen wir uns mit einem modifizierten Design auf den Weg: 6 quadratische Stücke Acryl plus Ersatz-Rubik's-Würfel-Aufkleber!

P.s. Sie fragen sich vielleicht, warum überhaupt Ersatzaufkleber verkauft werden. Meine Speedcuber-Freunde sagen mir, dass die Aufkleber mit der Zeit von ihren (teuren) Würfeln fallen und Ersatzaufkleber praktisch sind. Wer wusste?

Schritt 2: 6 quadratische Stücke Acryl ausschneiden

Zeichne mit einem Lineal sechs 6 mm x 6 mm große Acrylstücke nach.

Acryl kann angeblich mit einem einfachen Cuttermesser geschnitten werden, aber nach mehreren Kerben + Versuchen, das Acryl abzubrechen, blieb mir immer noch ein intaktes Stück. Daher habe ich mich für das nächstbeste entschieden: eine Bügelsäge.

(Ich weiß, dass eine Bügelsäge nicht die beste oder genaueste Art ist, Acryl zu schneiden. Sie ist jedoch das billigste und auch das einzige Werkzeug, das ich hatte.)

Schneiden Sie die 6 Teile aus und tragen Sie dabei unbedingt eine Atemschutzmaske oder eine Maske - bei diesem Vorgang wird viel Staub erzeugt. Eine anständige Anzahl von Tutorials zeigt sie nicht, wie sie eine Maske tragen, und so sehr ich eine gute Acrylbeschichtung auf meiner Lunge liebe, sagt die CDC, dass sie nicht so gut für mich ist.

(Beachten Sie, dass die chirurgischen Masken, die wir heutzutage alle tragen, um nach draußen zu gehen, nicht ausreichen, um Acrylstaub herauszufiltern!)

Ein normaler Zauberwürfel hat Seiten von ca. 5,5 mm. Damit aber mehr Licht durch den Würfel kommt, habe ich ihm ein paar Millimeter mehr gegeben.

Schleifen Sie die Kanten ab, wenn sie sehr rau sind.

Schritt 3: Sprühfarbe Zeit

Lege die Quadrate auf ein Stück Pappe oder Zeitung – etwas, das du mit Sprühfarbe besprühen kannst. Halten Sie die Sprühdose etwa 2-3 Fuß entfernt und gehen Sie mehrmals über die Quadrate.

Achten Sie darauf, Farbe aus großer Entfernung zu sprühen. Wenn die Dose zu nahe an den Quadraten ist, werden Spritzer auf der Oberfläche sichtbar, und das wollen wir nicht.

Sprühen Sie NUR eine Seite des Würfels mit Farbe – diese Seite ist die nach innen gerichtete Seite. Die andere Seite sollte für das ~schöne Plexiglasgefühl~ so belassen werden.

(Buzzkill-Zeit: Sie sollten auch eine Maske zum Sprühen tragen - Sprühfarbe ist unangenehm, um in Ihre Lungen zu gelangen).

Lassen Sie die Sprühfarbe trocknen. 3-4 Stunden sollte es tun.

Schritt 4: Zusammenbau des Würfels (irgendwie)

Legen Sie 4 Seiten des Würfels zusammen. Halten Sie 2 Teile gleichzeitig zusammen und geben Sie dann Heißkleber in den inneren Schnittpunkt der beiden Seiten.

Passen Sie auf, dass Sie die Heißklebepistole nicht zu nahe an die Sprühfarbe bringen - sie schmilzt und Sie werden Flecken in der Sprühfarbe haben (Sie können sehen, dass dies auf dem Bild passiert ist - ich habe den Würfel zerlegt), Entfernen der Sprühfarbe mit Aceton und erneutes Anfertigen).

(Sekundenkleber kann auch verwendet werden, aber nachdem ich eine schlimme Verbrennung durch Sekundenkleber und Baumwolle bekommen habe, möchte ich das nicht noch einmal tun.)

Wir verlassen das 5. und 6. Feld für das Ende.

Die Sprühfarbe-Seite sollte INNERHALB des Würfels zeigen.

Schritt 5: Anschließen des Akkus an das Lademodul

Auf der dem Micro-USB gegenüberliegenden Seite des TP4056 befinden sich 4 Lötstellen. Wie Sie vielleicht erraten haben, sind Out + und Out - für den eigentlichen Stromkreis, während B+ und B- mit der Batterie verbunden sind.

Schneiden Sie zuerst den Mikro-JST-Anschluss am Akku ab und streifen Sie die Enden der beiden Drähte ab. Löten Sie dann das rote Kabel (positiv oder Strom) an B+ und das schwarze Kabel (negativ oder Masse) an B-. Es gibt einige Tutorials zum Durchkontaktieren, daher gehe ich hier nicht darauf ein. Jetzt können Sie ein Micro-USB-Kabel an den Akku anschließen und die rote LED am TP4056 sollte aufleuchten (was anzeigt, dass der Akku geladen wird). Sobald der Ladevorgang abgeschlossen ist, wechselt die LED von rot auf blau.

Ein Hinweis zu LiPo-Akkus: Sie sind EXTREM gefährlich. Ja, Ihr Telefon, Ihr Computer und Ihr Tablet werden mit LiPo-Akkus betrieben, aber sie verwenden einen umfangreichen Ladeschutz und Überwachungsschaltungen, die sicherstellen, dass Ihr Telefon (normalerweise) nicht in Flammen aufgeht. Und LiPo-Feuer sind nicht wie normale Feuer – sie können ohne Sauerstoff laufen und brennen oft Häuser nieder. Haben Sie erschreckende Videos von brennenden Miniflugzeugen gesehen? Das ist wahrscheinlich LiPo schief gelaufen.

Das TP4056 verfügt über eine integrierte Ladeschutzschaltung. Dies bedeutet, dass die Batterie vor Überladung und Tiefentladung geschützt wird. Dies ist jedoch keine Entschuldigung für einen unachtsamen Umgang mit dem Akku. Zu den Aktivitäten, die ich nicht empfehle, mit dem Akku durchzuführen, gehören:

1. In die Toilette fallen lassen.
2. Der Versuch, es mit einem Ziegelstein zu zerquetschen.
3. Versuch es mit einem Messer aufzuschneiden.
4. Essen es (ok, das sollte offensichtlich sein).

Wie auch immer, das ist das Ende meiner LiPo-Schmähschrift. Seien Sie nur nicht zu nachlässig und es wird Ihnen wahrscheinlich gut gehen!

Schritt 6: Elektronikzeit

Die Magie des Farbwechsels des Würfels kommt von 5 verschiedenen Neigungsschaltern. Da jeweils nur eine LED leuchtet, können wir einen Widerstand für die mehreren LEDs verwenden.

Der obige Schaltplan bietet einen Schaltplan für ein Steckbrett, kann aber leicht an ein Perfboard angepasst werden. (Wenn Sie möchten, dass ich einen Perfboard-Schema hinzufüge, kann ich dies tun - kommentieren Sie einfach!)

Fügen Sie den Widerstand in die Ecke des Perfboards ein und biegen Sie dann eine Leitung entlang der ersten Lochreihe. Fügen Sie dann die 5 Kippschalter entlang der Lochreihe hinzu, so dass eine Leitung des Kippschalters den Widerstand berührt und der andere Schalter in der zweiten Reihe ist.

Der Widerstand beträgt 100 Ohm, was für Standard-5-mm-LEDs ausreicht, da die von der Batterie entladene Spannung 3,7 V beträgt.

Ein normaler Zauberwürfel hat Gelb/Weiß, Blau/Grün und Rot/Orange gegenüber. Daher müssen wir sicherstellen, dass jeder Neigungsschalter in die richtige Richtung weist. Die korrekten Richtungen in Bezug auf das Perfboard, vorausgesetzt, dass Gelb die „Aus“-Farbe ist, sind wie folgt:

1. Weiß: Oben (aus dem Perfboard, dir zugewandt)
2. Blau: Osten
3. Orange: Norden
4. Grün: Westen
5. Rot: Süd

Als nächstes fügen Sie die LEDs dem entsprechenden Neigungsschalter hinzu. Stellen Sie sicher, dass das längere Bein der LED das Bein ist, das den Neigungsschalter berührt. Löten Sie dann alle kürzeren Beine der LEDs zusammen.

Löten Sie ein Stück roten Draht an die nicht gebogene Seite des Widerstands und löten Sie ein Stück weißen Draht an die Beine der LEDs (die Sie gerade angeschlossen haben).

Schließlich das weiße Kabel an OUT- am TP4056 anlöten, dann das rote Kabel an das OUT+-Loch anlöten (es ist eine gute Praxis, immer zuerst Masse anzuschließen!).

Ich habe die Schaltung zuerst mit einem Steckbrett getestet und dann die Schaltung auf das Perfboard übertragen. Stellen Sie sicher, dass sich das weiße und rote Kabel, das vom Perfboard zum TP4056 führt, an der Unterseite des Perfboards befindet - das Perfboard befindet sich über dem TP4056.

Jetzt können wir testen, ob die Schaltung wie erwartet funktioniert, indem wir das Perfboard in verschiedene Richtungen neigen.

Schritt 7: Kleben Sie Aufkleber auf den Würfel und die 2 noch nicht befestigten Seiten

Dies war der nervenaufreibendste Teil des Builds. Es war ziemlich schwierig, die Aufkleber so auf den Würfel zu legen, dass sie alle gerade waren.

Stellen Sie sicher, dass Sie Aufkleber auf der rechten Seite hinzufügen. Sie müssen so hinzugefügt werden, dass sich Gelb/Weiß, Blau/Grün und Rot/Orange gegenüberliegen

Ich habe Gelb als "Aus"-LED-Farbe gewählt. Dies bedeutete, dass sich der Ladeanschluss nicht auf der gelben oder weißen Seite befinden konnte. Daher müssen die beiden nicht verbundenen Quadrate Weiß und eine andere Farbe neben Gelb haben (Rot, Blau, Grün oder Orange – ich habe Rot gewählt).

Tipp: Es ist einfacher, wenn Sie eine Länge ungeschälter Aufkleber hinter die Seite legen, auf der Sie gerade Aufkleber hinzufügen, eine Taschenlampe hinter diese Seite leuchten und dann Aufkleber hinzufügen. Auf diese Weise können Sie den Umriss der Aufkleber leicht erkennen und als Leitfaden für das Anbringen von Aufklebern verwenden.

Schritt 8: Machen Sie ein Loch für den Ladeanschluss

Mit den hinzugefügten Aufklebern können wir jetzt ein Loch für den Ladeanschluss des TP4056 erstellen. Kleben Sie das TP4056 mit Heißkleber auf den Akku, wobei der Ladeanschluss bündig mit der Kante des Akkus abschließt. Markieren Sie dann auf dem Acryl die Stelle, an der der Ladeanschluss auf der nicht befestigten Seite durchgehen soll.

Als nächstes verwenden Sie einen kleinen Bohrer, um 3 kleine Löcher zu bohren, wo der Ladeanschluss hingehen muss. Verwenden Sie den Ladeanschluss als Anhaltspunkt dafür, wie groß das Loch sein muss. (Dieser Teil war auch überraschend schwer).

Schritt 9: Zusammenbau des Würfels, wieder

Zeit für die Endmontage! Jetzt, wo der Ladeanschluss vorhanden ist, können wir alles andere zusammenstellen.

Nehmen Sie ein Micro-USB-Kabel und stecken Sie es durch das Ladeanschlussloch, das Sie gerade in der nicht befestigten Seite gemacht haben.

Verbinden Sie es mit dem TP4056 am Akku, sodass der Akku seitlich bündig anliegt.

Fügen Sie Heißkleber an drei Kanten des Würfels hinzu, wo die nicht befestigte Seite mit dem Anschluss geht, und an die Stelle, an der die Batterie kleben muss. Fügen Sie dann schnell die Batterie und die nicht befestigte Seite zum Würfel hinzu.

Stellen Sie sicher, dass die Schaltung auf dem Perfboard vom TP4056 isoliert ist, indem Sie etwas dazwischen legen - ich habe eine Baumwollrunde verwendet. Kleben Sie das Perfboard mit Heißkleber auf die Baumwollrunde und die Baumwollrunde auf den Akku (es sollte Platz auf dem Akku sein, der nicht vom TP4056) eingenommen wird.

Stellen Sie sicher, dass das Perfboard so eben wie möglich ist – dies stellt sicher, dass die LEDs leuchten, wenn sie es sollen

Zum Schluss das letzte nicht befestigte Stück auf die Oberseite kleben und fertig!

Schleifen Sie alle rauen Kanten ab.

Schritt 10: Fazit

Genießen Sie Ihr neues super tolles Würfellicht! Zeigen Sie es allen Ihren (extrem eifersüchtigen) Freunden.

Wenn ich es noch einmal machen würde: Ich würde beim Schneiden der Acrylteile viel vorsichtiger sein und sie wahrscheinlich in einem 45-Grad-Winkel vorgeschnitten bestellen, damit sie zusammenpassen. Ich würde wahrscheinlich auch Epoxid verwenden, um es zusammenzukleben, und weißes Acryl bestellen, anstatt sich mit Sprühfarbe zu beschäftigen, die sich leicht abkratzen lässt.

Ich hoffe, Sie mochten dieses Instructable! Wenn ja, ziehen Sie bitte erneut in Betracht, im Remix-Wettbewerb dafür zu stimmen

Kommentare, Bedenken, Fragen, konstruktive Kritik sind willkommen.