Bolt - Nočné hodiny pre bezdrôtové nabíjanie DIY (6 krokov): 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Indukčné nabíjanie (tiež známe ako bezdrôtové nabíjanie alebo bezdrôtové nabíjanie) je typ bezdrôtového prenosu energie. Na prenos elektriny do prenosných zariadení používa elektromagnetickú indukciu. Najbežnejšou aplikáciou je štandard bezdrôtového nabíjania Qi pre smartfóny, inteligentné hodinky a tablety. Indukčné nabíjanie sa používa aj vo vozidlách, elektrickom náradí, elektrických zubných kefkách a zdravotníckych pomôckach. Prenosné zariadenie je možné umiestniť do blízkosti nabíjacej stanice alebo indukčnej podložky bez toho, aby bolo potrebné ich presne zarovnať alebo vytvoriť elektrický kontakt s dokom alebo zástrčkou.

V rámci programu Open Elective 2020 v Národnom inštitúte dizajnu v Indii sme mali seminár s názvom „Je čas to zvládnuť“, ktorý uskutočnila naša vedúca a hosťujúca fakulta v oblasti produktového dizajnu Mayur Bhalavi. Tento workshop bol zameraný na vytváranie a zdieľanie tvorivej časti v komunite. Jedná sa o experimentálny DIY projekt, ktorý som urobil s cieľom preskúmať materiálovú interakciu dreva a 3D tlače, aby som vyrobil nočné hodiny s bezdrôtovou nabíjačkou. Bolo by to prínosom pre ľudí, ktorí majú vo zvyku posúvať sa po Instagrame a Facebooku, kým nezaspia. Začnime vyrábať!

Disclaimer: Tento projekt bol pre vzdelávaciu skúsenosť viac zameraný na proces, než na produkt. Konečný výstup priniesol výsledky, ale nie uspokojivé. V budúcnosti budem nahrávať druhú iteráciu tohto modelu

Krok 1: Potrebný materiál

Bezdrôtový nabíjací obvod

• Modul bezdrôtovej nabíjačky Qi, odkaz Amazon
• Prijímač bezdrôtového nabíjania Qi (Dodáva sa s rôznymi portami v závislosti od telefónu, ktorý používate. Použil som C-Type pre oneplus 7) amazon link

Okruh nočných hodín

• Odkaz na amazon nano ATmega 328p amazon
• Odkaz na amazon DS1307 RTC
• 128x32 modul Oled / TM1637 pre displej (OLED / tm1637)
• 3mm biele LED (20)
• Snímač teploty a vlhkosti DHT11 (voliteľné) dht11
• spojovacie vodiče
• DPS

Telo

• ABS (materiál pre 3D tlač)
• 25 mm MDF (25 x 15 cm)
• neodymové magnety (8 kusov)

Nástroje

• Araldit
• spájkovačka a drôt
• 3D tlačiareň
• CNC router
• Filer
• Brúsny papier
• dyha
• Fevicol SH

Krok 2: Testovanie obvodu

Možno budete musieť otestovať obvod bezdrôtového nabíjania. Radšej používam nepájivé a prepojovacie vodiče na testovanie všetkých komponentov pred spájkovaním.

• Pripojte modul k napájaniu USB, pripojte mobilný telefón a položte telefón na cievku. Uistite sa, že cievka modulu prijímača je umiestnená presne nad hlavnou cievkou. LED dióda bude svietiť a prípadne bude indikované nabíjanie. Pozrite si ukážku vo videu.
• Pripojte Arduino a ďalšie komponenty podľa schém. (Na testovanie používam Arduino Uno, ale môžete použiť aj nano).
• Otvorte Arduino IDE a stiahnite si potrebné súbory knižnice. Nasledoval som tento odkaz na prepojenie RTC a LED 7 segmentového displeja.
• Môj kód môžete použiť alebo upraviť podľa svojich predstáv. pred odoslaním skontrolujte port COM a dosku. Nasledoval som tento odkaz na návod a kód som upravil. Odovzdal som knižnicu a kód, ktorý som použil.

Krok 3: Zostavenie DPS

Teraz jeho

čas na zhromaždenie všetkých komponentov na jednej doske. Spájkujte súčasti čo najkompaktnejšie, ale uistite sa, že sa nepretínajú.

• Na meranie vzdialenosti medzi Arduinom a modulom bezdrôtového nabíjania použite posuvné meradlá alebo stupnicu Vernier.
• Je dôležité, pretože v tele musíme vytvoriť sloty, ktoré používateľovi umožnia nabíjať a preprogramovať Arduino, kedykoľvek to bude potrebné.
• Pri spájkovaní odstráňte prebytočné kolíky a ďalšie vodiče. Dbajte na to, aby ste komponenty nespájali pri spájkovaní.

Krok 4: Príprava modelu CAD

Hneď ako sa zmerajú rozmery každého komponentu na doske plošných spojov, začnime s modelom CAD

• Nápadom môžete preskúmať svoj vlastný dizajn. Pripravil som list prieskumu a vybral z nich to najlepšie.
• Na vytvorenie dvoch častí, veka a základného tela, som použil Solidworks. Veko je vyrobené z MDF a základné telo je vytlačené 3D tlačou.
• Poskytnite mimoriadnu toleranciu 1-2 mm, pretože automatizovaná výroba má niekoľko chýb.
• Nástroje na vykresľovanie, ako napríklad keyhot, môžu poskytnúť lepšiu vizualizáciu konečného produktu. Môžete dokonca experimentovať s inými materiálmi. Môžete sa obrátiť na moje súbory CAD, ktoré som nahral.

Krok 5: Výroba a montáž

Keďže bol tento projekt experimentálny, chcel som vyrobiť diely z materiálu podobného drevu a plastu. Vybral som CNC frézovanie MDF a 3D tlač, aby som ušetril čas. Odporúčal by som ísť na ručné operácie s tesnou kontrolou tolerancie. Nasledujú kroky, ktoré som dodržal:

• Vezmite MDF najmenej o 10 mm hrubší ako výška dielu. Moja výška súčiastky bola 10 mm a vzal som MDF 25 mm. Odrežte MDF tak, aby na 4 stranách bola vzdialenosť najmenej 20 mm na upevnenie skrutiek. Vždy je dobré mať 2-3 ďalšie diely pre prípad, že sa MDF pokazí.
• Na upevnenie dosky MDF na CNC routeri použite skrutky.
• Nahrajte súbor s krokmi a spustite smerovač. Pri výbere frézy používajte ten, ktorý je najvhodnejší na výrobu vašej súčiastky. Použil som 6 mm frézu, ale odporúča sa siahnuť po menších. Znížte rýchlosť tak, aby bola menšia pravdepodobnosť zlomenia alebo šírenia trhlín.
• Po skončení procesu odstráňte dosky dielu pomocou frézy.
• Na zníženie výšky použite všetok rezací stroj, aby ste získali blízku toleranciu. Potom pokračujte k brúsnemu stroju na odstránenie materiálov s hrúbkou 2 až 3 mm.
• Pre hornú priehlbinu pripevnite časť na stôl a pomaly odstráňte materiál pomocou pilníka a brúsneho papiera. prilepte brúsny papier na drevený blok, aby ste získali rovný povrch, a použite ho.
• Aby ste získali plus, nakreslite požadovaný tvar a pomocou vŕtačky vystrihnite materiál.
• Plochú polohu zakryte papierovou dyhou. To sa deje tak, že LED svieti vo forme znamienka plus. naneste fevicol SH a naneste papierovú dyhu jemným stlačením a podržaním, kým nezaschne. Na dokončenie strán použite brúsny papier.
• Pomocou aralditu umiestnite magnety do otvoru.

Na 3D tlač som použil biely ABS v ultimakere. Je lepšie orientovať váš STL súbor tak, aby vonkajšia časť získala najlepší povrch. Po vytlačení odstráňte podporný materiál a magnet prilepte aralditom.

• Na prilepenie displeja do otvoru použite gél Araldite/fevi.
• Spájkujte spoje diplay
• Spájkujte prídavnú LED diódu použitú na boku a plusový symbol (voliteľné).
• Spájkujte 5 V a uzemnenie z USB portu v module bezdrôtového nabíjania na port Vin a GND arduina. To sa deje tak, že akonáhle zapojíte napájanie USB, aktivuje sa aj arduino.

Krok 6: Učenie

Keďže išlo o experimentálny projekt, nevyšiel podľa očakávaní. Existuje niekoľko poznatkov, na ktoré by som pri ďalšej iterácii rád nezabudol.

• Pripravte si mentálny výrobný list uvedením všetkých procesov spojených s výrobou produktu. To by prinieslo procesy a ich závislosti. Ak je to možné, pripravte si Ganttov diagram a dôsledne sa ho držte.
• Pri konečnom modeli vždy uprednostnite ovládanie rukou. Metódy rýchleho prototypovania sú len pre makety, ktoré nedávajú správnu povrchovú úpravu.
• MDF sa ľahko opracováva, ale materiálová úprava dreva nemá obdobu. Vzhľad dreva môžete dosiahnuť použitím dyhy, ale to by bolo možné len vtedy, ak sú vaše povrchy rovné.
• Lisované tvarovky sú menej spoľahlivé, pokiaľ sa nechystáte na vstrekovanie do priemyselnej triedy.
• Znížte počet komponentov, aby bola montáž jednoduchšia.
• Pri výrobkoch, ako sú tieto, navrhujte čo najmenej podľa návrhu Braun. Dávajte pozor na detaily a remeselné spracovanie.
• Pred výrobou majte na pamäti tento proces. Pred výrobou produktu vyhľadajte súvisiace výrobky a ich materiály a preštudujte si ich výrobu.