Enkel vippebasert fargeskiftende trådløs Rubiks kubelampe: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

I dag skal vi bygge denne fantastiske Rubiks kube-lignende lampe som endrer farge basert på hvilken side som er opp. Kuben kjører på et lite LiPo-batteri, ladet med en standard mikro-usb-kabel, og har i min test en batterilevetid på flere dager.

Denne opplæringen er et flott nybegynnerprosjekt og krever minimale verktøy!

Jeg er en relativt nybegynner når det gjelder kretsløp-jeg tok først et loddejern for mindre enn en måned siden, og jeg håper at denne opplæringen inspirerer andre nybegynnere til å starte sitt første kretsprosjekt. Hvis du liker denne Instructable, ville det gjort dagen min hvis du stemte på den i Remix -konkurransen!

Jeg ble inspirert av Well Done Tips’fantastiske Wireless LED Cube Light Instructable, men jeg ønsket å utvide det ytterligere og innså at det ville være superkult å ha mer enn én farge. Tross alt har Rubiks kube mer enn bare en farge-så hvorfor skulle det bare være ett lys?

En stund var jeg overrasket over orienteringsdeteksjonen, og tenkte at jeg kanskje måtte legge til en liten mikrokontroller og akselerometer. Siden målet mitt var at kuben skulle være trådløs, visste jeg at jeg måtte legge til et batteri, og siden det ville tappe mer juice enn jeg skulle ønske, ville jeg ikke gå den veien.

Det var da jeg fant lonesoulsurfer's LED Cube -lys! Lampen hans brukte en kvikksølvbryter for å kontrollere lyset. Imidlertid ønsket jeg ikke å bruke kvikksølv-det er veldig ille for miljøet-men heldigvis er vippebrytere et godt alternativ.

Jeg ønsket også å gjøre denne opplæringen nybegynnervennlig, bruke materialer som enkelt kan kjøpes online eller i en butikk, og begrense bruken av utstyr (for eksempel en bordsag) som mange mennesker, inkludert meg, ikke har.

La oss komme i gang!

Rekvisita

Følgende rekvisita er nødvendig:

• Loddejern og loddetinn
• Drill Press og liten borekrone
• Hacksag med fine tenner
• Hersker
• Sharpie
• Varm limpistol
• Klemme (for saging)
• Sandpapir
• Respirator / n95 maske for kutting + sliping
• Wire cutter
• Wire stripper

Trinn 1: Materialer

• Ark av klar akryl (a.k.a plexiglass, a.k.a glorifisert plast). Jeg brukte 3 mm tykt plexiglass, sannsynligvis ca 24x36 (rester fra et gammelt demontert smart speil).
• Hvit spraymaling - lett å finne på Home Depot eller Lowe's.
• Perfboard -
• Rød, blå, grønn, oransje og hvit LED (kan bytte ut en av disse for gul)
• 3.7v LiPo -batteri (jeg brukte 1100 mAh) -
• 100 ohm motstand, eller 220 ohm avhengig av lysdiodene
• 5 vippebrytere -
• TP4056 lademodul -
• Rød og hvit ledning
• Utskiftende Rubik's Cube -klistremerker

Den hvite spraymaling gir akryl en fin diffus finish. Imidlertid er det unødvendig hvis du i stedet kjøper en hvit gjennomsiktig akryl som denne.

Så du har kanskje lagt merke til at terningen faktisk ikke er bygget av en ekte Rubiks kube, som Well Done Tips’terning. Jeg forsøkte først å kopiere Well Done Tips byggeprosess, ved å kutte ut innmaten i en terning (r.i.p. kube) og sette biter av akryl mellom. Dessverre, siden jeg ikke har maskineriet som han har, brukte jeg en baufil til å kutte de super små bitene av akryl, og terningen endte opp med å bli utrolig skrå og ærlig stygg. Dermed kommer vi fram med et modifisert design: 6 kvadratiske stykker akryl pluss erstatning Rubiks terninger!

P.s. Du lurer kanskje på hvorfor erstatningsklistremerker til og med selges. Mine speedcuber -venner forteller meg at klistremerkene vil falle av deres (dyre) terninger over tid, og at erstatningsklistremerker kommer godt med. Hvem visste?

Trinn 2: Klipp ut 6 firkantede stykker akryl

Bruk en linjal til å spore seks 6 mm x 6 mm stykker akryl.

Akryl kan visstnok kuttes ved hjelp av en enkel verktøykniv, men etter flere poengsummer + forsøk på å bryte av akrylen satt jeg fortsatt med et intakt stykke. Som sådan gikk jeg med det nest beste: en baufil.

(Jeg vet at en baufil ikke er den beste eller mest nøyaktige måten å kutte akryl på. Imidlertid er det det billigste, og også det eneste verktøyet jeg hadde.)

Klipp ut de 6 delene, og sørg for å bruke åndedrettsvern eller maske mens du gjør det-det dannes mye støv i denne prosessen. Et anstendig antall opplæringsprogrammer viser dem ikke iført maske, og så mye som jeg liker et godt akrylbelegg på lungene, sier CDC at det ikke er for bra for meg.

(Vær oppmerksom på at de kirurgiske masker som vi alle bruker for å gå utenfor i dag ikke er tilstrekkelig til å filtrere ut akrylstøv!)

En standard Rubiks kube har sider på ca 5,5 mm. For å sikre at mer av lyset kommer gjennom terningen, ga jeg den noen få millimeter ekstra.

Slip ned kantene hvis de er super grove.

Trinn 3: Spray Paint Time

Legg rutene på et stykke papp eller avis-noe du er ok med å få spraymaling på. Hold spraymalingskannen ca 2-3 fot unna og gå over rutene flere ganger.

Sørg for å spraye maling fra god avstand. Hvis boksen er for nær kvadratene, vil dukker av spraymaling dukke opp på overflaten, og vi vil ikke ha det.

Bare spray maling den ene siden av terningen-denne siden vil være siden vendt innover. Den andre siden bør stå igjen som for den ~ fine plexiglassfølelsen ~.

(Buzzkill-tid: du bør også bruke maske for spraymaling-spraymaling er ekkel ting å få i lungene).

La spraymaling tørke. 3-4 timer bør gjøre det.

Trinn 4: Montering av terningen (slags)

Sett sammen 4 sider av terningen. Hold to stykker sammen om gangen, og legg deretter varmt lim i det indre krysset mellom de to sidene.

Vær forsiktig så du ikke tar den varme limpistolen for nær spraymaling-den smelter bort, og du vil ende opp med flekker i spraymaling (du kan se at dette skjedde på bildet-jeg endte med å skille kuben fra hverandre, fjerner spraymaling med aceton og gjør det på nytt).

(Superlim kan også brukes, men etter å ha fått en dårlig forbrenning fra superlim og bomullsreagering, er jeg ikke så opptatt av å gjøre det igjen.)

Vi forlater 5. og 6. plass til slutten.

Spraymalingssiden skal vende INNE på terningen.

Trinn 5: Koble batteriet til lademodulen

På siden av TP4056 overfor mikro -USB er det 4 steder for lodding. Som du kanskje har gjettet, er Out + og Out - for den faktiske kretsen, mens B + og B- kobles til batteriet.

Først må du kutte av mikro JST -kontakten på batteriet og fjerne endene på de to ledningene. Deretter loddes den røde ledningen (positiv eller strøm) til B+ og den svarte ledningen (negativ eller jordet) til B-. Det er ganske mange opplæringsprogrammer om lodding gjennom hull, så jeg skal ikke gå inn på det her. Nå kan du koble en mikro -USB -kabel til batteriet, og den røde LED -en på TP4056 skal lyse (indikerer at batteriet lades). Når ladingen er fullført, skifter LED -en fra rødt til blått.

En merknad om LiPo -batterier: de er ekstremt farlige. Ja, telefonen, datamaskinen og nettbrettet drives av LiPo -batterier, men de bruker omfattende ladebeskyttelse og overvåkingskretser som sikrer at telefonen (vanligvis) ikke brenner i flammer. Og LiPo-branner er ikke som vanlige branner-de kan løpe uten oksygen og brenner ofte hus. Har du sett noen skremmende videoer av minifly som brenner? Det er sannsynligvis LiPo som har gått galt.

TP4056 har innebygd ladebeskyttelseskrets. Dette betyr at den beskytter batteriet mot overlading og overlading. Dette gir deg imidlertid ikke en unnskyldning for å være uforsiktig rundt batteriet. Aktiviteter jeg ikke anbefaler å utføre med batteriet inkluderer:

1. Slipper den på toalettet.
2. Forsøk på å knuse den med en murstein.
3. Prøvde å skjære den opp med en kniv.
4. Å spise det (ok, dette burde være åpenbart).

Uansett, det er slutten på min LiPo diatribe. Bare ikke vær altfor uforsiktig, og du vil sannsynligvis ha det bra!

Trinn 6: Elektronikk tid

Kubens fargeskiftende magi kommer fra 5 forskjellige vippebrytere. Siden bare en LED om gangen vil lyse, kan vi bruke en motstand for flere LED -er.

Kretsdiagrammet ovenfor gir en skjematisk oversikt over et brødbrett, men kan enkelt tilpasses et perfboard. (Hvis du vil at jeg skal legge til en perfboardskjema, kan jeg bare kommentere!)

Legg motstanden inn i hjørnet av perfboardet, og bøy deretter en ledning langs den første hullraden. Legg deretter til de 5 vippebryterne langs hullrekken slik at den ene ledningen på vippebryteren berører motstanden, og den andre bryteren er på den andre raden.

Motstanden er 100 ohm, noe som er bra nok for standard 5 mm lysdioder gitt at spenningen som er utladet fra batteriet er 3,7V.

En vanlig Rubiks kube har gul/hvit, blå/grønn og rød/oransje motsatt hverandre. Som et resultat må vi sørge for at hver vippebryter vender i riktig retning. De riktige retningene i forhold til perfboardet, forutsatt at gul er “av” fargen, er som følger:

1. Hvit: Opp (ut av perfboardet, vendt mot deg)
2. Blå: Øst
3. Oransje: Nord
4. Grønt: vest
5. Rød: Sør

Legg deretter lysdiodene til den tilsvarende vippebryteren. Sørg for at det lengre benet på LED -en er benet som berører vippebryteren. Deretter loddes alle de kortere benene på lysdiodene sammen.

Lodd et stykke rød ledning til den ikke-bøyde siden av motstanden, og lodd et stykke hvit ledning til bena på lysdiodene (som du nettopp har koblet til).

Til slutt loddes den hvite ledningen til OUT- på TP4056, og deretter loddes den røde ledningen til OUT+ hullet (det er god praksis å alltid koble bakken først!).

Jeg testet først kretsen med et brødbrett, og overførte deretter kretsen til perfboard. Sørg for at den hvite og røde ledningen som går fra perfboardet til TP4056 er på bunnen av perfboardet-perfboardet vil være over TP4056.

Nå kan vi teste at kretsen fungerer som forventet ved å vippe perfboardet i forskjellige retninger.

Trinn 7: Påfør klistremerker på terningen og de 2 sidene som ikke er festet ennå

Dette var den mest nervepirrende delen av bygget. Det var ganske vanskelig å legge til klistremerkene i terningen slik at de alle var rette.

Pass på at du legger til klistremerker på høyre side. De må legges til slik at gul/hvit, blå/grønn og rød/oransje står overfor hverandre

Jeg valgte gult for å være “av” LED -fargen. Dette betydde at ladeporten ikke kunne være i den gule eller hvite siden. Dermed må de to ikke-festede rutene ha hvit og en annen farge ved siden av gult (rødt, blått, grønt eller oransje-jeg valgte rødt).

Tips: Det er enklere hvis du legger en lengde med ikke -skrellede klistremerker bak siden du for øyeblikket legger til klistremerker på, lyser en lommelykt bak den siden og deretter legger til klistremerker. På denne måten kan du enkelt se omrisset av klistremerker og bruke det som en guide for plassering av klistremerker.

Trinn 8: Lag et hull for ladeporten

Med klistremerker lagt til, kan vi nå lage et hull for ladeporten TP4056. Varm lim TP4056 til batteriet, med ladeporten i flukt med kanten av batteriet. Merk deretter stedet på akrylen for ladeporten å gå gjennom på den ikke -festede siden.

Deretter bruker du en liten borekrone til å lage 3 små hull der ladeporten må gå. Bruk ladeporten som en guide for hvor stort hullet må være. (Denne delen var også overraskende vanskelig).

Trinn 9: Montering av terningen, igjen

På tide med siste samling! Nå som ladeporten er på plass, kan vi sette sammen alt annet.

Ta en mikro -usb -kabel og plugg den gjennom ladeporthullet som du nettopp har laget i den ikke -festede siden.

Koble den til TP4056 på batteriet slik at batteriet skyller mot siden.

Tilsett varmt lim til de tre kantene av kuben der den ufestede siden med porten går, og stedet der batteriet trenger å feste seg. Deretter legger du raskt til batteriet og den ikke festede siden til terningen.

Sørg for at kretsen på perfboardet er isolert fra TP4056 ved å plassere noe mellom det-jeg brukte en bomullsrunde. Varm limbrettet til bomullsrunden og bomullsrunden til batteriet (det skal være plass på batteriet som ikke tas opp av TP4056).

Sørg for at perfboardet er så nivå som mulig-dette vil sørge for at lysdiodene lyser når de skal

Lim til slutt det siste ufestede stykket på toppen, og vi er ferdige!

Slip ned eventuelle grove kanter.

Trinn 10: Konklusjon

Nyt det nye supre fantastiske kubelyset! Vis det frem for alle dine (ekstremt sjalu) venner.

Hvis jeg skulle gjøre det igjen: Jeg ville være mye mer forsiktig med å kutte akrylbitene, og sannsynligvis bestille dem ferdigskåret i en 45 graders vinkel slik at det passer sammen. Jeg vil sannsynligvis også bruke epoxy til å lime det sammen, og bestille hvit akryl i stedet for å bry meg med spraymaling, som lett kan ripe av.

Jeg håper du likte denne Instructable! Hvis du gjorde det igjen, kan du vurdere å stemme på det i Remix -konkurransen

Kommentarer, bekymringer, spørsmål, konstruktiv kritikk mottas med takk.