Электрический ползунковый переключатель, напечатанный на 3D-принтере (с использованием только скрепки): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

На протяжении многих лет я пробовал соединять вместе свои небольшие электрические проекты, в основном в виде скрепок, алюминиевой фольги и картона, склеенных горячим клеем. Недавно я купил 3D-принтер (Creality Ender 3) и начал искать модель для печати, которая позволила бы мне создавать более надежные электрические компоненты из того же обычного домашнего металла. Совсем недавно мне понадобился двухпозиционный переключатель, который я мог бы подключить к стандартному 2-контактному компьютерному вентилятору, питаемому от настенного адаптера переменного тока.

К моему разочарованию, я смог найти только одну модель для печати, для которой не требовалось заказывать специальные металлические детали для электроники (Hackaday), а последнее обновление этого проекта показало, что она перестала работать после небольшого использования в 2016 году. Но я подумал, что суть Их конструкция выглядела многообещающей, поэтому я решил попробовать создать аналогичный простой электрический выключатель.

После пары дней в Sketchup и нескольких итераций я разработал (пока что) надежный электрический выключатель, который, помимо пригодного для печати пластикового корпуса, требует для электропроводящих компонентов всего лишь половину большой канцелярской скрепки.

Запасы

Инструменты:

• 3д принтер
• Плоскогубцы
• Ножницы для проводов

Материалы:

• Большая канцелярская скрепка (или эквивалентный проводящий провод диаметром 1 мм [18 AWG])
• Нить для 3D-принтера 6-7 г. Я использую дешевый PLA

Модель для печати состоит из 3 частей:

• Тело
• верхний
• Горка

По желанию:

• Суперклей или аналогичный по вкусу
• Напильник по металлу или наждачная бумага

Шаг 1. Распечатайте футляр

Я надежно распечатал это на 3D-принтере (за исключением стеклянной кровати) Ender 3 на высоте слоя 0,2 мм с соплом 0,4 мм. Нарезано с помощью Cura со следующими примечательными настройками:

• Высота слоя 0,2 мм
• 3 стены (ракушки)
• Заполнение 20% куб.

• Поддерживает: прикосновение к строительной пластине (требуется только для слайда)

  Плотность поддержки: 50%

• Адгезия сборочной плиты: плот

Все остальное было оставлено с настройками по умолчанию «Стандартное качество». Должен напечатать примерно через час, в зависимости от ваших настроек. Сами детали занимают около 5 г нити, с добавлением основы и опор.

Когда печать будет завершена, у вас будет 3 отдельные части: Body, Slide и Top.

Шаг 2. Информация о скрепке и советы

Эта модель была разработана специально для диаметра 1 мм. (18 AWG) канцелярские скрепки без покрытия, потому что это то, что у меня было под рукой, когда я их делал. Все, что больше или меньше, либо не поместится, либо будет слишком болтаться, что приведет к ненадежному поведению. Однако не стесняйтесь изменять мой файл Sketchup в соответствии с различными потребностями! Кроме того, вы можете просто масштабировать модель, чтобы она соответствовала большему или меньшему диаметру скрепки, но я этого не пробовал.

Я не уверен, есть ли стандартная система измерения скрепок, но я дополню ее этой информацией, если когда-нибудь наткнусь на нее. Я понятия не имею, какую именно скрепку я использовал, потому что выбросил коробку много лет назад.

Выпрямление скрепок (см. Изображения)

Небольшие изгибы металла скрепки могут помешать правильной установке верхней части корпуса (1-й рисунок). Чтобы эффективно выпрямить остаточные изгибы после ручного выпрямления, используйте плоскогубцы, чтобы зажать скрепку на прямом участке прямо перед изгибом (2-й рис.). Придавите скрепку после сгиба до тех пор, пока сгиб не будет точно совпадать с прямым сегментом (3-й рис.). Затем переместите плоскогубцы к следующему изгибу (4-й рисунок). Повторяйте, пока все маленькие изгибы не будут выпрямлены (оставшиеся фото).

Ничего страшного, если у «распрямленной» скрепки есть небольшой изгиб; именно короткие и внезапные вызовут проблемы позже.

Шаг 3. Сформируйте статическую (правую) скрепку

Вставьте распрямленный конец скрепки в горизонтальный канал с правой стороны корпуса. Толкайте его, пока он не коснется треугольной точки слева (1-й рисунок).

Согните скрепку примерно на 90 ° (2-й рисунок).

• Если оставить его под углом чуть> 90 °, это поможет удержать его на месте позже за счет силы натяжения.
• Убедитесь, что исходные 3 точки контакта (1-й рис.) Сохраняются после изгиба. При необходимости отрегулируйте (3-е фото).

Отрежьте внутренний конец так, чтобы он выходил из горизонтального канала чуть меньше половины до треугольного угла, которого он изначально касался (4-й рис.). Также отрежьте внешний конец провода до нужной длины (5-й рисунок).

Шаг 4. Придайте форму вращающейся (левой) скрепке

Поместите пластиковую часть корпуса на плоскую поверхность и вставьте распрямленный конец скрепки в сквозное отверстие (1-й рисунок). С его помощью согните скрепку на 90 ° (2-й рисунок). Это даст вам почти правильную длину в конце сгиба. Вероятно, вам придется использовать плоскогубцы, чтобы получить полный изгиб на 90 °, который не возвращается к более широкому углу.

Поместите скрепку в канал с левой стороны загнутым концом вверх (3-й рис.). Удерживая загнутый конец на месте, загните длинный конец вокруг поворотного угла (4-й рисунок). Отрегулируйте угол поворота до тех пор, пока изогнутая конечная точка не будет примерно на одной линии с верхним выступом (но не до конца касаясь его, 5-й рис.), Когда вертикальная часть будет на одном уровне с краями. Идеальная длина - это когда скрепка может вращаться в поворотном углу и едва касаться правого края рядом со сквозным отверстием (6-е и 7-е фото).

Ошибка в том, чтобы быть дальше от верхнего уступа; если он будет слишком близко, он не сможет наклониться вниз, чтобы коснуться другой статической скрепки

Отрежьте провод нужной длины на внешнем конце скрепки (8-е фото). Также отрежьте внутренний концевой изгиб так, чтобы он был на одном уровне (или короче) по глубине корпуса (9-е и 10-е фото).

Шаг 5: Сборка

Вставьте слайд в верхний паз корпуса (1-й рисунок). Убедитесь, что он может скользить вперед и назад, не застревая (2-й рис.). Установите верхнюю часть на место, чтобы почувствовать, как она соединяется с корпусом, и убедитесь, что слайд все еще движется вперед и назад, не застревая. Снимите верхнюю часть и переместите слайд в левое (выключенное) положение.

Если слайд слишком толстый и не помещается в верхнем пазу, используйте наждачную бумагу или металлический напильник, чтобы слегка утончать рычаги. Нижняя часть скользящих рычагов (там, где она касается опор для печати) может немного провисать или образовывать небольшие заусенцы, которые могут помешать гладкой подгонке

Вставьте обе части скрепки на их места, как описано ранее, удерживая их вертикальные части как можно заподлицо (3-й рис.).

Если вам трудно удерживать их в правильном положении при надевании топа, нанесите небольшое количество клея или клея, чтобы удерживать их на месте. Не наносите клей на скрепки, кроме вертикальных частей. Имейте в виду, что излишек затвердевшего клея может помешать правильной установке Верха на место.

Если вы готовы навсегда закрыть переключатель, это та точка, где вы можете нанести суперклей (или ваш предпочтительный клей) по нижнему краю и нижней половине правого и левого краев. Нижний левый и правый углы - это места, где верх легко отрывается, поэтому сосредоточьтесь на них. Однако я настоятельно рекомендую протестировать его, прежде чем склеивать

Защелкните верхнюю часть (4 фото). Я считаю, что лучший способ сделать это - прикоснуться к верхнему левому углу канавки слайда, а затем защелкнуть нижний левый угол на месте (5-е фото). Затем надавите на правый нижний угол, пока он не встанет на место (6-е фото). Обязательно слегка потяните скрепки к центру (чтобы они были заподлицо) при этом. Чтобы защелкнуть нижний правый угол, может потребоваться изрядное усилие, так как это намеренно плотная посадка на трение.

Шаг 6: Успех! … Или устранение неполадок

Теперь, когда переключатель полностью собран, вы можете его протестировать! Я использую режим непрерывности мультиметра, чтобы убедиться, что он работает правильно. Или вы можете подключить его к заведомо исправной цепи собственной разработки, если у вас нет под рукой мультиметра.

Ниже приведены некоторые проблемы, с которыми вы можете столкнуться, и способы их устранения:

Топ не встанет на место

• Убедитесь, что вертикальные части скрепки ровные и плотно прилегают к нижнему и боковому краям.
• Убедитесь, что внутренний изогнутый конец поворотной (левой) скрепки (рядом со сквозным отверстием) был обрезан, чтобы он не выступал выше остальной части корпуса.
• Если ваша скрепка больше 1 мм в диаметре. (18 AWG), то вы не сможете заставить верхнюю часть защелкнуться. Попробуйте увеличить модель или используйте наждачную бумагу или металлический напильник, чтобы вырезать более широкие каналы в верхней части для размещения более толстого металла.
• Если вы нанесли клей или клей, которые высохли на месте, они могут занять место, из-за которого верхняя часть не встанет на место. Удалите засохший клей или заново распечатайте Тело.

Слайд застрял

Зашлифуйте или подпилите части слайда, вставив его в канавки, пока он не станет лучше

Скрепки болтаются или шатаются

Скорее всего, у вас скрепки слишком тонкие. Вы можете попробовать распечатать уменьшенную модель. Если вы это сделаете, и это сработает, я хотел бы услышать об этом. В качестве альтернативы, возможно, верхняя часть не полностью защелкнута, или ваш принтер плохо откалиброван, и внутренние канавки стали слишком большими

Цепь не замыкается, когда переключатель включен

• Убедитесь, что правая (статическая) скрепка выходит дальше влево, чем изогнутый конец левой (поворотной) скрепки, а изогнутый конец поворотной скрепки выступает как минимум на высоту статической скрепки. Когда поворотная скрепка опускается (от слайда), она должна соприкасаться со статической скрепкой (4-й рис.).
• Убедитесь, что поворотная скрепка не выходит слишком близко к верхнему выступу, иначе она не сможет повернуться вниз при нажатии переключателя - вместо этого она застрянет между слайдом и стеной (см. 2-й рисунок для хорошего расстояния пример).

Цепь завершена, когда переключатель находится в положении "выключено"

Поворотная (левая) скрепка, вероятно, изогнута под слишком маленьким углом и при расслаблении касается статической (правой) скрепки. Слегка увеличьте угол изгиба в поворотном углу, чтобы между ними оставалось немного места. В качестве альтернативы может помочь слегка наклонить конец, чтобы отогнуть его от статичной (правой) скрепки, но это увеличивает риск того, что конец зацепится за слайд (см. Следующую проблему)

Переключатель не переместится в положение "включено".

ИЛИ

Переключатель имеет тенденцию самостоятельно выходить из положения "включено"

Конец поворотной (левой) скрепки, вероятно, зажат между слайдом и верхним выступом. Отрегулируйте изогнутый конец так, чтобы он был немного наклонен вниз, от слайда и к статической (правой) скрепке

Шаг 7: Заключительные мысли

Я ни в коем случае не инженер-электрик, но я предполагаю, что пока вы используете это только с токами и напряжениями, к которым вы можете безопасно прикасаться, это не будет иметь никаких проблем с безопасностью. Если вы обнаружите иное, дайте мне знать.

Я лицензирую все это по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike. Я хочу, чтобы люди могли свободно использовать эту конструкцию для всего, что они хотят, и надеюсь, что другие смогут использовать или улучшить эту конструкцию для создания других электрических компонентов с открытым исходным кодом для 3D-печати, в которых используются распространенные бытовые электропроводящие материалы.