Bolt - Ночные часы с беспроводной зарядкой своими руками (6 шагов): 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Индуктивная зарядка (также известная как беспроводная зарядка или беспроводная зарядка) - это тип беспроводной передачи энергии. Он использует электромагнитную индукцию для обеспечения электропитания портативных устройств. Наиболее распространенное применение - стандарт беспроводной зарядки Qi для смартфонов, умных часов и планшетов. Индуктивная зарядка также используется в транспортных средствах, электроинструментах, электрических зубных щетках и медицинских устройствах. Портативное оборудование можно разместить рядом с зарядной станцией или индукционной площадкой без необходимости точного выравнивания или электрического контакта с док-станцией или вилкой.

В рамках Open Elective 2020 в Национальном институте дизайна в Индии у нас был семинар под названием «Пора сделать это», который проводил наш старший и приглашенный преподаватель в области дизайна продуктов Маюр Бхалави. Этот семинар был сфокусирован на том, чтобы сделать и поделиться своим делом в сообществе. Это экспериментальный проект DIY, который я сделал, чтобы изучить взаимодействие материалов из дерева и 3D-печати для создания ночных часов с беспроводным зарядным устройством. Это будет благом для людей, которые имеют привычку пролистывать Instagram и Facebook, пока не уснут. Приступим к изготовлению!

Отказ от ответственности: этот проект был больше ориентирован на процесс, а не на продукт для обучения. Окончательный результат дал результаты, но не удовлетворительные. Я буду загружать вторую версию этой модели в будущем

Шаг 1. Необходимые материалы

Схема беспроводной зарядки

• Модуль беспроводной зарядки qi amazon link
• Приемник беспроводной зарядки Qi (он поставляется с разными портами в зависимости от телефона, который вы используете. Я использовал C-Type для oneplus 7) amazon link

Схема ночных часов

• Arduino nano ATmega 328p ссылка на amazon
• DS1307 RTC ссылка на Amazon
• Модуль 128x32 Oled / TM1637 для дисплея (OLED / tm1637)
• Белый светодиод 3мм (20)
• Датчик температуры-влажности DHT11 (опция) dht11
• соединительные провода
• Печатная плата

Тело

• АБС (материал для 3D-печати)
• 25мм МДФ (25х15 см)
• неодимовые магниты (8 шт.)

Инструменты

• Аралдит
• паяльник и проволока
• 3д принтер
• Фрезерный станок с ЧПУ
• Filer
• Наждачная бумага
• шпон
• Февикол Ш

Шаг 2: Схема тестирования

Возможно, вам потребуется протестировать схему беспроводной зарядки. Я предпочитаю использовать макетную плату и перемычки для проверки всех компонентов перед пайкой.

• Подключите модуль к питанию USB, подключите мобильный телефон и поместите телефон на катушку. Убедитесь, что катушка приемного модуля расположена точно над основной катушкой. Светодиод будет светиться, и в конечном итоге появится индикация зарядки. Посмотрите видео для демонстрации.
• Подключите Arduino и другие компоненты согласно схемам. (Я использую Arduino Uno для тестирования, но вы также можете использовать nano).
• Откройте IDE Arduino и загрузите необходимые файлы библиотеки. Я перешел по этой ссылке для подключения RTC и 7-сегментного светодиодного дисплея.
• Вы можете использовать или изменить мой код по своему усмотрению. перед загрузкой проверьте COM-порт и плату. Я перешел по этой ссылке на руководство и изменил код. Я загрузил библиотеку, а также код, который использовал.

Шаг 3: Сборка печатной платы

Теперь это

пора собрать все компоненты на одной плате. Припаяйте компоненты как можно компактнее, но убедитесь, что они не пересекаются.

• Используйте штангенциркуль или шкалу для измерения расстояния между Arduino и модулем беспроводной зарядки.
• Это важно, поскольку нам нужно сделать слоты в корпусе, чтобы пользователь мог заряжать, а также перепрограммировать Arduino, когда это необходимо.
• Во время пайки удалите лишние контакты и лишние провода. Следите за тем, чтобы не обжечь компоненты во время пайки.

Шаг 4: Подготовка модели САПР

После того, как размеры каждого компонента в печатной плате будут измерены, давайте начнем с CAD-модели.

• Вы можете исследовать свой собственный дизайн, придумывая. Я подготовил список исследований и выбрал лучшее из них.
• Я использовал Solidworks для создания двух частей: крышки и основного тела. Крышка сделана из МДФ, а основная часть напечатана на 3D-принтере.
• Предоставьте дополнительный допуск 1-2 мм, так как автоматизированное производство имеет некоторые ошибки.
• Инструменты рендеринга, такие как keyhot, могут дать лучшую визуализацию конечного продукта. Вы даже можете поэкспериментировать с другими материалами. Вы можете обратиться к моим файлам cad, которые я загрузил.

Шаг 5: Изготовление и сборка

Поскольку этот проект был экспериментальным, я хотел делать детали из материала, похожего на дерево и пластик. Я выбрал фрезеровку МДФ с ЧПУ и 3D-печать, чтобы сэкономить время. Я бы порекомендовал пройти ручные операции, чтобы иметь строгий контроль допуска. Следующие шаги я выполнил:

• Возьмите МДФ как минимум на 10 мм толще, чем высота детали. Высота моей детали составляла 10 мм, а я взял МДФ 25 мм. Обрежьте МДФ так, чтобы с 4 сторон оставалось расстояние не менее 20 мм для крепления болтов. Всегда хорошо иметь 2-3 запасные части на случай, если МДФ сломается.
• Используйте винты / болты, чтобы закрепить доску МДФ на фрезерном станке с ЧПУ.
• Загрузите файл step и запустите роутер. Выбирая резак, используйте тот, который больше всего подходит для изготовления вашего компонента. Я использовал фрезу 6 мм, но рекомендуется использовать меньшие. Уменьшите скорость, чтобы уменьшить вероятность разрушения или распространения трещин.
• По окончании процесса с помощью фрезы удалите плиты детали.
• Для уменьшения высоты используйте всю машину для резки, чтобы добиться жестких допусков. Затем перейдите к шлифовальной машине для удаления материалов толщиной 2-3 мм.
• Для верхнего углубления закрепите деталь по вертикали и медленно удалите материал напильником и наждачной бумагой. Наклейте наждачную бумагу на деревянный брусок, чтобы получилась ровная поверхность, и используйте ее.
• Для плюсового выреза нарисуйте желаемую форму и с помощью сверлильного станка вырежьте материал.
• Используйте бумажную фанеру, чтобы покрыть плоскую поверхность. Это сделано для того, чтобы светодиод светился в виде плюса. нанести февикол SH и нанести бумажный шпон, осторожно надавив на него и удерживая, пока он не высохнет. Используйте наждачную бумагу, чтобы обработать стороны.
• Используйте аралдит, чтобы вставить магниты в прорезь.

Для 3D-печати я использовал белый ABS в ультимакере. Лучше сориентировать файл STL таким образом, чтобы внешняя часть получилась наилучшей отделкой. После печати удалите поддерживающий материал и приклейте магнит с помощью аралдита.

• Используйте гель Araldite / fevi, чтобы вставить дисплей в прорезь.
• Припаиваем дипломатические соединения
• Припаяйте дополнительный светодиод сбоку, а также символ плюса (необязательно).
• Припаяйте 5 В и землю от порта USB в модуле беспроводной зарядки к порту Vin и GND на Arduino. Это сделано для того, чтобы как только вы подключаете питание USB, Arduino также активируется.

Шаг 6: уроки

Поскольку это был экспериментальный проект, он не оправдал ожиданий. Есть несколько выводов, которые я хотел бы запомнить при следующей итерации.

• Подготовьте мысленный лист изготовления, перечислив все процессы, связанные с изготовлением продукта. Это даст процессы и их зависимости. По возможности подготовьте диаграмму Ганта и строго придерживайтесь ее.
• Всегда предпочитайте ручную работу для окончательной модели. Методы быстрого прототипирования подходят только для макетов, которые не дают должной отделки.
• С МДФ легко работать, но материал отделки дерева не имеет себе равных. Вы можете добиться имитации дерева, применив шпон, но это возможно только в том случае, если ваши поверхности будут ровными.
• Прессовая посадка менее надежна, если вы не собираетесь использовать промышленное литье под давлением.
• Уменьшите количество компонентов, упростив сборку.
• Создавайте как можно меньше таких продуктов, следуя дизайну Braun. Следите за деталями и мастерством.
• Помните о процессе перед производством. Найдите сопутствующие товары и материалы, из которых они изготовлены, и изучите их производство, прежде чем приступить к изготовлению своего продукта.