Enkel lutningsbaserad färgbytande trådlös Rubiks kublampa: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Idag ska vi bygga denna fantastiska Rubiks kub-liknande lampa som ändrar färg baserat på vilken sida som är uppåt. Kuben körs på ett litet LiPo-batteri, laddad med en vanlig mikro-usb-kabel, och har i mina tester en batteritid på flera dagar.

Denna handledning är ett bra nybörjarprojekt och kräver minimala verktyg!

Jag är en relativt nybörjare när det gäller kretsar-jag tog först ett lödkolv för mindre än en månad sedan, och jag hoppas att denna handledning inspirerar andra nybörjare att starta sitt första kretsprojekt. Om du gillar denna Instructable, skulle det göra min dag om du röstade på den i Remix -tävlingen!

Jag inspirerades av Well Done Tips fantastiska trådlösa LED Cube Light Instructable, men jag ville förlänga det ytterligare och insåg att det skulle vara superkul att ha mer än en färg. Trots allt har Rubiks kub mer än bara en färg-så varför ska det bara finnas ett ljus?

Ett tag var jag stumped på orienteringsdetekteringen och tänkte att jag kanske måste lägga till en liten mikrokontroller och accelerometer. Men eftersom mitt mål var att kuben skulle vara trådlös visste jag att jag skulle behöva lägga till ett batteri, och eftersom det skulle tömma mer juice än jag skulle vilja, ville jag inte gå den vägen.

Det var då jag hittade lonesoulsurfers LED Cube -ljus! Hans lampa använde en kvicksilveromkopplare för att styra ljuset. Jag ville dock inte använda kvicksilver-det är riktigt dåligt för miljön-men som tur är lutningsbrytare ett bra alternativ.

Jag ville också göra denna handledning nybörjarvänlig, använda material som enkelt kan köpas online eller i en butik och begränsa användningen av utrustning (t.ex. en bordsåg) som många människor, inklusive jag, inte har.

Låt oss börja!

Tillbehör

Följande tillbehör behövs:

• Lödkolv och löd
• Borrpress och liten borr
• Hacksåg med fina tänder
• Linjal
• tuschpenna
• Lim pistol
• Klämma (för sågning)
• Sandpapper
• Andningsskydd / n95 -mask för skärning + slipning
• Avbitartång
• Wire stripper

Steg 1: Material

• Ark av klar akryl (a.k.a plexiglas, a.k.a förhärligad plast). Jag använde 3 mm tjockt plexiglas, förmodligen ca 24x36 (rester från en gammal demonterad smart spegel).
• Vit sprayfärg - lätt att hitta på Home Depot eller Lowe’s.
• Perfboard -
• Röd, blå, grön, orange och vit lysdiod (kan byta ut en av dessa mot gul)
• 3.7v LiPo -batteri (jag använde 1100 mAh) -
• 100 ohm motstånd, eller 220 ohm beroende på lysdioderna
• 5 lutningsomkopplare -
• TP4056 laddningsmodul -
• Röd och vit tråd
• Ersättningsdekaler för Rubik's Cube

Den vita sprayfärgen ger akrylen en fin diffus finish. Det är dock onödigt om du istället köper en vit genomskinlig akryl som denna.

Så du kanske har märkt att kuben faktiskt inte är byggd av en riktig Rubiks kub, som Well Done Tips kub. Jag försökte inledningsvis att kopiera Well Done Tips byggprocess genom att klippa ut kubens inre (r.i.p. kub) och lägga bitar av akryl emellan. Tyvärr, eftersom jag inte har det maskineriet som han har, använde jag en bågfil för att klippa de super små bitarna av akryl och kuben slutade vara otroligt sned och uppriktigt sagt ful. Således kommer vi framåt med en modifierad design: 6 kvadratiska bitar akryl plus ersättnings Rubiks kubklistermärken!

P.s. Du kanske undrar varför ersättningsklistermärken ens säljs. Mina speedcuber -vänner berättar att klistermärkena kommer att falla av deras (dyra) kuber med tiden, och att ersättningsdekaler kommer till nytta. Vem visste?

Steg 2: Klipp ut 6 fyrkantiga bitar av akryl

Använd en linjal för att spåra sex stycken 6 mm x 6 mm akryl.

Akryl kan förmodligen skäras med en enkel verktygskniv, men efter flera poäng + försök att bryta av akrylen var jag fortfarande kvar med en intakt bit. Som sådan gick jag med det näst bästa: en bågfil.

(Jag vet att en bågfil inte är det bästa eller mest exakta sättet att skära akryl. Det är dock det billigaste och också det enda verktyget jag hade.)

Klipp ut de 6 bitarna och se till att bära andningsskydd eller mask medan du gör det-mycket damm genereras i denna process. Ett anständigt antal handledningar visar inte att de bär en mask, och lika mycket som jag älskar en bra akrylbeläggning på mina lungor säger CDC att det inte är för bra för mig.

(Observera att de kirurgiska masker som vi alla bär för att gå ut nuförtiden inte är tillräckliga för att filtrera bort akryldamm!)

En vanlig Rubiks kub har sidor på cirka 5,5 mm. Men för att se till att mer av ljuset kommer genom kuben gav jag den några millimeter extra.

Slipa ner kanterna om de är super grova.

Steg 3: Spray Paint Time

Lägg rutorna på en bit kartong eller tidning-något som du är ok med att få sprayfärg på. Håll sprayfärgskålen cirka 2-3 fot bort och gå över rutorna flera gånger.

Var noga med att spraya färg på bra avstånd. Om burken är för nära kvadraterna kommer klossar av sprayfärg att dyka upp på ytan, och vi vill inte det.

ENDAST spraymålning ena sidan av kuben-den här sidan kommer att vara sidan vänd inåt. Den andra sidan ska vara kvar för den ~ fina plexiglaskänslan ~.

(Buzzkill-tid: du bör också bära en mask för spraymålning-sprayfärg är otäcka saker att få i dina lungor).

Låt sprayfärgen torka. 3-4 timmar borde göra det.

Steg 4: Montering av kuben (sorts)

Lägg ihop 4 sidor av kuben. Håll ihop 2 bitar åt gången, och lägg sedan varmt lim i den inre skärningen mellan de två sidorna.

Var försiktig så att du inte tar den heta limpistolen för nära sprayfärgen-den smälter bort och du kommer att få fläckar i sprayfärgen (du kan se att detta hände på bilden-jag slutade med att ta isär kuben, ta bort sprayfärgen med aceton och gör om den).

(Superlim kan också användas, men efter att jag fått en dålig brännskada från superlim och bomullsreaktion är jag inte så sugen på att göra det igen.)

Vi lämnar det femte och sjätte torget till slutet.

Sprayfärgsidan ska vända INOM kuben.

Steg 5: Anslut batteriet till laddningsmodulen

På sidan av TP4056 mittemot mikro -USB finns det fyra platser för lödning. Som du kanske har gissat gäller Out + och Out - för själva kretsen, medan B + och B- ansluter till batteriet.

Klipp först av mikro JST -kontakten på batteriet och ta bort ändarna på de två ledningarna. Löd sedan den röda tråden (positiv eller effekt) till B+ och den svarta tråden (negativ eller jordad) till B-. Det finns en hel del självstudier om genomlödning, så jag kommer inte att gå in på det här. Nu kan du ansluta en mikro -USB -kabel till batteriet, och den röda lysdioden på TP4056 ska lysa (indikerar att batteriet laddas). När laddningen är klar växlar lysdioden från rött till blått.

En anmärkning om LiPo -batterier: de är extremt farliga. Ja, din telefon, dator och surfplatta drivs av LiPo -batterier, men de använder omfattande laddningsskydd och övervakningskretsar som säkerställer att din telefon (vanligtvis) inte brinner ut i lågor. Och LiPo-bränder är inte som vanliga bränder-de kan springa utan syre och bränner ofta hus. Har du sett några skrämmande videor av miniflygplan som brinner? Det är förmodligen att LiPo gått fel.

TP4056 har inbyggda laddningsskyddskretsar. Det betyder att det skyddar batteriet från överladdning och överladdning. Detta ger dig dock ingen ursäkt för att vara slarvig runt batteriet. Aktiviteter som jag inte rekommenderar att utföra med batteriet inkluderar:

1. Tappar den i toaletten.
2. Försöker krossa den med en tegelsten.
3. Försöker klippa upp den med en kniv.
4. Äter det (ok, det borde vara uppenbart).

Hur som helst, det är slutet på min LiPo diatribe. Var bara inte alltför slarvig och du kommer förmodligen att må bra!

Steg 6: Elektroniktid

Kubens färgförändrande magi kommer från 5 olika lutningsomkopplare. Eftersom endast en lysdiod i taget kommer att tändas kan vi använda ett motstånd för flera lysdioder.

Kretsdiagrammet ovan ger en schematisk bild av en brödbräda, men kan enkelt anpassas till en perfektbräda. (Om du vill att jag ska lägga till ett schema för perfboard kan jag bara kommentera det!)

Lägg till motståndet i hörnet på brädan, böj sedan en ledning längs den första hålraden. Lägg sedan till de 5 lutningsomkopplarna längs hålraden så att en ledning på lutningsomkopplaren vidrör motståndet och den andra omkopplaren på den andra raden.

Motståndet är 100 ohm, vilket är tillräckligt bra för standard 5mm lysdioder med tanke på att spänningen ur batteriet är 3,7V.

En vanlig Rubiks kub har gult/vitt, blått/grönt och rött/orange mittemot varandra. Som ett resultat måste vi se till att varje lutningsomkopplare är riktad åt rätt håll. De rätta riktningarna i förhållande till perfboard, förutsatt att gult är "av" -färgen, är följande:

1. Vit: Upp (ut ur perfektbrädan, vänd mot dig)
2. Blå: Öst
3. Orange: Norr
4. Grön: Väst
5. Röd: söder

Lägg sedan till lysdioderna i motsvarande lutningsomkopplare. Se till att lysdiodens längre ben är benet som vidrör tiltkontakten. Löd sedan ihop alla de kortare benen på lysdioderna tillsammans.

Löd en bit röd tråd på motståndets icke-böjda sida och löd en bit vit tråd till benen på lysdioderna (som du just anslutit).

Slutligen löd den vita tråden till OUT- på TP4056, löd sedan den röda tråden till OUT+ hålet (det är bra att alltid ansluta marken först!).

Jag testade först kretsen med en brödbräda och överförde sedan kretsen till perfboard. Se till att den vita och röda tråden som går från perfboard till TP4056 är på botten av perfboard-perfboard kommer att ligga ovanför TP4056.

Nu kan vi testa att kretsen fungerar som förväntat genom att luta skivan i olika riktningar.

Steg 7: Applicera klistermärken på kuben och de två ännu inte fästa sidorna

Detta var den mest nervskakande delen av bygget. Det var ganska svårt att lägga till klistermärkena i kuben så att de var alla raka.

Se till att du lägger till klistermärken till höger. De måste läggas till så att gul/vit, blå/grön och röd/orange är mittemot varandra

Jag valde gult för att vara "av" LED -färg. Detta innebar att laddningsporten inte kunde vara i den gula eller vita sidan. Således måste de två obundna rutorna ha vitt och en annan färg intill gult (rött, blått, grönt eller orange-jag valde rött).

Tips: det är lättare om du lägger en längd oskalade klistermärken bakom sidan du för närvarande lägger till klistermärken på, lyser en ficklampa bakom den sidan och sedan lägger till klistermärken. På så sätt kan du enkelt se konturerna på klistermärkena och använda den som en guide för att placera klistermärken.

Steg 8: Gör ett hål för laddningsporten

Med klistermärkena tillagda kan vi nu skapa ett hål för laddningsporten TP4056. Häft lim TP4056 till batteriet, med laddningsporten i linje med kanten av batteriet. Markera sedan platsen på akrylen för laddningsporten att gå igenom på den fria sidan.

Använd sedan en liten borr för att göra 3 små hål dit laddningsporten måste gå. Använd laddningsporten som en guide för hur stort hålet måste vara. (Denna del var också förvånansvärt svår).

Steg 9: Montera kuben, igen

Dags för slutmontering! Nu när laddningsporten är på plats kan vi sätta ihop allt annat.

Ta en mikro -usb -kabel och anslut den genom laddningsporthålet som du just gjorde i den fria sidan.

Anslut den till TP4056 på batteriet så att batteriet ligger tätt mot sidan.

Lägg till varmt lim till tre kanter på kuben där den obundna sidan med porten kommer att gå, och platsen där batteriet måste fastna. Lägg sedan snabbt till batteriet och den fästa sidan i kuben.

Se till att kretsarna på perfboard är isolerade från TP4056 genom att placera något mitt emellan-jag använde en bomullsrunda. Limma perfektbrädan på bomullsrundan och bomullsrundan på batteriet (det ska finnas utrymme på batteriet som inte tas upp av TP4056).

Se till att perfektbrädan är så plan som möjligt-detta kommer att se till att lysdioderna lyser när de ska

Slutligen limma den sista obefogade biten på toppen, och vi är klara!

Slipa ner alla grova kanter.

Steg 10: Slutsats

Njut av din nya supergrymma kubbelysning! Visa upp det för alla dina (extremt svartsjuka) vänner.

Om jag skulle göra det igen: Jag skulle vara mycket mer försiktig med att klippa bitarna av akryl och förmodligen beställa dem förskurna i 45 graders vinkel så att det passar ihop. Jag skulle också antagligen använda epoxi för att limma ihop det och beställa vit akryl istället för att besvära mig med sprayfärg, som lätt kan repas av.

Jag hoppas att du gillade detta Instructable! Om du gjorde det igen, överväg att rösta på det i Remix -tävlingen

Kommentarer, bekymmer, frågor, konstruktiv kritik är välkomna.