Bolt - Orologio notturno con ricarica wireless fai-da-te (6 passaggi): 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

La ricarica induttiva (nota anche come ricarica wireless o ricarica senza fili) è un tipo di trasferimento di potenza wireless. Utilizza l'induzione elettromagnetica per fornire elettricità ai dispositivi portatili. L'applicazione più comune è lo standard di ricarica wireless Qi per smartphone, smartwatch e tablet. La ricarica induttiva viene utilizzata anche in veicoli, utensili elettrici, spazzolini da denti elettrici e dispositivi medici. L'apparecchiatura portatile può essere posizionata vicino a una stazione di ricarica o un pad induttivo senza bisogno di essere allineata con precisione o di stabilire un contatto elettrico con un dock o una presa.

Nell'ambito di Open Elective 2020 presso il National Institute of Design, India, abbiamo tenuto un workshop chiamato "It's time to make it" condotto dalla nostra facoltà senior e in visita in Product Design Mayur Bhalavi. Questo workshop si è concentrato sulla creazione e sulla condivisione della parte attiva nella comunità. Questo è un progetto sperimentale fai-da-te che ho realizzato per esplorare l'interazione materica del legno e la stampa 3D per realizzare un orologio notturno con caricabatterie wireless. Questo sarebbe un vantaggio per le persone che hanno l'abitudine di scorrere Instagram e Facebook finché non si addormentano. Iniziamo a fare!

Dichiarazione di non responsabilità: questo progetto era più orientato al processo piuttosto che al prodotto per un'esperienza di apprendimento. L'output finale ha dato risultati ma non soddisfacenti. In futuro caricherò la seconda iterazione di questo modello

Passaggio 1: materiali necessari

Circuito di ricarica wireless

• Collegamento Amazon modulo caricabatterie wireless Qi
• Ricevitore di ricarica wireless Qi (viene fornito con porte diverse a seconda del telefono che stai utilizzando. Ho usato C-Type per oneplus 7) Amazon link

Circuito orologio notturno

• Collegamento amazon Arduino nano ATmega 328p
• Collegamento Amazon RTC DS1307
• Modulo 128x32 Oled / TM1637 per display (OLED/tm1637)
• Led bianco 3mm (20)
• Sensore di temperatura-umidità DHT11 (opzionale) dht11
• cavi di collegamento
• PCB

Corpo

• ABS (materiale di stampa 3D)
• MDF da 25 mm (25x15 cm)
• magneti al neodimio (8 pezzi)

Utensili

• Araldite
• saldatore e filo
• stampante 3d
• Router CNC
• Filer
• Carta vetrata
• impiallacciatura
• Fevicol SH

Passaggio 2: test del circuito

Potrebbe essere necessario testare il circuito di ricarica wireless. Preferisco usare breadboard e ponticelli per testare tutti i componenti prima della saldatura.

• Collega il modulo all'alimentazione USB e collega il tuo telefono cellulare e posiziona il telefono sulla bobina. Assicurarsi che la bobina del modulo ricevitore sia posizionata esattamente sopra la bobina principale. Il led si accenderà ed eventualmente verrà indicata la carica. Guarda il video per la dimostrazione.
• Collega Arduino e altri componenti secondo gli schemi. (Uso Arduino Uno per i test ma puoi usare anche nano).
• Apri l'IDE di Arduino e scarica i file della libreria necessari. Ho seguito questo link per interfacciare RTC e display led a 7 segmenti.
• Puoi utilizzare o modificare il mio codice secondo le tue preferenze. controlla la porta COM e la scheda prima di caricare. Ho seguito questo link tutorial e ho modificato il codice. Ho caricato la libreria e il codice che ho usato.

Passaggio 3: assemblaggio del PCB

Adesso è

tempo per assemblare tutti i componenti su un'unica scheda. Salda i componenti nel modo più compatto possibile, ma assicurati che non si intersechino.

• Usa un calibro a corsoio o una bilancia per misurare la distanza tra Arduino e il modulo di ricarica wireless.
• È importante in quanto è necessario creare slot nel corpo per consentire all'utente di caricare e riprogrammare Arduino quando necessario.
• Rimuovere i pin in eccesso e i fili extra durante la saldatura. Assicurati di non bruciare i componenti durante la saldatura.

Passaggio 4: preparazione del modello CAD

Una volta misurate le dimensioni di ogni componente nel PCB, iniziamo con il modello cad

• Puoi esplorare il tuo design ideando. Ho preparato un foglio di esplorazione e ne ho selezionato il meglio.
• Ho usato Solidworks per creare due parti, il coperchio e il corpo della base. Il coperchio è realizzato in MDF e il corpo della base è stampato in 3D.
• Fornisci una tolleranza extra di 1-2 mm poiché la produzione automatizzata presenta alcuni errori.
• Strumenti di rendering come keyshot possono dare una migliore visualizzazione del prodotto finale. Puoi anche sperimentare con altri materiali. Puoi fare riferimento ai miei file cad che ho caricato.

Passaggio 5: produzione e assemblaggio

Poiché questo progetto era sperimentale, volevo realizzare parti utilizzando un materiale simile al legno e alla plastica. Ho scelto la fresatura CNC di MDF e la stampa 3D per risparmiare tempo. Consiglierei di eseguire operazioni manuali per avere uno stretto controllo della tolleranza. Di seguito sono riportati i passaggi che ho seguito:

• Prendi MDF almeno 10 mm più spesso dell'altezza della parte. L'altezza della mia parte era di 10 mm e ho preso MDF di 25 mm. Tagliare l'MDF in modo che ci sia almeno 20 mm di distanza su 4 lati per i bulloni di fissaggio. È sempre bene avere 2-3 parti in più nel caso in cui l'MDF si rompa.
• Utilizzare viti/bulloni per fissare la scheda MDF sul router CNC.
• Carica il file di passaggio e avvia il router. Durante la selezione della taglierina, usa quella più adatta per fabbricare il tuo componente. Ho usato una taglierina da 6 mm, ma si consiglia di usarne di più piccoli. Ridurre la velocità in modo che ci siano meno possibilità di rottura o propagazione di cricche.
• Dopo il processo, utilizzare la taglierina per rimuovere le lastre della parte.
• Per ridurre l'altezza, utilizzare tutta la macchina tagliata per ottenere una tolleranza stretta. Procedere quindi con levigatrice per asportare materiali di spessore 2-3mm.
• Per la depressione superiore, fissare la parte sul banco e rimuovere lentamente il materiale utilizzando lima e carta vetrata. attaccare la carta vetrata su un blocco di legno per ottenere una superficie piana e usarla.
• Per il taglio più, disegna la forma desiderata e usa il trapano per ritagliare il materiale.
• Usa impiallacciatura di carta per coprire la posizione piatta. Questo viene fatto in modo che il led si illumini sotto forma di segno più. applicare fevicol SH e applicare la carta da impiallacciatura premendo delicatamente e tenendola finché non si asciuga. Utilizzare carta vetrata per dare finitura ai lati.
• Usa araldite per posizionare i magneti nella fessura.

Per la stampa 3D ho usato l'ABS bianco in ultimaker. È meglio orientare il file STL in modo tale che la parte esterna ottenga la migliore finitura. Dopo la stampa rimuovere il materiale di supporto e incollare il magnete con araldite.

• Usa Araldite/fevi gel per attaccare il display nello slot.
• Saldare le connessioni del display
• Saldare il LED aggiuntivo utilizzato nel lato e il simbolo più (opzionale).
• Saldare il 5v e la massa dalla porta USB nel modulo di ricarica wireless alla porta Vin e GND di arduino. Questo viene fatto in modo che una volta collegata l'alimentazione USB, anche arduino venga attivato.

Passaggio 6: Apprendimenti

Trattandosi di un progetto sperimentale, non è andato come previsto. Ci sono alcuni insegnamenti che vorrei tenere a mente per la mia prossima iterazione.

• Preparare un foglio di fabbricazione mentale elencando tutti i processi coinvolti nella realizzazione del prodotto. Questo darebbe i processi e le loro dipendenze. Prepara un diagramma di Gantt, se possibile, e rispettalo rigorosamente.
• Preferisci sempre il funzionamento manuale per il modello finale. I metodi di prototipazione rapida sono solo per i prototipi che non danno una finitura adeguata.
• L'MDF è facile da lavorare ma la finitura del materiale del legno non ha eguali. Puoi ottenere l'aspetto del legno applicando l'impiallacciatura, ma ciò sarebbe possibile solo se le tue superfici sono piatte.
• Gli accoppiamenti a pressione sono meno affidabili a meno che non si utilizzi lo stampaggio a iniezione di livello industriale.
• Ridurre il numero di componenti facilitando l'assemblaggio.
• Per prodotti come questi, progettare il meno possibile seguendo il design Braun. Tieni d'occhio i dettagli e l'artigianato.
• Tieni a mente il processo prima della produzione. Cerca i prodotti correlati e i loro materiali e studiane la produzione prima di iniziare a realizzare il tuo prodotto.