สวิตช์สไลด์ไฟฟ้าแบบพิมพ์ 3 มิติ (โดยใช้คลิปหนีบกระดาษเท่านั้น): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ฉันขลุกอยู่ในการเดินสายไฟร่วมกับโปรเจ็กต์ไฟฟ้าเล็กๆ น้อยๆ ของตัวเองตลอดหลายปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของคลิปหนีบกระดาษ ฟอยล์อลูมิเนียม และกระดาษแข็งที่ปูด้วยกาวร้อน ฉันเพิ่งซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (Creality Ender 3) และมองหาแบบจำลองที่พิมพ์ได้ ซึ่งช่วยให้ฉันสร้างส่วนประกอบไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากขึ้นโดยใช้โลหะทั่วไปในครัวเรือนเดียวกัน ล่าสุด ฉันต้องการสวิตช์เปิด-ปิดที่ฉันสามารถต่อเข้ากับพัดลมคอมพิวเตอร์ 2 พินมาตรฐานที่ขับเคลื่อนด้วยอะแดปเตอร์ AC แบบเสียบผนังได้

ด้วยความตกใจ ฉันสามารถหารุ่นสำหรับพิมพ์ได้เพียงรุ่นเดียวเท่านั้นที่ไม่ต้องสั่งซื้อชิ้นส่วนโลหะพิเศษสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (Hackaday) และการอัปเดตล่าสุดของโครงการนั้นเปิดเผยว่ามันหยุดทำงานหลังจากใช้งานเพียงเล็กน้อยในปี 2559 แต่ฉันคิดว่าแกนหลัก ฟังก์ชันของการออกแบบดูมีความหวัง ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจลองสร้างสวิตช์ไฟฟ้าแบบง่ายๆ ที่คล้ายกัน

หลังจากสองสามวันใน Sketchup และการทำซ้ำหลายครั้ง ฉันได้ออกแบบสวิตช์ไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ (จนถึงตอนนี้) ซึ่งนอกจากตัวเรือนพลาสติกที่พิมพ์ได้ ยังต้องการคลิปหนีบกระดาษสำนักงานขนาดใหญ่เพียงครึ่งเดียวสำหรับส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

เสบียง

เครื่องมือ:

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• คีม
• ลวดสนิป

วัสดุ:

• คลิปหนีบกระดาษสำนักงานขนาดใหญ่ (หรือลวดนำไฟฟ้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. [18 AWG] เทียบเท่า)
• เส้นใยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ 6-7 กรัม ฉันใช้ PLA. ราคาถูก

แบบจำลองที่พิมพ์ได้ประกอบด้วย 3 ส่วน:

• ร่างกาย
• สูงสุด
• สไลด์

ไม่จำเป็น:

• Superglue หรือเทียบเท่าที่คุณต้องการ
• ตะไบโลหะหรือกระดาษทราย

ขั้นตอนที่ 1: พิมพ์เคส

ฉันพิมพ์สามมิตินี้บนสต็อก (ยกเว้นเตียงกระจก) Ender 3 ที่ความสูงของชั้น 0.2 มม. พร้อมหัวฉีด 0.4 มม. สไลซ์โดยใช้ Cura ด้วยการตั้งค่าที่โดดเด่นดังต่อไปนี้:

• ความสูงของชั้น 0.2 มม.
• 3 ผนัง (เปลือก)
• 20% ลูกบาศก์ infill

• รองรับ: Touching Buildplate (จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนสไลด์เท่านั้น)

  รองรับความหนาแน่น: 50%

• สร้างแผ่นยึดเกาะ: Raft

ที่เหลือทั้งหมดถูกปล่อยไว้ที่การตั้งค่าเริ่มต้น "คุณภาพมาตรฐาน" ควรพิมพ์ในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของคุณ ชิ้นส่วนเหล่านี้ใช้เส้นใยประมาณ 5 กรัมพร้อมแพและส่วนรองรับเพิ่มเติมเล็กน้อย

เมื่อพิมพ์เสร็จแล้ว คุณจะมี 3 ส่วนแยกกัน: Body, Slide และ Top

ขั้นตอนที่ 2: ข้อมูลคลิปหนีบกระดาษและเคล็ดลับ

รุ่นนี้ออกแบบมาเฉพาะสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. (18 AWG) คลิปหนีบกระดาษที่ไม่เคลือบเพราะนั่นคือสิ่งที่ฉันมีอยู่ในมือเมื่อทำสิ่งนี้ สิ่งใดก็ตามที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าจะไม่พอดีหรือหลวมเกินไปและส่งผลให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่น่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม อย่าลังเลที่จะแก้ไขไฟล์ Sketchup ของฉันเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน! นอกจากนี้ คุณอาจปรับขนาดโมเดลเพื่อให้รองรับเส้นผ่านศูนย์กลางคลิปหนีบกระดาษที่ใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงได้ แต่ฉันยังไม่ได้ลอง

ฉันไม่แน่ใจว่ามีระบบการวัดคลิปหนีบกระดาษมาตรฐานหรือไม่ แต่ฉันจะอัปเดตข้อมูลนี้ด้วยข้อมูลนั้นหากเคยเจอ ฉันไม่รู้ว่าฉันใช้คลิปหนีบกระดาษชนิดใดเพราะฉันทิ้งกล่องไปเมื่อหลายปีก่อน

คลิปหนีบกระดาษยืด (ดูภาพ)

การโค้งงอเล็กน้อยในโลหะคลิปหนีบกระดาษอาจทำให้ส่วนบนของเคสไม่เข้าที่ (รูปที่ 1) หากต้องการยืดส่วนโค้งที่เหลือให้ตรงอย่างมีประสิทธิภาพหลังจากยืดด้วยมือแล้ว ให้ใช้คีมจับคลิปหนีบกระดาษตรงส่วนที่เป็นเส้นตรงก่อนงอ (รูปที่ 2) ใช้แรงกดที่คลิปหนีบกระดาษหลังจากโค้งงอจนโค้งงอได้พอดีกับส่วนตรง (ภาพที่ 3) จากนั้นเลื่อนคีมไปที่โค้งถัดไป (รูปที่ 4) ทำซ้ำจนกว่าส่วนโค้งเล็กๆ ทั้งหมดจะยืดตรง (ภาพที่เหลือ)

ไม่เป็นไรหากมีคลิปหนีบกระดาษที่ "ยืดออก" เล็กน้อย เป็นเรื่องสั้นและกะทันหันที่จะทำให้เกิดปัญหาในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 3: สร้างคลิปหนีบกระดาษแบบคงที่ (ด้านขวา)

วางปลายคลิปหนีบกระดาษที่ยืดออกในช่องแนวนอนทางด้านขวาของลำตัว ดันจนกระทั่งสัมผัสกับจุดสามเหลี่ยมทางด้านซ้าย (รูปที่ 1)

งอคลิปหนีบกระดาษไปประมาณ 90° (รูปที่ 2)

• การปล่อยไว้ที่มุมเล็กน้อย >90° จะช่วยให้เข้าที่โดยใช้แรงดึงในภายหลัง
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดสัมผัสเดิม 3 จุด (รูปที่ 1) ยังคงอยู่หลังจากการโค้งงอ ปรับตามต้องการ (รูปที่ 3)

ตัดปลายด้านในออกเพื่อให้ยื่นออกมาจากช่องแนวนอนน้อยกว่าครึ่งทางเล็กน้อยถึงมุมสามเหลี่ยมที่สัมผัสเดิม (รูปที่ 4) ตัดปลายด้านนอกออกด้วยความยาวตะกั่วที่ต้องการ (รูปที่ 5)

ขั้นตอนที่ 4: สร้างคลิปหนีบกระดาษแบบหมุนได้ (ด้านซ้าย)

วางชิ้นส่วนพลาสติกของตัวเครื่องลงบนพื้นผิวเรียบ แล้วสอดปลายคลิปหนีบกระดาษที่ยืดตรงเข้าไปในรูทะลุ (รูปที่ 1) ใช้ดัดคลิปหนีบกระดาษ 90° (รูปที่ 2) วิธีนี้จะทำให้คุณได้ระยะใกล้ที่ปลายโค้งพอดี คุณอาจต้องใช้คีมเพื่อให้ได้ส่วนโค้ง 90° เต็มซึ่งจะไม่เด้งกลับเป็นมุมที่กว้างขึ้น

วางคลิปหนีบกระดาษในช่องทางด้านซ้าย งอขึ้น (รูปที่ 3) จับปลายงอเข้าที่และงอปลายด้านยาวรอบมุมเดือย (รูปที่ 4) ปรับมุมเดือยจนจุดปลายงออยู่แนวเดียวกับหิ้งด้านบน (แต่ไม่ได้สัมผัสมาก รูปที่ 5) เมื่อส่วนแนวตั้งเรียบเสมอกับขอบ ความยาวที่เหมาะสมที่สุดคือเมื่อคลิปหนีบกระดาษสามารถหมุนได้ที่มุมเดือยและแทบจะไม่แตะขอบขวาถัดจากรูทะลุ (ภาพที่ 6 และ 7)

ทำผิดด้านอยู่ห่างจากหิ้งด้านบน หากอยู่ใกล้เกินไปจะไม่สามารถก้มลงเพื่อสัมผัสกับคลิปหนีบกระดาษนิ่งอีกอันหนึ่งได้

ตัดความยาวตะกั่วที่ต้องการที่ปลายด้านนอกของคลิปหนีบกระดาษ (รูปที่ 8) ตัดส่วนโค้งด้านในออกด้วยเพื่อให้มีความลึก (หรือสั้นกว่า) ของร่างกาย (หรือสั้นกว่า) (ภาพที่ 9 และ 10)

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบ

ใส่ Slide ลงในร่องด้านบนของ Body (รูปที่ 1) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถเลื่อนไปมาโดยไม่ติดขัด (รูปที่ 2) ยึดชิ้นส่วนด้านบนเข้าที่เพื่อให้รู้สึกว่ามันเชื่อมต่อกับร่างกายอย่างไร และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสไลด์ยังคงเคลื่อนที่ไปมาโดยไม่ติดขัด ถอดชิ้นบนและเลื่อนสไลด์ไปทางซ้าย (ปิด)

ถ้าสไลด์หนาเกินกว่าจะพอดีกับร่องด้านบน ให้ใช้กระดาษทรายหรือตะไบโลหะเพื่อทำให้แขนบางลงเล็กน้อย ด้านล่างของแขนสไลด์ (เมื่อสัมผัสกับฐานรองรับการพิมพ์) อาจหย่อนคล้อยเล็กน้อยหรือเกิดเป็นเสี้ยนเล็กๆ ได้ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ป้องกันความพอดีได้

ใส่คลิปหนีบกระดาษทั้งสองชิ้นในตำแหน่งตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ โดยรักษาส่วนแนวตั้งให้เรียบที่สุด (รูปที่ 3)

หากคุณวางท๊อปไว้ในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ยาก ให้ทากาวหรือกาวจำนวนเล็กน้อยเพื่อยึดให้เข้าที่ อย่าทากาวที่จุดใดๆ บนคลิปหนีบกระดาษที่ไม่ใช่ส่วนแนวตั้ง โปรดทราบว่ากาวที่แข็งตัวมากเกินไปอาจทำให้ท็อปไม่เข้าที่อย่างถูกต้อง

หากคุณพร้อมที่จะปิดสวิตช์อย่างถาวร นี่คือจุดที่คุณสามารถใช้ superglue (หรือกาวที่คุณต้องการ) ที่ขอบด้านล่างและครึ่งล่างของขอบด้านขวาและด้านซ้าย มุมล่างซ้ายและขวาเป็นจุดที่ด้านบนมักจะหลุดออกมาได้ง่ายที่สุด ดังนั้นให้เน้นที่จุดเหล่านั้น อย่างไรก็ตาม ฉันขอแนะนำให้ทดสอบก่อนที่จะติดกาวเข้าด้วยกัน

สแนปที่ส่วนบน (รูปที่ 4) ฉันพบวิธีที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือการแตะมุมร่องซ้ายบนกับสไลด์ จากนั้นสแน็ปมุมซ้ายล่างเข้าที่ (รูปที่ 5) จากนั้นกดลงที่มุมขวาล่างจนเข้าที่ (รูปที่ 6) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่อยๆ ดึงคลิปหนีบกระดาษเข้าหากึ่งกลาง (เพื่อให้เรียบ) ขณะที่คุณทำเช่นนั้น มุมล่างขวาอาจต้องใช้แรงกดพอสมควรในการเข้าที่เนื่องจากเป็นความเสียดทานที่แน่นโดยเจตนา

ขั้นตอนที่ 6: สำเร็จ! …หรือการแก้ไขปัญหา

เมื่อประกอบสวิตช์อย่างแน่นหนาแล้ว คุณสามารถทดสอบได้! ฉันใช้โหมดความต่อเนื่องของมัลติมิเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง หรือคุณสามารถเชื่อมต่อกับวงจรที่รู้จักกันดีในการออกแบบของคุณเองหากคุณไม่มีมัลติมิเตอร์พกพาสะดวก

ด้านล่างนี้คือปัญหาบางประการที่คุณอาจพบและวิธีแก้ไข:

ตัวท็อปไม่ล็อคเข้าที่

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนแนวตั้งของคลิปหนีบกระดาษอยู่ในแนวตรงและชิดกับขอบด้านล่างและด้านข้าง
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนปลายด้านในของคลิปหนีบกระดาษเดือยหมุน (ซ้าย) (ใกล้รูทะลุ) ถูกตัดออกเพื่อไม่ให้ขยายเกินส่วนอื่นๆ ของร่างกาย
• หากคลิปหนีบกระดาษของคุณมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. (18 AWG) คุณจะไม่สามารถดึง Top เข้ามาได้ ลองขยายโมเดล หรือใช้กระดาษทรายหรือตะไบโลหะเพื่อแกะสลักช่องที่กว้างขึ้นใน Top เพื่อรองรับโลหะที่หนากว่า
• หากคุณทากาวหรือกาวที่แห้งเข้าที่ อาจใช้พื้นที่เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนบนเข้าที่ ลอกกาวแห้งออกหรือพิมพ์ตัวถังใหม่

สไลด์ติด

ทรายหรือตะไบลงส่วนของสไลด์ที่สอดเข้าไปในร่องจนเข้ากันดี

คลิปหนีบกระดาษหลวมหรือม้วนงอ

เป็นไปได้มากว่าคลิปหนีบกระดาษของคุณบางเกินไป คุณสามารถลองพิมพ์แบบจำลองที่ลดขนาดลง ถ้าคุณทำได้และได้ผล ฉันชอบที่จะได้ยินเกี่ยวกับมัน อีกทางหนึ่งคือ ส่วนบนอาจไม่ได้ล็อคเข้าที่จนสุด หรือเครื่องพิมพ์ของคุณไม่ได้รับการปรับเทียบอย่างดี และทำให้ร่องภายในใหญ่เกินไป

วงจรไม่สมบูรณ์เมื่อสวิตช์ "เปิด"

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคลิปหนีบกระดาษด้านขวา (คงที่) ยื่นออกไปทางซ้ายมากกว่าส่วนปลายงอของคลิปหนีบกระดาษด้านซ้าย (เดือย) และส่วนปลายงอของคลิปหนีบกระดาษเดือยหมุนขยายอย่างน้อยให้สูงที่สุดเท่าที่คลิปหนีบกระดาษแบบคงที่ เมื่อกดคลิปหนีบกระดาษเดือยลง (ห่างจากสไลด์) ควรสัมผัสกับคลิปหนีบกระดาษแบบนิ่ง (รูปที่ 4)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคลิปหนีบกระดาษเดือยไม่ขยายใกล้กับขอบด้านบนมากเกินไป มิฉะนั้นจะไม่สามารถหมุนลงได้เมื่อกดสวิตช์ - แต่จะติดระหว่างสไลด์กับผนัง (ดูรูปที่ 2 สำหรับระยะห่างที่ดี ตัวอย่าง).

วงจรจะสมบูรณ์เมื่อสวิตช์ "ปิด"

คลิปหนีบกระดาษแบบเดือย (ซ้าย) อาจงอเป็นมุมเล็กเกินไป และสัมผัสคลิปหนีบกระดาษแบบนิ่ง (ขวา) เมื่อผ่อนคลาย เพิ่มมุมโค้งงอที่มุมเดือยเล็กน้อยเพื่อให้มีช่องว่างระหว่างทั้งสองเล็กน้อย อีกทางหนึ่ง การทำมุมเล็กน้อยเพื่อให้ปลายงอออกจากคลิปหนีบกระดาษ (ขวา) ที่นิ่ง (ขวา) อาจช่วยได้ แต่เพิ่มความเสี่ยงที่ปลายจะติดบนสไลด์ (ดูปัญหาถัดไป)

สวิตช์จะไม่เคลื่อนที่ไปจนถึงตำแหน่ง "เปิด"

หรือ

สวิตช์มีแนวโน้มที่จะโผล่ออกมาจากตำแหน่ง "เปิด" ด้วยตัวเอง

ปลายของคลิปหนีบกระดาษเดือยหมุน (ซ้าย) อาจติดอยู่ระหว่างสไลด์กับหิ้งด้านบน ปรับปลายงอเพื่อให้ทำมุมลงเล็กน้อยมาก โดยห่างจากสไลด์ไปทางคลิปหนีบกระดาษแบบนิ่ง (ขวา)

ขั้นตอนที่ 7: ความคิดสุดท้าย

ฉันไม่ได้เป็นวิศวกรไฟฟ้า แต่ฉันคิดว่าตราบใดที่คุณใช้เฉพาะกับกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยสำหรับคุณที่จะสัมผัส สิ่งนี้จะไม่มีปัญหาด้านความปลอดภัยใดๆ หากคุณพบเป็นอย่างอื่นโปรดแจ้งให้เราทราบ

ฉันให้สิทธิ์ใช้งานทั้งหมดนี้ภายใต้ใบอนุญาต Creative Commons Attribution-ShareAlike ฉันต้องการให้ผู้คนใช้การออกแบบนี้ได้ฟรีสำหรับสิ่งที่พวกเขาต้องการ และหวังว่าผู้อื่นสามารถใช้หรือปรับปรุงการออกแบบนี้เพื่อสร้างส่วนประกอบไฟฟ้าแบบโอเพนซอร์สที่พิมพ์ได้ 3 มิติที่ใช้วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไป