Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 ขั้นตอน): 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

การชาร์จแบบเหนี่ยวนำ (เรียกอีกอย่างว่าการชาร์จแบบไร้สายหรือการชาร์จแบบไร้สาย) เป็นการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย ใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์พกพา แอปพลิเคชันทั่วไปคือมาตรฐานการชาร์จแบบไร้สายของ Qi สำหรับสมาร์ทโฟน สมาร์ทวอทช์ และแท็บเล็ต การชาร์จแบบเหนี่ยวนำยังใช้ในรถยนต์ เครื่องมือไฟฟ้า แปรงสีฟันไฟฟ้า และอุปกรณ์ทางการแพทย์ สามารถวางอุปกรณ์แบบพกพาไว้ใกล้สถานีชาร์จหรือแผ่นเหนี่ยวนำโดยไม่จำเป็นต้องจัดตำแหน่งให้แม่นยำหรือทำการติดต่อทางไฟฟ้ากับแท่นชาร์จหรือปลั๊ก

ในส่วนหนึ่งของ Open Elective 2020 ที่ National Institute of Design ประเทศอินเดีย เรามีเวิร์กช็อปชื่อ "It's time to make it" ซึ่งจัดโดยคณาจารย์อาวุโสและผู้เยี่ยมชมของเราใน Product Design Mayur Bhalavi การประชุมเชิงปฏิบัติการนี้เน้นการสร้างและแบ่งปันการมีส่วนร่วมในชุมชน นี่เป็นโครงการ DIY ทดลองที่ฉันทำขึ้นเพื่อสำรวจปฏิสัมพันธ์ของวัสดุระหว่างไม้และการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างนาฬิกากลางคืนด้วยที่ชาร์จแบบไร้สาย นี่จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่มีนิสัยชอบเลื่อนดู Instagram และ Facebook จนกว่าพวกเขาจะผล็อยหลับไป มาเริ่มทำกันเลย!

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: โปรเจ็กต์นี้เน้นกระบวนการมากกว่าที่เน้นผลิตภัณฑ์สำหรับประสบการณ์การเรียนรู้ ผลลัพธ์สุดท้ายให้ผลลัพธ์ แต่ไม่น่าพอใจ ฉันจะอัปโหลดการทำซ้ำครั้งที่สองของโมเดลนี้ในอนาคต

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

วงจรชาร์จไร้สาย

• Qi โมดูลเครื่องชาร์จไร้สาย amazon link
• ตัวรับสัญญาณการชาร์จแบบไร้สาย Qi (มาพร้อมกับพอร์ตที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับโทรศัพท์ที่คุณใช้ ฉันใช้ C- Type สำหรับ oneplus 7) ลิงก์ amazon

วงจรนาฬิกากลางคืน

• Arduino nano ATmega 328p ลิงก์อเมซอน
• ลิงก์ DS1307 RTC amazon
• โมดูล 128x32 Oled / TM1637 สำหรับจอแสดงผล (OLED / tm1637)
• ไฟ LED สีขาว 3 มม. (20)
• DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ-ความชื้น (อุปกรณ์เสริม) dht11
• สายต่อ
• PCB

ร่างกาย

• ABS (วัสดุการพิมพ์ 3d)
• ไม้เอ็มดีเอฟ 25 มม. (25x15 ซม.)
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม (8 ชิ้น)

เครื่องมือ

• Araldite
• หัวแร้งและลวด
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• เราเตอร์ CNC
• ฟิลเลอร์
• กระดาษทราย
• แผ่นไม้อัด
• เฟวิคอล SH

ขั้นตอนที่ 2: วงจรทดสอบ

คุณอาจต้องทดสอบวงจรการชาร์จแบบไร้สาย ฉันชอบที่จะใช้เขียงหั่นขนมและสายจัมเปอร์เพื่อทดสอบส่วนประกอบทั้งหมดก่อนบัดกรี

• เชื่อมต่อโมดูลกับพลังงาน USB และเชื่อมต่อโทรศัพท์มือถือของคุณ และวางโทรศัพท์บนขดลวด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอยล์ของโมดูลตัวรับอยู่เหนือคอยล์หลักพอดี ไฟ LED จะติดสว่างและจะแสดงการชาร์จในที่สุด ตรวจสอบวิดีโอสำหรับการสาธิต
• เชื่อมต่อ Arduino และส่วนประกอบอื่น ๆ ตามแผนผัง (ฉันใช้ Arduino Uno สำหรับการทดสอบ แต่คุณสามารถใช้ nano ได้เช่นกัน)
• เปิด Arduino IDE และดาวน์โหลดไฟล์ไลบรารีที่จำเป็น ฉันได้ติดตามลิงค์นี้เพื่อเชื่อมต่อ RTC และนำการแสดงผล 7 ส่วน
• คุณสามารถใช้หรือแก้ไขรหัสของฉันได้ตามที่คุณต้องการ ตรวจสอบพอร์ต COM และบอร์ดก่อนอัปโหลด ฉันไปตามลิงก์บทช่วยสอนนี้และแก้ไขโค้ด ฉันได้อัปโหลดไลบรารี่และรหัสที่ฉันใช้แล้ว

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบ PCB

ตอนนี้มัน

ถึงเวลารวบรวมส่วนประกอบทั้งหมดไว้ในบอร์ดเดียว ประสานส่วนประกอบที่มีขนาดกะทัดรัดที่สุด แต่ให้แน่ใจว่าไม่ได้ตัดกัน

• ใช้เวอร์เนียคาลิปเปอร์หรือสเกลเพื่อวัดระยะห่างระหว่าง Arduino และโมดูลการชาร์จแบบไร้สาย
• สิ่งสำคัญคือเราต้องสร้างสล็อตในร่างกายเพื่อให้ผู้ใช้สามารถชาร์จและตั้งโปรแกรม Arduino ใหม่ได้ทุกเมื่อที่ต้องการ
• ถอดหมุดและสายไฟส่วนเกินออกขณะบัดกรี ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้เผาส่วนประกอบขณะบัดกรี

ขั้นตอนที่ 4: การเตรียมแบบจำลอง CAD

เมื่อวัดขนาดของแต่ละส่วนประกอบใน PCB แล้ว มาเริ่มกันที่โมเดล cad กัน

• คุณสามารถสำรวจการออกแบบของคุณเองได้ด้วยการคิด ฉันเตรียมแผ่นงานสำรวจและเลือกสิ่งที่ดีที่สุดจากพวกเขา
• ฉันใช้ Solidworks เพื่อสร้างสองส่วน คือ ฝาและตัวฐาน ฝาปิดทำจากไม้ MDF และตัวฐานพิมพ์ 3 มิติ
• ให้พิกัดความเผื่อเพิ่มเติมอีก 1-2 มม. เนื่องจากการผลิตแบบอัตโนมัติมีข้อผิดพลาดบางประการ
• เครื่องมือแสดงผล เช่น คีย์ช็อตช่วยให้เห็นภาพผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ดีขึ้น คุณยังสามารถทดลองกับวัสดุอื่นๆ ได้อีกด้วย คุณสามารถอ้างถึงไฟล์ cad ของฉันที่ฉันอัปโหลด

ขั้นตอนที่ 5: การผลิตและการประกอบ

เนื่องจากโครงการนี้เป็นโครงการทดลอง ฉันต้องการทำชิ้นส่วนโดยใช้วัสดุที่คล้ายกับไม้และพลาสติก ฉันเลือกการกัด CNC ของ MDF และการพิมพ์ 3 มิติเพื่อประหยัดเวลา ฉันอยากจะแนะนำให้ดำเนินการด้วยมือเพื่อให้มีการควบคุมความอดทนอย่างใกล้ชิด ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนที่ฉันปฏิบัติตาม:

• ใช้ MDF หนากว่าความสูงของชิ้นส่วนอย่างน้อย 10 มม. ส่วนสูงของฉันคือ 10 มม. และฉันใช้ MDF 25 มม. ตัด MDF เพื่อให้มีระยะห่างอย่างน้อย 20 มม. ทั้ง 4 ด้านสำหรับยึดสลักเกลียว ควรมีชิ้นส่วนเสริมอีก 2-3 ชิ้นเสมอในกรณีที่ MDF แตก
• ใช้สกรู/สลักเกลียวเพื่อยึดแผ่น MDF บนเราเตอร์ CNC
• อัปโหลดไฟล์ขั้นตอนและเริ่มเราเตอร์ ขณะเลือกหัวกัด ให้ใช้หัวกัดที่เหมาะสมที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนของคุณ ฉันใช้คัตเตอร์ขนาด 6 มม. แต่แนะนำให้ใช้ตัวที่เล็กกว่า ลดความเร็วเพื่อให้มีโอกาสแตกหรือแตกกระจายน้อยลง
• หลังจากขั้นตอน ให้ใช้คัตเตอร์เอาแผ่นของชิ้นส่วนออก
• สำหรับการลดความสูง ให้ใช้เครื่องตัดทั้งหมดเพื่อให้ได้ค่าความเผื่อที่ใกล้เคียง จากนั้นไปที่เครื่องขัดเพื่อขจัดวัสดุที่มีความหนา 2-3 มม.
• สำหรับความกดอากาศส่วนบน ให้ยึดชิ้นส่วนไว้บนม้านั่งแล้วค่อยๆ ดึงวัสดุออกโดยใช้ตะไบและกระดาษทราย ติดกระดาษทรายบนบล็อกไม้เพื่อให้พื้นผิวเรียบและใช้งาน
• สำหรับการตัดแบบบวก ให้วาดรูปทรงที่ต้องการแล้วใช้เครื่องเจาะเพื่อตัดวัสดุรอง
• ใช้แผ่นไม้อัดปิดทับตำแหน่งที่เรียบ ทำเช่นนี้เพื่อให้ไฟ LED เรืองแสงเป็นเครื่องหมายบวก ใช้ fevicol SH และใช้แผ่นไม้อัดกระดาษโดยกดเบา ๆ ค้างไว้จนแห้ง ใช้กระดาษทรายแต่งขอบด้านข้าง
• ใช้อะราไดต์เพื่อวางแม่เหล็กลงในช่อง

สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ฉันใช้ ABS สีขาวในเครื่องอัลติเมกเกอร์ เป็นการดีกว่าที่จะจัดตำแหน่งไฟล์ STL ของคุณในลักษณะที่ส่วนนอกจะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด หลังจากพิมพ์แล้ว ให้นำวัสดุรองรับออกและติดแม่เหล็กโดยใช้อะราไดต์

• ใช้เจล Araldite/fevi เพื่อติดจอแสดงผลในช่อง
• ประสานการเชื่อมต่อ diplay
• ประสานไฟ LED พิเศษที่ใช้ด้านข้างและสัญลักษณ์บวก (อุปกรณ์เสริม)
• ประสาน 5v และกราวด์จากพอร์ต usb ในโมดูลการชาร์จแบบไร้สายไปยังพอร์ต Vin และ GND ของ Arduino สิ่งนี้ทำเพื่อที่เมื่อคุณเสียบปลั๊กไฟ usb Arduino ก็เปิดใช้งานเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 6: การเรียนรู้

เนื่องจากเป็นโครงการทดลอง จึงไม่ออกมาอย่างที่คาดไว้ มีการเรียนรู้บางอย่างที่ฉันอยากจะจำไว้สำหรับการทำซ้ำครั้งต่อไป

• เตรียมใบสร้างจิตโดยระบุกระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการทำผลิตภัณฑ์ นี้จะให้กระบวนการและการพึ่งพาของพวกเขา เตรียมแผนภูมิแกนต์หากเป็นไปได้และปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด
• ชอบการทำงานด้วยมือสำหรับรุ่นสุดท้ายเสมอ วิธีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วมีไว้สำหรับการจำลองที่ไม่เสร็จสิ้นอย่างเหมาะสมเท่านั้น
• MDF ใช้งานได้ง่าย แต่วัสดุของไม้นั้นไม่เหมือนใคร คุณสามารถบรรลุรูปลักษณ์ของไม้ได้โดยการใช้แผ่นไม้อัด แต่จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อพื้นผิวของคุณเรียบ
• การกดพอดีนั้นเชื่อถือได้น้อยกว่า เว้นแต่คุณจะเลือกใช้การฉีดขึ้นรูปเกรดอุตสาหกรรม
• ลดจำนวนส่วนประกอบทำให้การประกอบง่ายขึ้น
• สำหรับผลิตภัณฑ์เช่นนี้ ให้ออกแบบให้น้อยที่สุดโดยทำตามแบบของ Braun จับตาดูรายละเอียดและฝีมือ
• คำนึงถึงกระบวนการก่อนการผลิต ค้นหาผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องและวัสดุของผลิตภัณฑ์ และศึกษาการผลิตก่อนเริ่มทำผลิตภัณฑ์ของคุณ