Đèn hình khối Rubik không dây có thể thay đổi màu dựa trên độ nghiêng dễ dàng: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Hôm nay chúng ta sẽ chế tạo chiếc đèn Rubik’s Cube-esque tuyệt vời này có thể thay đổi màu sắc dựa trên mặt nào hướng lên. Khối lập phương chạy bằng pin LiPo nhỏ, được sạc bằng cáp micro-usb tiêu chuẩn và trong thử nghiệm của tôi, có thời lượng pin kéo dài vài ngày.

Hướng dẫn này là một dự án tuyệt vời dành cho người mới bắt đầu và yêu cầu các công cụ tối thiểu!

Tôi là một người mới bắt đầu tương đối khi nói đến mạch điện-Tôi lần đầu tiên nhặt một cái mỏ hàn cách đây chưa đầy một tháng và tôi hy vọng hướng dẫn này sẽ truyền cảm hứng cho những người mới bắt đầu khác bắt đầu dự án mạch điện đầu tiên của họ. Nếu bạn thích bài có tính hướng dẫn này, sẽ là ngày của tôi nếu bạn bình chọn cho nó trong cuộc thi Hòa âm ánh sáng!

Tôi được truyền cảm hứng bởi Đèn LED lập phương không dây tuyệt vời của Well Done Tips có thể hướng dẫn, nhưng tôi muốn mở rộng nó hơn nữa và nhận ra rằng sẽ rất tuyệt nếu có nhiều hơn một màu. Rốt cuộc, khối Rubik chỉ có nhiều hơn một màu - vậy tại sao chỉ có một ánh sáng?

Trong một thời gian, tôi đã bối rối trong việc phát hiện định hướng và nghĩ rằng tôi có thể phải thêm vào một bộ vi điều khiển nhỏ và gia tốc kế. Tuy nhiên, vì mục tiêu của tôi là khối lập phương không dây, nên tôi biết mình sẽ cần thêm pin và vì điều đó sẽ làm tiêu hao nhiều nước hơn mức tôi muốn, nên tôi không muốn làm theo cách đó.

Đó là khi tôi tìm thấy đèn LED Cube của lonesoulsurfer! Đèn của ông sử dụng một công tắc thủy ngân để điều khiển ánh sáng. Tuy nhiên, tôi không muốn sử dụng thủy ngân - nó thực sự không tốt cho môi trường - nhưng may mắn thay, công tắc nghiêng là một giải pháp thay thế tuyệt vời.

Tôi cũng muốn làm cho hướng dẫn này thân thiện với người mới bắt đầu, sử dụng các tài liệu có thể dễ dàng mua trực tuyến hoặc trong cửa hàng và hạn chế sử dụng thiết bị (chẳng hạn như cưa bàn) mà nhiều người, bao gồm cả tôi, không có.

Bắt đầu nào!

Quân nhu

Các nguồn cung cấp sau đây là cần thiết:

• Hàn sắt và thuốc hàn
• Máy ép khoan và mũi khoan nhỏ
• Cưa sắt với hàm răng tốt
• Cái thước kẻ
• Sharpie
• Súng bắn keo nóng
• Kẹp (để cưa)
• Giấy nhám
• Khẩu trang / mặt nạ n95 để cắt + chà nhám
• Kìm cắt dây
• Thợ thoát y dây

Bước 1: Vật liệu

• Tấm acrylic trong (a.k.a plexiglass, a.k.a nhựa sáng bóng). Tôi đã sử dụng plexiglass dày 3mm, có lẽ khoảng 24x36 (còn sót lại từ một chiếc gương thông minh cũ đã được phân tán).
• Sơn xịt màu trắng - dễ dàng tìm thấy tại Home Depot hoặc Lowe’s.
• Bảng hoàn thiện -
• Đèn LED đỏ, xanh lam, xanh lục, cam và trắng (có thể hoán đổi một trong những đèn LED này thành màu vàng)
• Pin LiPo 3.7v (tôi đã sử dụng 1100 mAh) -
• Điện trở 100 ohm hoặc 220 ohm tùy thuộc vào đèn LED
• 5 công tắc nghiêng -
• Mô-đun sạc TP4056 -
• Dây đỏ và trắng
• Hình dán Rubik’s Cube thay thế

Sơn phun màu trắng tạo cho acrylic một kết thúc khuếch tán đẹp mắt. Tuy nhiên, sẽ không cần thiết nếu bạn mua loại acrylic trắng mờ như thế này.

Vì vậy, bạn có thể nhận thấy rằng khối lập phương không thực sự được xây dựng từ khối Rubik thật, như khối lập phương của Well Done Tips. Ban đầu, tôi đã cố gắng sao chép quy trình xây dựng của Well Done Tip, bằng cách cắt bỏ các phần bên trong của một khối lập phương (r.i.p. cube) và đặt các miếng acrylic ở giữa. Thật không may, vì tôi không có máy móc như anh ấy, tôi đã sử dụng một cái cưa sắt để cắt những mảnh acrylic siêu nhỏ và khối lập phương cuối cùng trở nên vô cùng lệch lạc và xấu xí đến khó tin. Vì vậy, chúng tôi sẽ đếm với một thiết kế được sửa đổi: 6 miếng acrylic hình vuông cộng với miếng dán hình khối Rubik thay thế!

P.s. Bạn có thể tự hỏi tại sao các miếng dán thay thế thậm chí còn được bán. Những người bạn chơi speedcuber của tôi nói với tôi rằng các nhãn dán sẽ rơi ra khỏi khối (đắt tiền) của họ theo thời gian và các nhãn dán thay thế rất hữu ích. Ai biết?

Bước 2: Cắt 6 miếng acrylic vuông

Dùng thước kẻ vạch sáu mảnh acrylic 6mm x 6mm.

Acrylic được cho là có thể được cắt bằng một con dao tiện ích đơn giản, nhưng sau nhiều lần ghi điểm + cố gắng phá vỡ acrylic, tôi vẫn còn lại một mảnh nguyên vẹn. Như vậy, tôi đã đi với thứ tốt nhất tiếp theo: một cái cưa sắt.

(Tôi biết rằng cưa sắt không phải là cách tốt nhất hoặc chính xác nhất để cắt acrylic. Tuy nhiên, nó là công cụ rẻ nhất và cũng là công cụ duy nhất mà tôi có.)

Cắt bỏ 6 miếng và nhớ đeo khẩu trang hoặc khẩu trang trong khi thực hiện vì quá trình này sẽ tạo ra rất nhiều bụi. Một số lượng lớn các hướng dẫn không cho thấy họ đeo mặt nạ và tôi thích lớp phủ acrylic tốt trên phổi của mình, CDC nói rằng điều đó không quá tốt đối với tôi.

(Lưu ý rằng khẩu trang phẫu thuật mà tất cả chúng ta đeo để đi ra ngoài ngày nay không đủ để lọc bụi acrylic!)

Một khối Rubik tiêu chuẩn có các cạnh khoảng 5,5mm. Tuy nhiên, để đảm bảo rằng nhiều ánh sáng đi qua khối lập phương hơn, tôi đã cho nó thêm vài mm.

Chà nhám các cạnh nếu chúng siêu thô.

Bước 3: Thời gian phun sơn

Đặt các hình vuông lên một mảnh bìa cứng hoặc tờ báo - thứ mà bạn có thể dùng sơn xịt lên. Giữ bình sơn xịt cách khoảng 2-3 feet và đi qua các ô vuông nhiều lần.

Đảm bảo phun sơn từ khoảng cách xa. Nếu lon quá gần với các ô vuông, các vệt sơn phun sẽ xuất hiện trên bề mặt và chúng tôi không muốn điều đó.

CHỈ phun sơn một mặt của khối lập phương - mặt này sẽ là mặt hướng vào trong. Mặt còn lại nên được để nguyên như vậy ~ cảm giác bằng thủy tinh đẹp ~.

(Buzzkill time: bạn cũng nên đeo khẩu trang vì sơn xịt - sơn xịt là thứ khó chịu xâm nhập vào phổi của bạn).

Để sơn phun khô. 3-4 giờ nên làm điều đó.

Bước 4: Lắp ráp khối lập phương (loại của)

Đặt 4 cạnh của hình lập phương lại với nhau. Giữ 2 miếng với nhau tại một thời điểm, sau đó bôi keo nóng vào phần giao nhau bên trong của hai bên.

Hãy cẩn thận không để súng bắn keo nóng quá gần với sơn phun - nó sẽ tan chảy và bạn sẽ kết thúc với các vết trong sơn phun (bạn có thể thấy điều này xảy ra trong hình - Tôi đã tách khối lập phương, loại bỏ sơn phun bằng axeton và làm lại).

(Superglue cũng có thể được sử dụng, nhưng sau khi bị bỏng nặng do superglue và bông phản ứng, tôi không quá muốn làm điều đó một lần nữa.)

Cuối cùng thì chúng ta sẽ để lại hình vuông thứ 5 và thứ 6.

Mặt phun sơn phải đối diện với BÊN TRONG của khối lập phương.

Bước 5: Kết nối Pin với Mô-đun sạc

Ở phía đối diện của TP4056 với micro USB, có 4 điểm để hàn. Như bạn có thể đã đoán, Out + và Out - dành cho mạch thực tế, trong khi B + và B- kết nối với pin.

Đầu tiên, hãy cắt đầu nối micro JST trên pin và tháo đầu của hai dây. Sau đó hàn dây màu đỏ (dương hoặc nguồn) vào B + và dây đen (âm hoặc đất) với B-. Có khá nhiều hướng dẫn về hàn xuyên lỗ, vì vậy tôi sẽ không đi sâu vào vấn đề đó ở đây. Bây giờ bạn có thể kết nối cáp micro USB với pin và đèn LED màu đỏ trên TP4056 sẽ sáng lên (cho biết pin đang sạc). Khi quá trình sạc hoàn tất, đèn LED sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu xanh lam.

Lưu ý về pin LiPo: chúng cực kỳ nguy hiểm. Có, điện thoại, máy tính và máy tính bảng của bạn được cấp nguồn bằng pin LiPo, nhưng chúng sử dụng các mạch giám sát và bảo vệ sạc mở rộng để đảm bảo rằng điện thoại của bạn (thường) không bốc cháy. Và đám cháy LiPo không giống như đám cháy bình thường - chúng có thể chạy mà không cần oxy và đôi khi thiêu rụi các ngôi nhà. Bạn đã xem video đáng sợ nào về máy bay mini bốc cháy chưa? Đó có thể là LiPo đã sai.

TP4056 được tích hợp mạch bảo vệ sạc. Điều này có nghĩa là nó bảo vệ pin khỏi sạc quá mức và xả quá mức. Tuy nhiên, điều này không cho bạn lý do để bất cẩn xung quanh pin. Các hoạt động tôi không khuyên bạn nên thực hiện với pin bao gồm:

1. Làm rơi nó trong nhà vệ sinh.
2. Cố gắng nghiền nát nó bằng một viên gạch.
3. Cố gắng cắt nó ra bằng một con dao.
4. Ăn nó (ok, điều này phải rõ ràng).

Dù sao thì đó cũng là phần cuối của bài viết LiPo của tôi. Chỉ cần đừng quá bất cẩn và bạn có thể sẽ ổn thôi!

Bước 6: Giờ Điện tử

Phép thuật thay đổi màu sắc của khối lập phương đến từ 5 công tắc nghiêng khác nhau. Vì chỉ có một đèn LED tại một thời điểm sẽ sáng, chúng ta có thể sử dụng một điện trở cho nhiều đèn LED.

Sơ đồ mạch ở trên cung cấp một sơ đồ cho một breadboard, nhưng có thể dễ dàng điều chỉnh cho một perfboard. (Nếu bạn muốn tôi thêm một sơ đồ bảng điều khiển hoàn hảo, tôi có thể làm như vậy - chỉ cần nhận xét!)

Thêm điện trở vào góc của bảng đục lỗ, sau đó uốn cong một dây dẫn dọc theo hàng lỗ đầu tiên. Sau đó, thêm 5 công tắc nghiêng dọc theo hàng lỗ sao cho một dây dẫn trên công tắc nghiêng chạm vào điện trở và công tắc còn lại nằm trên hàng thứ hai.

Điện trở là 100 ohm, đủ tốt cho đèn LED 5mm tiêu chuẩn với điều kiện điện áp phóng ra từ pin là 3,7V.

Một khối Rubik bình thường có màu vàng / trắng, xanh lam / xanh lá cây và đỏ / cam đối diện nhau. Do đó, chúng ta cần đảm bảo rằng mỗi công tắc nghiêng đều quay về hướng chính xác. Các hướng chính xác liên quan đến bảng điều khiển lỗ, giả sử rằng màu vàng là màu "tắt", như sau:

1. Trắng: Lên (ra khỏi bảng điều khiển, hướng về phía bạn)
2. Xanh lam: Đông
3. Cam: Bắc
4. Màu xanh lá cây: Tây
5. Đỏ: Nam

Tiếp theo, thêm các đèn LED vào công tắc nghiêng tương ứng của chúng. Đảm bảo rằng chân dài hơn của đèn LED là chân tiếp xúc với công tắc nghiêng. Sau đó, hàn tất cả các chân ngắn hơn của đèn LED với nhau.

Hàn một đoạn dây màu đỏ vào mặt không bị uốn cong của điện trở và hàn một đoạn dây màu trắng vào chân của các đèn LED (mà bạn vừa kết nối).

Cuối cùng, hàn dây màu trắng vào OUT- trên TP4056, sau đó hàn dây màu đỏ vào lỗ OUT + (thông lệ tốt là luôn kết nối đất trước!).

Đầu tiên tôi thử nghiệm mạch với breadboard, sau đó chuyển mạch sang perfboard. Đảm bảo rằng dây màu trắng và đỏ đi từ bảng điều khiển đến TP4056 nằm ở phía dưới của bảng điều khiển-bảng điều khiển sẽ ở phía trên TP4056.

Bây giờ chúng ta có thể kiểm tra xem mạch có hoạt động như mong đợi hay không bằng cách nghiêng bảng điều khiển theo các hướng khác nhau.

Bước 7: Áp dụng Hình dán cho Khối lập phương và 2 Mặt chưa gắn

Đây là phần căng thẳng nhất của công trình. Khá khó để thêm các nhãn dán vào khối lập phương sao cho chúng thẳng hàng.

Đảm bảo rằng bạn đang thêm hình dán vào phía bên phải. Chúng cần được thêm vào sao cho màu vàng / trắng, xanh lam / xanh lá cây và đỏ / cam đối diện nhau

Tôi đã chọn màu vàng làm màu đèn LED "tắt". Điều này có nghĩa là cổng sạc không thể ở bên màu vàng hoặc màu trắng. Do đó, hai hình vuông không có liên kết cần phải có màu trắng và một màu khác liền kề với màu vàng (đỏ, xanh dương, xanh lá cây hoặc cam-Tôi đã chọn màu đỏ).

Mẹo: sẽ dễ dàng hơn nếu bạn đặt một chiều dài các hình dán chưa bóc vỏ phía sau mặt mà bạn hiện đang thêm hình dán, chiếu đèn pin phía sau mặt đó rồi thêm hình dán. Bằng cách này, bạn có thể dễ dàng nhìn thấy đường viền của nhãn dán và sử dụng nó làm hướng dẫn để đặt nhãn dán.

Bước 8: Tạo lỗ cho cổng sạc

Với các miếng dán được thêm vào, bây giờ chúng ta có thể tạo một lỗ cho cổng sạc TP4056. Keo nóng TP4056 vào pin, với cổng sạc nằm ngang với cạnh của pin. Sau đó, đánh dấu vị trí trên acrylic cho cổng sạc đi qua ở phía không gắn.

Tiếp theo, bạn dùng mũi khoan nhỏ để tạo 3 lỗ nhỏ nơi cần đi cổng sạc. Sử dụng cổng sạc làm hướng dẫn cho mức độ lớn của lỗ. (Phần này cũng khó một cách đáng ngạc nhiên).

Bước 9: Lắp ráp khối lập phương, một lần nữa

Đã đến lúc lắp ráp cuối cùng! Bây giờ cổng sạc đã có, chúng ta có thể kết hợp mọi thứ khác lại với nhau.

Lấy cáp micro usb và cắm nó qua lỗ cổng sạc mà bạn vừa tạo ở mặt không gắn.

Kết nối nó với TP4056 trên pin sao cho pin nằm ngang với mặt bên.

Thêm keo nóng vào ba cạnh của khối lập phương nơi mặt không gắn với cổng sẽ đi và vị trí cần dán pin. Sau đó, nhanh chóng thêm pin và mặt chưa gắn vào khối lập phương.

Đảm bảo mạch điện trên bảng điều khiển được cách ly khỏi TP4056 bằng cách đặt một thứ gì đó vào giữa nó-tôi đã sử dụng một vòng bông. Dán keo nóng tấm đục lỗ vào vòng bông và vòng bông vào pin (phải có khoảng trống trên pin mà TP4056 không chiếm hết).

Đảm bảo rằng bảng điều khiển bằng phẳng nhất có thể-điều này sẽ đảm bảo rằng các đèn LED phát sáng khi chúng được cho là như vậy

Cuối cùng, dán miếng cuối cùng chưa gắn lên trên và chúng ta đã hoàn thành!

Cát xuống bất kỳ cạnh thô nào.

Bước 10: Kết luận

Tận hưởng ánh sáng hình khối siêu tuyệt vời mới của bạn! Hãy khoe nó với tất cả bạn bè (cực kỳ ghen tị) của bạn.

Nếu tôi phải làm điều đó một lần nữa: Tôi sẽ cẩn thận hơn rất nhiều trong việc cắt các mảnh acrylic và có thể đặt chúng cắt sẵn ở một góc 45 độ để chúng khớp với nhau. Tôi cũng có thể sử dụng epoxy để dán chúng lại với nhau và đặt mua acrylic trắng thay vì bận tâm với sơn phun, thứ có thể dễ dàng bị xước.

Tôi hy vọng bạn thích điều này có thể giảng dạy! Nếu bạn đã làm vậy, một lần nữa, hãy cân nhắc bình chọn cho nó trong cuộc thi Hòa âm ánh sáng

Tất cả các bình luận, quan tâm, câu hỏi, phê bình mang tính xây dựng đều được hoan nghênh.