Bolt - DIY Wireless Charging Night Clock (6 etapas): 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Os carregamentos indutivos (também conhecidos como carregamento sem fio ou carregamento sem fio) são um tipo de transferência de energia sem fio. Ele usa indução eletromagnética para fornecer eletricidade a dispositivos portáteis. A aplicação mais comum é o padrão de carregamento sem fio Qi para smartphones, smartwatches e tablets. O carregamento indutivo também é usado em veículos, ferramentas elétricas, escovas de dente elétricas e dispositivos médicos. O equipamento portátil pode ser colocado próximo a uma estação de carga ou base indutiva sem a necessidade de ser precisamente alinhado ou fazer contato elétrico com um dock ou plugue.

Como parte do Open Elective 2020 no National Institute of Design, Índia, tivemos um workshop chamado "É hora de fazer isso" conduzido por nosso corpo docente visitante em Design de Produto Mayur Bhalavi. Esta oficina se concentrou em fazer e compartilhar o fazer parte na comunidade. Este é um projeto experimental DIY que fiz para explorar a interação de materiais de madeira e impressão 3D para fazer um relógio noturno com carregador sem fio. Isso seria uma bênção para as pessoas que têm o hábito de navegar pelo Instagram e Facebook até adormecer. Vamos começar a fazer!

Isenção de responsabilidade: este projeto foi mais orientado para o processo do que para o produto para uma experiência de aprendizagem. O resultado final deu resultados, mas não satisfatórios. Estarei fazendo upload da segunda iteração deste modelo no futuro

Etapa 1: Materiais necessários

Circuito de carregamento sem fio

• Link amazon módulo carregador sem fio Qi
• Receptor de carregamento sem fio Qi (vem com portas diferentes dependendo do telefone que você está usando. Usei C-Type para oneplus 7) link amazon

Circuito de relógio noturno

• Arduino nano ATmega 328p link amazon
• Link amazon DS1307 RTC
• Módulo 128x32 Oled / TM1637 para display (OLED / tm1637)
• Led branco 3mm (20)
• Sensor de temperatura-umidade DHT11 (opcional) dht11
• conectando fios
• PCB

Corpo

• ABS (material de impressão 3D)
• 25 mm MDF (25 x 15 cm)
• ímãs de neodímio (8 peças)

Ferramentas

• Araldite
• ferro de solda e fio
• impressora 3d
• Roteador CNC
• Filer
• Lixa
• folheado
• Fevicol SH

Etapa 2: Circuito de teste

Pode ser necessário testar o circuito de carregamento sem fio. Eu prefiro usar placa de ensaio e fios de jumper para testar todos os componentes antes de soldar.

• Conecte o módulo à alimentação USB e conecte seu telefone celular e coloque o telefone na bobina. Certifique-se de que a bobina do módulo receptor esteja posicionada exatamente acima da bobina principal. O led acenderá e, eventualmente, o carregamento será indicado. Confira o vídeo para a demonstração.
• Conecte o Arduino e outros componentes de acordo com os esquemas. (Eu uso o Arduino Uno para testes, mas você pode usar o nano também).
• Abra o IDE do Arduino e baixe os arquivos de biblioteca necessários. Eu segui este link para fazer a interface do RTC e do display led de 7 segmentos.
• Você pode usar ou modificar meu código de acordo com sua preferência. verifique a porta COM e a placa antes de fazer o upload. Segui este link do tutorial e modifiquei o código. Eu carreguei a biblioteca, bem como o código que usei.

Etapa 3: Montagem do PCB

Agora é

hora de montar todos os componentes em uma única placa. Solde os componentes o mais compactos possível, mas certifique-se de que eles não se cruzem.

• Use calibradores Vernier ou escala para medir a distância entre o Arduino e o módulo de carregamento sem fio.
• É importante, pois precisamos criar slots no corpo para permitir que o usuário carregue e reprograme o Arduino sempre que necessário.
• Remova os pinos e fios extras durante a soldagem. Certifique-se de não queimar os componentes durante a soldagem.

Etapa 4: Preparando o modelo CAD

Assim que as dimensões de cada componente no PCB forem medidas, vamos começar com o modelo cad

• Você pode explorar seu próprio design ideateando. Eu preparei uma folha de exploração e selecionei o melhor delas.
• Usei o Solidworks para criar duas partes, a tampa e o corpo da base. A tampa é feita de MDF e o corpo da base é impresso em 3D.
• Dê tolerância extra de 1-2 mm, pois a fabricação automatizada apresenta alguns erros.
• Ferramentas de renderização como o keyshot podem fornecer uma melhor visualização do produto final. Você pode até experimentar outros materiais. Você pode consultar meus arquivos cad que eu carreguei.

Etapa 5: Fabricação e montagem

Como este projeto era experimental, eu queria fazer peças com um material semelhante à madeira e ao plástico. Escolhi fresamento CNC de MDF e impressão 3D para economizar tempo. Eu recomendaria ir para operações manuais para ter controle de tolerância estreita. A seguir estão as etapas que segui:

• Pegue o MDF pelo menos 10 mm mais espesso do que a altura da peça. A altura da minha peça era de 10mm e tirei MDF de 25mm. Corte o MDF de forma que haja pelo menos 20 mm de distância nos 4 lados para os parafusos de fixação. É sempre bom ter 2-3 peças extras para o caso de o MDF quebrar.
• Use parafusos / pernos para fixar a placa de MDF na fresadora CNC.
• Carregue o arquivo da etapa e inicie o roteador. Ao selecionar o cortador, use o mais adequado para fabricar seu componente. Usei um cortador de 6 mm, mas é recomendado usar os menores. Reduza a velocidade para que haja menos chance de quebra ou propagação de rachaduras.
• Após o processo, use o cortador para retirar as lajes da peça.
• Para reduzir a altura, use todas as máquinas de corte para obter tolerância estreita. Em seguida, prossiga para a lixadeira para remover materiais de 2-3 mm de espessura.
• Para a depressão superior, fixe a peça em bancada e remova lentamente o material com lixa e lixa. cole a lixa em um bloco de madeira para obter uma superfície plana e use-a.
• Para o recorte positivo, desenhe a forma desejada e use uma furadeira para recortar o mataerial.
• Use folha de papel para cobrir a posição plana. Isso é feito para que o led brilhe em forma de sinal de mais. aplique o fevicol SH e aplique o folheado de papel pressionando suavemente e segurando até secar. Use lixa para dar acabamento nas laterais.
• Use araldita para colocar os ímãs na ranhura.

Para impressão 3D usei ABS branco no ultimaker. É melhor orientar o arquivo STL de forma que a parte externa obtenha o melhor acabamento. Após a impressão retirar o material de suporte e colar o íman com araldite.

• Use o gel Araldite / Fevi para colar o visor na ranhura.
• Solde as conexões diplay
• Solde o LED extra usado na lateral, bem como o símbolo de mais (opcional).
• Solde o 5v e aterre da porta USB no módulo de carregamento sem fio para a porta Vin e GND do Arduino. Isso é feito para que, depois de conectar a energia USB, o arduino também seja ativado.

Etapa 6: Aprendizagem

Por se tratar de um projeto experimental, não saiu como o esperado. Existem alguns aprendizados que gostaria de ter em mente em minha próxima iteração.

• Prepare uma planilha de criação mental listando todos os processos envolvidos na fabricação do produto. Isso forneceria os processos e suas dependências. Prepare um gráfico de Gantt, se possível, e siga-o estritamente.
• Prefira sempre a operação manual para o modelo final. Os métodos de prototipagem rápida são apenas para maquetes que não dão um acabamento adequado.
• O MDF é fácil de trabalhar, mas o acabamento do material da madeira é incomparável. Você pode conseguir a aparência de madeira aplicando folheado, mas isso só será possível se as superfícies forem planas.
• Os ajustes de pressão são menos confiáveis, a menos que você vá para moldagem por injeção de nível industrial.
• Reduza o número de componentes facilitando a montagem.
• Para produtos como esses, projete o mínimo possível seguindo o design da Braun. Fique de olho nos detalhes e na habilidade.
• Lembre-se do processo antes de fabricar. Pesquise produtos relacionados e seus materiais e estude sua fabricação antes de começar a fabricar seu produto.