Lampe Rubik's Cube sans fil à changement de couleur facile à incliner : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Aujourd'hui, nous allons construire cette superbe lampe Rubik's Cube-esque qui change de couleur en fonction du côté qui est en haut. Le cube fonctionne sur une petite batterie LiPo, chargée par un câble micro-usb standard, et, lors de mes tests, a une autonomie de plusieurs jours.

Ce tutoriel est un excellent projet pour débutant et nécessite un minimum d'outils !

Je suis un débutant relatif en matière de circuits - j'ai acheté un fer à souder pour la première fois il y a moins d'un mois, et j'espère que ce tutoriel inspirera d'autres débutants à démarrer leur premier projet de circuits. Si vous aimez ce Instructable, cela ferait ma journée si vous votiez pour cela dans le concours Remix !

J'ai été inspiré par l'incroyable Wireless LED Cube Light Instructable de Well Done Tips, mais je voulais l'étendre plus loin et j'ai réalisé que ce serait super d'avoir plus d'une couleur. Après tout, le Rubik's cube a plus d'une couleur, alors pourquoi n'y aurait-il qu'une seule lumière ?

Pendant un moment, j'ai été perplexe sur la détection d'orientation et j'ai pensé que je devrais peut-être ajouter un petit microcontrôleur et un accéléromètre. Cependant, comme mon objectif était que le cube soit sans fil, je savais que j'aurais besoin d'ajouter une batterie, et comme cela épuiserait plus de jus que je ne le souhaiterais, je ne voulais pas suivre cette voie.

C'est alors que j'ai trouvé la lampe LED Cube de lonesoulsurfer ! Sa lampe utilisait un interrupteur au mercure pour contrôler la lumière. Cependant, je ne voulais pas utiliser de mercure - c'est vraiment mauvais pour l'environnement - mais heureusement, les interrupteurs à bascule sont une excellente alternative.

Je voulais également rendre ce tutoriel convivial pour les débutants, utiliser des matériaux qui pourraient être facilement achetés en ligne ou dans un magasin, et limiter l'utilisation d'équipements (comme une scie à table) que beaucoup de gens, y compris moi, n'ont pas.

Commençons!

Fournitures

Les fournitures suivantes sont nécessaires:

• Fer à souder et soudure
• Perceuse à colonne et petit foret
• Scie à métaux aux dents fines
• Règle
• Sharpie
• Pistolet à colle chaude
• Pince (pour scier)
• Papier de verre
• Respirateur / masque n95 pour coupe + ponçage
• Coupe-fil
• Pince à dénuder

Étape 1: Matériaux

• Feuille d'acrylique transparent (alias plexiglas, alias plastique glorifié). J'ai utilisé du plexiglas de 3 mm d'épaisseur, probablement environ 24x36 (restes d'un vieux miroir intelligent dissimulé).
• Peinture en aérosol blanche - facile à trouver chez Home Depot ou Lowe's.
• Perfboard -
• LED rouge, bleue, verte, orange et blanche (peut échanger l'une d'entre elles contre du jaune)
• Batterie LiPo 3.7v (j'ai utilisé 1100 mAh) -
• Résistance de 100 ohms, ou 220 ohms selon les LED
• 5 interrupteurs à bascule -
• Module de charge TP4056 -
• fil rouge et blanc
• Autocollants Rubik's Cube de remplacement

La peinture en aérosol blanche donne à l'acrylique une belle finition diffusante. Cependant, ce n'est pas nécessaire si vous achetez plutôt un acrylique translucide blanc comme celui-ci.

Vous avez donc peut-être remarqué que le cube n'est pas réellement construit à partir d'un vrai Rubik's cube, comme le cube de Well Done Tips. J'ai d'abord essayé de copier le processus de construction de Well Done Tip, en découpant les entrailles d'un cube (cube r.i.p.) et en mettant des morceaux d'acrylique entre les deux. Malheureusement, comme je n'ai pas la machinerie qu'il possède, j'ai utilisé une scie à métaux pour couper les super petits morceaux d'acrylique et le cube a fini par être incroyablement déséquilibré et franchement moche. Ainsi, nous partirons avec un design modifié: 6 morceaux carrés d'acrylique plus des autocollants Rubik's cube de remplacement !

P.s. Vous vous demandez peut-être pourquoi des autocollants de remplacement sont même vendus. Mes amis speedcuber me disent que les autocollants tomberont de leurs cubes (coûteux) au fil du temps, et que les autocollants de remplacement sont utiles. Qui savait?

Étape 2: Découpez 6 morceaux carrés d'acrylique

À l'aide d'une règle, tracez six morceaux d'acrylique de 6 mm sur 6 mm.

L'acrylique peut soi-disant être coupé à l'aide d'un simple couteau utilitaire, mais après plusieurs scores + tentatives pour casser l'acrylique, il me restait toujours une pièce intacte. En tant que tel, j'ai opté pour la meilleure chose suivante: une scie à métaux.

(Je sais qu'une scie à métaux n'est pas le moyen le meilleur ou le plus précis de couper l'acrylique. Cependant, c'est le moins cher, et aussi le seul outil que j'avais.)

Découpez les 6 pièces et assurez-vous de porter un respirateur ou un masque tout en le faisant, beaucoup de poussière est générée au cours de ce processus. Un nombre décent de tutoriels ne les montrent pas portant un masque, et même si j'aime une bonne couche d'acrylique sur mes poumons, le CDC dit que ce n'est pas trop bon pour moi.

(Notez que les masques chirurgicaux que nous portons tous pour sortir de nos jours ne suffisent pas à filtrer les poussières acryliques !)

Un Rubik's cube standard a des côtés d'environ 5,5 mm. Cependant, pour m'assurer qu'une plus grande quantité de lumière traverse le cube, je lui ai donné quelques millimètres supplémentaires.

Poncez les bords s'ils sont très rugueux.

Étape 3: Temps de peinture en aérosol

Placez les carrés sur un morceau de carton ou de papier journal, quelque chose sur lequel vous pouvez utiliser de la peinture en aérosol. Tenez la bombe de peinture en aérosol à environ 2-3 pieds de distance et parcourez les carrés plusieurs fois.

Assurez-vous de pulvériser de la peinture à bonne distance. Si la boîte est trop près des carrés, des gouttes de peinture en aérosol apparaîtront à la surface, et nous ne le voulons pas.

Peignez UNIQUEMENT un côté du cube, ce côté sera le côté tourné vers l'intérieur. L'autre côté doit être laissé tel quel pour cette ~belle sensation de plexiglas~.

(Le temps de buzzkill: vous devriez également porter un masque pour la peinture en aérosol - la peinture en aérosol est une substance désagréable à pénétrer dans vos poumons).

Laissez sécher la peinture en aérosol. 3-4 heures devraient le faire.

Étape 4: Assemblage du cube (en quelque sorte)

Assemblez les 4 côtés du cube. Tenez 2 pièces ensemble à la fois, puis mettez de la colle chaude dans l'intersection intérieure des deux côtés.

Attention à ne pas trop approcher le pistolet à colle chaude de la peinture en aérosol - il va fondre et vous allez vous retrouver avec des taches dans la peinture en aérosol (vous pouvez voir ce qui s'est passé sur la photo - j'ai fini par démonter le cube, enlever la bombe de peinture à l'acétone, et la refaire).

(La superglue peut également être utilisée, mais après avoir eu une mauvaise brûlure causée par la réaction de la superglue et du coton, je n'ai pas trop envie de recommencer.)

Nous laisserons les 5e et 6e cases pour la fin.

Le côté de la peinture en aérosol doit faire face à l'INTÉRIEUR du cube.

Étape 5: connexion de la batterie au module de charge

Du côté du TP4056 opposé au micro USB, il y a 4 spots à souder. Comme vous l'avez peut-être deviné, Out + et Out - sont pour le circuit réel, tandis que B+ et B- se connectent à la batterie.

Tout d'abord, coupez le connecteur micro JST de la batterie et dénudez les extrémités des deux fils. Puis soudez le fil rouge (positif ou alimentation) à B+ et le fil noir (négatif ou masse) à B-. Il y a pas mal de tutoriels sur la soudure traversante, donc je n'entrerai pas là-dedans ici. Vous pouvez maintenant connecter un câble micro USB à la batterie et la LED rouge du TP4056 devrait s'allumer (indiquant que la batterie est en charge). Une fois la charge terminée, la LED passe du rouge au bleu.

Une remarque concernant les batteries LiPo: elles sont EXTRÊMEMENT dangereuses. Oui, votre téléphone, votre ordinateur et votre tablette sont alimentés par des batteries LiPo, mais ils utilisent des circuits de protection et de surveillance de charge étendus qui garantissent que votre téléphone (généralement) ne s'enflamme pas. Et les incendies LiPo ne sont pas comme les incendies normaux - ils peuvent fonctionner sans oxygène et brûlent souvent des maisons. Vous avez vu des vidéos terrifiantes de mini-avions en feu ? C'est probablement LiPo qui a mal tourné.

Le TP4056 est doté d'un circuit de protection de charge intégré. Cela signifie qu'il protège la batterie contre les surcharges et les décharges excessives. Cependant, cela ne vous donne pas une excuse pour être négligent avec la batterie. Les activités que je ne recommande pas d'effectuer avec la batterie comprennent:

1. Le laisser tomber dans les toilettes.
2. Tenter de l'écraser avec une brique.
3. Tenter de l'ouvrir avec un couteau.
4. Le manger (ok, ça devrait être évident).

Bref, c'est la fin de ma diatribe LiPo. Ne soyez pas trop négligent et tout ira bien!

Étape 6: L'heure de l'électronique

La magie du changement de couleur du cube provient de 5 commutateurs d'inclinaison différents. Étant donné qu'une seule LED à la fois sera allumée, nous pouvons utiliser une résistance pour les multiples LED.

Le schéma de circuit ci-dessus fournit un schéma pour une planche à pain, mais peut être facilement adapté à un perfboard. (Si vous souhaitez que j'ajoute un schéma de perfboard, je peux le faire, il suffit de commenter !)

Ajoutez la résistance dans le coin du panneau perforé, puis pliez un fil le long de la première rangée de trous. Ajoutez ensuite les 5 interrupteurs d'inclinaison le long de la rangée de trous de sorte qu'un fil sur l'interrupteur d'inclinaison touche la résistance et l'autre interrupteur se trouve sur la deuxième rangée.

La résistance est de 100 ohms, ce qui est suffisant pour les LED standard de 5 mm étant donné que la tension déchargée de la batterie est de 3,7 V.

Un Rubik's cube normal a du jaune/blanc, du bleu/vert et du rouge/orange en face l'un de l'autre. Par conséquent, nous devons nous assurer que chaque commutateur d'inclinaison est orienté dans la bonne direction. Les directions correctes par rapport au perfboard, en supposant que le jaune est la couleur « off », sont les suivantes:

1. Blanc: vers le haut (hors du panneau perforé, face à vous)
2. Bleu: Est
3. Orange: Nord
4. Vert: Ouest
5. Rouge: Sud

Ajoutez ensuite les LED à leur interrupteur d'inclinaison correspondant. Assurez-vous que la jambe la plus longue de la LED est la jambe qui touche le commutateur d'inclinaison. Puis soudez ensemble toutes les pattes les plus courtes des LED.

Soudez un morceau de fil rouge sur le côté non plié de la résistance et soudez un morceau de fil blanc aux pattes des LED (que vous venez de connecter).

Enfin, soudez le fil blanc à OUT- sur le TP4056, puis soudez le fil rouge au trou OUT+ (c'est une bonne pratique de toujours connecter la terre en premier !).

J'ai d'abord testé le circuit avec une maquette, puis transféré le circuit sur perfboard. Assurez-vous que le fil blanc et rouge allant du panneau perforé au TP4056 est au bas du panneau perforé - le panneau perforé sera au-dessus du TP4056.

Nous pouvons maintenant tester que le circuit fonctionne comme prévu en inclinant le panneau perforé dans différentes directions.

Étape 7: Appliquez des autocollants sur le cube et les 2 côtés non encore attachés

C'était la partie la plus angoissante de la construction. Il était assez difficile d'ajouter les autocollants au cube pour qu'ils soient tous droits.

Assurez-vous d'ajouter des autocollants sur le côté droit. Ils doivent être ajoutés de telle sorte que le jaune/blanc, le bleu/vert et le rouge/orange soient en face l'un de l'autre

J'ai choisi le jaune comme couleur de LED « éteinte ». Cela signifiait que le port de charge ne pouvait pas être du côté jaune ou blanc. Ainsi, les deux carrés non attachés doivent avoir du blanc et une autre couleur adjacente au jaune (rouge, bleu, vert ou orange - j'ai choisi le rouge).

Astuce: c'est plus facile si vous placez une longueur d'autocollants non décollés derrière le côté sur lequel vous ajoutez actuellement des autocollants, allumez une lampe de poche derrière ce côté, puis ajoutez des autocollants. De cette façon, vous pouvez facilement voir le contour des autocollants et l'utiliser comme guide pour placer des autocollants.

Étape 8: Faire un trou pour le port de charge

Avec les autocollants ajoutés, nous pouvons maintenant créer un trou pour le port de charge TP4056. Collez à chaud le TP4056 sur la batterie, le port de charge affleurant le bord de la batterie. Marquez ensuite l'endroit sur l'acrylique pour que le port de charge passe du côté non attaché.

Ensuite, utilisez un petit foret pour faire 3 petits trous là où le port de charge doit aller. Utilisez le port de charge comme guide pour déterminer la taille du trou. (Cette partie était aussi étonnamment difficile).

Étape 9: Assembler à nouveau le cube

C'est l'heure de l'assemblage final ! Maintenant que le port de charge est en place, nous pouvons assembler tout le reste.

Prenez un câble micro USB et branchez-le dans le trou du port de charge que vous venez de faire du côté non attaché.

Connectez-le au TP4056 sur la batterie de sorte que la batterie affleure le côté.

Ajoutez de la colle chaude sur trois bords du cube où ira le côté non attaché avec le port et à l'endroit où la batterie doit coller. Ajoutez ensuite rapidement la batterie et le côté non attaché au cube.

Assurez-vous que les circuits du panneau perforé sont isolés du TP4056 en plaçant quelque chose entre eux - j'ai utilisé un coton. Collez à chaud le panneau perforé sur le coton rond et le coton rond sur la batterie (il doit y avoir de l'espace sur la batterie qui n'est pas occupé par le TP4056).

Assurez-vous que le perfboard est aussi plat que possible - cela garantira que les LED brillent quand elles sont censées le faire

Enfin, collez la dernière pièce non attachée sur le dessus, et le tour est joué !

Poncez les bords rugueux.

Étape 10: Conclusion

Profitez de votre nouvelle lampe cube super géniale! Montrez-le à tous vos amis (extrêmement jaloux).

Si je devais le refaire: je ferais beaucoup plus attention à couper les morceaux d'acrylique, et je les commanderais probablement prédécoupés à un angle de 45 degrés pour qu'ils s'emboîtent. J'utiliserais aussi probablement de l'époxy pour le coller ensemble et commanderais de l'acrylique blanc plutôt que de me soucier de la peinture en aérosol, qui peut se rayer facilement.

J'espère que vous avez aimé ce Instructable ! Si vous l'avez fait, encore une fois, pensez à voter pour lui dans le concours Remix

Les commentaires, préoccupations, questions, critiques constructives sont les bienvenus.