Interrupteur à glissière électrique imprimé en 3D (en utilisant uniquement un trombone): 7 étapes (avec photos)

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

J'ai essayé de câbler mes propres petits projets électriques au fil des ans, principalement sous la forme de trombones, de papier d'aluminium et de carton bricolés avec de la colle chaude. J'ai récemment acheté une imprimante 3D (la Creality Ender 3) et je suis parti à la recherche d'un modèle imprimable qui me permettrait de créer des composants électriques plus fiables en utilisant le même métal domestique courant. Plus récemment, j'avais besoin d'un interrupteur marche-arrêt que je pouvais connecter à un ventilateur d'ordinateur standard à 2 broches alimenté par un adaptateur secteur mural.

À ma grande consternation, je n'ai pu trouver qu'un seul modèle imprimable qui ne nécessitait pas de commander des pièces métalliques spéciales pour l'électronique (Hackaday), et la dernière mise à jour de ce projet a révélé qu'il avait cessé de fonctionner après une utilisation légère en 2016. Mais je pensais que le noyau fonction de leur conception semblait prometteuse, j'ai donc décidé de tenter de créer un interrupteur électrique simple similaire.

Après quelques jours dans Sketchup et plusieurs itérations, j'ai conçu un interrupteur électrique (jusqu'à présent) fiable qui, outre le boîtier en plastique imprimable, ne nécessite qu'environ la moitié d'un grand trombone de bureau pour les composants conducteurs.

Fournitures

Outils:

• Imprimante 3D
• Pinces
• Cisailles à fil

Matériaux:

• Grand trombone de bureau (ou fil conducteur équivalent de 1 mm de diamètre [18 AWG])
• Filament d'imprimante 3D 6-7g. J'utilise un PLA bon marché

Le modèle imprimable se compose de 3 parties:

• Corps
• Sommet
• Faire glisser

Optionnel:

• Superglue ou votre équivalent préféré
• Lime en métal ou papier de verre

Étape 1: imprimer le boîtier

Je l'ai imprimé en 3D de manière fiable sur un stock (sauf pour un lit de verre) Ender 3 à une hauteur de couche de 0,2 mm avec une buse de 0,4 mm. Tranché à l'aide de Cura avec les paramètres notables suivants:

• Hauteur de couche de 0,2 mm
• 3 murs (coquilles)
• 20% de remplissage cube

• Supports: Touching Buildplate (nécessaire uniquement pour la pièce Slide)

  Densité de soutien: 50 %

• Adhérence de la plaque de construction: Radeau

Tout le reste a été laissé aux paramètres par défaut "Qualité standard". Devrait imprimer dans environ une heure en fonction de votre configuration. Les pièces elles-mêmes prennent environ 5 g de filament, le radeau et les supports ajoutant un petit plus.

Une fois l'impression terminée, vous aurez 3 parties distinctes: le corps, la diapositive et le dessus.

Étape 2: Informations et astuces sur les trombones

Ce modèle a été conçu spécifiquement pour 1 mm de diamètre. (18 AWG) des trombones non couchés parce que c'est ce que j'avais sous la main lors de la fabrication. Tout ce qui est plus grand ou plus petit ne conviendra pas ou sera trop lâche et entraînera un comportement peu fiable. Cependant, n'hésitez pas à modifier mon fichier Sketchup pour répondre à différents besoins ! De plus, vous pourrez peut-être simplement mettre le modèle à l'échelle pour qu'il s'adapte à des diamètres de trombones plus grands ou plus petits, mais je n'ai pas essayé cela.

Je ne sais pas s'il existe un système de mesure de trombone standard, mais je le mettrai à jour avec ces informations si jamais je le rencontre. Je n'ai aucune idée du type exact de trombone que j'ai utilisé car j'ai jeté la boîte il y a des années.

Redresser les trombones (Voir les images)

De légers plis dans le métal du trombone peuvent empêcher le haut du boîtier de s'adapter correctement (1ère photo). Pour redresser efficacement les coudes résiduels après l'avoir redressé à la main, utilisez une pince pour saisir le trombone sur un segment droit juste avant un coude (2e photo). Appliquez une pression sur le trombone après le pli jusqu'à ce que le pli soit parfaitement aligné avec le segment droit (3ème photo). Déplacez ensuite la pince jusqu'au prochain virage (4e photo). Répétez jusqu'à ce que tous les petits virages soient redressés (photos restantes).

Ce n'est pas grave s'il y a une légère courbe au trombone « redressé »; ce sont les brèves et soudaines qui causeront des problèmes plus tard.

Étape 3: façonnez le trombone statique (côté droit)

Placez l'extrémité redressée d'un trombone dans le canal horizontal sur le côté droit du corps. Poussez-le jusqu'à ce qu'il touche le point triangulaire sur la gauche (1ère photo).

Pliez le trombone à environ 90° (2ème photo).

• Le laisser à un angle légèrement > 90 ° aidera à le maintenir en place via les forces de tension plus tard.
• Assurez-vous que les 3 points de contact d'origine (1ère photo) sont maintenus après le virage. Ajustez au besoin (3ème photo).

Coupez l'extrémité interne de sorte qu'elle s'étende hors du canal horizontal un peu moins de la moitié du coin triangulaire qu'elle a touché à l'origine (4e photo). Coupez également l'extrémité externe à la longueur de fil souhaitée (5ème photo).

Étape 4: façonnez le trombone pivotant (côté gauche)

Placez la partie du corps en plastique sur une surface plane et insérez l'extrémité redressée du trombone dans le trou traversant (1ère photo). Utilisez-le pour plier le trombone à 90° (2ème photo). Cela vous donnera près de la bonne longueur à la fin du virage. Vous devrez probablement utiliser des pinces pour obtenir un coude complet à 90 ° qui ne revient pas à un angle plus large.

Placez le trombone dans le canal le long du côté gauche, extrémité courbée (3ème photo). Maintenez l'extrémité pliée en place et pliez l'extrémité longue autour du coin du pivot (4e photo). Ajustez l'angle de pivot jusqu'à ce que le point d'extrémité courbé soit à peu près aligné avec le rebord supérieur (mais ne le touche pas tout à fait, 5e photo) lorsque la section verticale affleure les bords. La longueur idéale est lorsque le trombone peut tourner sur le coin du pivot et toucher à peine le bord droit à côté du trou traversant (6e et 7e photos).

Err sur le côté d'être plus éloigné du rebord supérieur; s'il est trop près, il ne pourra pas se plier vers le bas pour entrer en contact avec l'autre trombone statique

Coupez la longueur de fil désirée à l'extrémité extérieure du trombone (8e photo). Coupez également le coude d'extrémité interne afin qu'il soit au même niveau (ou plus court que) la profondeur du corps (9e et 10e photos).

Étape 5: Assemblage

Insérez la glissière dans la rainure supérieure du corps (1ère photo). Assurez-vous qu'il peut glisser d'avant en arrière sans se coincer (2e photo). Mettez la pièce supérieure en place pour avoir une idée de la façon dont elle se connecte au corps et assurez-vous que la glissière se déplace toujours d'avant en arrière sans rester coincée. Retirez la pièce supérieure et déplacez la glissière vers la position gauche (arrêt).

Si la glissière est trop épaisse pour tenir dans la rainure supérieure, utilisez du papier de verre ou une lime en métal pour affiner légèrement les bras. Le bas des bras Slide (où il touche les supports d'impression) peut s'affaisser légèrement ou développer de petites fraises, qui peuvent toutes deux empêcher un ajustement en douceur

Insérez les deux morceaux de trombone dans leurs positions comme décrit précédemment, en gardant leurs sections verticales aussi alignées que possible (3e photo).

Si vous avez du mal à les maintenir dans la bonne position lors de la mise en place du Top, appliquez une petite quantité de colle ou d'adhésif pour les maintenir en place. N'appliquez pas de colle ailleurs que sur les parties verticales des trombones. Sachez qu'un excès de colle durcie peut empêcher le haut de s'adapter correctement.

Si vous êtes prêt à enfermer l'interrupteur de manière permanente, c'est le point où vous pouvez appliquer de la superglue (ou votre adhésif préféré) le long du bord inférieur et de la moitié inférieure des bords droit et gauche. Les coins inférieurs gauche et droit sont les endroits où le haut a tendance à se détacher le plus facilement, alors concentrez-vous sur ceux-ci. Cependant, je recommande fortement de le tester avant de le coller ensemble

Fixez la partie supérieure (4ème photo). Je trouve que la meilleure façon de le faire est de toucher le coin supérieur gauche de la rainure sur la diapositive, puis de mettre le coin inférieur gauche en place (5ème photo). Ensuite, appliquez une pression sur le coin inférieur droit jusqu'à ce qu'il s'enclenche (6e photo). Assurez-vous de tirer légèrement les trombones vers le centre (pour qu'ils soient alignés) pendant que vous le faites. Le coin inférieur droit peut nécessiter une bonne pression pour s'enclencher car il s'agit intentionnellement d'un ajustement serré par friction.

Étape 6: Succès ! … Ou Dépannage

Maintenant que l'interrupteur est entièrement assemblé, vous pouvez le tester ! J'utilise le mode Continuité d'un multimètre pour m'assurer qu'il fonctionne correctement. Ou vous pouvez le brancher à un circuit connu de votre propre conception si vous n'avez pas de multimètre à portée de main.

Vous trouverez ci-dessous quelques problèmes que vous pourriez rencontrer et comment les résoudre:

Le haut ne s'enclenche pas

• Assurez-vous que les sections verticales du trombone sont droites et alignées contre les bords inférieurs et latéraux.
• Assurez-vous que l'extrémité interne coudée du trombone pivot (gauche) (près du trou traversant) a été coupée afin qu'elle ne s'étende pas plus haut que le reste du corps.
• Si votre trombone mesure plus de 1 mm de diamètre. (18 AWG), alors vous ne pourrez pas enclencher le haut. Essayez d'agrandir le modèle ou utilisez du papier de verre ou une lime en métal pour creuser des canaux plus larges dans le haut pour accueillir le métal plus épais.
• Si vous avez appliqué de la colle ou de l'adhésif qui a séché en place, cela peut prendre de l'espace et empêcher le dessus de s'adapter. Retirez la colle séchée ou réimprimez le corps.

La diapositive est bloquée

Poncez ou limez les parties de la glissière qui s'insèrent dans les rainures jusqu'à ce qu'elles s'adaptent mieux

Les trombones sont lâches ou ondulants

Il est fort probable que vos trombones soient trop fins. Vous pouvez essayer d'imprimer un modèle réduit. Si vous le faites et que cela fonctionne, je serais ravi d'en entendre parler. Alternativement, peut-être que le haut n'est pas complètement enclenché ou que votre imprimante n'est pas bien calibrée et que les rainures internes sont trop grandes

Le circuit ne se termine pas lorsque l'interrupteur est sur "on"

• Assurez-vous que le trombone droit (statique) s'étend plus à gauche que l'extrémité courbée du trombone gauche (pivot) et que l'extrémité courbée du trombone pivotant s'étend au moins aussi haut que le trombone statique. Lorsque le trombone pivotant est poussé vers le bas (loin de la diapositive), il doit entrer en contact avec le trombone statique (4e photo).
• Assurez-vous que le trombone à pivot ne s'étend pas trop près du rebord supérieur ou il ne pourra pas pivoter vers le bas lorsque l'interrupteur est poussé. Exemple).

Le circuit est complet lorsque l'interrupteur est "off"

Le trombone pivotant (gauche) est probablement plié à un angle trop petit et touche le trombone statique (droit) lorsqu'il est détendu. Augmentez légèrement l'angle du virage au coin du pivot afin qu'il y ait un peu d'espace entre les deux. Alternativement, un léger angle pour plier l'extrémité loin du trombone statique (droit) peut aider, mais augmente le risque que cette extrémité se coince dans la diapositive (voir problème suivant)

L'interrupteur ne se déplace pas jusqu'à la position « on »

OU

L'interrupteur a tendance à sortir tout seul de la position « marche »

L'extrémité du trombone pivotant (gauche) se coince probablement entre la glissière et le rebord supérieur. Ajustez l'extrémité courbée de manière à ce qu'elle soit très légèrement inclinée vers le bas, loin de la glissière et vers le trombone statique (droit)

Étape 7: Réflexions finales

Je ne suis en aucun cas un ingénieur électricien, mais je suppose que tant que vous ne l'utilisez qu'avec des courants et des tensions que vous pouvez toucher en toute sécurité, cela n'aura aucun problème de sécurité. Si vous découvrez le contraire, merci de me le faire savoir.

Je licencie tout cela sous la licence Creative Commons Attribution-ShareAlike. Je veux que les gens soient libres d'utiliser cette conception pour tout ce qu'ils veulent, et j'espère que d'autres pourront utiliser ou améliorer cette conception pour créer d'autres composants électriques imprimables en 3D open source qui utilisent des matériaux conducteurs domestiques courants.