مفتاح منزلق كهربائي بطباعة ثلاثية الأبعاد (باستخدام مشبك ورق فقط): 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

لقد انخرطت في الأسلاك معًا في مشاريعي الكهربائية الصغيرة على مر السنين ، في الغالب على شكل مشابك ورق وورق ألمنيوم وورق مقوى مرصوف بالحصى مع الغراء الساخن. لقد اشتريت مؤخرًا طابعة ثلاثية الأبعاد (Creality Ender 3) وذهبت للبحث عن نموذج قابل للطباعة يتيح لي إنشاء مكونات كهربائية أكثر موثوقية باستخدام نفس المعدن المنزلي الشائع. في الآونة الأخيرة ، كنت بحاجة إلى مفتاح تشغيل-إيقاف يمكنني توصيله بمروحة كمبيوتر قياسية ثنائية السن يتم تشغيلها بواسطة محول تيار متردد جداري.

مما أثار فزعي أنني لم أجد سوى نموذج واحد قابل للطباعة لا يتطلب طلب أجزاء معدنية خاصة للإلكترونيات (Hackaday) ، وكشف التحديث الأخير لهذا المشروع أنه توقف عن العمل بعد بعض الاستخدام الخفيف في عام 2016. لكنني اعتقدت أن جوهره بدت وظيفة تصميمهم واعدة ، لذلك قررت أن أجرب إنشاء مفتاح كهربائي بسيط مماثل.

بعد بضعة أيام في Sketchup والعديد من التكرارات ، صممت مفتاحًا كهربائيًا موثوقًا (حتى الآن) والذي ، إلى جانب السكن البلاستيكي القابل للطباعة ، لا يتطلب سوى نصف مشبك ورق مكتب كبير للمكونات الموصلة.

اللوازم

أدوات:

• طابعة 3D
• كماشة
• قصاصات الأسلاك

المواد:

• مشبك ورق مكتب كبير (أو ما يعادله بقطر 1 مم. [18 AWG] سلك موصل)
• 6-7g خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد. أنا استخدم جيش التحرير الشعبى الصينى رخيصة

يتكون النموذج القابل للطباعة من 3 أجزاء:

• الجسم
• قمة
• الانزلاق

اختياري:

• Superglue أو ما يعادله المفضل
• ملف معدني أو ورق زجاج

الخطوة 1: اطبع العلبة

لقد قمت بطباعة هذا بشكل موثوق على مخزون ثلاثي الأبعاد (باستثناء السرير الزجاجي) Ender 3 عند ارتفاع طبقة 0.2 مم مع فوهة 0.4 مم. تقطيع باستخدام Cura مع الإعدادات البارزة التالية:

• ارتفاع طبقة 0.2 مم
• 3 جدران (قذائف)
• 20٪ مكعب حشو

• الدعم: لمس لوحة البناء (مطلوب فقط للقطعة المنزلقة)

  كثافة الدعم: 50٪

• التصاق لوحة البناء: طوف

تم ترك كل شيء آخر في إعدادات "الجودة القياسية" الافتراضية. يجب أن تطبع في غضون ساعة تقريبًا حسب الإعداد الخاص بك. تشغل الأجزاء نفسها حوالي 5 جرام من الخيوط ، مع إضافة طوافة ودعامات إضافية قليلاً.

عند الانتهاء من الطباعة ، سيكون لديك 3 أجزاء منفصلة: الجسم والشريحة والأعلى.

الخطوة 2: معلومات وإرشادات مشبك الورق

كان هذا الموديل مصممًا خصيصًا لقطر 1 مم. (18 AWG) مشابك ورقية غير مصقولة لأن هذا ما تصادف أنه في متناول يدي عند صنع هذا. أي شيء أكبر أو أصغر إما لن يكون مناسبًا أو سيكون فضفاضًا جدًا وينتج عنه سلوك غير موثوق به. ومع ذلك ، لا تتردد في تعديل ملف Sketchup الخاص بي لتلبية الاحتياجات المختلفة! أيضًا ، قد تكون قادرًا فقط على قياس النموذج ليجعله يستوعب أقطار مشبك الورق الأكبر أو الأصغر ، لكنني لم أحاول ذلك.

لست متأكدًا مما إذا كان هناك نظام قياسي لقياس مشبك الورق ، لكنني سأحدّث ذلك بهذه المعلومات إذا مررت عبره. ليس لدي أي فكرة عن نوع مشبك الورق الذي استخدمته بالضبط لأنني رميت الصندوق بعيدًا منذ سنوات.

استقامة دبابيس الورق (انظر الصور)

قد تمنع الانحناءات الطفيفة في مشبك الورق المعدني من تثبيت الجزء العلوي من العلبة بشكل صحيح (الصورة الأولى). لتقويم الانحناءات المتبقية بشكل فعال بعد تقويمها يدويًا ، استخدم الزردية لإمساك مشبك الورق في مقطع مستقيم قبل الانحناء مباشرةً (الصورة الثانية). اضغط على مشبك الورق بعد الانحناء حتى يتماشى تمامًا مع الجزء المستقيم (الصورة الثالثة). ثم انقل الكماشة إلى المنعطف التالي (الصورة الرابعة). كرر حتى يتم تقويم جميع الانحناءات الصغيرة (الصور المتبقية).

لا بأس إذا كان هناك منحنى طفيف في مشبك الورق "المستقيم" ؛ إنها الأشياء القصيرة والمفاجئة التي ستسبب المشاكل لاحقًا.

الخطوة 3: قم بتشكيل مشبك الورق الثابت (الجانب الأيمن)

ضع الطرف المستقيم من مشبك الورق في القناة الأفقية على الجانب الأيمن من الجسم. ادفعها حتى تلامس النقطة المثلثة على اليسار (الصورة الأولى).

اثنِ مشبك الورق إلى حوالي 90 درجة (الصورة الثانية).

• سيساعد تركه بزاوية> 90 درجة قليلاً على إبقائه في مكانه عبر قوى التوتر لاحقًا.
• تأكد من الحفاظ على نقاط الاتصال الثلاث الأصلية (الصورة الأولى) بعد الانحناء. اضبط حسب الحاجة (الصورة الثالثة).

قص الطرف الداخلي بحيث يمتد خارج القناة الأفقية أقل بقليل من منتصف المسافة إلى الزاوية المثلثة التي لمسته في الأصل (الصورة الرابعة). قم أيضًا بقص الطرف الخارجي للطول المطلوب (الصورة الخامسة).

الخطوة 4: قم بتشكيل مشبك الورق المحوري (الجانب الأيسر)

ضع جزء الجسم البلاستيكي على سطح مستو وأدخل الطرف المستقيم من مشبك الورق في الفتحة من خلال الفتحة (الصورة الأولى). استخدمه لثني مشبك الورق 90 درجة (الصورة الثانية). سيعطيك هذا قريبًا من الطول المناسب في نهاية المنعطف. من المحتمل أن تضطر إلى استخدام الزردية للحصول على انحناء كامل 90 درجة لا يعود إلى زاوية أوسع.

ضع مشبك الورق في القناة على طول الجانب الأيسر ، مع نهاية مثنية (الصورة الثالثة). ثبت الطرف المثني في مكانه وثني الطرف الطويل حول الزاوية المحورية (الصورة الرابعة). قم بتعديل زاوية المحور حتى تصبح نقطة النهاية المنحنية على نفس الخط مع الحافة العلوية (ولكن لا تلامسها تمامًا ، الصورة الخامسة) عندما يكون القسم الرأسي محاذيًا للحواف. الطول المثالي هو عندما يمكن أن يدور مشبك الورق على الزاوية المحورية وبالكاد يلمس الحافة اليمنى بجوار الفتحة البينية (الصورتان السادسة والسابعة).

خطأ جانب الابتعاد عن الحافة العلوية ؛ إذا كان قريبًا جدًا ، فلن يكون قادرًا على الانحناء لأسفل للتواصل مع مشبك الورق الثابت الآخر

قص الطول المطلوب في الطرف الخارجي من مشبك الورق (الصورة الثامنة). قم أيضًا بقص الانحناء الداخلي بحيث يتدفق مع (أو أقصر من) عمق الجسم (الصورتان التاسعة والعاشرة).

الخطوة 5: التجميع

أدخل الشريحة في أخدود الجسم العلوي (الصورة الأولى). تأكد من أنه يمكن أن ينزلق ذهابًا وإيابًا دون أن يعلق (الصورة الثانية). ثبّت القطعة العلوية في مكانها لتتعرف على كيفية اتصالها بالجسم ، وتأكد من أن الشريحة لا تزال تتحرك ذهابًا وإيابًا دون أن تعلق. قم بإزالة القطعة العلوية وحرك الشريحة إلى الموضع الأيسر (إيقاف التشغيل).

إذا كانت الشريحة سميكة جدًا بحيث لا يمكن وضعها في الأخدود العلوي ، فاستخدم ورقًا رمليًا أو ملفًا معدنيًا لتخفيف الذراعين قليلاً. يمكن أن يتدلى الجزء السفلي من أذرع التمرير (حيث يلامس دعامات الطباعة) قليلاً أو يتطور إلى أزيز صغير ، وكلاهما يمكن أن يمنع التوافق السلس

أدخل قطعي مشبك الورق في مواضعهما كما هو موضح سابقًا ، مع الحفاظ على المقاطع الرأسية متساوية قدر الإمكان (الصورة الثالثة).

إذا كنت تواجه صعوبة في إبقائها في الموضع الصحيح أثناء وضع الجزء العلوي ، ضع كمية صغيرة من الغراء أو المادة اللاصقة لتثبيتها في مكانها. لا تضع الغراء في أي مكان على مشابك الورق غير الأجزاء الرأسية. اعلم أن الغراء الزائد المتصلب قد يمنع الجزء العلوي من التثبيت في مكانه بشكل صحيح.

إذا كنت مستعدًا لإحاطة المفتاح بشكل دائم ، فهذه هي النقطة التي يمكنك من خلالها تطبيق superglue (أو المادة اللاصقة المفضلة لديك) على طول الحافة السفلية ، والنصف السفلي من الحواف اليمنى واليسرى. الزاويتان السفلية اليمنى واليسرى هي الأماكن التي يميل فيها الجزء العلوي إلى الظهور بسهولة ، لذا ركز عليها. ومع ذلك ، أوصي بشدة باختباره قبل لصقه معًا

التقط الجزء العلوي (الصورة الرابعة). أجد أن أفضل طريقة للقيام بذلك هي لمس زاوية الأخدود العلوية اليسرى للشريحة ، ثم تحريك الزاوية اليسرى السفلية في مكانها (الصورة الخامسة). ثم اضغط على الركن الأيمن السفلي حتى يستقر في مكانه (الصورة السادسة). تأكد من سحب المشابك برفق باتجاه المركز (بحيث تكون متدفقة) أثناء قيامك بذلك. قد تتطلب الزاوية اليمنى السفلية قدرًا لا بأس به من الضغط للضغط عليها لأنها تناسب الاحتكاك المحكم عن قصد.

الخطوة السادسة: النجاح! … أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها

الآن بعد أن تم تجميع المفتاح بالكامل ، يمكنك اختباره! أستخدم وضع الاستمرارية لمقياس متعدد للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح. أو يمكنك توصيله بدائرة جيدة معروفة من تصميمك الخاص إذا لم يكن لديك جهاز متعدد في متناول يدك.

فيما يلي بعض المشكلات التي قد تواجهك وكيفية إصلاحها:

القمة لن تنفجر في مكانها

• تأكد من أن المقاطع الرأسية من مشبك الورق مستقيمة ومتماسكة مع الحواف السفلية والجانبية.
• تأكد من أن الطرف المحوري (الأيسر) المثني الداخلي لمشبك الورق (بالقرب من الفتحة المخترقة) قد تم قصه بحيث لا يمتد أعلى من باقي الجسم.
• إذا كان مشبك الورق أكبر من 1 مم ديا. (18 AWG) فلن تتمكن من الحصول على الجزء العلوي لتستقر فيه. حاول توسيع النموذج ، أو استخدم ورق الصنفرة أو ملفًا معدنيًا لنحت قنوات أوسع في الجزء العلوي لاستيعاب المعدن السميك.
• إذا قمت بتطبيق غراء أو مادة لاصقة جفت في مكانها ، فقد تشغل مساحة تمنع الجزء العلوي من التثبيت في مكانه. أزل الصمغ الجاف أو أعد طباعة الجسم.

الشريحة عالقة

قم بصقل أجزاء الشريحة التي يتم فتحها في الأخاديد أو بردها حتى تناسبها بشكل أفضل

مشابك الورق مفكوكة أو متذبذبة

على الأرجح أن مشابك الورق رفيعة جدًا. يمكنك محاولة طباعة نموذج مصغر. إذا قمت بذلك ونجحت ، فأنا أحب أن أسمع عنها. بدلاً من ذلك ، ربما لم يتم قطع الجزء العلوي في مكانه بالكامل ، أو أن الطابعة لم يتم معايرتها جيدًا وجعلت البساتين الداخلية كبيرة جدًا

الدائرة لا تكتمل عندما يكون المفتاح "قيد التشغيل"

• تأكد من أن المشبك الأيمن (الساكن) يمتد إلى اليسار أكثر من الطرف المثني من مشبك الورق الأيسر (المحوري) ، وأن الطرف المنحني من مشبك الورق المحوري يمتد على الأقل بارتفاع مشبك الورق الثابت. عندما يتم دفع مشبك الورق المحوري لأسفل (بعيدًا عن الشريحة) ، يجب أن يتلامس مع مشبك الورق الثابت (الصورة الرابعة).
• تأكد من أن مشبك الورق المحوري لا يمتد قريبًا جدًا من الحافة العلوية أو أنه لن يكون قادرًا على الدوران لأسفل عند الضغط على المفتاح - بدلاً من ذلك سيتعثر بين الشريحة والحائط (انظر الصورة الثانية للحصول على تباعد جيد مثال).

تكتمل الدائرة عندما يكون المفتاح في وضع "إيقاف التشغيل"

من المحتمل أن يكون مشبك الورق المحوري (الأيسر) منحنيًا بزاوية صغيرة جدًا ويلامس مشبك الورق الثابت (الأيمن) عند استرخائه. قم بزيادة زاوية الانحناء قليلاً عند الزاوية المحورية بحيث يكون هناك مسافة صغيرة بين الاثنين. بدلاً من ذلك ، قد يساعد الانحناء قليلاً للانحناء بعيدًا عن مشبك الورق الثابت (الأيمن) ، ولكنه يزيد من خطر وقوع هذه النهاية على الشريحة (انظر المشكلة التالية)

لن يتحرك المفتاح طوال الطريق إلى وضع "التشغيل"

أو

يميل المفتاح إلى الخروج من وضع "التشغيل" من تلقاء نفسه

من المحتمل أن تكون نهاية مشبك الورق المحوري (الأيسر) عالقة بين الشريحة والحافة العلوية. اضبط الطرف المنحني بحيث يكون مائلًا إلى الأسفل قليلاً ، بعيدًا عن الشريحة وباتجاه مشبك الورق الثابت (الأيمن)

الخطوة 7: الأفكار النهائية

أنا لست مهندسًا كهربائيًا بأي حال من الأحوال ، لكنني أفترض أنه طالما أنك تستخدم هذا فقط مع التيارات والجهد الكهربي الآمن للمس ، فلن يكون لهذا أي مشاكل تتعلق بالسلامة. إذا اكتشفت خلاف ذلك من فضلك أعلمني.

أنا أرخص كل هذا بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-ShareAlike. أريد أن يستخدم الناس هذا التصميم مجانًا لأي شيء يريدونه ، وآمل أن يتمكن الآخرون من استخدام هذا التصميم أو تحسينه لإنشاء مكونات كهربائية ثلاثية الأبعاد أخرى مفتوحة المصدر قابلة للطباعة تستخدم مواد موصلة منزلية شائعة.