3D-geprinte elektrische schuifschakelaar (met alleen een paperclip) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Ik heb in de loop der jaren mijn eigen kleine elektrische projecten in elkaar gezet, meestal in de vorm van paperclips, aluminiumfolie en karton aan elkaar geplaveid met hete lijm. Ik kocht onlangs een 3D-printer (de Creality Ender 3) en ging op zoek naar een afdrukbaar model waarmee ik betrouwbaardere elektrische componenten kon maken met hetzelfde gewone huishoudmetaal. Onlangs had ik een aan-uitschakelaar nodig die ik kon aansluiten op een standaard 2-pins computerventilator die wordt gevoed door een AC-muuradapter.

Tot mijn ontsteltenis kon ik slechts één afdrukbaar model vinden waarvoor geen speciale metalen onderdelen voor elektronica besteld moesten worden (Hackaday), en de laatste update van dat project onthulde dat het stopte met werken na enig licht gebruik in 2016. Maar ik dacht dat de kern functie van hun ontwerp zag er veelbelovend uit, dus besloot ik een poging te wagen om een vergelijkbare eenvoudige elektrische schakelaar te maken.

Na een paar dagen in Sketchup en verschillende iteraties, heb ik een (tot nu toe) betrouwbare elektrische schakelaar ontworpen die, naast de bedrukbare plastic behuizing, slechts ongeveer de helft van een grote kantoorpaperclip nodig heeft voor de geleidende componenten.

Benodigdheden

Gereedschap:

• 3D-printer
• Tang
• Draadknipsels

Materialen:

• Grote kantoorpaperclip (of gelijkwaardige geleidende draad van 1 mm dia. [18 AWG])
• 6-7g 3D-printerfilament. Ik gebruik een goedkope PLA

Het afdrukbare model bestaat uit 3 delen:

• Lichaam
• Bovenkant
• Schuif

Optioneel:

• Superlijm of uw favoriete equivalent
• Metaalvijl of schuurpapier

Stap 1: Druk de zaak af

Ik heb dit betrouwbaar 3D geprint op een voorraad (behalve een glazen bed) Ender 3 op 0,2 mm laaghoogte met een mondstuk van 0,4 mm. Gesneden met Cura met de volgende opvallende instellingen:

• 0,2 mm laaghoogte
• 3 wanden (schelpen)
• 20% kubieke vulling

• Ondersteunt: Aanrakende bouwplaat (alleen nodig voor het schuifstuk)

  Ondersteuningsdichtheid: 50%

• Bouwplaathechting: vlot

Al het andere bleef op de standaardinstellingen van "Standaardkwaliteit". Moet in ongeveer een uur worden afgedrukt, afhankelijk van uw instellingen. De onderdelen zelf nemen ongeveer 5 g filament in beslag, met vlot en steunen die een beetje extra toevoegen.

Als het printen klaar is, heb je 3 afzonderlijke delen: Body, Slide en Top.

Stap 2: Paperclip-info en tips

Dit was een model dat speciaal is ontworpen voor een diameter van 1 mm. (18 AWG) ongecoate paperclips omdat ik dat toevallig bij de hand had toen ik dit maakte. Alles wat groter of kleiner is, past niet of zit te los en resulteert in onbetrouwbaar gedrag. Voel je echter vrij om mijn Sketchup-bestand aan te passen aan verschillende behoeften! Je kunt het model misschien ook schalen om het geschikt te maken voor grotere of kleinere paperclipdiameters, maar dat heb ik niet geprobeerd.

Ik weet niet zeker of er een standaard paperclip-meetsysteem is, maar ik zal dit bijwerken met die informatie als ik het ooit tegenkom. Ik heb geen idee wat voor soort paperclip ik precies heb gebruikt, want ik heb de doos jaren geleden weggegooid.

Paperclips rechttrekken (Zie afbeeldingen)

Lichte buigingen in het metaal van de paperclip kunnen ervoor zorgen dat de bovenkant van de behuizing niet goed past (1e foto). Om de resterende bochten effectief recht te trekken nadat u deze met de hand hebt rechtgetrokken, gebruikt u een tang om de paperclip vast te pakken bij een recht segment vlak voor een bocht (2e foto). Oefen druk uit op de paperclip na de bocht totdat de bocht perfect in lijn is met het rechte segment (3e foto). Verplaats vervolgens de tang naar de volgende bocht (4e foto). Herhaal dit totdat alle kleine bochten zijn rechtgetrokken (resterende foto's).

Het is oké als er een lichte buiging is naar de "rechtgebogen" paperclip; het zijn de korte en plotselinge die later voor problemen zullen zorgen.

Stap 3: Vorm de statische (rechterkant) paperclip

Plaats het rechtgebogen uiteinde van een paperclip in het horizontale kanaal aan de rechterkant van het lichaam. Duw het echter totdat het contact maakt met het driehoekige punt aan de linkerkant (1e foto).

Buig de paperclip tot ongeveer 90° (2e foto).

• Als u het in een hoek van iets >90° laat, blijft het later op zijn plaats via spankrachten.
• Zorg ervoor dat de originele 3 contactpunten (1e foto) behouden blijven na de bocht. Pas zo nodig aan (3e foto).

Knip het interne uiteinde af zodat het iets minder dan halverwege uit het horizontale kanaal steekt tot aan de driehoekige hoek die het oorspronkelijk raakte (4e foto). Knip ook het externe uiteinde af tot de gewenste kabellengte (5e foto).

Stap 4: Vorm de draaiende (linkerkant) paperclip

Plaats het plastic lichaamsdeel op een vlakke ondergrond en steek het rechtgebogen uiteinde van de paperclip in het doorgaande gat (1e foto). Gebruik het om de paperclip 90° te buigen (2e foto). Dit geeft je bijna de juiste lengte aan het einde van de bocht. U zult waarschijnlijk een tang moeten gebruiken om een volledige bocht van 90° te krijgen die niet terugveert naar een grotere hoek.

Plaats de paperclip in het kanaal langs de linkerkant, gebogen uiteinde naar boven (3e foto). Houd het gebogen uiteinde op zijn plaats en buig het lange uiteinde rond de draaihoek (4e foto). Pas de draaihoek aan totdat het gebogen eindpunt ongeveer in lijn is met de bovenste richel (maar niet helemaal raakt, 5e foto) wanneer het verticale gedeelte gelijk ligt met de randen. De ideale lengte is wanneer de paperclip op de draaihoek kan draaien en net de rechterrand naast het doorgaande gat raakt (6e en 7e foto).

Err aan de kant van verder weg van de bovenste richel; als het te dichtbij is, kan het niet naar beneden buigen om contact te maken met de andere statische paperclip

Knip de gewenste kabellengte af aan het buitenste uiteinde van de paperclip (8e foto). Knip ook de interne eindbocht af zodat deze gelijk ligt met (of korter dan) de diepte van het lichaam (9e en 10e foto's).

Stap 5: Montage

Steek de schuif in de bovenste groef van het lichaam (1e foto). Zorg ervoor dat het heen en weer kan schuiven zonder vast te zitten (2e foto). Klik het bovenste stuk op zijn plaats om een gevoel te krijgen voor hoe het aansluit op het lichaam, en zorg ervoor dat de schuif nog steeds heen en weer beweegt zonder vast te komen zitten. Verwijder het bovenste stuk en verplaats de schuif naar de linker (uit) positie.

Als de schuif te dik is om in de bovenste groef te passen, gebruik dan schuurpapier of een metalen vijl om de armen iets dunner te maken. De onderkant van de Slide-armen (waar deze de printsteunen raakt) kan iets doorhangen of kleine bramen ontwikkelen, die beide een soepele pasvorm kunnen voorkomen

Plaats beide paperclipstukken in hun posities zoals eerder beschreven, waarbij de verticale secties zo vlak mogelijk blijven (3e foto).

Als je ze moeilijk in de juiste positie kunt houden tijdens het aanbrengen van de Top, breng dan een kleine hoeveelheid lijm of lijm aan om ze op hun plaats te houden. Breng geen lijm aan op de paperclips, behalve op de verticale delen. Houd er rekening mee dat overtollige uitgeharde lijm ervoor kan zorgen dat de Top niet goed op zijn plaats past.

Als u klaar bent om de schakelaar permanent te omsluiten, is dit het punt waar u superlijm (of uw favoriete lijm) langs de onderkant en de onderste helft van de rechter- en linkerrand kunt aanbrengen. De linker- en rechterbenedenhoek zijn de plekken waar de Top het gemakkelijkst loskomt, dus concentreer je daarop. Ik raad echter ten zeerste aan om het te testen voordat je het aan elkaar lijmt

Klik op het bovenste gedeelte (4e foto). Ik vind dat de beste manier om dit te doen is om de groefhoek linksboven tegen de dia aan te raken en vervolgens de linkerbenedenhoek op zijn plaats te klikken (5e foto). Oefen vervolgens druk uit op de rechterbenedenhoek totdat deze op zijn plaats klikt (6e foto). Zorg ervoor dat u de paperclips lichtjes naar het midden trekt (zodat ze gelijk liggen) terwijl u dit doet. De rechterbenedenhoek vereist mogelijk een behoorlijke hoeveelheid druk om in te klikken, omdat het opzettelijk een strakke wrijvingspassing is.

Stap 6: Succes! … Of probleemoplossing

Nu de schakelaar volledig is gemonteerd, kunt u hem testen! Ik gebruik de continuïteitsmodus van een multimeter om te controleren of deze correct werkt. Of je kunt het aansluiten op een bekend-goed circuit van je eigen ontwerp als je geen multimeter bij de hand hebt.

Hieronder vindt u enkele problemen die u tegen kunt komen en hoe u deze kunt oplossen:

Top klikt niet op zijn plaats

• Zorg ervoor dat de verticale delen van de paperclip recht zijn en goed aansluiten tegen de onder- en zijranden.
• Zorg ervoor dat het binnenste gebogen uiteinde van de spil (links) van de paperclip (in de buurt van het doorgaande gat) is afgeknipt, zodat het niet hoger uitsteekt dan de rest van het lichaam.
• Als uw paperclip groter is dan 1 mm dia. (18 AWG) dan kun je de Top niet vastklikken. Probeer het model op te schalen, of gebruik schuurpapier of een metalen vijl om bredere kanalen in de Top te maken om het dikkere metaal op te nemen.
• Als u lijm of lijm hebt aangebracht die op zijn plaats is opgedroogd, kan deze ruimte innemen waardoor de bovenkant niet op zijn plaats past. Verwijder de opgedroogde lijm of druk de body opnieuw af.

Dia zit vast

Schuur of vijl de delen van de schuif die in de groeven passen, totdat deze beter past

Paperclips zitten los of wiebelen

Waarschijnlijk zijn je paperclips te dun. U kunt proberen een verkleind model af te drukken. Als je dat doet en het werkt, hoor ik het graag. Als alternatief is de bovenkant misschien niet volledig op zijn plaats geklikt, of is uw printer niet goed gekalibreerd en zijn de interne groeven te groot geworden

Circuit wordt niet voltooid wanneer schakelaar "aan" is

• Zorg ervoor dat de rechter (statische) paperclip verder naar links uitsteekt dan het gebogen uiteinde van de linker (draaibare) paperclip en dat het gebogen uiteinde van de draaibare paperclip minstens zo hoog uitsteekt als de statische paperclip. Wanneer de scharnierende paperclip naar beneden wordt geduwd (weg van de schuif), moet deze contact maken met de statische paperclip (4e foto).
• Zorg ervoor dat de draaibare paperclip niet te dicht bij de bovenste richel komt, anders kan hij niet naar beneden draaien wanneer de schakelaar wordt ingedrukt - in plaats daarvan komt hij vast te zitten tussen de schuif en de muur (zie 2e foto voor een goede afstand voorbeeld).

Circuit is voltooid wanneer schakelaar "uit" is

De scharnierende (links) paperclip is waarschijnlijk in een te kleine hoek gebogen en raakt de statische (rechter) paperclip wanneer deze ontspannen is. Vergroot de hoek van de bocht bij de draaihoek iets, zodat er een beetje ruimte tussen de twee is. Een andere mogelijkheid is een lichte buiging om het uiteinde weg te buigen van de statische (rechter) paperclip, maar vergroot het risico dat dat uiteinde vast komt te zitten in de schuif (zie het volgende probleem)

Schakelaar gaat niet helemaal naar de "aan"-positie

OF

Schakelaar heeft de neiging om vanzelf uit de "aan"-positie te springen

Het uiteinde van de scharnierende (linker) paperclip komt waarschijnlijk klem te zitten tussen de schuif en de bovenste richel. Pas het gebogen uiteinde zo aan dat het heel licht naar beneden gericht is, weg van de schuif en in de richting van de statische (rechter) paperclip

Stap 7: Laatste gedachten

Ik ben geenszins een elektrotechnisch ingenieur, maar ik neem aan dat zolang je dit alleen gebruikt met stromen en spanningen die je veilig kunt aanraken, dit geen veiligheidsproblemen oplevert. Als je iets anders ontdekt, laat het me dan weten.

Ik geef dit alles in licentie onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen-licentie. Ik wil dat mensen dit ontwerp vrij kunnen gebruiken voor alles wat ze willen, en ik hoop dat anderen dit ontwerp kunnen gebruiken of verbeteren om andere open-source 3D-afdrukbare elektrische componenten te maken die gebruik maken van gewone huishoudelijke geleidende materialen.