Очкарик с острова Пасхи: печатаем умного Моаи с электронными часами внутри

Приветствую всех, кто заглянул на огонек!

Сегодня у нас проект необычный и, я бы сказал, душевный. Надоело, что очки вечно валяются на столе или пропадают в ящике? Решил совместить приятное с полезным и заодно прикоснуться к древним тайнам.

Встречайте — настольный хранитель очков в стиле «Каменные стражи Пасхи» (Моаи). Но это не просто фигурка. Внутри этого молчаливого великана скрывается сюрприз: электронные часы с собственным питанием. Смотрится необычно, а работает полезно. Идем по шагам!

Что нам понадобится?

Как у любого уважающего себя самоделкина, процесс создания состоит из нескольких этапов: идея, поиск материалов (доноров), проектирование, изготовление деталей, сборка, монтаж электроники, финишная отделка и презентация.

Идея у нас есть!

Материалы и «железо» (ссылки даны исключительно для получения представления о внешнем виде и характеристиках):

1. Пластик для 3D-печати (PLA или PETG — не принципиально, я брал PLA Silk под камень).
2. Модуль часов на чипе RX8025T (отличный выбор, он точный и с питанием от батарейки/аккумулятора работает стабильно, кроме того, показывает дату, окружающую температуру и напряжение питания (у него диапазон напряжения питания: от 5 до 30 В)). Так как модуль имеет независимый источник питания чипа времени, то после пропадания питания не требуется его настройка – при подаче питания часы продолжают показывать текущее время. 
3. Разъем USB Type-C (подойдет любой готовый breakboard-модуль или просто гнездо).
4. Два тактовых переключателя (для управления модулем часов) 6x6x9 или 6х6х10.
5. Провода для пайки (лучше разноцветные тонкие).
6. Термоусадка для проводов.
7. Штыревой разъем (мама) на 2 контакта (для подачи питания на модуль часов.
8. Блок питания на 5V (от старой зарядки телефона) или пауэрбанк.
9. Винтики М2х5 для крепления разъема питания – 2 шт.
10. Винтики М3х12 с потайной головкой для крепления подставки – 3 шт.

Инструменты:

1. 3D-принтер (самый главный инструмент сегодня).
2. Компьютер с 3D-редактором (я использую Solidworks) – если делать свою модель.
3. Паяльник, припой, флюс.
4. Термоклей (пистолет) — им мы будем фиксировать детали внутри (опционально).
5. Кусачки, пинцет, отвертка с насадками.

Шаг 1: Добываем и готовим 3D-модель Моаи

Наш «каменный страж» будет не просто болванкой, а функциональным держателем для очков.

Я выбрал классического Моаи — вытянутое лицо с тяжелыми бровями и большим носом.
 Вот три способа получить такую модель:

1. Скачать готовую с Thingiverse / Printables / Cults — быстро, но потом придется колдовать над вырезами.
2. Сгенерировать через ИИ — нейросети типа Meshy или Luma AI выдают геометрию, которую потом нужно доработать.
3. Смоделировать самому — если есть опыт, то сделать примитивного Моаи в 3D-редакторе можно за час.

Пример сгенерированной ИИ модели:

Я пошел по пути «скачал базу + переделал под себя». Модель скачал с этого сайта. Модель проверенная печатью - выглядит симпатично и есть вырез для дужек очков. Сделал нужные вырезы и добавил основание (чтобы модель была устойчива на столе и не опрокидывалась в самое неподходящее время). Архив с оригиналом (стол 4) и ремиксом здесь ( sborka-podstavki_prj.rar [1.64 Mb] (скачиваний: 1) ). В архиве только геометрия – настройки нужно производить для конкретного принтера и пластика.

Шаг 2: Интегрируем электронику в 3D-модель

А вот тут начинается магия. 

В редакторе мы «вырезаем» в теле истукана нишу снизу и вырезы под часы, кнопки и разъем. Добавляем отверстия для крепления основания к модели.

Делаем следующее:

1. Вырез под модуль часов RX8025T. Модуль имеет размеры примерно (ВхШхГ) 12.8х40.3х10 мм. На груди Моаи под углом создаем вырез под модуль с припуском 0.4 мм. Скругляем вырез со стороны дисплея.

2. Крепление для Type-C. Сзади модели вырезаем отверстие точно под форму гнезда для Type С (или такого типа, какой есть в наличии). К данному гнезду будет подключаться блок питания (зарядки, повербанк и т.д.).

3. Отверстия для кнопок управления. Кнопки должны полностью погружаться в отверстия изнутри и стопориться задвижкой, которая не позволяет кнопкам двигаться при нажатии.

Совет: перед печатью рекомендуется сделать пробную печать конкретных участков модели (вырез для модуля и вырез для разъема - см. архив модели), чтобы проверить корректность размеров – соответствующие детали должны плотно входить в вырезы. При необходимости подогнать проблемные размеры и печатать модель с уверенностью, что все размеры корректные.

Проектируем основание в виде круглого блина толщиной 8 мм с отверстиями для крепления к истукану. В отверстиях снизу делаем фаски для потайных головок винтов.

Шаг 3: Печатаем и подготавливаем детали

Настраиваем параметры печати. Я ставил высоту слоя 0.2 мм, заполнение 10-15% — для настольной фигурки этого за глаза. Для придания более привлекательного вида истукану и маскирования слоев пластика использовал параметр «нечеткая оболочка». Поддержки делал только для выреза для модуля часов.

Отправляем модель на печать. Ждем. Подставка печатается примерно 1 час, истукан – 3-4 часа (зависит от параметров, в частности от настройки «нечеткая обработка»).

Печатаем держатель для гнезда Type C.

Когда пластик остынет, прочищаем вырез от поддержек. 

Примеряем модуль, разъем и кнопки. При необходимости дорабатываем вырезы надфилем: разъем и модуль часов должны плотно вставляться в корпус.

Шаг 4: Электрика — паяем и соединяем

Теперь самая ответственная часть, хоть и простая.

Схема подключения:

1. На разъеме Type-C нас интересуют два контакта: VCC (+5V) и GND (минус). В данном случае – это крайние контакты. Припаиваем провода красного и черного цвета в соответствии с описанием разъема. После припаивания – подключаем к разъему блок питания и проверяем тестером: на красном проводе должен быть «+», на черном «-».
2. На модуле часов RX8025T есть контакты VCC, GND. Подаем 5V с разъема соответственно «+» на VCC и «-» на GND.
3. Важное уточнение: Убедитесь, что модуль часов умеет питаться от 5V (обычно на них есть встроенный стабилизатор). Если нет — действуйте по обстановке – добавьте понижающий/повышающий модуль.

Порядок действий:

1. Припаиваем провода к разъему Type C.
2. Собираем Type C в корпус разъема, пропустив провода через отверстия. При необходимости зафиксировать разъем в корпусе клеем или аккуратно прогреть корпус и приплюснуть его, зажав плату разъема (чтобы она не выпадала при разъединении).
3. Надеваем термоусадку на провода собранного разъема.
4. Припаиваем к проводам разъема питания Type С штыревой разъем (мама) из 2-х контактов (для подключения к модулю часов): GND и +5V.
5. Закрываем места пайки термоусадкой и нагреваем ее паяльником или зажигалкой.

1. Припаиваем к кнопкам провода достаточной длины. Ответные контакты проводов припаиваем к выводам установленных на модуле кнопок (параллельное подключение). При желании «родные» кнопки можно предварительно демонтировать.

2. «Гребенку» питания подключаем к модулю часов (соблюдая полярность – на плате модуля должно быть обозначение + и -).

3. Проверка: Подключаем зарядку — часы должны загореться, а внешние кнопки должны ими управлять. Если нет — ищем ошибку в пайке или соединениях.

Шаг 5: Сборка — все внутрь!

И вот кульминация:

1. Вставляем разъем Type C в соответствующий вырез истукана, крепим двумя винтиками M2.
2. Вставляем модуль часов в вырез для часов так, чтобы дисплей был полностью внутри выреза. При необходимости фиксируем модуль термоклеем.
3. Вставляем кнопки в свои посадочные места и стопорим их планками (можно напечатать или вырезать из пластика или картона – размер: 8.5х16х1.6). Планки после установки должны упираться в основание (когда оно прикручено).
4. Подключаем питание от разъема к модулю (соблюдая полярность).

Даем клею остыть, проверяем, чтобы ничего не болталось и не выпадало. Прикручиваем основание тремя винтиками М3. Не перетягивайте винтики – они вкручиваются в пластик. 

Снизу к основанию для устойчивости можно приклеить треугольником 3 тонкие мебельные войлочные наклейки (диаметром 6-8мм).

Результат: Взгляд сквозь время

Готово! Теперь на моем столе стоит суровый истукан, в чьем каменном теле течет современная электронная жизнь. Держатель отлично выполняет свою функцию: очки не царапаются и всегда под рукой. Истукан в мое отсутствие через очки бдительно наблюдает за моим рабочим местом. 

А когда в комнате темнеет, приятное голубоватое (зеленоватое, желтоватое, беловатое и пр. – зависит от цвета сегментов дисплея часов) свечение часов напоминает о том, что современные технологии могут уживаться даже в самом древнем камне. Друзьям покажу — обязательно попросят напечатать такого же.

Обратная связь и «Палец вверх» приветствуются! Если будете повторять — поделитесь фото ваших «каменных часов», напишите в комментариях: с какими проблемами столкнулись и как их решили.

Всем удачи в самоделках!