设计一个自动发光的乐高积木

我想要能自动发光的乐高积木。电池积木体积笨重，需要充电，而电线则破坏了搭建的乐趣。因此，这个项目中的积木完全不带电池，也不用电线。一个隐藏在普通乐高底座板下的线圈通过空气传输电力，只要将任意LED积木连接到底座上，它就会开始发光。

它是如何工作的

该项目采用感应式电力传输，原理与无线手机充电器相同，只是体积更小、结构更简单。发射板从USB-C接口获取5V电压，并通过一个扁平的80毫米铜线圈驱动交流电，从而在线圈上方产生变化的磁场。每个发光砖块内部都包含一个微型接收器：一个小型线圈，其顶部直接焊接了一个SMD LED灯珠。当接收器处于磁场中时，线圈能收集到足够的能量，直接点亮LED灯。除了线圈和LED之外，砖块内没有其他电子元件，因此无需充电、开关或编程。

我购买了一个廉价的现成套件(型号为DD3484-80mm，直流5V无线电源发射线圈，带USB接口及LED接收模块)。该套件包含发射板、80毫米线圈以及五个LED接收模块。

1：测试套件

在开始组装之前，我先用USB-C给发射板供电，并将接收模块散落在线圈周围。这些模块在线圈内部甚至外部附近都能点亮。这让我了解了接收器在距离线圈多远时仍能正常工作，从而决定了底座可以有多厚。

2：重新连接线圈导线

线圈自带较长的引线。为了使所有部件能平铺在底座内部，我将线圈从电路板上拆下，缩短并重新布线，然后将其焊回到线圈焊盘上。由于导线表面有搪瓷层，因此在焊接前需刮除或烧掉两端的搪瓷。我还修剪了电路板边缘，使其整齐地紧贴线圈。

3：规划布局

我打印了一个1:1比例的纸制模板，将线圈和电路板放在上面。80毫米的线圈位于中央，USB-C接口朝向边缘，这样电缆可以从侧面插入。

4：打印底座托盘

底座是一个薄型3D打印托盘，尺寸与底板相同。它带有用于放置线圈的圆形凹槽、用于走线的通道，以及一个带USB-C接口开口的电路板插槽。我使用速干胶将线圈和电路板固定到位，然后继续打印以完成电路板的顶部。无论是板子还是模块模型，Bambu Slicer软件中都已设置暂停功能，以便插入元件，之后只需恢复打印即可。

5：制作发光砖块

每个接收器模块都很小：一个小型绕线线圈，顶部装有一个SMD LED。我设计了一个空心的1×2砖块，使用透明线材打印，内部有接收器的凹槽，以及可安装真实乐高积木的凸起。将接收器插入后，砖块就完成了。半透明的打印效果使光线扩散，整个砖块都能发光。

我们来玩吧

现在是有趣的部分了。砖块无论放在盘子的哪个位置都会发光，而且还能在更高的位置使用，所以你可以堆叠起来，仍然保留发光的部件。我用它们搭建了脸、一棵树，还有一辆汽车，车底的火焰下藏着一个发光的引擎。

本文编译自hackster.io