ich wäre für 2-poliges I2C oder RS232 und Energieversorgung 3-polig (ausen GND und in der Mitte Vcc (verpolungssicher)

Mechanischer zusammenhalt:
Auf 3 Seiten (ich geh mal von Würfeln/Würfelähnlichen Formen aus) einen Bolzen Mittig angebracht, etwa 5 bis 7mm lang und 4 bis 7mm Durchmesser, an den anderen 3 Seiten mittig einen Ring etwa 6 bis 8mm tief mit passendem Loch und einer (Maden-)Schraube um den Bolzen zu sichern. Die Dimensionen bei etwa 5 bis 7cm Kantenlänge der Würfel.
eventuell dem Bolzen noch eine Nut oder ein Loch verpassen, in dem die (Maden-)Schraube Halt findet.

den Bolzen könnte man dann zum Beispiel drehen, beim Kippen müsste eh das gesamte Modul ein Gelenk drin haben.

Bei Youtube gibts doch Videos mit sowas (die fügen sich auch autonom zusammen usw)