Rozsvieťte pokladničku: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Toto je projekt, ktorý som vyrobil pre svojho 4-ročného syna, ktorý požiadal o špeciálnu škatuľu na uchovávanie a skladovanie malých dinosaurov, komiksov, mušlí a náhodných kúskov dreva a papiera, alias „pokladov“. Ide v podstate o jednoduchú drevenú škatuľu so sklopným vekom vyrobenú z čerešne a drevovláknitej dosky strednej hustoty (MDF). Ale samozrejme som neodolal a pridal som aj Arduino a veľa svetiel a vypínačov!

Elektronické diely (napájané 9V batériou) sú umiestnené na vrchu a vo vnútri veka, takže sa dieťa môže hrať so svetlami a gombíkmi a v spodnej časti škatule ukladá poklady. Vlastnosti veka:

• Tvar „S“vyrobený zo svetlovodu, s LED diódami na oboch koncoch, zapojený do potenciometrov na ovládanie jasu
• 3 osvetlené spínače, ktoré ovládajú 3 rôzne diódy LED na doske: pre hviezdu, raketový motor a planétu
• 5-voltový analógový panelový merač
• Stĺpcový graf Sparkfun LED (bohužiaľ ukončený) tiež ovládaný hrncom
• Vypínač
• Zábavne maľované hviezdy, planéta a loď

Elektronika je ovládaná systémom Adafruit Metro (ekvivalent k Arduino Uno), ktorý je pod vekom a je umiestnený za zoskrutkovaným priehľadným akrylovým listom, aby sa nevytiahli žiadne drôty. (Ponechal som malú medzeru na prístup k držiaku batérie.)

Drevená škatuľka má mosadzné pánty, sponu a štýlové držadlo zásuvky na ryby zo 60. rokov minulého storočia z Mexika, ktoré mi daroval otec. Drevená škatuľka je zostavená metódou „tupý spoj“, ale urobil som trochu dodatočného spracovania dreva a zakryl skrutky drevenými zátkami z orecha, čo je v kontraste k čerešni.

Zásoby:

• Dva 12-palcové, 1/4 "hrubé panely MDF
• Čerešňové dosky, použil som šesť dosiek 3/4 "x 4-1/2", narezaných na 12 "na každú stranu. Štyri z nich sú určené pre strany škatule a ďalšie dve som pozdĺžne rozrezal na polovicu. veka
• Malý kúsok orechového dreva na upchatie skrutiek krytu
• Plexisklový list
• Adafruit Metro alebo iná doska typu Arduino Uno
• Protoboard/perfboard (pre napájaciu zbernicu)
• drôty
• Štyri 5 mm diódy LED
• Tri 10k-ohm lineárne potenciometre s gombíkmi
• vypínač on/off
• analógový panelový merač
• farba
• náradie: vŕtačka, skrutkovač, skrutkovač, spájkovačka, píla, dierová píla, fréza

Krok 1: Krok 1: Vytvorte škatuľu

Kúpil som 10-stopovú dosku z čerešňového dreva v miestnom obchode s drevom. Nemám stolnú pílu, tak som tam toho chlapa požiadal, aby mi narezal šesť 12-palcových sekcií, 4 na boky a 2 na vrch. Požičal som si susedovu kotúčovú pílu, aby som 2 vrchné kusy prerezal pozdĺžne na polovicu, takže veko je zhruba o polovicu širšie ako hlavný box (mínus šírka pílového listu). Doska bola široká 4-1/2 "a veko bolo asi 2-1/8".

Na hornú časť veka a spodnú časť škatule som použil 2 kusy 1/4 "MDF, ktoré som mal rozvalené, narezané na štvorec 12", môj syn vybral peknú aqua farbu, ktorou vymaľoval dno a vnútro vrchol (pomohol). Chcel som mať hornú a spodnú časť škatule trochu zapustenú (namiesto toho, aby som ju naskrutkoval priamo na hornú a dolnú časť). Použil som teda svoj starodávny router a veľmi komplikovaný vodiaci prvok na rovnej hrane, aby som nasmeroval hlbokú drážku 1/4 "od vonkajšieho okraja každého kusa po približne 3/8" od druhého konca.

Uistite sa, že neprejdete cez router úplne, inak bude rez viditeľný zvonku škatule. Môj systém bol hrozný A router zomrel na poslednom kuse, v polovici!

Použil som to ako ospravedlnenie na získanie tabuľky smerovačov a nového smerovača od spoločnosti Home Depot na dokončenie práce, čo mi výrazne uľahčilo prácu.

Tipy:

Získajte stôl smerovača. Rezy sú čistejšie a je to oveľa jednoduchšie ako vytvoriť rovné vedenie s niekoľkými kusmi šrotového dreva. Navyše robíte niečo nové, potrebujete nový nástroj. To je pravidlo!

Pred smerovaním označte figúrky: To znamená, že objasnite, ktorou stranou trasy sa dostanete až na koniec a ktorá strana by sa mala pred koncom zastaviť. (viď obrázok)

Zamyslite sa nad vzhľadom škatule. Pre tento projekt som urobil jednoduchý tupý spoj, kde sú konce dreva pripevnené bez akéhokoľvek rybinovania alebo čohokoľvek. Chcel som, aby spoje veka boli opačné ako spoje škatúľ, aby v zatvorenom stave bolo na jednej strane vidieť koncové zrno na škatuľke, ale veko bolo zoradené opačne. Samozrejme, môžete sa stať milovníkom rôznych kĺbov.

Dajte trochu miesta navyše na smerovaných drážkach. Trasa 1/4 "pre 1/4" MDF bola dosť tesná. Ak je to možné, urobte ho trochu širším (prechádzajte routerom druhýkrát s malou úpravou), aby bolo kúskami dreva malý priestor na roztiahnutie a zmrštenie, inak bude vrchná časť mať tendenciu sa zdeformovať. Keď už hovoríme o vrchole, naplánujte si, aké komponenty chcete mať, a podľa toho vyrežte otvory. Pre moju som urobil:

• tri otvory pre spínače, (5/8 ")
• tri pre potenciometre, (1/4 ")
• jeden pre voltmetr (pomocou dierovej píly 1-1/2 ")
• jeden pre Saturn (ktorý bol vo vnútri pokrytý kúskom maľovaného plexiskla), (tiež dierová píla 1-1/2 ")
• jeden pre hviezdicovú LED diódu, (1/4 ")
• dva otvory, do ktorých sa zmestí 5 mm svetelná trubica, na každom konci písmena „S“(1/4 ")
• a nakoniec dlhý obdĺžnikový otvor pre stĺpcový graf LED, vyrezaný routerom. (7/16 palcov x 3 palcov)

(rozloženie nájdete na obrázku)

Chcel som vesmírnu tému, tak som namaľoval horný panel čiernou farbou, namaľoval hviezdu, loď a postriekal bielou farbou na pozadie hviezdneho poľa. Pre planétu som okolo diery namaľoval prstene a na spodnú stranu panelu som nalepil štvorec plexiskla natretého červenou a žltou farbou.

Na vytvorenie tvaru „S“som použil Dremel. „S“je do dosky vytesané zhruba v polovici. Na každom konci „S“som celú dieru vyvŕtal, aby svetelná trubica mohla ísť dole do krabice. LED dióda na každom konci vysiela svetlo do svetelnej trubice. Do drážky som vložil trochu lepidla a zasunul (zasekol) svetelnú trubicu do drážky tak, aby konce smerovali nadol cez otvory na každom konci. Je to tak preto, že LED diódy môžu byť pripevnené na každý koniec svetlovodu, aby ním svetlo mohlo prejsť a rozsvietiť ho.

Akonáhle sú vaše škatuľky nasmerované a panely sú namaľované a vyvŕtané, vložte panely do horných a dolných drážok, zovrite a zlepte dohromady. Pre viac dekoratívny vzhľad môžete pridať skrutky pokryté zátkami, ktoré vysvetlím v ďalšej časti!

Krok 2: Skrutky a hmoždinky

Na držanie škatule pohromade pravdepodobne stačí lepidlo, ale na každý spoj som pre istotu pridal skrutky. Ale aby to vyzeralo zaujímavejšie, zakryl som skrutky malými zátkami vyrezanými z orecha.

Tmavý orech je v kontraste k čerešni a zakrytie skrutiek mu dodáva pekný hotový vzhľad.

Tento proces je veľmi jednoduchý, ale potrebujete špeciálny vrták nazývaný rezačka zástrčiek. Použil som šrot z vlašského orecha a narezal 3/8 zátky. Poznámka: Aby ste zástrčku vytiahli, musíte celú šrot prevŕtať.

Po vŕtaní pilotných otvorov pre skrutky do škatule som vŕtal malé množstvo 3/8 "bitom, aby som vytvoril priestor pre zátky. Potom som skrutky zaskrutkoval tak, aby lícovali so spodkom väčších 3 /8 "otvor. Ďalej som do otvoru vtlačil trochu lepidla, vložil som do otvoru zástrčku a poklepal ho kladivom. Poznámka: Nemusíte na to klepnúť úplne dovnútra! Len tak sedí v diere a je v kontakte s lepidlom. Prebytočné lepidlo som zotrel a nechal som niekoľko hodín odležať. Ďalším krokom je orezanie zástrčiek tak, aby boli v jednej rovine s povrchom. Použil som vizitku a vyrezal som do nej dieru, aby tesne priliehala na časť vidlice, ktorá trčala. Je to tak, že keď ste odpílili koniec, neroztrhali ste drevo škatule. Odrezal som zátku a nechal som ju asi 1/16 palca hrdú na povrch. Potom som ho obrúsil, kým nebol v jednej rovine. Jedna hlava skrutky sa odlomila, pretože som ju vŕtal príliš pomaly, ale na jej brúsenie som použil Dremel a stále som ju dokázal zakryť zátkou. Ďalší dobrý dôvod na použitie zástrčiek - zakrytie skrutiek. Ha! Pochopili ste to? Pretože, skrutka … oh nevadí.

Krok 3: Elektronika

Okrem schopnosti pokladnice uchovávať poklady som chcel, aby mal aj zábavný a interaktívny prvok. Ako som už spomenul, rozhodol som sa, že na prednom paneli budem mať nasledujúce prvky

• 3 rozsvietiace tlačidlá na aktiváciu diód LED s témou zábavného priestoru
• 2 potenciometre na ovládanie jasu 2 LED diód na oboch stranách svetelnej trubice (niečo ako kábel z optických vlákien)
• vypínač/vypínač
• 30 -segmentový stĺpcový graf LED s ďalším hrncom na ovládanie svetiel na ňom
• 5V analógový panelový merač, aby zistil, ako zapínanie a vypínanie vypínačov ovplyvňuje úrovne napätia

Elektronická časť tohto projektu je pomerne jednoduchá, ale má to jeden háčik. Červená doska s plošnými spojmi na fotografiách je oddeľovacia doska Sparkfun LED stĺpcového grafu (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), ktorú už nevyrábajú. Ale - dobrá správa! V inom návode popisujem, ako som tento problém vyriešil stiahnutím súborov Eagle a vyrobením týchto dosiek s otvoreným zdrojovým kódom pre mňa.

Doska Bar Graph (ak sa ju rozhodnete používať) vyžaduje značnú časť montáže, pretože súprava už nie je k dispozícii, ale nie je taká zložitá a je tu veľa dokumentácie. V tomto projekte otáčanie potenciometra spôsobuje pohyb jednotlivých LED diód hore a dole po stĺpcovom grafe. Ak ho úplne zapnete, vytvorí sa v stĺpcovom grafe úžasný pohyblivý vzor.

Ďalším výrobkom na dôchodku je svetelná trubica (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), ktorá sa však dá nahradiť aj niečím iným: flexibilnými diódami LED, drôtom EL, silikónovými svetelnými pásikmi atď.

Na tento projekt som použil dosku Adafruit Metro, čo je klon Arduino Uno, bez pripojených hlavičiek, takže som mohol spájkovať vodiče priamo s doskou.

Tiež som použil protoboard na smerovanie 5V napájania a uzemnenia k rôznym LED diódam, pretože Arduino má iba dva 5V výstupy a dva uzemňovacie kolíky.

LED diódy, vypínače a hrnce

Saturn LED a hviezdicová LED sa zapínajú a vypínajú pomocou osvetlených spínačov, takže zapojenie je veľmi jednoduché: 5 V musí prejsť prepínačom na kladnú časť LED diódy, potom späť na zem cez zápornú časť LED. Aby sa rozsvietili samotné prepínače, musíte urobiť trochu efektného zapojenia, ale nie je to príliš ťažké. (Pozri diagram)

LED dióda motora vesmírnej lode je pripojená k kolíku PWM na Arduine, pretože som chcel, aby mohol „pulzovať“. Po stlačení spodného červeného podsvieteného spínača teda Arduino upozorní, aby pulzovalo LED diódu, takže to vyzerá, že (akosi) horí raketový motor.

Niektorým modelovým lakom som na plexiskle za dierou pre Saturn urobil červenkastý oblakový vzor. LED dióda svieti dosť slabo, ale v noci vyzerá chladne. Keď box otvoríte aj so zapnutým Saturnom, biela LED dióda je dosť jasná a svieti do poľa, takže môžete veci nájsť v noci. Každá LED dióda má na jednej strane pripevnený odpor 220 ohmov, aby sa nespálili.

LED diódy na každom konci svetelnej trubice sú ovládané potenciometrami (hrncami), ktoré ich robia jasnejšími alebo slabšími. Jeden je modrý a druhý žltý. Keď rozjasníte LED diódy, svetlo putuje ďalej potrubím, kým sa farby v strede nestretnú. Aspoň taká bola myšlienka. Nedokázal som dobre zabaliť LED diódy na koncoch rúrok, takže veľa svetla uniká a skončilo to tak, že neboli veľmi jasné. Tieto diódy LED musia tiež svietiť na kolíkoch PWM, aby bolo možné upraviť jas.

Potenciometre sú zapojené tak, že jedna strana smeruje k 5V, jedna strana k zemi a stred k pinu na Arduine, v tomto prípade ku kolíkom A1 a A5. Druhý hrniec ovláda svetlá na stĺpcovom grafe LED a pripája sa na kolík A2.

Vypínač je iba prepínač medzi batériou a Arduino. Použil som 9V držiak batérie s adaptérom barel jack. Oddeľte drôty vychádzajúce z držiaka a jeden odstrihnite. (Nezáleží na tom, ktoré) Odizolované konce odizolujte a spájkujte s konektormi na prepínači. Potom zapojte sudový konektor do Arduina. Bum, hotovo.

LED stĺpcový graf používa posuvné registre, takže vyžaduje iba 3 piny plus výkon a uzemnenie.

Tu je posledný pinout:

• Potenciometer A1 (na ovládanie spodnej LED diódy „S“)
• A2 pot 2 (pre ovládače stĺpcového grafu)
• A5 pot 3 (ovláda LED v hornej časti písmena „S“)
• Výstup D3 na LED pre pulzujúci raketový motor
• D6 horná časť LED „S“
• D8 Vstup z spínača raketového motora
• D9 spodok LED „S“

5-voltový panelový merač

Panelový merač * druh * slúži aj ako merač batérie. Má dva vývody na zadnej strane, jeden je pripojený k 5V pinu od Arduina (na protoboarde) a druhý smeruje k zemi. Merač nabíja iba 5 voltov a batéria je 9 V, takže ak je batéria nabitá alebo vybitá, merač sa pripne doprava. Akonáhle je batéria trochu vybitá, bude to ešte zaujímavejšie, pretože ihla sa pohybuje, keď zapnete viac svetiel a spotrebuje sa viac napätia. Pravdepodobne existuje šikovnejší spôsob, ako to prepojiť, ale toto som urobil!

Arduino kód

Tu je priložený úplný kód Arduino. Nie je to pekné, ale robí to svoju prácu!

Krok 4: Dokončenie dotykov

Keď je elektronika nainštalovaná a funkčná, je čas dokončiť projekt. Stále musíte:

• horný okraj (tam, kde sa veko stretáva s krabicou) vyložte lepiacou plstenou páskou
• Namontujte pánty dozadu
• Nainštalujte západku na prednú stranu
• drevo naolejujte alebo nalakujte
• Podľa potreby pripevnite rukoväť

Miloval som pocit nedokončeného dreva, ale vedel som, že ho musím chrániť pred poliatím a poškriabaním a podobne. Preto som išiel s Watco Wipe-On Poly, ktoré drevo tesní, ale dodáva mu pekný prírodný, olejovaný vzhľad. Tri kabáty to zvládli a malé zátky z vlašských orechov skutočne zapichli do teplého čerešňového dreva.

Tiež som pridal 4 plstené nožičky do spodných rohov škatule, aby sa ľahko kĺzali spod postele a nepoškriabali sa.

A je to tu. Vlastná skrinka s pokladom s elektronickým otočením, ktorú budú deti navždy milovať! Dúfam, že sa vám tento (naozaj dlhý) Inštrukčný páčil. Dajte mi vedieť v komentároch, ak nie je niečo jasné. Vďaka za prečítanie!