Light-up Treasure Box: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

To je projekt, ki sem ga naredil za svojega 4-letnega sina, ki je zahteval posebno škatlo za shranjevanje in shranjevanje majhnih dinozavrov, stripov, školjk in naključnih kosov lesa in papirja, imenovanih "zakladi". To je v bistvu preprosta lesena škatla s tečajnim pokrovom iz češnje in vlaknene plošče srednje gostote (MDF). Seveda pa se nisem mogel upreti, da bi dodal še Arduino ter kup luči in stikal!

Deli elektronike (ki jih poganja 9V baterija) so na vrhu in znotraj pokrova, tako da se otrok lahko igra z lučkami in gumbi ter na dnu škatle shranjuje zaklade. Lastnosti pokrova:

• Oblika "S" iz svetlobne cevi z LED na obeh koncih, priključena na potenciometre za nadzor svetlosti
• 3 osvetljena stikala, ki krmilijo 3 različne LED na plošči: za zvezdo, raketni motor in planet
• 5-voltni analogni števec
• Sparkfun LED stolpčni grafikon (žal ukinjen), ki ga nadzira tudi lonec
• Stikalo za vklop/izklop
• Zabavno poslikane zvezde, planet in ladja

Elektronika se nadzoruje z Adafruit Metrojem (enakovrednim Arduino Uno), ki je pod pokrovom in je nameščen za privijačeno prozorno akrilno folijo, tako da se žice ne izvlečejo. (Za dostop do držala za baterijo sem pustil majhno vrzel.)

Lesena škatla ima medeninaste tečaje, zaponko in kul ročaj iz predalov za ribe iz šestdesetih let prejšnjega stoletja iz Mehike, ki mi ga je dal oče. Lesena škatla je sestavljena po metodi "zadnjice", vendar sem naredil nekaj dodatnega obdelave lesa in prikril vijake z lesenimi čepi iz oreha, ki je v lepem kontrastu s češnjo.

Zaloge:

• Dve plošči MDF 12 "kvadratnih, 1/4" debelih
• Češnjeve deske, uporabil sem šest plošč 3/4 "x 4-1/2", razrezanih na 12 "na stran. Štiri od teh so za stranice škatle, druga dva pa po dolžini prerežem na pol, da naredim stranice pokrova
• Majhen kos orehovega lesa za čepe pokrovčkov
• List iz pleksi stekla
• Adafruit Metro ali druga plošča tipa Arduino Uno
• Protoboard/perfboard (za napajalno vodilo)
• žice
• Štiri 5 mm LED diode
• Trije 10k-ohmski linearni potenciometri z gumbi
• stikalo za vklop/izklop
• analogni števec
• barve
• orodje: sveder, sveder za rezanje čepov, izvijač, spajkalnik, žaga, žaga za luknje, usmerjevalnik

1. korak: 1. korak: Naredite škatlo

V lokalni trgovini z lesom sem kupil 10 čevljev češnjevega lesa. Nimam namizne žage, zato sem fanta prosil, naj mi razreže šest 12-palčnih odsekov, 4 za stranice in 2 za vrh. Izposodil sem si sosedovo žago za rezanje, da bi 2 zgornja kosa prepolovila po dolžini, tako da je pokrov približno za polovico širši od glavne škatle (minus širina žaginega lista). Plošča je bila široka 4-1/2 ", pokrov pa približno 2-1/8".

Za zgornji del pokrova in dno škatle sem uporabil 2 kosa 1/4 "MDF -ja, ki sem ga imel naokoli, razrezanega na 12" kvadrat, moj sin je izbral lepo aqua barvo za barvanje dna in notranjosti vrh (pomagal je). Želel sem, da bi bil zgornji in spodnji del škatle nekoliko vdolbljen (namesto da bi ga privijal desno zgoraj in spodaj). Tako sem uporabil svoj starodavni usmerjevalnik in zelo zapleten vodnik po robu, da sem 1/4 "globok utor usmeril vse od zunanjega roba vsakega kosa do približno 3/8" od drugega konca.

Pazite, da z usmerjevalnikom ne greste do konca, sicer bo rez viden z zunanje strani škatle. Moj sistem je bil grozen IN usmerjevalnik je umrl na zadnjem kosu, na pol poti!

To sem uporabil kot izgovor, da sem dokončal delo z mizo usmerjevalnika in novim usmerjevalnikom od The Home Depot, kar je veliko olajšalo.

Nasveti:

Pridobite mizo usmerjevalnika. Kosi so čistejši in veliko lažje kot narediti ravno vodilo z več kosi odpadnega lesa. Poleg tega delate nekaj novega, potrebujete novo orodje. To je pravilo!

Pred usmerjanjem označite kose: To pomeni, da je jasno, katera stran poti gre vse do konca in katera stran naj se ustavi pred koncem. (glej sliko)

Razmislite o videzu škatle. Za ta projekt sem naredil preprost zadnjico, kjer so konci lesa pritrjeni brez okraskov ali česar koli. Želel sem, da so spojni pokrovi nasproti spojev škatle, tako da lahko na zaprti strani na eni strani vidite končno zrno na kosu škatle, vendar je pokrov postavljen v nasprotni smeri. Seveda bi se lahko oboževali z različnimi sklepi.

Na napeljanih utorih dajte malo več prostora. 1/4 "pot za 1/4" MDF je bila zelo tesna. Če je mogoče, ga naredite nekoliko širšega (skozi usmerjevalnik drugič pojdite z majhno nastavitvijo), da bo le malo prostora za širjenje in krčenje lesa, sicer se bo vrh nagibal k deformaciji. Ko govorimo o vrhu, načrtujte, katere komponente želite imeti, in temu ustrezno izrežite luknje. Za moje sem naredil:

• tri luknje za stikala, (5/8 ")
• tri za potenciometre, (1/4 ")
• ena za voltmeter, (z žago za luknje 1-1/2 ")
• ena za Saturn (ki je bil na notranji strani prekrit s kosom pobarvanega pleksi stekla), (tudi žaga za luknje 1-1/2 ")
• ena za zvezdico LED, (1/4 ")
• dve luknji za 5 mm svetlobno cev, na vsakem koncu "S" (1/4 ")
• in na koncu dolga pravokotna luknja za LED stolpčni graf, izrezana z usmerjevalnikom. (7/16 "x 3")

(glej sliko za postavitev)

Želel sem vesoljsko temo, zato sem zgornjo ploščo pobarval v črno, pobarval zvezdo, ladjo in nanjo nanesel nekaj bele barve za ozadje zvezdnega polja. Za planet sem okoli luknje naslikal obroče in na spodnjo stran plošče zlepil kvadrat iz pleksi stekla, pobarvan z rdečo in rumeno barvo.

Za obliko črke "S" sem uporabil Dremel. "S" je na polovici vklesan v desko. Na vsakem koncu "S" sem izvrtal luknjo do konca, da je lahko svetlobna cev padla v škatlo. LED na vsakem koncu pošilja svetlobo v svetlobno cev. V utor sem dal nekaj lepila in svetlobno cev namestil (zataknil) v utor, tako da so konci navzdol skozi luknje na vsakem koncu. Tako je mogoče na vsak konec svetlobne cevi pritrditi LED, ki omogočajo, da svetloba potuje po njej in jo prižge.

Ko so deli vaše škatle pobarvani in plošče pobarvane in izvrtane, plošče vstavite v zgornji in spodnji utor, jih pritrdite in lepite. Za bolj dekorativni videz lahko dodate vijake, prekrite s čepi, ki jih bom razložil v naslednjem razdelku!

2. korak: Vijaki in čepi

Lepilo je verjetno dovolj za držanje škatle skupaj, vendar sem na vsak spoj dodal vijake, da sem prepričan. Da pa bi bilo videti bolj zanimivo, sem vijake pokrila z majhnimi čepi, izrezanimi iz oreha.

Temni oreh je v lepem kontrastu s češnjo, prikrivanje vijakov pa mu daje lep, končan videz.

Postopek je precej preprost, vendar potrebujete poseben sveder, imenovan čep za rezanje čepov. Uporabil sem kos oreha in odrezal čepe 3/8 . Opomba: Če želite izvleči čep, morate izvrtati vse do konca.

Ko sem izvrtal pilotne luknje za vijake v škatli, sem izvrtal majhno količino s 3/8 "bitom, da naredim prostor za čepe. Nato sem privijal vijake, tako da so poravnani z dnom večjih 3 /8 "luknja. Nato sem v luknjo stisnil malo lepila, vtaknil čep v luknjo in ga udaril s kladivom. Opomba: Ni vam treba, da se dotaknete do konca! Le tako se namesti v luknjo in pride v stik z lepilom. Odvečno lepilo sem obrisala in pustila stati nekaj ur. Naslednji korak je, da čepe poravnate s površino. Uporabil sem vizitko in v njej izrezal luknjo, tako da se je tesno prilegala delu vtiča, ki je štrlel. To je tako, da ko odžagate konec, ne raztrgate lesa škatle. Vtič sem odrezal tako, da je približno 1/16 palca ponosen na površino. Nato sem jo brušil, dokler ni bila poravnana. Ena glava vijaka se je odlomila, ker sem jo prepočasi vrtal, vendar sem jo zmlel z Dremelom in jo še vedno lahko pokril z vtikačem. Še en dober razlog za uporabo čepov - prikrivanje vijakov. Ha! Razumeš? Ker, vijak … o ni važno.

3. korak: Elektronika

Poleg tega, da je zakladnica sposobna hraniti zaklade, sem želela, da bi imela tudi zabaven, interaktiven element. Kot sem že omenil, sem se odločil, da bom imel na sprednji plošči naslednje elemente

• 3 gumbi za vklop za aktiviranje LED z zabavno vesoljsko temo
• 2 potenciometra za nadzor svetlosti 2 LED na obeh straneh svetlobne cevi (nekako kot optični kabel)
• stikalo za vklop/izklop
• 30 -segmentni LED stolpčni graf z drugim loncem za nadzor luči na njem
• 5V analogni števec, da vidite, kako vklop in izklop stikal vpliva na napetost

Elektronski del tega projekta je precej preprost, vendar obstaja ulov. Rdeče vezje na fotografijah je Sparkfun LED prelomna plošča (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), ki je ne izdelujejo več. Ampak - dobra novica! V drugem Instructableu opisujem, kako sem se obnesel te težave pri prenosu datotek Eagle in izdelavi teh odprtokodnih plošč zame.

Plošča s grafikonom (če se odločite za njeno uporabo) zahteva precej sestave, saj komplet ni več na voljo, vendar ni tako zapleten in tukaj je veliko dokumentacije. V tem projektu obračanje potenciometra povzroči, da se posamezne LED premikajo navzgor in navzdol po stolpčnem grafikonu. Če ga obrnete do konca, naredite kul in premikajoč se vzorec po stolpčnem grafikonu.

Drug upokojen izdelek je svetlobna cev (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), vendar jo je mogoče zamenjati tudi z nečim drugim: prilagodljive LED diode, žica EL, silikonski svetlobni trakovi itd.

Za ta projekt sem uporabil ploščo Adafruit Metro, ki je klon Arduino Uno, brez pritrjenih glav, zato sem lahko žice spajkal neposredno na ploščo.

Uporabil sem tudi protoboard za usmerjanje 5V napajanja in ozemljitve do različnih LED, saj ima Arduino samo dva 5V izhoda in dva ozemljitvena zatiča.

LED, stikala in lonci

Saturn LED in zvezda LED se vklopita in izklopita z osvetljenimi stikali, zato je ožičenje precej preprosto: 5V mora skozi stikalo preiti na pozitivno nogo LED, nato pa nazaj skozi tla skozi negativno nogo LED. Če želite, da se stikala prižgejo, morate narediti malo domišljijskega ožičenja, vendar to ni preveč težko. (Glej diagram)

LED motorja vesoljske ladje je priključen na pin PWM na Arduinu, saj sem želel, da lahko "utripa". Tako spodnje rdeče osvetljeno stikalo, ko ga pritisnete, pove Arduinu, da utripa LED, tako da je videti kot raketni motor (nekakšen).

Z modelno barvo sem naredil rdečkast oblak na pleksi steklu za luknjo za Saturn. LED lučka precej šibko sveti, a ponoči izgleda kul. Ko odprete škatlo z vklopljenim Saturnom, je bela LED lučka precej svetla in sveti navzdol v škatlo, tako da lahko stvari najdete ponoči. Vsaka LED ima na eni strani priključen 220 ohmski upor, da ne izgorijo.

LED diode na obeh koncih svetlobne cevi so pod nadzorom potenciometrov (loncev), zaradi katerih so svetlejše ali zatemnjene. Ena je modra, druga pa rumena. Ko osvetlite LED, svetloba potuje dlje po cevi, dokler se barve ne srečajo na sredini. Vsaj ideja je bila takšna. Nisem dobro opravil, ko sem LED diode zavil na konce cevi, zato je veliko svetlobe ušlo in niso bile preveč svetle. Te LED diode morajo biti nameščene tudi na zatičih PWM, da lahko prilagodite svetlost.

Potenciometri so ožičeni tako, da je ena stran na 5V, ena stran na ozemljitev, sredina pa na zatič na Arduinu, v tem primeru na zatiči A1 in A5. Drugi lonec nadzoruje luči na LED stolpcu in se pritrdi na zatič A2.

Stikalo za vklop je le stikalo med baterijo in Arduinom. Uporabil sem 9V držalo za baterijo z adapterjem za sod. Ločite žice, ki prihajajo z držala, in jih odrežite. (Ni važno, kateri) Odrezane konce in spajkajte na konektorje na stikalu. Nato priključite cevno vtičnico v Arduino. Boom, končano.

LED stolpčni graf uporablja registre premikov, zato potrebuje le 3 zatiče, plus moč in ozemljitev.

Tu je končni izpis:

• A1 potenciometer 1 (za krmiljenje spodnje LED "S")
• A2 pot 2 (za kontrole stolpčnega grafa)
• A5 lonec 3 (nadzoruje LED na vrhu "S")
• D3 ven na LED za pulzni raketni motor
• D6 na vrhu LED "S"
• D8 Vhod iz stikala raketnega motorja
• D9 na dnu LED "S"

5-voltni panelni števec

Panelni števec * se * podvoji tudi kot merilnik baterije. Na hrbtni strani ima dva kabla, eden je priključen na 5V pin iz Arduina (na matični plošči), drugi pa na zemljo. Merilnik gre le do 5 voltov, baterija pa je 9 V, zato bo, če je baterija polna ali polna, merilnik pritrjen na desno. Ko pa se baterija malo izprazni, postane bolj zanimivo, ker se igla premakne, ko vklopite več luči in se porabi več napetosti. Verjetno obstaja bolj pameten način, da to povežem, toda to sem storil!

Koda Arduino

Celotna koda Arduino je priložena tukaj. Ni lepo, vendar opravlja svoje delo!

4. korak: Zaključni dotiki

Ko je elektronika nameščena in deluje, je čas, da projekt zaključite. Še vedno morate:

• zgornji rob (kjer se pokrov sreča s škatlo) obložite z lepilnim trakom iz klobučevine
• Tečaje namestite zadaj
• Namestite zapah spredaj
• olje ali lakirajte les
• Po želji pritrdite ročaj

Všeč mi je bil občutek nedokončanega lesa, vendar sem vedel, da ga moram zaščititi pred razlitjem, praskami in podobnim. Zato sem se odločil za Watco Wipe-On Poly, ki les zatesni, a mu daje lep naraven, naoljen videz. Trije plašči so opravili svoje delo, zaradi česar so majhni orehovi čepi res udarjali ob topel češnjev les.

Na spodnje vogale škatle sem dodal še 4 klobučevine, tako da bi zlahka zdrsnila izpod postelje in se ne bi opraskala.

In tam je. Škatla zakladov po meri z elektronskim zasukom, ki jo bodo otroci ljubili večno! Upam, da ste uživali v tem (res dolgem) navodilu. Sporočite mi v komentarjih, če kaj ni jasno. Hvala za branje!