Сундук с сокровищами с подсветкой: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Это проект, который я сделал для своего 4-летнего сына, который попросил специальный ящик для хранения и хранения маленьких динозавров, комиксов, ракушек и случайных кусочков дерева и бумаги, также известных как «сокровища». По сути, это простой деревянный ящик с откидной крышкой из вишни и ДВП средней плотности (МДФ). Но, конечно, я не мог устоять перед добавлением Arduino, а также кучу лампочек и переключателей!

Все электронные компоненты (питание от батареи 9 В) находятся наверху и внутри крышки, поэтому ребенок может поиграть с лампочками и ручками и использовать дно коробки для хранения сокровищ. Особенности крышки:

• S-образная форма из световода со светодиодами на обоих концах, подключенными к потенциометрам для управления яркостью.
• 3 переключателя с подсветкой, которые управляют 3 разными светодиодами на плате: звезды, ракетного двигателя и планеты
• Аналоговый щитовой прибор на 5 В
• Светодиодная гистограмма Sparkfun (к сожалению, снята с производства), также управляемая горшком
• Переключатель вкл. / Выкл.
• Весело нарисованные звезды, планета и корабль

Электроника управляется с помощью Adafruit Metro (эквивалент Arduino Uno), который находится под крышкой и находится за привинченным прозрачным акриловым листом, поэтому провода не выдергиваются. (Я оставил небольшой зазор для доступа к держателю батареи.)

В деревянном ящике есть латунные петли, застежка и классная ручка ящика для рыбы 1960-х годов из Мексики, которую мне подарил отец. Деревянный ящик собирается методом «стыкового соединения», но я немного обработал дерево и прикрыл шурупы деревянными дюбелями из ореха, которые красиво контрастируют с вишней.

Запасы:

• Две 12-дюймовые квадратные панели из МДФ толщиной 1/4 дюйма
• Вишневые доски, я использовал шесть досок 3/4 "x 4-1 / 2", обрезанных по 12 дюймов с каждой стороны. Четыре из них предназначены для боковых сторон коробки, а две другие я разрезал пополам, чтобы сделать стороны. крышки
• Небольшой кусок орехового дерева для заглушек и винтов крышки
• Лист оргстекла
• Adafruit Metro или другая плата типа Arduino Uno
• Протокарт / перфокарт (для силовой шины)
• провода
• Четыре светодиода диаметром 5 мм
• Три линейных потенциометра 10 кОм с ручками
• переключатель включения / выключения
• аналоговый панельный измеритель
• покрасить
• инструменты: дрель, коронка для пробок, отвертка, паяльник, пила, кольцевая пила, фрезерный станок

Шаг 1. Шаг 1. Сделайте коробку

Я купил 10-футовую доску из вишневого дерева в местном магазине пиломатериалов. У меня нет настольной пилы, поэтому я попросил того парня отрезать мне шесть 12-дюймовых секций, 4 для боковых сторон и 2 для верхней части. Я позаимствовал пилу у соседа, чтобы разрезать две верхние части пополам по длине, Таким образом, ширина крышки составляет примерно половину ширины основного ящика (за вычетом ширины полотна пилы). Доска была шириной 4-1 / 2 дюйма, а крышка - примерно 2-1 / 8 дюйма.

Для верхней части крышки и дна коробки я использовал 2 куска МДФ размером 1/4 дюйма, которые у меня были, разрезанные до квадрата 12 дюймов. Мой сын выбрал красивый цвет морской волны, чтобы покрасить дно и внутреннюю часть. верх (он помог). Я хотел, чтобы верх и низ коробки были немного утоплены (вместо того, чтобы прикручивать ее прямо сверху и снизу). Итак, я использовал свой древний маршрутизатор и очень сложную прямую направляющую, чтобы проложить канавку глубиной 1/4 дюйма на всем пути от внешнего края каждой детали до примерно 3/8 дюйма от другого конца.

Убедитесь, что вы не перешли маршрутизатор полностью, иначе разрез будет виден снаружи коробки. Моя система была ужасной, И маршрутизатор умер на последней части, на полпути!

Я использовал это как предлог, чтобы получить от The Home Depot стол маршрутизатора и новый маршрутизатор для завершения работы, что значительно упростило задачу.

Подсказки:

Получите таблицу маршрутизатора. Срезы чище, и это намного проще, чем делать прямую направляющую из нескольких деревянных обрезков. Кроме того, вы делаете что-то новое, вам нужен новый инструмент. Это правило!

Отметьте части перед маршрутизацией: то есть четко укажите, какая сторона маршрута идет до конца, а на какой стороне следует остановиться до конца. (см. рис.)

Подумайте о внешнем виде коробки. Для этого проекта я сделал простое стыковое соединение, при котором концы дерева прикрепляются без каких-либо стыков или чего-либо еще. Я хотел, чтобы стыки крышки были противоположны стыкам коробки, чтобы в закрытом состоянии вы могли видеть торцевое зерно на части коробки с одной стороны, но крышка была выровнена противоположным образом. Конечно, можно пофантазировать с разными суставами.

Оставьте немного больше места на фрезерованных канавках. Маршрут 1/4 дюйма для МДФ 1/4 дюйма был довольно тесным. Если возможно, сделайте его немного шире (пропустите через маршрутизатор второй раз с небольшой регулировкой), чтобы деревянным частям оставалось немного места для расширения и сжатия, иначе верх будет иметь тенденцию к деформации. Говоря о верхней части, спланируйте, какие компоненты вы хотите иметь, и сделайте соответствующие отверстия. Для себя я сделал:

• три отверстия для переключателей (5/8 ")
• три для потенциометров, (1/4 ")
• один для вольтметра (с помощью кольцевой пилы диаметром 1-1 / 2 дюйма)
• один для Сатурна (который был покрыт куском окрашенного оргстекла с внутренней стороны) (также кольцевая пила диаметром 1-1 / 2 дюйма)
• один для звездообразного светодиода, (1/4 ")
• два отверстия для 5-миллиметровой световой трубки на каждом конце S (1/4 дюйма)
• и, наконец, длинное прямоугольное отверстие для светодиодной гистограммы, вырезанное маршрутизатором. (7/16 "x 3")

(см. рисунок для макета)

Мне нужна была космическая тема, поэтому я покрасил верхнюю панель в черный цвет, нарисовал звезду, корабль и брызнул белой краской для фона звездного поля. Для планеты я нарисовал кольца вокруг отверстия и приклеил квадрат из оргстекла, окрашенного в красный и желтый цвета, на нижнюю часть панели.

Я использовал Dremel, чтобы сделать S-образную форму. Буква "S" вырезана на доске примерно в середине. На каждом конце буквы «S» я просверлил отверстие насквозь, чтобы световая труба могла войти в коробку. Светодиод на каждом конце посылает свет в световод. Я нанес немного клея в канавку и вставил (зажал) световую трубку в канавку так, чтобы концы проходили вниз через отверстия на каждом конце. Это сделано для того, чтобы светодиоды могли быть прикреплены к каждому концу световода, чтобы свет проходил через него и зажигал его.

После того, как части коробки будут размечены, а панели покрашены и просверлены, вставьте панели в верхние и нижние пазы, закрепите и склейте. Для более декоративного вида вы можете добавить винты с заглушками, о которых я расскажу в следующем разделе!

Шаг 2: винты и заглушки

Клея, вероятно, достаточно, чтобы скрепить коробку, но я добавил винты на каждое соединение, чтобы быть уверенным. Но для того, чтобы было интереснее, я прикрыл винты маленькими заглушками, вырезанными из ореха.

Темный орех красиво контрастирует с вишней, а закрытие винтов придает ему красивый законченный вид.

Процесс довольно прост, но вам понадобится специальное сверло, называемое пробковым сверлом. Я использовал обрезок грецкого ореха и вырезал заглушки диаметром 3/8 дюйма. Примечание: вам нужно просверлить весь лом, чтобы вытащить заглушку.

Просверлив пилотные отверстия для винтов в коробке, я просверлил небольшое количество сверлом 3/8 дюйма, чтобы освободить место для заглушек. Затем я ввернул винты так, чтобы они были заподлицо с дном большего 3 / 8 отв. Затем я выдавил немного клея в отверстие, вставил заглушку в отверстие и забил ее молотком. Примечание: вам не нужно вдавливать его полностью! Именно так он сидит в отверстии и контактирует с клеем. Я вытер излишки клея и оставил на несколько часов. Следующим шагом будет обрезка пробок, чтобы они были заподлицо с поверхностью. Я использовал визитную карточку и вырезал в ней отверстие, чтобы она плотно прилегала к торчащей части вилки. Так что, отпилив конец, вы не разорвите деревянную коробку. Я отрезал пробку, оставив ее примерно на 1/16 дюйма над поверхностью. Затем я отшлифовал его, пока он не стал на одном уровне. Одна головка винта сломалась, потому что я просверливала ее слишком медленно, но я заточил ее с помощью Dremel, и все же смог закрыть ее пробкой. Еще одна веская причина использовать заглушки - прикрытие промахов. Ха! Возьми? Потому что винт… да ладно.

Шаг 3: Электроника

Помимо способности сундука с сокровищами хранить сокровища, я хотел, чтобы в нем был еще и забавный интерактивный элемент. Как я уже упоминал ранее, я решил, что на передней панели будут следующие элементы:

• 3 светящиеся кнопки для включения светодиодов в забавной космической тематике
• 2 потенциометра для управления яркостью 2 светодиодов по обе стороны световода (что-то вроде оптоволоконного кабеля)
• переключатель включения / выключения
• 30-сегментная светодиодная гистограмма с другим потенциометром для управления освещением на ней
• аналоговый панельный измеритель 5 В, чтобы увидеть, как включение и выключение переключателей влияет на уровни напряжения

Электронная часть этого проекта довольно проста, но есть одна загвоздка. Красная печатная плата на фотографиях - это коммутационная плата со светодиодной гистограммой Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), которую они больше не производят. Но - хорошие новости! В другом руководстве я описываю, как я работал над этой проблемой, загружая файлы Eagle и создавая для меня эти платы с открытым исходным кодом.

Плата гистограммы (если вы решите ее использовать) требует изрядной сборки, так как комплект больше не доступен, но это не так сложно, и здесь есть много документации. В этом проекте поворот потенциометра заставляет отдельные светодиоды перемещаться вверх и вниз по гистограмме. Если вы включите его до упора, на гистограмме получится крутой движущийся узор.

Еще один устаревший продукт - световая трубка (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), но ее также можно заменить чем-то другим: гибкими светодиодами, электролюминесцентным проводом, силиконовыми световыми полосами и т. Д.

Для этого проекта я использовал плату Adafruit Metro, которая является клоном Arduino Uno, без подключенных заголовков, поэтому я мог припаять провода непосредственно к плате.

Я также использовал прототипную плату для подачи питания 5 В и заземления на различные светодиоды, поскольку Arduino имеет только два выхода 5 В и два контакта заземления.

Светодиоды, переключатели и горшки

Светодиод Saturn и светодиод звезды включаются и выключаются с помощью переключателей с подсветкой, поэтому подключение довольно простое: 5 В должно пройти через переключатель на положительную ногу светодиода, а затем снова на землю через отрицательную клемму светодиода. Чтобы сами переключатели загорелись, нужно проделать небольшую навороченную проводку, но это не так уж и сложно. (См. Диаграмму)

Светодиод двигателя космического корабля подключен к выводу ШИМ на Arduino, так как я хотел, чтобы он мог «пульсировать». Таким образом, при нажатии нижний красный переключатель с подсветкой сообщает Arduino, что нужно подавать импульс светодиоду, чтобы это выглядело как вспыхивающий ракетный двигатель (что-то вроде).

Я использовал краску для модели, чтобы нарисовать красноватый узор облаков на оргстекле за отверстием для Сатурна. Светодиод светится довольно тускло, но ночью смотрится круто. Кроме того, когда вы открываете коробку с включенным Сатурном, белый светодиод довольно яркий и светит в коробку, поэтому вы можете найти вещи ночью. К каждому светодиоду прикреплен резистор 220 Ом с одной стороны, чтобы они не перегорели.

Светодиоды на обоих концах световода управляются потенциометрами (горшками), которые делают их ярче или тусклее. Один синий, а другой желтый. Когда вы увеличиваете яркость светодиодов, свет распространяется дальше по трубе, пока цвета не встретятся посередине. По крайней мере, это была идея. Я не очень хорошо обернул светодиоды на концах труб, поэтому много света ускользало, и они оказались не очень яркими. Эти светодиоды также должны подключаться к контактам PWM, чтобы можно было регулировать яркость.

Потенциометры подключены так, чтобы одна сторона была подключена к 5 В, одна сторона - к земле, а средняя - к контакту на Arduino, в данном случае контактам A1 и A5. Другой горшок управляет светом на светодиодной гистограмме и подключается к контакту A2.

Выключатель питания - это просто переключатель между аккумулятором и Arduino. Я использовал батарейный отсек на 9 В с переходником типа «бочонок». Отделите провода, отходящие от держателя, и отрежьте один. (Неважно какой) Зачистите обрезанные концы и припаяйте к разъемам на переключателе. Затем подключите штекер к Arduino. Бум, готово.

Светодиодная гистограмма использует регистры сдвига, поэтому для нее требуется всего 3 контакта, плюс питание и земля.

Вот окончательная распиновка:

• Потенциометр 1 A1 (для управления нижним светодиодом "S")
• A2 pot 2 (для элементов управления гистограммой)
• A5 pot 3 (управляет светодиодом в верхней части буквы "S")
• D3 выход на светодиод для импульсного ракетного двигателя
• D6 сверху светодиода "S"
• D8 Вход от переключателя ракетного двигателя
• D9 внизу светодиода "S"

5-вольтовый панельный измеритель

Панельный счетчик * своего рода * дублирует счетчик заряда батареи. Он имеет два вывода на задней панели, один из которых подключен к выводу 5V от Arduino (на плате), а другой идет на землю. Счетчик работает только до 5 В, а батарея - 9 В, поэтому, если батарея полная или полная, счетчик будет прикреплен вправо. Но как только батарея немного разряжается, это становится более интересным, потому что стрелка перемещается, когда вы включаете больше ламп и израсходуете больше напряжения. Вероятно, есть более умный способ подключить это, но я сделал это именно так!

Код Arduino

Полный код Arduino прилагается здесь. Это некрасиво, но работает!

Шаг 4: завершающие штрихи

После того, как электроника установлена и заработала, пора заканчивать проект. Вам по-прежнему необходимо:

• выровняйте верхний край (там, где крышка соединяется с коробкой) липкой войлочной полосой
• Установите петли сзади
• Установить защелку спереди
• масло или лак для дерева
• При желании прикрепите ручку

Мне нравилось ощущение необработанного дерева, но я знал, что мне нужно защитить его от брызг, царапин и тому подобного. Поэтому я выбрал Watco Wipe-On Poly, который герметизирует древесину, но придает ей красивый естественный, смазанный вид. Три слоя сделали свое дело, и это заставляет маленькие ореховые пробки действительно выделяться на фоне теплого вишневого дерева.

Я также добавил 4 войлочные ножки на нижние углы коробки, чтобы она легко выскользнула из-под кровати и не поцарапалась.

И вот оно. Изготовленная на заказ шкатулка для сокровищ с электронным поворотом, которую дети будут любить вечно! Надеюсь, вам понравилось это (очень длинное) руководство. Дайте мне знать в комментариях, если что-то непонятно. Спасибо за прочтение!