Podświetlana skrzynia na skarby: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

To projekt, który wykonałem dla mojego 4-letniego syna, który poprosił o specjalne pudełko do przechowywania i przechowywania małych dinozaurów, komiksów, muszelek i przypadkowych kawałków drewna i papieru, czyli „skarbów”. Jest to zasadniczo proste drewniane pudełko z pokrywą na zawiasach, wykonane z płyty pilśniowej wiśni i średniej gęstości (MDF). Ale oczywiście nie mogłem się oprzeć, aby dodać Arduino oraz kilka świateł i przełączników!

Części elektroniczne (zasilane baterią 9 V) znajdują się na górze i wewnątrz pokrywy, więc dziecko może bawić się światłami i pokrętłami oraz używać dna pudełka do przechowywania skarbów. Cechy pokrywy:

• Kształt litery „S” wykonany ze światłowodu, z diodami LED na obu końcach, podłączony do potencjometrów do kontroli jasności
• 3 podświetlane przełączniki, które kontrolują 3 różne diody LED na płycie: dla gwiazdy, silnika rakietowego i planety
• 5-woltowy analogowy miernik panelowy
• Wykres słupkowy LED Sparkfun (niestety wycofany), również kontrolowany przez garnek
• Przełącznik włącz / wyłącz
• Zabawne malowane gwiazdy, planeta i statek

Elektronika jest kontrolowana za pomocą Adafruit Metro (odpowiednik Arduino Uno), który znajduje się pod pokrywą i jest umieszczony za przykręcanym przezroczystym arkuszem akrylowym, dzięki czemu żadne przewody nie zostaną wyrwane. (Zostawiłem małą szczelinę, aby uzyskać dostęp do uchwytu baterii.)

Drewniane pudełko ma mosiężne zawiasy, zapięcie i fajny uchwyt szuflady na ryby z lat 60. z Meksyku, który podarował mi mój tata. Drewniana skrzynka składana jest metodą "doczołową", ale zrobiłem trochę dodatkowej obróbki drewna i zakryłem śruby drewnianymi kołkami z orzecha, co ładnie kontrastuje z wiśnią.

Kieszonkowe dzieci:

• Dwa panele MDF o przekroju kwadratowym 12 cali i grubości 1/4 cala
• Deski wiśniowe, użyłem sześciu desek 3/4 "x 4-1/2", przyciętych do 12 "na stronę. Cztery z nich są na boki pudełka, a pozostałe dwie przeciąłem na pół wzdłuż, aby zrobić boki pokrywki
• Mały kawałek drewna orzechowego do zaślepek i śrub pokrywy
• Arkusz z pleksiglasu
• Adafruit Metro lub inna płytka typu Arduino Uno
• Płyta prototypowa/perfboard (dla szyny zasilającej)
• przewody
• Cztery diody LED 5mm
• Trzy potencjometry liniowe 10k-ohm z pokrętłami
• Przełącznik włącz / wyłącz
• analogowy miernik panelowy
• farba
• narzędzia: wiertarka, końcówka do wtyku, śrubokręt, lutownica, piła, otwornica, frezarka

Krok 1: Krok 1: Zrób Pudełko

Kupiłem 10-metrową deskę z drewna wiśniowego w lokalnym sklepie z drewnem. Nie mam piły stołowej, więc poprosiłem gościa, aby przeciął mi sześć 12-calowych sekcji, 4 na boki i 2 na górę. więc pokrywa jest w przybliżeniu o połowę szersza niż główne pudełko (minus szerokość brzeszczotu). Deska miała 4-1 / 2 "szerokość, a pokrywka około 2-1/8".

Na górę wieczka i spód pudełka użyłem 2 kawałków 1/4" MDF, które leżałem dookoła, przycięte do kwadratu 12", Mój syn wybrał ładny kolor akwamary do pomalowania dna i wnętrza szczyt (pomógł). Chciałem, aby górna i dolna część pudełka były nieco zagłębione (zamiast przykręcać je na górze i na dole). Użyłem więc mojego starożytnego routera i bardzo skomplikowanej prowadnicy prostej krawędzi, aby poprowadzić rowek o głębokości 1/4 cala od zewnętrznej krawędzi każdego elementu do około 3/8 cala od drugiego końca.

Upewnij się, że nie przejdziesz przez całą drogę z routerem, w przeciwnym razie cięcie będzie widoczne z zewnątrz pudełka. Mój system był okropny I router zginął na ostatnim kawałku, w połowie!

Wykorzystałem to jako wymówkę, aby zdobyć tabelę routerów i nowy router z The Home Depot, aby dokończyć pracę, co znacznie ułatwiło.

Porady:

Zdobądź stół routera. Cięcia są czystsze i znacznie łatwiejsze niż wykonanie prostej prowadnicy z wielu kawałków drewna. Poza tym robisz coś nowego, potrzebujesz nowego narzędzia. To zasada!

Zaznacz elementy przed trasowaniem: Oznacza to, że jasno określ, która strona trasy prowadzi do końca, a która powinna się zatrzymać przed końcem. (patrz zdjęcie)

Pomyśl o wyglądzie pudełka. W tym projekcie wykonałem proste połączenie doczołowe, w którym końce drewna są przymocowane bez żadnego połączenia na jaskółczy ogon ani niczego. Chciałem, aby złącza wieczka znajdowały się naprzeciwko złączy pudełka, aby po zamknięciu można było zobaczyć ziarno na elemencie pudełka z jednej strony, ale wieczko jest ustawione w przeciwnym kierunku. Oczywiście możesz stać się bardziej wyrafinowany z różnymi stawami.

Daj trochę więcej miejsca na frezowane rowki. Trasa 1/4" dla 1/4" MDF była dość ciasno dopasowana. Jeśli to możliwe, zwiększ go nieco (przejdź przez router po raz drugi z niewielką regulacją), aby było trochę miejsca na rozszerzenie i kurczenie się kawałków drewna, w przeciwnym razie górna część będzie miała tendencję do wypaczania się. Mówiąc o górze, zaplanuj, jakie komponenty chcesz mieć i odpowiednio wytnij otwory. Dla mojego zrobiłem:

• trzy otwory na przełączniki (5/8")
• trzy dla potencjometrów (1/4")
• jeden do woltomierza (przy użyciu piły walcowej 1-1/2")
• jeden na Saturna (który został pokryty od wewnątrz kawałkiem malowanej pleksi), (również otwornica 1-1/2")
• jeden na gwiazdę LED, (1/4")
• dwa otwory na rurę świetlną 5mm, w które można dopasować, na każdym końcu "S" (1/4")
• i wreszcie długi prostokątny otwór na wykres słupkowy LED, wycięty routerem. (7/16" x 3")

(patrz zdjęcie układu)

Chciałem mieć motyw kosmiczny, więc pomalowałem górny panel na czarno, pomalowałem gwiazdę, statek i pokryłem białą farbą jako tło pola gwiezdnego. Dla planety pomalowałem pierścienie wokół otworu i przykleiłem kwadrat z pleksi pomalowany na czerwono i żółto na spodniej stronie panelu.

Do wykonania kształtu „S” użyłem narzędzia Dremel. Litera „S” jest wyryta na desce mniej więcej w połowie. Na każdym końcu litery „S” wywierciłem otwór na wylot, aby światłowód mógł zejść do pudełka. Dioda LED na każdym końcu wysyła światło do światłowodu. Włożyłem trochę kleju do rowka i wpasowałem (zablokowałem) światłowód do rowka, tak aby końce przechodziły przez otwory na każdym końcu. Dzięki temu na każdym końcu światłowodu można przymocować diody LED, aby światło mogło przez niego przejść i oświetlić.

Po wyfrezowaniu elementów pudełek, pomalowaniu i wywierceniu paneli, włóż panele w górne i dolne rowki, zaciśnij i sklej ze sobą. Aby uzyskać bardziej dekoracyjny wygląd, możesz dodać śruby zakryte zaślepkami, co wyjaśnię w następnej sekcji!

Krok 2: Śruby i kołki

Klej prawdopodobnie wystarczy, aby utrzymać pudełko razem, ale dla pewności dodałem śruby na każdym połączeniu. Ale żeby wyglądało ciekawiej, śruby zakryłem małymi zaślepkami wyciętymi z orzecha włoskiego.

Ciemny orzech ładnie kontrastuje z wiśnią, a zakrycie śrubek nadaje mu ładny, wykończony wygląd.

Proces jest dość prosty, ale potrzebujesz specjalnego wiertła zwanego przecinakiem do wtyczek. Użyłem kawałka orzecha włoskiego i wyciąłem zatyczki 3/8 . Uwaga: Aby wyjąć zatyczkę, musisz przewiercić cały kawałek złomu.

Po wywierceniu otworów pilotażowych na śruby w puszce przewierciłem niewielką ilość wiertłem 3/8", aby zrobić miejsce na zaślepki. Następnie wkręciłem śruby tak, aby zrównały się z dnem większej 3 Otwór /8". Następnie wcisnąłem trochę kleju w otwór, włożyłem korek w otwór i wbiłem go młotkiem. Uwaga: nie musisz wciskać go do końca! Właśnie tak jest osadzony w otworze i stykający się z klejem. Wytarłem nadmiar kleju i odstawiłem na kilka godzin. Następnym krokiem jest przycięcie korków, aby zrównały się z powierzchnią. Użyłem wizytówki i wyciąłem w niej otwór tak, aby pasował ciasno nad wystającą częścią wtyczki. Dzieje się tak, gdy odpiłujesz koniec, nie rozrywasz drewna pudełka. Odciąłem wtyczkę, zostawiając około 1/16 cala dumną z powierzchni. Potem szlifowałem go, aż był spłukany. Jeden łeb śruby odłamał się, ponieważ wierciłem go zbyt wolno, ale zeszlifowałem go za pomocą narzędzia Dremel i nadal mogłem go zakryć korkiem. Kolejny dobry powód, aby używać zaślepek - zakrywanie wkręcania. Ha! Zdobyć? Ponieważ ta śruba… och nieważne.

Krok 3: Elektronika

Oprócz możliwości przechowywania skarbów w pudełku ze skarbami, chciałem, aby miał też zabawny, interaktywny element. Jak wspomniałem wcześniej zdecydowałem, że na przednim panelu będę miał następujące elementy

• 3 podświetlane przyciski do aktywacji diod LED, z zabawnym motywem przestrzeni
• 2 potencjometry do sterowania jasnością 2 diod LED po obu stronach światłowodu (coś w rodzaju kabla światłowodowego)
• włącznik/wyłącznik
• 30-segmentowy wykres słupkowy LED z innym potencjometrem do sterowania oświetleniem
• analogowy miernik panelowy 5V, aby zobaczyć, jak włączanie i wyłączanie przełączników wpływa na poziomy napięcia

Elektroniczna część tego projektu jest dość prosta, ale jest pewien haczyk. Czerwona płytka drukowana na zdjęciach to tabliczka z wykresem słupkowym Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), której już nie produkują. Ale - dobra wiadomość! Opisuję w innym Instructable, jak poradziłem sobie z tym problemem, pobierając pliki Eagle i produkując dla mnie te płyty o otwartym kodzie źródłowym.

Tablica wykresów słupkowych (jeśli zdecydujesz się jej użyć) wymaga sporo montażu, ponieważ zestaw nie jest już dostępny, ale nie jest to takie skomplikowane i jest tutaj mnóstwo dokumentacji. W tym projekcie obracanie potencjometrem powoduje, że pojedyncze diody LED poruszają się w górę iw dół wykresu słupkowego. Jeśli podkręcisz go do końca, tworzy fajny, poruszający się wzór na wykresie słupkowym.

Kolejnym produktem na emeryturze jest światłowód (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), ale można go również zastąpić czymś innym: elastycznymi diodami LED, drutem EL, silikonowymi paskami świetlnymi itp.

Do tego projektu użyłem płytki Adafruit Metro, która jest klonem Arduino Uno, bez dołączonych nagłówków, dzięki czemu mogłem przylutować przewody bezpośrednio do płytki.

Użyłem również płyty prototypowej do kierowania zasilania 5 V i uziemienia do różnych diod LED, ponieważ Arduino ma tylko dwa wyjścia 5 V i dwa piny uziemiające.

Diody, przełączniki i potencjometry

Dioda LED Saturn i dioda LED gwiazdy są włączane i wyłączane za pomocą podświetlanych przełączników, więc okablowanie jest dość proste: 5 V musi przejść przez przełącznik do dodatniej odnogi diody LED, a następnie z powrotem do masy przez ujemną odnogę diody LED. Aby same przełączniki się zaświeciły, musisz wykonać trochę wymyślnego okablowania, ale nie jest to zbyt trudne. (Patrz schemat)

Dioda silnika statku kosmicznego jest podłączona do pinu PWM w Arduino, ponieważ chciałem, aby mógł „pulsować”. Tak więc dolny podświetlany na czerwono przełącznik, po naciśnięciu, mówi Arduino, aby pulsował diodą LED, aby wyglądał jak płonący silnik rakietowy (w pewnym sensie).

Użyłem farby modelarskiej, aby zrobić czerwonawy wzór chmur na pleksi za otworem dla Saturna. Dioda LED świeci dość słabo, ale w nocy wygląda fajnie. Ponadto, gdy otwierasz pudełko z włączonym Saturnem, biała dioda LED jest dość jasna i świeci w dół do pudełka, dzięki czemu możesz znaleźć rzeczy w nocy. Każda dioda LED ma z jednej strony dołączony rezystor 220 omów, dzięki czemu nie przepalają się.

Diody LED na obu końcach światłowodu są sterowane potencjometrami (garnkami), które rozjaśniają lub ściemniają. Jeden jest niebieski, a drugi żółty. Gdy rozjaśnisz diody LED, światło wędruje dalej w górę rury, aż kolory spotkają się pośrodku. Przynajmniej taki był pomysł. Nie wykonałem zbyt dobrej roboty przy zawijaniu diod LED na końcach rur, więc dużo światła ucieka i nie są zbyt jasne. Te diody LED również muszą być podłączone do pinów PWM, aby można było regulować jasność.

Potencjometry są podłączone z jednej strony do 5V, z jednej strony do masy, a środkowego do pinu w Arduino, w tym przypadku pinów A1 i A5. Drugi potencjometr kontroluje światła na wykresie słupkowym LED i jest podłączony do pinu A2.

Wyłącznik zasilania to tylko przełącznik pomiędzy baterią a Arduino. Użyłem uchwytu na baterię 9V z przejściówką do beczki. Oddziel przewody wychodzące z uchwytu i przetnij jeden. (Nie ma znaczenia, które) Zdejmij odcięte końce i przylutuj do złączy na przełączniku. Następnie podłącz gniazdo baryłkowe do Arduino. Bum, gotowe.

Wykres słupkowy LED wykorzystuje rejestry przesuwne, więc wymaga tylko 3 pinów oraz zasilania i masy.

Oto ostateczny opis:

• Potencjometr A1 1 (do sterowania dolną diodą „S”)
• A2 pot 2 (dla kontrolek wykresu słupkowego)
• A5 pot 3 (steruje diodą LED na górze „S”)
• D3 out do LED dla pulsującego silnika rakietowego
• D6 górna część diody „S”
• D8 Wejście z wyłącznika silnika rakietowego
• D9 dolna dioda "S"

5-woltowy miernik panelowy

Miernik panelowy *coś w rodzaju* podwaja się jako miernik baterii. Posiada dwa wyprowadzenia z tyłu, jeden jest podłączony do pinu 5V z Arduino (na płycie prototypowej), a drugi idzie do masy. Miernik narasta tylko do 5 woltów, a bateria ma 9 V, więc jeśli bateria jest pełna lub rozładowana, miernik zostanie przypięty po prawej stronie. Ale gdy bateria jest trochę rozładowana, robi się ciekawiej, ponieważ igła porusza się, gdy włączasz więcej świateł i zużywa się więcej napięcia. Prawdopodobnie istnieje sprytniejszy sposób, aby to połączyć, ale tak właśnie zrobiłem!

Kod Arduino

Pełny kod Arduino znajduje się tutaj. Nie jest ładna, ale spełnia swoje zadanie!

Krok 4: Ostatnie szlify

Po zainstalowaniu i uruchomieniu elektroniki nadchodzi czas na dokończenie projektu. Nadal musisz:

• wyrównaj górną krawędź (tam, gdzie pokrywa styka się z pudełkiem) za pomocą samoprzylepnego paska filcowego
• Zamontuj zawiasy z tyłu
• Zainstaluj zatrzask z przodu
• olej lub lakier do drewna
• W razie potrzeby zamocuj uchwyt

Podobał mi się dotyk niewykończonego drewna, ale wiedziałem, że muszę je chronić przed zalaniem, zarysowaniami i tym podobnymi. Poszedłem więc z Watco Wipe-On Poly, który uszczelnia drewno, ale nadaje mu ładny, naturalny, olejowany wygląd. Trzy warstwy spełniły zadanie i sprawiają, że małe zatyczki z orzecha naprawdę wyskakują z ciepłego drewna wiśniowego.

Dodałem również 4 filcowe nóżki na dolnych rogach pudełka, aby łatwo wysuwało się spod łóżka i nie porysowało.

I oto jest. Niestandardowe pudełko na skarby z elektronicznym akcentem, które dzieci pokochają na zawsze! Mam nadzieję, że podobał ci się ten (naprawdę długi) Instruktaż. Daj znać w komentarzach, jeśli coś nie jest jasne. Dziękuje za przeczytanie!