Bezużyteczne pudełko: 3 kroki (ze zdjęciami)

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

Projekt: Bezużyteczne Pudełko

Termin: marzec 2020 – kwiecień 2020

Zdecydowałem się na ten projekt z dwóch powodów: po pierwsze, aby przerwać o wiele bardziej złożony projekt, nad którym obecnie pracuję, a po drugie, jako coś do zrobienia podczas pełnego zamknięcia, które mamy tutaj w Nowej Zelandii. Na szczęście miałem wystarczającą ilość komponentów do ukończenia tego projektu, ponieważ zakup kolejnych komponentów nie jest w tej chwili możliwy ze względu na ograniczenia, jakie rząd nałożył na zakup „nieistotnych” przedmiotów.

Co to jest „bezużyteczne pudełko”, mówiąc wprost, jest to pudełko z przełącznikiem, który normalnie jest wyłączony, jednak włączenie go w systemie wewnątrz spowoduje jego ponowne wyłączenie. Powtarza się to za każdym razem, gdy włączasz włącznik, w przypadku tego pudełka osiem różnych formatów otwierania i zamykania pokrywki, wysuwania i wysuwania palca, a na końcu ruchu oczu i tego, jaki kolor pokazują oczy.

Można opracować wersję tego systemu, która jest znacznie prostsza niż ta powyżej. Oczy i ich serwomechanizm ruchu oraz serwomechanizm podnoszenia pokrywy można zdemontować. Pokrywa wtedy po prostu unosi się dzięki serwo palcowemu wysuwającemu palec, który z kolei podnosi pokrywę.

Kieszonkowe dzieci

1. Arduino Uno R3

2. Rezystor 10K

3. Rezystor 330 Ohm

4. Przełącznik dwubiegunowy

5. Żółta dioda LED

6. 3 x serwosilniki

7. 2 x Neopikselowe diody LED RGB

8. 18650 uchwyt baterii;

9. 2x18650 4200 mAh, 3,7 V

10. Moduł zasilania LM2596 Step-Down DC-DC

11. Włącznik/wyłącznik zasilania, jednobiegunowy

12. Różne kable Depont, mocowania i płytka drukowana

13. Odpowiednie drewno do pudełka

Krok 1: Budowanie

Pudełko jest wykonane z dowolnego odpowiedniego drewna, z prostą podstawą z twardej płyty i czterema gumowymi nóżkami. Wymiary pudełka mogą mieć prawie dowolny rozmiar, pod warunkiem, że palec może dosięgnąć przełącznika. Wymiary pudełka tego projektu to 120 mm szerokości, 245 mm głębokości i 90 mm wysokości. Dodałem wyłącznik zasilania, diodę LED włączania/wyłączania zasilania i mały otwór po jednej stronie. Otwór zapewnia dostęp do portu USB Arduino Uno do ładowania oprogramowania, które uważam za znacznie łatwiejsze do ustawiania i korygowania parametrów ruchu serwa, ponieważ w przeciwnym razie wymagałoby usunięcia obudowy zewnętrznej.

Dołączyłem schemat Fritzing używanego obwodu. Użyłem Arduino Uno po prostu dlatego, że miałem jeden dostępny, WEMOS D1 Mini lub Arduino Nano mogą być również używane, ponieważ system wymagał tylko 6 wejść. Zdecydowałem się również, aby ten system 18650 był oparty na baterii, zamiast używać zasilacza 12 V, ponieważ sprawia to, że pudełko jest bardziej przenośne i bezpieczniejsze w użyciu. Baterie 18650 są przechowywane w pakiecie dwóch baterii i mają napięcie 3,7 V każda i pojemność 4200 mAh. Dotarcie do akumulatorów w celu ich ponownego naładowania wymagałoby wyjęcia płyty podstawy i odłączenia ramienia podnoszącego pokrywę.

Trzy serwa używane tam, gdzie po prostu były dostępne; można użyć dowolnego standardowego serwomechanizmu. Większość serw jest okablowana z trzema złączami depont i ma kolor: brązowy dla GND, czerwony dla zasilania, wszystko między 4 V a 7,8 V, a na koniec żółty dla linii sygnałowej. Użyłem dwóch serw TowerPro MG995 do pokrywy i palca oraz CFsunbird SG90 do oczu. SG90 był używany tylko dlatego, że miałem ograniczoną ilość miejsca, miałem do dyspozycji i w przeciwnym razie użyłbym trzeciego MG995.

Przełącznik Off/On Box ma prosty obwód odbicia, który zawiera rezystor 10K podłączony do GND i dołączony do tego samego punktu przełącznika jest pojedynczym przewodem podłączonym do pinu 12 Arduinio Uno. Druga strona przełącznika jest połączona z pinem 5V na płytce Arduino. Zdecydowałem się użyć modułu zasilania Step-Down, ponieważ napięcie, które uzyskiwałem z dwóch akumulatorów 18650, wynosiło około 8,5 V, co było zbyt wysokie dla serw, 7,8 V było maksymalnym napięciem zalecanym przez arkusz danych TowerPro. Moduł zasilania Step-Down obniża napięcie do 6 V, które jest używane przez serwomechanizmy i jest również używane do zasilania Arduinio Uno za pomocą pinów GND i VIN. Prosty rezystor 330Ohm połączony szeregowo z żółtą diodą LED służy do wskazania, czy skrzynka jest aktywna i jest podłączona do szyny zasilającej GND i 6V. Przełącznik jednobiegunowy jest używany na zewnątrz pudełka do włączania/wyłączania dwóch akumulatorów 18650.

Oczy wykorzystują dwie diody LED Neopixel RGB o średnicy 8 mm, z których każda jest podłączona do wbudowanego zasilacza Arduino 5 V i pinów GND w Arduino Uno. Są połączone szeregowo, a pojedynczy przewód sygnałowy jest podłączony do styku 11 w Arduino Uno. Diody LED RBG mają płaską stronę, która określa kolejność złączy, patrz załączone zdjęcie pinoutów. Te diody LED można okablować osobno, dzięki czemu Arduino Uno może sterować każdym okiem za pomocą oddzielnego przewodu sygnałowego. Jak we wszystkich projektach, obwód został ułożony na płytce stykowej i przetestowany przed zamontowaniem na płycie bazowej. Zaleca się, aby wszystkie złącza depont były lekko przyklejone do swoich pinów w Arduino, ponieważ z czasem mogą się poluzować.

Krok 2: Oprogramowanie

Muszę w tym miejscu podziękować „labomatowi” i przykładowemu kodowi Arduino Useless-Box, który znajduje się na stronie GitHub za podstawę oprogramowania działającego na tym systemie. W ramach rozwoju projektu dostosowałem i dodałem do kodu w szczególności ruch serwo oraz kolor oczu. Ponadto konieczne było dokonanie korekty wszystkich parametrów ruchu serwa, aby uwzględnić różnice w ich ruchu i pozycji początkowej.

Potrzebna będzie najnowsza wersja Arduino IDE 1.8.12 oraz pliki bibliotek: Adafruit NeoPixel.h i Servo.h. Załączam program do badania oczu oraz program główny do obsługi skrzynki.

Krok 3: Na zakończenie

Uważam, że ten projekt jest przyjemnym odwróceniem uwagi od głównego projektu, nad którym pracuję. Chociaż wersja, którą tutaj zbudowałem i pokazałem, jest podstawowa, widziałem i podziwiałem wiele różnych wersji tego samego pudełka w Internecie i na You Tube, z których wszystkie wykorzystują interesujące wariacje podstawowego motywu przełącznika i urządzenia do przełączania to wyłączyć.