Kotak Harta Karun Cahaya: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Ini adalah projek yang saya buat untuk anak lelaki saya yang berusia 4 tahun, yang meminta kotak khas untuk menyimpan dan menyimpan dinosaur kecil, komik, kerang, dan kepingan kayu dan kertas secara rawak, alias "harta karun". Ini pada dasarnya adalah kotak kayu sederhana dengan penutup berengsel, yang diperbuat daripada papan serat ceri dan kepadatan sederhana (MDF). Tetapi tentu saja saya tidak tahan menambahkan Arduino dan sekumpulan lampu dan suis juga!

Bahagian elektronik (dikuasakan oleh bateri 9V) semuanya berada di atas dan di dalam penutup, jadi kanak-kanak itu boleh bermain-main dengan lampu dan tombol dan menggunakan bahagian bawah kotak untuk menyimpan harta karun. Tudungnya mempunyai:

• Bentuk "S" yang terbuat dari paip ringan, dengan LED di kedua ujungnya, disambungkan ke potensiometer untuk mengawal kecerahan
• 3 suis bercahaya yang mengawal 3 LED berbeza di papan: untuk bintang, enjin roket, dan planet
• Meteran panel analog 5 volt
• Graf bar LED Sparkfun (sedih dihentikan), juga dikendalikan oleh periuk
• Suis hidup / mati
• Bintang, planet dan kapal yang dilukis dengan menyeronokkan

Elektroniknya dikendalikan dengan Adafruit Metro (setara dengan Arduino Uno), yang berada di bawah penutup, dan terdapat di belakang lembaran akrilik yang jelas sehingga tidak ada kabel yang keluar. (Saya meninggalkan celah kecil untuk mengakses pemegang bateri.)

Kotak kayu mempunyai engsel tembaga, gesper, dan pemegang laci ikan vintaj 1960-an yang sejuk dari Mexico yang diberikan oleh ayah saya kepada saya. Kotak kayu disatukan dalam kaedah "sambungan bersama", tetapi saya melakukan sedikit kerja kayu tambahan dan menutup skru dengan palam kayu yang terbuat dari walnut, yang berbeza dengan ceri.

Bekalan:

• Dua panel MDF tebal 12 "-square, 1/4"
• Papan ceri, saya menggunakan enam papan 3/4 "x 4-1 / 2", dipotong hingga 12 "setiap sisi. Empat daripadanya adalah untuk sisi kotak, dan dua yang lain saya potong separuh memanjang untuk membuat sisi dari penutup
• Sekeping kecil kayu walnut untuk memasang skru penutup
• Lembaran Plexiglas
• Adafruit Metro atau papan jenis Arduino Uno yang lain
• Protoboard / perfboard (untuk bas kuasa)
• wayar
• Empat LED 5mm
• Tiga potensiometer linear 10k-ohm dengan tombol
• suis hidup / mati
• meter panel analog
• cat
• alat: gerudi, bit pemotong palam, pemutar skru, besi pematerian, gergaji, gergaji lubang, penghala

Langkah 1: Langkah 1: Buat Kotak

Saya membeli papan ceri setebal 10 kaki dari sebuah kedai kayu tempatan. Saya tidak mempunyai gergaji meja, jadi saya meminta lelaki di sana memotong saya enam bahagian 12 ", 4 untuk sisi, dan 2 untuk bahagian atas. Saya meminjam gergaji jiran untuk memotong 2 bahagian atas menjadi dua memanjang, jadi penutupnya kira-kira setengah lebar kotak utama (tolak lebar pisau gergaji). Papannya lebar 4-1 / 2 ", dan penutupnya kira-kira 2-1 / 8".

Untuk bahagian atas penutup dan bahagian bawah kotak, saya menggunakan 2 keping MDF 1/4 "yang saya berbaring, dipotong hingga 12" persegi, Anak saya memilih warna aqua yang bagus untuk melukis bahagian bawah dan bahagian dalam bahagian atas (dia menolong). Saya mahu bahagian atas dan bawah kotak tersendat sedikit (bukannya memusingkannya tepat di bahagian atas dan bawah). Oleh itu, saya menggunakan penghala kuno saya dan panduan lurus yang sangat rumit untuk mengarahkan alur dalam 1/4 "jauh dari tepi luar setiap bahagian hingga kira-kira 3/8" dari hujung yang lain.

Pastikan anda tidak menyeberang dengan penghala, atau potongan akan kelihatan dari luar kotak. Sistem saya teruk dan penghala mati pada bahagian terakhir, separuh jalan!

Saya menggunakan ini sebagai alasan untuk mendapatkan meja penghala dan penghala baru dari The Home Depot untuk menyelesaikan pekerjaan, yang menjadikannya lebih mudah.

Petua:

Dapatkan jadual penghala. Potongan lebih bersih, dan jauh lebih mudah daripada membuat panduan lurus dengan beberapa kepingan kayu sekerap. Selain itu, anda membuat sesuatu yang baru, anda memerlukan alat baru. Itu peraturan!

Tandai kepingan sebelum melancarkan: Maksudnya, jelaskan bahagian jalan mana yang sampai ke akhir, dan sisi mana yang harus berhenti sebelum akhir. (lihat gambar)

Fikirkan tentang rupa kotak. Untuk projek ini, saya membuat sambungan pantat sederhana, di mana hujung kayu dipasang tanpa melekap atau apa-apa. Saya ingin sendi penutupnya bertentangan dengan sendi kotak, supaya apabila ditutup, anda dapat melihat bahagian hujung pada bahagian kotak di satu sisi, tetapi penutupnya berbaris dengan cara yang bertentangan. Sudah tentu anda boleh menjadi lebih menarik dengan sendi yang berbeza.

Beri sedikit ruang tambahan di alur yang diarahkan. Laluan 1/4 "untuk 1/4" MDF sangat sesuai. Sekiranya mungkin, buatlah sedikit lebih lebar (melewati penghala kedua kalinya dengan penyesuaian kecil) sehingga ada sedikit ruang untuk kepingan kayu mengembang dan berkontrak, jika tidak, bahagian atas cenderung melengkung. Bercakap tentang bahagian atas, rancang komponen apa yang anda mahu miliki, dan potong lubang dengan sewajarnya. Untuk saya, saya melakukan:

• tiga lubang untuk suis, (5/8 ")
• tiga untuk potensiometer, (1/4 ")
• satu untuk voltmeter, (menggunakan lubang gergaji 1-1 / 2 ")
• satu untuk Saturn (yang ditutup dengan sepotong plexiglass dicat di bahagian dalam), (juga lubang gergaji 1-1 / 2 ")
• satu untuk LED bintang, (1/4 ")
• dua lubang untuk memasang paip cahaya 5mm, di setiap hujung "S" (1/4 ")
• dan akhirnya lubang segi empat panjang untuk graf bar LED, dipotong dengan penghala. (7/16 "x 3")

(lihat gambar untuk susun atur)

Saya mahukan tema ruang jadi saya melukis panel atas hitam, melukis bintang, kapal, dan memercikkan cat putih untuk latar belakang bidang bintang. Untuk planet ini, saya melukis cincin di sekitar lubang, dan menempelkan kotak plexiglass yang dilukis dengan warna merah dan kuning di bahagian bawah panel.

Saya menggunakan Dremel untuk membuat bentuk "S". "S" diukir ke papan kira-kira separuh jalan. Di setiap hujung "S" saya menggerudi lubang sepanjang jalan sehingga paip cahaya dapat masuk ke dalam kotak. LED di setiap hujung menghantar cahaya ke paip cahaya. Saya memasukkan beberapa gam ke dalam alur, dan memasukkan (macet) paip cahaya ke dalam alur dengan hujungnya menembus lubang di setiap hujungnya. Ini supaya LED dapat dipasang pada setiap hujung paip cahaya, untuk membolehkan cahaya bergerak melaluinya dan menyalakannya.

Setelah kepingan kotak anda disalurkan, dan panel dicat dan digerudi, masukkan panel di alur atas dan bawah, penjepit dan gam bersama. Untuk penampilan yang lebih hiasan, anda boleh menambah skru yang ditutup dengan palam yang akan saya jelaskan di bahagian seterusnya!

Langkah 2: Skru dan Palam

Lem mungkin cukup untuk menahan kotak bersama, tetapi saya menambah skru pada setiap sendi untuk memastikannya. Tetapi untuk menjadikannya lebih menarik, saya menutup skru dengan palam kecil yang dipotong dari walnut.

Walnut gelap berbeza dengan ceri, dan menutup skru memberikan penampilan yang cantik dan sempurna.

Prosesnya cukup mudah, tetapi anda memerlukan gerudi khas yang disebut pemotong palam. Saya menggunakan sekeping walnut sekerap dan memotong palam 3/8 . Nota: Anda perlu menggerudi sepanjang sekeping sekerap untuk mengeluarkannya.

Setelah menggerudi lubang perintis untuk skru di dalam kotak, saya menggerudi sejumlah kecil dengan bit 3/8 ", untuk membuat ruang untuk palam. Kemudian saya memasukkan skru sehingga mereka memerah dengan bahagian bawah 3 yang lebih besar / 8 "lubang. Seterusnya, saya memasukkan sedikit gam ke dalam lubang, meletakkan palam di lubang dan mengetuknya dengan tukul. Catatan: Anda tidak perlu mengetuknya sepenuhnya! Oleh itu, ia duduk di lubang dan menghubungi gam. Saya membersihkan lebihan gam dan membiarkannya duduk selama beberapa jam. Langkah seterusnya adalah memotong plag agar rata dengan permukaan. Saya menggunakan kad nama dan memotong lubang di dalamnya sehingga sesuai dengan bahagian plag yang melekat. Ini berlaku apabila anda melihat dari hujungnya anda tidak merobek kayu kotak itu. Saya memotong plag yang meninggalkannya kira-kira 1/16 inci yang membanggakan permukaannya. Kemudian saya mencampakkannya sehingga rata. Satu kepala skru putus kerana saya menggerudi terlalu perlahan, tetapi saya menggunakan Dremel untuk mengisarnya, dan masih dapat menutupnya dengan palam. Sebab lain yang baik untuk menggunakan palam - menutup penutup skru. Ha! Dapatkannya? Kerana, skru … oh tidak apa-apa.

Langkah 3: Elektronik

Selain dari kemampuan harta karun untuk menyimpan harta karun, saya juga mahu elemen interaktif yang menyeronokkan. Seperti yang saya nyatakan sebelumnya, saya memutuskan bahawa saya akan mempunyai elemen berikut di panel depan

• 3 butang lampu untuk mengaktifkan LED, dengan tema ruang yang menyeronokkan
• 2 potensiometer untuk mengawal kecerahan 2 LED di kedua-dua sisi paip cahaya (seperti kabel gentian optik)
• suis hidup / mati
• graf bar LED 30 segmen dengan periuk lain untuk mengawal lampu di atasnya
• meter panel analog 5V untuk melihat bagaimana menghidupkan dan mematikan suis mempengaruhi tahap voltan

Bahagian elektronik projek ini agak mudah, tetapi ada tangkapan. Papan litar merah dalam foto adalah papan pemisah grafik bar LED Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), yang tidak mereka buat lagi. Tetapi - berita baik! Saya menerangkan dalam Instructable lain bagaimana saya mengatasi masalah ini memuat turun fail Eagle dan menyediakan papan sumber terbuka ini untuk saya.

Papan Graf Bar (jika anda memutuskan untuk menggunakannya) memang memerlukan pemasangan yang sedikit kerana kit tidak lagi tersedia, tetapi tidak begitu rumit, dan terdapat banyak dokumentasi di sini. Dalam projek ini, memutar potensiometer menyebabkan LED tunggal bergerak ke atas dan ke bawah graf bar. Sekiranya anda memunculkannya, ia akan menjadikan corak bergerak yang sejuk di sebilangan graf bar.

Produk lain yang sudah bersara adalah paip cahaya (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), tetapi produk itu juga boleh diganti dengan yang lain: LED fleksibel, wayar EL, jalur cahaya silikon, dll.

Untuk projek ini, saya menggunakan papan Adafruit Metro, yang merupakan klon Arduino Uno, tanpa header terpasang, jadi saya dapat menyisipkan wayar terus ke papan.

Saya juga menggunakan protoboard untuk mengarahkan daya 5V dan ground ke pelbagai LED, kerana Arduino hanya mempunyai dua output 5V dan dua pin ground.

LED, suis dan periuk

LED Saturnus dan LED bintang dihidupkan dan dimatikan dengan suis yang menyala, jadi pendawaiannya cukup mudah: 5V perlu melalui suis ke kaki positif LED, kemudian kembali ke tanah melalui kaki negatif LED. Untuk menghidupkan suis, anda perlu melakukan pendawaian mewah, tetapi tidak terlalu sukar. (Lihat gambarajah)

LED enjin kapal angkasa disambungkan ke pin PWM di Arduino kerana saya mahu ia dapat "berdenyut." Oleh itu, suis lampu merah yang lebih rendah, apabila ditekan, memberitahu Arduino untuk memancarkan LED sehingga kelihatan seperti mesin roket yang menyala (semacam).

Saya menggunakan beberapa cat model untuk membuat corak awan kemerahan pada plexiglass di belakang lubang untuk Saturnus. Lampu LED cukup redup, tetapi kelihatan sejuk pada waktu malam. Apabila anda membuka kotak dengan Saturnus dihidupkan, LED putih cukup terang dan bersinar ke dalam kotak, sehingga anda dapat menemui barang pada waktu malam. Setiap LED mempunyai perintang 220 ohm yang terpasang di satu sisi sehingga mereka tidak terbakar.

LED di kedua-dua hujung paip cahaya dikendalikan oleh potensiometer (periuk) yang menjadikannya lebih terang atau malap. Satu berwarna biru dan yang lain berwarna kuning. Semasa anda menyalakan LED, cahaya bergerak jauh ke atas paip sehingga warna bertemu di tengah. Sekurang-kurangnya itulah idea. Saya tidak melakukan kerja yang baik untuk membungkus LED di hujung paip, jadi banyak cahaya melarikan diri dan mereka tidak menjadi sangat terang. LED ini juga perlu menggunakan pin PWM supaya kecerahan dapat disesuaikan.

Potensiometer dikabelkan dengan satu sisi menuju 5V, satu sisi ke tanah dan tengah menuju ke pin di Arduino, dalam hal ini pin A1 dan A5. Periuk lain mengawal lampu pada grafik bar LED, dan melekat pada pin A2.

Suis kuasa hanyalah pertukaran di antara pek bateri dan Arduino. Saya menggunakan pemegang bateri 9V dengan penyesuai soket tong. Pisahkan wayar yang keluar dari pemegangnya dan potong satu. (Tidak kira mana) Jalur hujung potong dan pateri ke penyambung pada suis. Kemudian pasangkan soket tong ke Arduino. Boom, selesai.

Graf bar LED menggunakan register shift, jadi hanya memerlukan 3 pin, ditambah daya dan arde.

Inilah pinout terakhir:

• Potensiometer A1 1 (untuk mengawal LED "S" bawah)
• Pot A2 2 (untuk kawalan graf bar)
• Periuk A5 3 (mengawal LED di bahagian atas "S")
• D3 keluar ke LED untuk enjin roket berdenyut
• D6 bahagian atas LED "S"
• D8 Input dari suis enjin roket
• D9 bahagian bawah LED "S"

Meter Panel 5-Volt

Meteran panel * jenis * berganda sebagai meter bateri. Ia mempunyai dua petunjuk di bahagian belakang, satu dihubungkan ke pin 5V dari Arduino (di protoboard) dan yang lain menuju ke tanah. Meter hanya naik hingga 5 volt dan bateri 9V jadi jika bateri penuh atau penuh, meter akan disematkan ke kanan. Tetapi, setelah bateri habis sedikit, bateri menjadi lebih menarik kerana jarum bergerak ketika anda menghidupkan lebih banyak lampu dan lebih banyak voltan habis. Mungkin ada cara yang lebih bijak untuk memasangkannya tetapi inilah yang saya buat!

Kod Arduino

Kod Arduino penuh dilampirkan di sini. Ia tidak cantik tetapi berjaya!

Langkah 4: Menyentuh Sentuhan

Selepas elektronik dipasang dan berfungsi, sudah tiba masanya untuk menyelesaikan projek ini. Anda masih perlu:

• gariskan tepi atas (di mana penutup memenuhi kotak) dengan jalur pelekat
• Pasang engsel di belakang
• Pasang selak di bahagian depan
• minyak atau pernis kayu
• Pasang pemegang jika mahu

Saya menyukai rasa kayu yang belum selesai, tetapi saya tahu bahawa saya perlu melindunginya daripada tumpahan dan calar dan sebagainya. Oleh itu, saya pergi dengan Watco Wipe-On Poly, yang menutup kayu tetapi memberikan penampilan semula jadi dan berminyak. Tiga lapisan berjaya, dan itu menjadikan palam kenari kecil benar-benar melekat pada kayu ceri yang hangat.

Saya juga menambah 4 kaki yang terasa di sudut bawah kotak, sehingga mudah meluncur dari bawah katil dan tidak tergores.

Dan ada. Kotak harta karun khas dengan sentuhan elektronik yang pasti disukai oleh anak-anak! Saya harap anda menikmati pengajaran ini (sangat lama). Beritahu saya dalam komen jika ada yang tidak jelas. Terima kasih untuk membaca!