Dada Harta Karun Digital: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Saya belajar teknologi Permainan dan Interaksi di Universiti Seni Utrecht. Terdapat satu projek yang disebut "Jika ini kemudian" di mana anda diminta untuk membina produk interaktif. Anda harus menggunakan Arduino, merancang elemen interaktif yang menarik dan membina prototaip yang bagus dan profesional di sekelilingnya. Saya mempunyai keinginan peribadi yang jelas untuk memasuki projek ini: Saya ingin belajar bagaimana mengimpal, saya ingin belajar memprogram di C / C ++ dan saya mahu memacu paparan 14 segmen yang selalu ada di tempat saya. Saya mengambil masa beberapa minggu untuk menghasilkan idea yang mengikatnya tetapi akhirnya saya sampai di sini: Saya akan membuat dada yang perlu anda buka dengan kod, tetapi tidak ada kod. Sensor tekanan terus dibaca dan ditunjukkan pada paparan, anda harus mencapai nombor yang betul dan mengesahkannya tiga kali untuk membuka kunci dada.

Saya mahu dada mempunyai rupa industri moden sehingga pilihan bahan saya adalah keluli dan kayu.

Pada akhirnya saya cukup gembira dengan keadaannya! Saya menulis langkah-langkah di bawah ini supaya anda dapat mencipta atau memperbaikinya! Berseronok!

Langkah 1: Mengumpulkan Bahan

Sebelum memulakan, kita memerlukan beberapa bahagian. Berikut adalah senarai penuh:

Sarung:

• Tiub keluli persegi 350cm, 20x20x2mm
• Panel papan lapis 6x 26x26x0.9cm (cara yang paling berkesan adalah memotong papan yang lebih besar daripada 52x72cm dalam enam keping, tetapi pastikan anda mempunyai beberapa kayu yang tersisa!)
• Panel papan lapis 1x 26x22x0.9cm
• Kayu 90cm 22x30mm (potong 26cm, 2x 18cm dan 2x 12cm)
• Engsel kecil
• Gelung kord 2x
• Skru: 4.0x16, 4.0x20, 4.0x25, 3.0x12 (sekitar sepuluh masing-masing, termasuk beberapa ganti)
• Baut: M3x20, M6x12, 1x M10x30 (sekitar sepuluh masing-masing, termasuk beberapa ganti)
• Kacang: M3, M6, M10
• Pegang
• Batang keluli 2x 8cm 25x4mm

Elektronik:

• Butang
• LED merah
• Biru LED
• Paksa perintang sensitif
• Solenoid gaya kunci (tambang adalah model 12V 650mA)
• Paparan 14 segmen HDSP-A22C
• MCP23017 Digital I / O pengembang
• Perintang 15x 470
• Perintang 3x 1k
• Perintang 6x 10k
• Diod 1N4007
• Transistor 2x BC547B
• Transistor 2x BC557B
• Transistor TIP31A
• Penyesuai dinding 12V 1A

Langkah 2: Membangun Dada - Rangka Baja

Dada adalah kubus besar 30cm, diperbuat daripada tiub keluli dan panel kayu. Di garaj saya menjumpai tiub persegi yang bagus berukuran 20x20mm dengan dinding setebal 2mm. Dinding perlu cukup tebal untuk mengimpal dan mengetuk lubang berulir untuk bolt M3. 2mm adalah ketebalan yang sempurna untuk ini. Sudah tentu anda boleh menggunakan apa-apa jenis tiub keluli untuk ini jika anda mempunyai idea yang lebih baik.

Cara paling elegan untuk membina bingkai adalah dengan membuat dua kotak 30x30cm dan kemudian menyambungkan dua kotak ini menggunakan tiub 26cm (30 - 2 * 2). Untuk membuat petak, potong tiub keluli panjang secara menyerong menjadi lapan keping. Hujung kepingan hendaklah dipotong pada sudut 45 darjah menghadap satu sama lain. Bahagian hujung kepingan panjang 30cm. Apabila menggunakan gergaji yang terpasang, mudah untuk memutar bilah pada 45 darjah dan memutar tiub selepas setiap bahagian. Ini membazirkan bahan yang paling sedikit. Selepas anda mempunyai lapan kepingan potong pepenjuru, inilah masanya untuk memotong empat lagi kepingan lurus. Potongan ini panjang 26cm.

Kemudian akhirnya memotong sepuluh keping bar keluli 20x4mm sekitar 6cm. Ini akan menjadi titik pemasangan panel kayu.

Apabila semua logam siap, sudah tiba masanya untuk mengimpal. Bahagian paling sukar di sini ialah melapisi tiub yang telah anda potong. Mari mulakan dengan petak atas dan bawah. Ambil kepingan pepenjuru dan gariskannya di segi empat di atas sekeping kayu. Petua di sini adalah dengan menggunakan pelat berukuran kira-kira 30cm sehingga anda boleh membiarkan sudut jatuh dari tepi jika anda meletakkannya pada sudut 45 darjah berbanding dengan kayu. Kencangkannya dengan beberapa penjepit dan pastikan logam menyentuh di semua penjuru supaya elektrik dapat mengalir dari setiap bahagian ke bahagian berikutnya semasa mengimpal. Sekiranya anda tidak pernah melakukan aktiviti sebelumnya, sekarang adalah masa untuk berlatih sedikit kerana jika anda mengacaukannya, anda boleh melakukan semuanya sejauh ini. Bagaimanapun, kimpal potongan di sudut (saya memilih untuk melakukannya di bahagian dalam) dan anda kini telah menyelesaikan bahagian pertama! Petak kedua lebih mudah digariskan kerana anda boleh meletakkannya di atas yang pertama. Kimpal juga. Sekiranya semuanya berjalan dengan betul, sekarang anda harus mempunyai dua kotak keluli yang sama.

Pada ketika ini, anda ingin melekatkan titik pemasangan kayu. Saya menggunakan dua keping untuk setiap panel di tepi kubus yang bertentangan. Saya memilih corak tertentu sehingga tidak ada bahagian yang boleh menghalangi penutupnya dan jadi saya tidak perlu memasang dua kepingan di tepi yang sama. Anda boleh melakukannya dengan cara yang anda suka, selagi tepi di mana solenoid akan dikunci tidak mempunyai satu.

Pada ketika ini saya juga mengambil alat pengisar dengan berus keluli yang dilekatkan untuk membersihkan keluli. Batangnya mempunyai bintik-bintik berkarat di atasnya dan saya dapati ia kelihatan cantik.

Untuk menyelesaikan pembinaan kerangka keluli, kita hanya perlu menghubungkan dua petak yang kita ada sekarang. Cara termudah adalah meletakkannya tegak di permukaan yang rata dan meletakkan dua tiub 26cm di antara mereka. Sepasang tangan tambahan akan sangat berguna ketika anda menekannya. Kimpal ini dan ulangi untuk bahagian yang lain.

Sekiranya semuanya betul, rangka keluli harus dilakukan sekarang!

Langkah 3: Membangun Dada - Bahagian dan Tudung

Untuk menyelesaikan bahagian dada, kita perlu menambahkan panel kayu ke sisi. ingat bahawa elektronik akan tersembunyi di penutupnya, jadi anda memerlukan pinggan lebih sedikit daripada hanya 6 keping 26x26cm. Di kedai DIY mereka mempunyai 122x61cm, yang sempurna. Saya memilih kayu yang lebih nipis daripada yang saya mulakan tetapi akhirnya kelihatan lebih baik daripada kayu yang lebih tebal. Apabila tiub keluli selebar 2cm, mempunyai sudut bulat dan pelekap selebar 4mm, anda akan dibiarkan dengan 10mm untuk panel sambil tetap kelihatan baik. Plat yang saya dapati setebal 9mm sehingga sempurna.

Potong pinggan menjadi enam panel berukuran 26x26cm. Sekiranya kimpalan anda agak besar, anda perlu memotong sudut. Apabila anda mempunyai pinggan, letakkan ke dalam bingkai. Lebih senang melabel mana yang pergi ke mana. Di tengah kayu, tandakan tempat di mana kedua lubang itu akan berada. Letakkan kayu di bingkai di tempatnya masing-masing dan gerudi lubang untuk baut. Saya mempunyai baut M6 yang terletak di sekitar tetapi boltnya bagus. Baut yang lebih besar mungkin memberikan penampilan yang lebih berani, tetapi bahkan M3 dapat menahannya dengan baik. Pastikan baut tidak terlalu panjang, kerana ia akan menonjol ke bingkai. Di sinilah anda akan meletakkan barang-barang anda sehingga apabila ada baut panjang yang melekat, ia akan menjadi sedikit tidak selesa. Sekiranya anda menggunakan dimensi bahan yang sama seperti saya, selak 20mm semestinya sesuai dengan tujuan anda. Apabila lubang digerudi, anda boleh memasang pinggan tetapi pastikan untuk menunggu dengan mengikat apa sahaja sebelum penutupnya selesai, anda tidak mahu mengunci diri!

Untuk penutupnya, kita mulakan dengan salah satu pinggan yang kita potong di sisi. Ideanya adalah untuk menjadikan penutup sarung elektronik. Di kedai DIY, saya juga menjumpai sekeping kayu berukuran 22x30mm, yang akan menjadikan pengedar yang sempurna. Ia menyediakan tiga sentimeter di mana anda boleh menyembunyikan elektrik anda. Sebelum melekatkannya pada penutup, kita perlu membuat lubang di kayu. Kesemuanya adalah lubang bulat kecuali satu untuk paparan. Untuk yang bulat, gunakan gerudi. Untuk rujukan ukuran, gunakan skema dalam gambar di atas. Untuk paparan anda boleh menggunakan jigsaw elektrik atau mesin penggilingan jika anda ingin lebih tepat. Setelah semua lubang dipotong dan digerudi, anda boleh melekatkan kepingan kayu di sisi panel, dalam kedudukan tegak! Hati-hati juga bahawa solenoid anda masih sesuai di ruang yang tersisa. Setelah semuanya terpaku, ambil ukuran yang tepat dan potong satu lagi panel kayu ke dimensi ini. Anda sudah tentu mahu memasangnya di bahagian bawah spacer kayu sehingga anda boleh memotong sudut dengan sudut panel yang anda mulakan.

Sekarang kita perlu membuat butang untuk sensor tekanan dan butang tindakan. Kami mahu menyembunyikan butang sebenarnya dari pengguna sehingga kami akan memasangnya di bawah penutup, di dalam petak elektronik. Saya hanya memotong beberapa kepingan kayu kecil dari papan lapis yang tersisa untuk dijadikan spacer. Pasangkan butang tekan ke PCB dan pasangkannya pada kepingan kayu yang dilekatkan ke bahagian bawah penutup, pastikan butang keluar tepat di tengah lubang. Sensor tekanan sedikit berbeza. Untuk ini, gunakan dua bahagian spacer yang terpaku pada penutupnya tetapi ambil bahagian ketiga untuk membuat jambatan di atas lubang. Lekatkan sensor tepat di tengah lubang.

Untuk mengawal butang melalui penutup, sangat sesuai untuk mencetak sesuatu 3d. Sayangnya saya tidak mempunyai masa untuk ini jadi saya berimprovisasi. Anda boleh melakukan apa sahaja yang anda mahukan, tetapi petua di sini adalah bahawa anda memerlukan sesuatu untuk menyekat butang jatuh dari kedua sisi. Saya menggunakan baut yang dipendekkan dengan kacang yang dipotong separuh pada satu hujungnya dan saya menutupnya dengan sesuatu yang saya dapati terbaring.

Perkara seterusnya yang perlu dipasang ialah solenoid. Setiap solenoid sedikit berbeza tetapi cara termudah untuk memasang kebanyakan solenoid adalah dengan melapisi kayu di antara bata dan penutup sehingga betul-betul tergelincir di belakang bingkai, tetapi juga cukup belakang untuk tidak menyentuh kayu ketika dilambung. Bagi saya ini adalah 6mm. Saya kemudian terpaksa mengisar beberapa besi kemudian kerana pada akhirnya ia masih belum cukup jauh. Saya mungkin mempunyai kira-kira 7 atau 8mm.

Tudung kini kebanyakannya sudah selesai dan hanya elektronik yang perlu ditambah. Ini adalah saat yang tepat untuk pertama kali memasang penutup pada bingkai. Cuba dapatkan engsel kecil di kedai tempatan, ini tidak boleh lebih besar daripada tiub keluli (~ 18mm)! Bergantung pada ukuran dan kualiti engsel ini, anda boleh menggunakan dua atau tiga. Tandakan kedudukan mereka pada bingkai dan penutupnya. Sekarang dapatkan sepasang tangan tambahan yang akan memegang penutupnya semasa anda menandakan tempat menggerudi lubang. Lubang-lubang di tiub keluli harus dililit sehingga anda hanya boleh memasukkan bolt tanpa perlu risau bagaimana cara mengikatnya. Apabila engsel dilekatkan pada bingkai, kembalikan tangan tambahan itu dan pasangkan penutup pada engsel menggunakan beberapa skru kecil. Kerana anda perlu mengusahakan penutupnya sekali lagi, anda juga boleh menunggu dengan langkah ini sehingga semuanya selesai.

Sekarang, kami bersedia untuk mengusahakan elektronik!

Langkah 4: Elektronik

Litar terdiri daripada lima litar yang berasingan. Sebilangan besar ini cukup mudah: dipimpin sederhana dengan perintang atau butang tekan yang disambungkan ke pin Arduino. Dua litar yang lebih rumit adalah yang mendorong paparan dan kunci solenoid.

Paparan mempunyai 15 pin berasingan yang perlu dipacu. Arduino asas boleh memandu paling banyak 19 pin. Saya memerlukan 5 pin lagi untuk reka bentuk yang lain sehingga saya kekurangan. Saya menemui jalan penyelesaiannya dengan menggunakan pengembang I / O yang didorong oleh I2C, MCP23017. Digabungkan dengan perpustakaan Adafruit untuk peranti ini, sangat mudah digunakan. Bahagian litar yang disambungkan ke pin GPA0 digunakan untuk bergantian antara dua anod biasa paparan HDSP-A22C. Apabila tinggi, ia mendorong watak 1 dan ketika rendah ia mendorong watak 2. Kelemahan menggunakan pengembang ini ialah ia menulis ke pin output sebaik sahaja bait ditulis. Ini menyebabkan hantu. Malangnya saya tidak dapat menyelesaikannya dengan perkakasan jadi saya menggunakan perisian untuk mengatasi masalah tersebut.

Oleh kerana solenoid yang saya gunakan didorong oleh 12V (yang mana anda hanya boleh menggunakan sebarang bekalan kuasa 12V, pasangkannya di Arduino dan pasangkan wayar kepadanya), saya memerlukan litar penguat (Darlington) untuk menggerakkannya dengan pin Arduino. Jangan lupa juga diod untuk meredam arus puncak yang dihasilkan oleh elektromagnet di solenoid!

Semasa menyolder litar, ingat di mana anda akan meletakkannya. Saya meletakkan sedikit sempadan di sekitar semua papan saya sehingga saya dapat melekatkannya pada beberapa bahagian spacer (sisa dari panel sisi) yang terpaku pada penutupnya. Untuk LED, anda boleh menyolder wayar dengan perintang terus ke LED dan menggunakan tiub penyusut panas untuk menutupnya dan memastikannya tidak pecah. Gunakan lem panas untuk memastikan semua wayar terpateri terus ke papan agar tidak putus.

Setelah semuanya disolder, sudah tiba masanya untuk menghubungkan semuanya! Saya mendapat beberapa header wanita untuk memperluas rel 5V dan GND, jadi saya tidak perlu menyatukan semuanya bersama-sama dan jadi saya dengan mudah dapat memutuskan atau mengganti sesuatu jika ia pecah. Sekiranya anda menggunakan sekeping kayu yang serupa untuk sisi penutup seperti saya, anda akan menyedari tidak ada lagi ruang untuk memasang apa-apa ke Arduino. Penyelesaian paling mudah untuk ini adalah dengan membengkokkan pin pada sudut 90 darjah dan pasangkannya dengan cara itu.

Bahagian terakhir adalah yang paling mudah dan ia memuat naik kod.

Langkah 5: Kod

Semua kod dibuat menggunakan PlatformIO. Sekiranya anda tidak biasa dengan ini, anda boleh menyalin dan menampalnya ke dalam lakaran Arduino. Sekiranya anda boleh memuat turun program dan memuat naiknya ke Arduino anda. Kodnya boleh didapati di Github saya. Lihatlah di bahagian konfigurasi program dan ubah nilai yang anda fikirkan sesuai (terutama yang menarik adalah pin dan kombinasinya). Gabungan lalai adalah 43 - 50 - 99.

Langkah 6: Menyentuh Sentuhan

Setelah semuanya selesai dan dipasang dan mula berfungsi, kami bersedia untuk menambahkan butiran terakhir yang membolehkan semuanya berfungsi.

Untuk mengelakkan penutup jatuh dari bingkai, anda boleh memasang dua plat penyekat yang dipasang di sisi penutup. Saya menggunakan bar keluli 25x4mm yang saya dapati, potong kira-kira 8cm, saya menggerudi lubang di dalamnya dan mengacukannya pada penutupnya.

Perkara lain yang saya tambahkan pada penutupnya ialah pemegang - cukup berguna sekiranya anda ingin membukanya. Saya terpaksa menggerudi jauh ke dalam penutup untuk memasangnya tetapi ternyata kelihatan hebat.

Sentuhan penting lain ialah menambahkan kord kecil untuk mengelakkan penutup jatuh terlalu jauh ke belakang dan merosakkan engsel. Penyelesaian saya adalah dengan menggunakan cangkuk skru pada penutup dan bahagian dalam dada di mana saya boleh memasang kord.

Untuk mendapatkan kuasa di dalam penutup, gerudi lubang kecil di salah satu tepinya dan lihat keluar dari atas. Letakkan skru di tepi yang lain dan ikatkan tali kord ke skru untuk mengelakkan seseorang tidak sengaja mengeluarkan kord kuasa dan mengunci anda dari dada untuk selamanya.

Akhirnya, anda mungkin menyedari bahawa anda belum dapat menutup penutupnya. Ini kerana terdapat kacang. Cukup potong sedikit kayu di sini untuk memberi ruang kepada kacang ini.

Dan itu sahaja! Itulah bagaimana anda boleh menghasilkan semula peti harta digital sendiri! Dan jangan lupa memakai alat pelindung yang betul semasa menggunakan alat kuasa berbahaya!