Llum del quadre del tresor: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Aquest és un projecte que vaig fer per al meu fill de 4 anys, que va demanar una caixa especial per guardar i emmagatzemar petits dinosaures, còmics, petxines i trossos de fusta i paper aleatoris, també coneguts com "tresors". Es tracta essencialment d’una simple caixa de fusta amb tapa articulada, feta de cirerer i taulers de fibra de densitat mitjana (MDF). Però, per descomptat, no vaig poder resistir-me a afegir un Arduino i un munt de llums i interruptors.

Les peces de l’electrònica (alimentades per una bateria de 9V) es troben a la part superior i dins de la tapa, de manera que el nen pot jugar amb els llums i els pomos i utilitzar la part inferior de la caixa per guardar tresors. La tapa presenta:

• Una forma de "S" feta de tub de llum, amb LEDs a cada extrem, connectats a potenciòmetres per controlar la brillantor
• 3 interruptors il·luminats que controlen 3 LED diferents al tauler: per a l'estrella, el motor coet i el planeta
• Un comptador analògic de 5 volts
• Un gràfic de barres LED de Sparkfun (lamentablement interromput), també controlat per un pot
• Interruptor d'encès / apagat
• Divertits estels pintats, planeta i vaixell

L'electrònica es controla amb un Adafruit Metro (equivalent a un Arduino Uno), que es troba sota la tapa, i que es troba darrere d'una làmina acrílica transparent cargolada perquè no quedin cables. (Vaig deixar un petit buit per accedir al suport de la bateria.)

La caixa de fusta té frontisses de llautó, un fermall i un fresc mànec de calaix de peix vintage de la dècada de 1960 de Mèxic que em va regalar el meu pare. La caixa de fusta es combina junt amb el mètode de la "culata", però vaig fer una mica de fusta extra i vaig tapar els cargols amb taps de fusta de noguera, que contrasten molt bé amb la cirera.

Subministraments:

• Dos panells de MDF de 12 "quadrats i 1/4" de gruix
• Taulers de cirerer, he utilitzat sis taulers de 3/4 "x 4-1 / 2", tallats a 12 "per costat. Quatre d'aquests són per als laterals de la caixa, i els altres dos els tallo per la meitat longitudinalment per fer els laterals de la tapa
• Peça petita de fusta de noguera per als taps i els cargols de la tapa
• Full de plexiglàs
• Adafruit Metro o un altre tauler tipus Arduino Uno
• Protoboard / perfboard (per al bus de potència)
• cables
• Quatre LEDs de 5 mm
• Tres potenciòmetres lineals de 10k-ohm amb poms
• interruptor d'encès / apagat
• mesurador de panells analògics
• pintura
• eines: trepant, broca talladora, tornavís, soldador, serra, serradora, encaminadora

Pas 1: Pas 1: Feu la caixa

Vaig comprar un tauler de 10 peus de fusta de cirerer a una botiga de fusta local. No tinc una serra de taula, així que vaig demanar al noi que em tallés sis seccions de 12 ", 4 per als laterals i 2 per a la part superior. Vaig manllevar una serra trossejadora d'un veí per tallar les dues peces superiors per la meitat al llarg, de manera que la tapa fa aproximadament la meitat d’amplada que la caixa principal (menys l’amplada de la fulla de serra). El tauler tenia 4-1 / 2 "d’amplada i la tapa fa uns 2-1 / 8".

Per a la part superior de la tapa i la part inferior de la caixa, he utilitzat 2 peces de MDF de 1/4 "que tenia al voltant, tallades a 12" quadrats, el meu fill va escollir un bonic color aqua per pintar la part inferior i l'interior de la part superior (va ajudar). Volia que la part superior i inferior de la caixa s’enfilés una mica (en lloc de cargolar-la a la part superior i inferior). Per tant, he utilitzat el meu enrutador antic i una guia de vora recta molt complicada per encaminar una ranura de 1/4 "de profunditat des de la vora exterior de cada peça fins a uns 3/8" de l'altre extrem.

Assegureu-vos que no passeu completament amb el router, ja que el tall serà visible des de la part exterior de la caixa. El meu sistema era terrible I l’encaminador va morir a l’última peça, a mig camí.

Ho vaig fer servir com a excusa per aconseguir una taula d’encaminadors i un encaminador nou de The Home Depot per acabar la feina, cosa que ho va fer molt més fàcil.

Consells:

Obteniu una taula d’encaminador. Els talls són més nets i és molt més fàcil que fer una guia recta amb múltiples trossos de fusta. A més, esteu fent alguna cosa nova, necessiteu una nova eina. Això és una regla!

Marqueu les peces abans d’encaminar: és a dir, deixeu clar quin costat de la ruta va fins al final i quin costat s’ha d’aturar abans del final. (veure foto)

Penseu en l’aspecte de la caixa. Per a aquest projecte, vaig fer una simple articulació a la culata, on s’enganxaven els extrems de la fusta sense que hi haguessin cua d’arenes ni res. Volia que les juntes de la tapa fossin oposades a les juntes de la caixa, de manera que quan estigueu tancades, pugueu veure el gra final a la peça de la caixa per un costat, però la tapa estigui alineada de manera contrària. Per descomptat, podríeu ser més aficionats amb diferents articulacions.

Doneu una mica d’espai addicional a les ranures encaminades. La ruta de 1/4 "per MDF de 1/4" era força ajustada. Si és possible, feu-lo una mica més ample (passeu per l’encaminador una segona vegada amb un ajust minúscul) de manera que hi hagi una mica d’espai perquè les peces de fusta es puguin expandir i contraure, en cas contrari la part superior tendirà a deformar-se. Parlant de la part superior, planifiqueu quins components voleu tenir i talleu els forats en conseqüència. Pel meu, vaig fer:

• tres forats per als interruptors, (5/8 ")
• tres per als potenciòmetres, (1/4 ")
• un per al voltímetre (amb una serra de forat d'1-1 / 2 ")
• una per a Saturn (que es cobria amb un tros de plexiglàs pintat a l'interior), (també serra de forat d'1-1 / 2 ")
• un per al LED estrella, (1/4 ")
• dos orificis per inserir el tub de llum de 5 mm a cada extrem de la "S" (1/4 ")
• i finalment un llarg forat rectangular per al gràfic de barres LED, tallat amb el router. (7/16 "x 3")

(veure imatge per al disseny)

Volia un tema espacial, així que vaig pintar el tauler superior de negre, vaig pintar una estrella, un vaixell i vaig esquitxar una mica de pintura blanca per obtenir un fons de camp estel·lar. Per al planeta, vaig pintar anells al voltant del forat i vaig enganxar un quadrat de plexiglàs pintat de vermell i groc a la part inferior del panell.

Vaig utilitzar un Dremel per fer la forma de "S". La "S" està tallada al tauler aproximadament a la meitat del camí. A cada extrem de la "S" he perforat un forat fins que la canonada de llum pogués baixar a la caixa. Un LED a cada extrem envia llum al tub de llum. Vaig posar una mica de cola a la ranura i vaig introduir (encallar) el tub de llum a la ranura amb els extrems baixant pels forats de cada extrem. Això és perquè els LED es puguin connectar a cada extrem del tub de llum, per permetre que la llum travessi i il·lumini.

Un cop encaminades les peces de la caixa i pintats i foradats els panells, introduïu els panells a les ranures superior i inferior, fixeu-los i enganxeu-los. Per obtenir un aspecte més decoratiu, podeu afegir cargols coberts amb taps que explicaré a la següent secció.

Pas 2: cargols i endolls

Probablement hi ha prou cola per mantenir la caixa unida, però he afegit cargols a cada junta per estar segur. Però, per tal de que sembli més interessant, vaig tapar els cargols amb taps petits tallats de noguera.

La noguera fosca contrasta molt bé amb la cirera i tapar els cargols li dóna un aspecte agradable i acabat.

El procés és bastant senzill, però necessiteu una broca especial anomenada talladora de taps. He utilitzat un tros de fusta de noguera i he tallat taps de 3/8 . Nota: heu de perforar tot el tros de tros per treure el tap.

Després de perforar forats pilot per als cargols de la caixa, he foradat una petita quantitat amb una broca de 3/8 ", per fer un espai per als endolls. Després he cargolat els cargols perquè quedessin al nivell de la part inferior del 3 més gran / Forat de 8 ". A continuació, vaig prémer una mica de cola al forat, vaig col·locar el tap al forat i el vaig tocar amb un martell. Nota: no cal que ho toqueu completament. De manera que estigui assegut al forat i en contacte amb la cola. Vaig netejar l’excés de cola i el vaig deixar reposar unes hores. El següent pas és retallar els endolls perquè quedin a la superfície. Vaig utilitzar una targeta de visita i hi vaig tallar un forat perquè quedés ajustat a la part del tap que sobresortia. Això és així quan quan vas veure el final no arrences la fusta de la caixa. Vaig tallar el tap deixant-lo aproximadament 1/16 de polzada orgullós de la superfície. Aleshores el vaig polir fins que va quedar a ras. Un cap de cargol es va trencar perquè el vaig perforar massa lentament, però vaig utilitzar un Dremel per moldre-ho i vaig poder cobrir-lo amb el tap. Una altra bona raó per utilitzar endolls: tapar els cargols. Ha! Ho aconsegueix? Perquè, el cargol … no importa.

Pas 3: electrònica

A part de la capacitat de guardar tresors, volia que també tingués un element interactiu i divertit. Com he esmentat abans, vaig decidir que tindria els elements següents al tauler frontal

• 3 botons d'encesa per activar els LED, amb un divertit tema espacial
• 2 potenciòmetres per controlar la brillantor de 2 LEDS a banda i banda d'un tub de llum (com un cable de fibra òptica)
• un interruptor d’encès / apagat
• un gràfic de barres LED de 30 segments amb una altra olla per controlar les llums
• un comptador analògic de 5V per veure com l’activació i l’apagada dels interruptors afecta els nivells de tensió

La part electrònica d’aquest projecte és bastant senzilla, però hi ha un problema. La placa de circuit vermella de les fotos és una placa de trencament de gràfics de barres LED Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), que ja no fan. Però - bones notícies! Descric en un altre Instructable com vaig treballar al voltant d’aquest problema descarregant els fitxers Eagle i fabricant aquestes plaques de codi obert per a mi.

El tauler de gràfics de barres (si decidiu utilitzar-lo) requereix una mica de muntatge, ja que el kit ja no està disponible, però no és tan complicat i hi ha molta documentació aquí. En aquest projecte, girar el potenciòmetre provoca que els LED individuals es moguin amunt i avall del gràfic de barres. Si el gireu completament, es crea un patró fresc i mòbil a través del gràfic de barres.

Un altre producte retirat és el tub de llum (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), però que també es pot substituir per una altra cosa: LEDs flexibles, filferro EL, tires de llum de silicona, etc.

Per a aquest projecte he utilitzat la placa Adafruit Metro, que és un clon Arduino Uno, sense capçaleres connectades, de manera que podria soldar els cables directament a la placa.

També he utilitzat una protoborda per encaminar 5V d’alimentació i terra als diferents LED, ja que l’Arduino només té dues sortides de 5V i dos pins de terra.

LEDs, interruptors i olles

El LED Saturn i el LED estrella s’encenen i s’apaguen amb interruptors il·luminats, de manera que el cablejat és bastant senzill: 5V necessiten passar a través de l’interruptor fins a la pota positiva del LED i després tornar a terra mitjançant la pota negativa del LED. Per aconseguir que els interruptors s’encenguin, cal fer una mica de cablejat elegant, però no és massa difícil. (Veure diagrama)

El LED del motor de la nau espacial està connectat a un pin PWM de l'Arduino, ja que volia que pogués "polsar". Per tant, l’interruptor il·luminat de color vermell inferior, quan es prem, indica a l’Arduino que faci polsar el LED de manera que sembli un motor de coet que flama (una mena de).

Vaig utilitzar un model de pintura per fer un patró de núvol vermellós al plexiglàs darrere del forat de Saturn. El LED és brillant, però sembla fresc a la nit. A més, quan obriu la caixa amb Saturn encès, el LED blanc és bastant brillant i brilla a la caixa, de manera que podeu trobar coses a la nit. Cada LED té una resistència de 220 ohms connectada a un costat perquè no es cremin.

Els LED a qualsevol extrem del tub de llum estan controlats per potenciòmetres (testos) que els fan més brillants o més foscos. Un és blau i l’altre groc. A mesura que il·lumineu els LED, la llum viatja més amunt per la canonada fins que els colors es troben al centre. Almenys aquesta era la idea. No vaig fer una gran feina embolicant els LED als extrems de la canonada, de manera que s’escapa molta llum i acabaven sense ser molt brillants. Aquests LED també han d’anar en pins PWM perquè es pugui ajustar la brillantor.

Els potenciòmetres estan connectats amb un costat a 5 V, un costat a terra i el mig a un pin de l’Arduino, en aquest cas els pins A1 i A5. L'altra olla controla les llums del gràfic de barres LED i es fixa al pin A2.

L’interruptor d’alimentació és només un commutador entre la bateria i l’Arduino. He utilitzat un suport de bateria de 9V amb un adaptador de presa de barril. Separeu els cables que surten del suport i talleu-ne un. (No importa quina) Retireu els extrems tallats i soldeu-los als connectors de l’interruptor. A continuació, connecteu la presa de barril a l'Arduino. Boom, fet.

El gràfic de barres LED utilitza registres de desplaçament, de manera que només requereix 3 pins, més potència i terra.

Aquí teniu el pinout final:

• Potenciòmetre A1 1 (per controlar el LED "S" inferior)
• Pot 2 d'A2 (per als controls de gràfics de barres)
• A5 pot 3 (controla el LED de la part superior de la "S")
• Sortida D3 a LED per a motors coets polsants
• D6 superior del LED "S"
• D8 Entrada del commutador del motor coet
• D9 inferior del LED "S"

Mesurador de panells de 5 volts

El mesurador de panell * es fa * com a mesurador de bateria. Té dos cables a la part posterior, un està connectat al pin de 5 V de l’Arduino (al protobordo) i l’altre va a terra. El mesurador només puja fins a 5 volts i la bateria és de 9 V, de manera que si la bateria està plena o plena, el mesurador es fixarà a la dreta. Però, un cop esgotada la bateria, es fa més interessant perquè l’agulla es mou a mesura que s’encenen més llums i s’esgota més tensió. Probablement hi ha una manera més intel·ligent de connectar-ho, però això va ser el que vaig fer.

Codi Arduino

Aquí s’adjunta el codi Arduino complet. No és bonic, però fa la feina!

Pas 4: Acabat de tocs

Després d’instal·lar i funcionar l’electrònica, és hora d’acabar el projecte. Encara cal:

• folreu la vora superior (on la tapa es troba amb la caixa) amb una tira adhesiva de feltre
• Instal·leu les frontisses a la part posterior
• Instal·leu el pestell a la part frontal
• oli o vernís de la fusta
• Col·loqueu un mànec si ho desitgeu

M’encantava la sensació de la fusta inacabada, però sabia que calia protegir-la contra vessaments, rascades, etc. Així que vaig anar amb el Watco Wipe-On Poly, que segella la fusta però li dóna un aspecte natural i greixat. Tres capes van fer la feina i fan que els petits taps de noguera estrenin contra la càlida fusta de cirerer.

També he afegit 4 peus de feltre a les cantonades inferiors de la caixa, de manera que lliscaria fàcilment per sota del llit i no quedaria ratllat.

I aquí està. Una caixa del tresor personalitzada amb un toc electrònic que als nens els encantarà per sempre. Espero que us hagi agradat aquest (realment llarg) instructiu. Feu-me saber als comentaris si alguna cosa no està clara. Gràcies per llegir!