Mission Control Box V3.0: 4 passos

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

Hola a tothom!

Aquesta és una versió actualitzada del meu quadre de control de missió original. Aquesta versió és la mateixa idea bàsica: llums, interruptors, un temporitzador de compte enrere i un divertit gràfic de barres LED "mesurador de potència", tot amb un tema del transbordador espacial. La principal diferència amb aquesta versió és que no hi ha àudio, cap tapa a la caixa i cap foto transparent de la llançadora. Però, encara està ple de funcions divertides. Per tant, comprovem-ho!

Això és el que necessitareu per construir-lo.

Materials:

• MDF per a la caixa: peces de 1/2 "i 1/4"

  He utilitzat aquests fulls de 9x12 per als panells de 1/4 "superior i inferior:

• Pintura en aerosol (color que escolliu per a les parts laterals i inferiors)
• Pintura esprai metàl·lica platejada (o un altre color clar per al tauler superior)
• Segellador acrílic transparent
• Cola de fusta
• Pistola de cola calenta
• Cargols # 8, 1/2 "i 1"
• Perns i femelles de mida M2.5 de 16 mm
• Fulls adhesius de transparència per injecció de tinta (8,5x11)
• Lexan / plexiglàs

Electrònica:

• Adaptador d'alimentació de 9V CC
• Connector de presa de muntatge a panell

Interruptors variats. Aquests són els que he utilitzat:

• (1) Interruptor de palanca de metall

• (2) Interruptors basculants il·luminats

  Nota: els he utilitzat, però els he hagut de modificar per treballar amb l'Arduino, seguiu llegint per obtenir deets.)

• (1) Commutador il·luminat amb tapa:
• (2) Polsadors de bloqueig il·luminats:
• (1) Polsador momentani:
• (1) Botó Arcade:

Altres coses

• Pantalla alfanumèrica quad amb motxilla:
• Potenciòmetre lineal de 10K Ohm + pom
• Arduino Uno (he utilitzat Adafruit Metro):

• Tauler de trencament de gràfics de barres LED Sparkfun:

  (Sí, ja no està disponible, però seguiu llegint per esbrinar com recuperar-lo de més enllà)

• Protoboard, o petita placa de soldar per al bus de potència
• Filferro
• Soldador amb soldadura (òbviament)
• LED de 5 mm
• Resistències de 220 Ohm

Pas 1: tallar, encaminar i pintar

La caixa té una mida de 12 "Lx9" Wx4 "H (3" H a la part frontal). La petjada inferior de la caixa és de 9x12 ", la mida d'un dels panells de MDF de 1/4" precort que he demanat a Amazon. Si teniu molta precisió, és possible que vulgueu retallar o polir el costat de 12 "del tauler inferior, ja que la part superior està una mica en angle. (No ho he fet) Els costats estan fets de MDF de 1/2", els panells superior i inferior són el MDF de 1/4 ".

• Peça posterior (1/2 "MDF): 4" x12"
• Peça frontal: (1/2 "MDF) 3" x12"
• Les peces laterals en angle tenen (1/2 "MDF) de 4", disminuint a 3 "d'alt per 8" de llarg.
• Part inferior: (1/4 "MDF) 9" x12"
• El tauler superior (MDF de 1/4 ") es retalla a 9x11,5"

Utilitzeu un encaminador per tallar una ranura d'1 / 4 "d'ample, 1/4" de profunditat aproximadament 1/2 "cap avall des de la vora superior (inclinada) de les peces laterals. Assegureu-vos de tallar la ranura a la part interior de tots dos costats peces.

Vaig pintar totes les peces de color taronja brillant, excepte el panell superior que vaig pintar amb pintura esprai metàl·lica platejada.

Després d’unes quantes capes de pintura platejada (escatant lleugerament entre les capes), vaig col·locar la làmina adhesiva transparent amb tots els gràfics i etiquetes. Aneu amb compte posant-lo per evitar bombolles sota el full.

He utilitzat Word per crear el disseny, però també podeu utilitzar Illustrator o un altre programa gràfic. Vaig imprimir el full a la impressora d'injecció de tinta, de manera que necessitava recobrir l'adhesiu amb un spray de segellat perquè la tinta no funcionés si hi vessava aigua. Crec que hi he ruixat unes 4-5 capes de segellador Krylon i que el va fer bastant bé resistent a l’aigua (també resistent als UV segons l’esprai que utilitzeu).

Poseu-ho tot per veure si tot s’adapta i s’alinea.

Pas 2: tallar forats al tauler superior

Vaig imprimir alguns punts de mira al full adhesiu per facilitar el centre dels forats dels interruptors. Comenceu tallant una X al full adhesiu perquè les broques no quedin massa mastegades. Utilitzeu-ne una mica per situar-la al centre i, a continuació, aneu pujant de mida fins a l'obertura del forat correcta. Les mides següents són properes, però no són exactes. Encara havia d’utilitzar un fitxer rodó per obtenir l’obertura adequada per a alguns d’ells (ja que no tinc un conjunt de mètriques). Broques utilitzades:

• Interruptors alternatius: 1/2"
• Polsadors LED: 5/8"
• Potenciòmetre: 1/4"
• LED: 1/4"
• Botó Arcade: 1-1 / 8"
• També necessiteu: presa de corrent continu (a la part posterior): 7/16"

Per a les obertures més llargues necessàries per al gràfic de barres LED i la pantalla Quad alfa, he perforat una sèrie de forats seguits, però després he utilitzat la taula del router per retallar la resta. Això em va donar un bon tall recte. Els interruptors basculants també necessitaven un tall més llarg, de manera que el vaig començar amb un forat i després el vaig encaminar a la mida adequada. Si esteu bé amb un Dremel, també podeu fer-ho així, però no quedarà tan net.

• Obertura del gràfic de barres: 7/16 "x 3"
• Pantalla quad alfa: 7/8 "x2"
• Interruptors basculants: 1 "x3 / 8"

Després de tot això, vaig enganxar el tauler superior a les ranures encaminades, però ara per ara deixava els laterals i la part inferior per poder entrar a la part electrònica del projecte.

Pas 3: electrònica

Ara que s’han perforat forats i s’han encaminat les obertures, es poden col·locar els interruptors i connectar les plaques de circuit al tauler. Vaig utilitzar molts cables de pont, però també calia soldar cables a alguns dels interruptors i al potenciòmetre. He inclòs aquí alguns dibuixos de com connectar els diferents interruptors.

Els diferents commutadors fan coses diferents, de manera que cal connectar-los de manera diferent:

• Retracció del braç d’accés i consum d’hidrogen són botons de bloqueig que s’il·luminen quan s’empeny.
• Les unitats d’alimentació auxiliars són un commutador que activa un LED
• Main Engine Start és un interruptor basculant que s’encén quan s’encén
• Booster Ignition és una palanca que s’il·lumina quan es gira.
• L’inici de seqüència automàtica és un commutador momentani que no s’il·lumina però activa la pantalla quad alfanumèrica
• LAUNCH és un botó Arcade (commutador momentani) que inicia el compte enrere

Després de fixar la pantalla Quad Alpha a la part inferior del tauler amb cargols molt petits, també vaig afegir un petit tros de plexiglàs a l’obertura de la part superior del tauler i el vaig connectar amb perns M2.5. Per al tauler de gràfics de barres LED, he cargolat forats per la part frontal del tauler perquè coincideixin amb els forats de muntatge del tauler. Per tant, en realitat s’uneix amb els cargols M2.5 a la part superior del panell i una altra peça de plexiglàs tallada a mida.

No heu de fer el plexiglàs, però vaig pensar que això ajudaria a evitar que mans curioses / descarades empenyessin els components i els separessin. (Lliçó apresa de l'experiència!)

Adafruit té molta documentació sobre com connectar la pantalla, de manera que si utilitzeu aquest tauler assegureu-vos de consultar els seus tutorials. Per a la pantalla Quad alfa i el gràfic de barres LED, he soldat les capçaleres per facilitar la connexió. També vaig enganxar en calent totes les capçaleres un cop estaven totes al seu lloc.

Nota: He utilitzat epoxi per fixar el potenciòmetre a la part inferior del tauler, ja que a la caixa de control de missió original, l'olla es deixa anar si es gira massa o és massa dura. Una altra lliçó apresa!

Voleu deixar de funcionar la placa de circuit? Hah

El gràfic de barres LED és un kit que va ser venut per Sparkfun, però que es va deixar de fabricar. Tot i això, són una empresa increïble i han fet que els fitxers de disseny estiguin disponibles per a qualsevol persona que els pugui descarregar i utilitzar. Per tant, vaig flexionar els músculs mentals i vaig aprendre a utilitzar el programari Eagle per convertir els fitxers al format Gerber, de manera que poguessin ser fabricats per una fàbrica de plaques de circuits. Vaig trobar un lloc en línia que prometia un canvi ràpid i vaig demanar 10 taulers. Eren barats (menys d’1 dòlar per taula) i van arribar a DHL (l’enviament era de 25 dòlars) a la meva casa de Maine des de la fàbrica de Shenzhen, Xina, en menys d’una setmana. Va ser increïble.

Nota: primer vaig examinar alguns fabricants nord-americans, però els canvis van ser molt més llargs i van ser més cars, així que vaig anar amb la Xina ja que tenia un pressupost i un temps reduït.

Després vaig haver de referir-me a les instruccions de Sparkfun per obtenir tots els components necessaris perquè el tauler funcionés. No els enumeraré aquí, però les instruccions per muntar la pissarra i tot el que necessiteu per fer-la es troben en aquest enllaç:

github.com/sparkfun/Bar_Graph_Breakout_Kit…

Power Bus casolà

Tots els commutadors, plaques i el pot necessiten alimentació, però només hi ha dues sortides de 5 volts a l'Arduino. Per tant, he utilitzat un protobordo en blanc i hi he soldat dues files de capçaleres femenines. Llavors (de manera descuidada) vaig soldar un tros de fil nu a tots els passadors de la part inferior perquè estiguessin connectats, una fila per alimentar i una fila per terra. A continuació, podria connectar els cables del pont dels commutadors, etc. a les capçaleres del bus, i fer que un cable de pont passés a la sortida Arduino 5V i un al pin de terra Arduino del bus.

Hack Rocker Switch

Els interruptors basculants que tenia eren classificats per 120 volts, de manera que la petita bombeta de neó que hi havia allà no faria res amb els meus 5 volts de l’Arduino. Per tant, vaig desmuntar l’interruptor amb cura (vegeu la foto) i vaig descobrir que la bombeta s’acabava de soldar a una resistència i, després, l’envoltava per les entranyes de l’interruptor, amb el costat positiu enganxat a un ressort a la part inferior i al terra. lateral (després de la resistència), entrant en una osca d’un costat de l’interruptor. Així que ho vaig treure i vaig soldar un LED a una resistència de 220 Ohm i vaig tornar a embolicar els cables tal com eren. Després d’unes proves, finalment vaig aconseguir que les coses funcionessin.

Si feu això, assegureu-vos de prendre notes acurades sobre la manera com entren les peces, com s'embolcallen els cables i com s'asseuen a la carcassa. O bé, obtingueu un tipus d’interruptor que funcioni amb 5V des del primer moment. Tot i que això suposava un dolor al cul, em sentia molt satisfet que fos capaç de "piratejar" l'interruptor (que era un tipus que el client sol·licitava específicament) i fer que funcionés.

Pas 4: connexió i programació d'Arduino

Molts dels commutadors són només per controlar llums / LED, de manera que només necessiten alimentació de l’Arduino mitjançant el bus d’alimentació casolà. Però primer l’Arduino necessita energia.

Vaig connectar la caixa per tenir un interruptor d’encesa / apagada (basculant verd) per al qual es mostra el cablejat al pas anterior. El cable de la presa (que obté alimentació de l’adaptador de 9V) entra al commutador i, a continuació, el commutador l’encamina al pin VIN de l’Arduino. Aquest pin pot acceptar tensions entre 7-12 volts. Llavors, com he dit abans, vaig connectar un pin de 5 V de l’Arduino al bus per alimentar els LED connectats als commutadors.

La pantalla i el gràfic de barres necessiten un parell de pins (consulteu les seves respectives guies de connexió) i, a continuació, el botó Arcade i el botó d’inici de seqüència automàtica prenen un pin i el potenciòmetre també en necessita un.

Aquí teniu el pinout que he fet servir:

• Potenciòmetre A0 (passador central de l'olla)
• A4 DAT (quad alfa)
• A5 CLK (quad alfa)
• 4 Interruptor momentani d'inici de seqüència automàtica
• 8 botó LLANÇAMENT
• 10 LAT (Bar Graf)
• 11 SIN (Bar Graf)
• 13 CLK (Bar Graf)

El croquis (programa)

El bucle principal de l'esbós d'Arduino compta amb "bucles inactius" on no es prem res. Si arriba a 10.000 (aproximadament 60 segons) apareixerà un "estalvi de pantalla" aleatori, ja sigui un missatge a la pantalla o un breu estalvi d'activitat al gràfic de barres LED. El bucle també espera que es premin els botons del botó Inici de seqüència automàtica o del botó Inicia. L'inici de seqüència automàtica activarà una de les 6 animacions aleatòries a la pantalla Quad alfa, que corresponen aproximadament als passos de la seqüència de llançament. Originalment volia que cada botó activés una animació, però a causa del temps i d'altres factors, només he definit el botó que no s'encén com a botó "animació".

Si es prem el botó Inicia, s'inicia un compte enrere des de T-10 fins a zero. A continuació, el "desplegament" es desplaça per la pantalla i una petita "llançadora" animada dispara.

També ho vaig fer (com a la caixa de control de missió original), de manera que si augmenteu la "potència" massa alta amb l'olla, els errors de llum LED s'apoderen de la visualització del gràfic de barres. A l'original, havíeu d'esperar 30 segons perquè s'aturessin. En aquesta versió, si torneu a baixar l’alimentació per sota del nivell “crític”, els errors desapareixeran.

La resta de l’esbós es dedica a crear animacions o missatges de protecció de pantalla. Les animacions poden ser complicades, però he trobat una utilitat interessant en línia que us proporciona una matriu basada en les animacions que especifiqueu. Mireu-ho aquí:

Si utilitzeu el meu esbós, podeu canviar les animacions o els missatges pel que vulgueu. La meva versió està basada en el treball de molts altres que tenia abans, així que fes-la teva.

L'últim pas és utilitzar separadors per connectar l'Adafruit Metro i el bus d'alimentació al tauler inferior. A continuació, cargoleu-ho tot i endolleu-lo.

Doncs això, ho cobreix! Qualsevol pregunta que es faci als comentaris següents. Gràcies per llegir!