Caixa inútil: 3 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Projecte: Inútil Box

Data: març 2020 - abril 2020

Vaig decidir fer aquest projecte per dos motius: un per aturar un projecte molt més complex en què estic treballant actualment i, en segon lloc, com fer alguna cosa durant el tancament complet que estem tenint aquí a Nova Zelanda. Va ser una sort que tingués components suficients per completar aquest projecte, ja que no és possible comprar altres components a causa de les restriccions que el govern ha imposat a la compra d'articles "no essencials".

El que és una "caixa inútil", és a dir, és una caixa amb un commutador que normalment està apagat, però, si ho enceneu, el sistema a l'interior el tornarà a apagar. Això es repeteix cada vegada que activeu l'interruptor amb en el cas d'aquesta caixa vuit formats diferents d'obertura i tancament de la tapa, el dit s'estén i es retira i, finalment, el moviment dels ulls i el color que mostren els ulls.

Es pot desenvolupar una versió d’aquest sistema que és molt més senzilla que l’anterior. Es poden eliminar els ulls i el seu servo de moviment i el servo d’elevació de la tapa. A continuació, la tapa simplement s’aixeca perquè el servo del dit estén el dit que al seu torn aixeca la tapa.

Subministraments

1. Arduino Uno R3

2. Resistència de 10K

3. Resistència de 330 Ohm

4. Interruptor de dos pols

5. LED groc

6. 3 x servomotors

7. 2 LED RGB Neopixel

8. Suport de bateria 18650

9. 2 x 18650 4200mAh, 3,7V

10. LM2596 Mòdul d'alimentació DC-DC reduït

11. Interruptor d’encesa / apagat, unipolar

12. Diversos cables, fixacions i taulers PCB de Depont

13. Fusta adequada per a caixa

Pas 1: construir-lo

La caixa està feta de qualsevol fusta adequada, amb una base simple de tauler dur i quatre peus de goma. Les dimensions de la caixa de nou poden ser de gairebé qualsevol mida, sempre que el dit pugui arribar a l'interruptor. Les dimensions del quadre d’aquest projecte són 120 mm d’amplada, 245 mm de profunditat i 90 mm d’alçada. He afegit un interruptor d’alimentació, un LED d’encesa / apagat i un petit forat a un costat. El forat proporciona accés al port USB d'Arduino Uno per carregar programari, això ho he fet per configurar i corregir els paràmetres del moviment del servo molt més fàcil, ja que d'una altra manera requeriria l'eliminació de la carcassa exterior.

He inclòs un diagrama de Fritzing del circuit utilitzat. Vaig fer servir un Arduino Uno simplement perquè en tenia un disponible, un WEMOS D1 Mini o Arduino Nano també es podia utilitzar, ja que el sistema només requeria 6 entrades. També vaig decidir fer aquest sistema basat en bateria 18650 en lloc d’utilitzar un adaptador d’alimentació de 12V, ja que fa que la caixa sigui més portàtil i segura d’utilitzar. Les bateries 18650 es contenen en un paquet de dues bateries i tenen un voltatge de 3,7 V cadascuna i una capacitat de 4200 mAh. Per accedir a les bateries per tornar a carregar-les, caldria retirar la placa base i desconnectar el braç elevador de la tapa.

Els tres servos utilitzats eren simplement els que tenia disponibles; es pot utilitzar qualsevol servo estàndard. La majoria dels servos estan connectats amb tres connectors depont i són de color, marró per a GND, vermell per a alimentació, entre 4V i 7,8V i, finalment, groc per a la línia de senyal. He utilitzat dos servos TowerPro MG995 per a la tapa i el dit i un CFsunbird SG90 per als ulls. El SG90 només es feia servir ja que tenia una quantitat limitada d’espai, tenia disponible i d’altra manera hauria utilitzat un tercer MG995.

L’interruptor Off / On de la caixa té un circuit de rebounce senzill connectat que inclou una resistència de 10K connectada a GND i connectada al mateix punt de l’interruptor, un cable únic connectat al pin 12 de l’Arduinio Uno. L’altra cara del commutador està connectada al pin de 5V incorporat Arduino. Vaig decidir utilitzar el mòdul d’alimentació Step-Down ja que el voltatge que rebia de les dues bateries 18650 era d’uns 8,5 V, que era massa alt per als servos, 7,8 V era el voltatge màxim recomanat per la fitxa tècnica de TowerPro. El mòdul d’alimentació Step-Down redueix el voltatge fins a 6 V que fan servir els servos i també s’utilitza per alimentar l’Arduinio Uno mitjançant els seus pins GND i VIN. Es fa servir una resistència simple de 330 Ohm en sèrie amb un LED groc per mostrar si la caixa està activa i està connectada al carril de potència GND i 6V. S’utilitza un interruptor monopolar a l’exterior de la caixa per encendre / apagar les dues bateries 18650.

Els ulls utilitzen dos LED RGB Neopixel de 8 mm, connectats cadascun a una font d’alimentació Arduino de 5V incorporada i pins GND a l’Arduino Uno. Es connecten en sèrie i es connecta un cable de senyal únic al pin 11 de l’Arduino Uno. Els LED RBG tenen un costat pla que determina la seqüència dels connectors; vegeu la foto adjunta per obtenir els pinouts. Aquests LED es podrien connectar per separat per tal que l’Arduino Uno pogués controlar cada ull mitjançant un cable de senyal separat. Com passa amb tots els projectes, el circuit es va disposar sobre una placa de prova i es va provar abans d’instal·lar-lo a la placa base. Es recomana que tots els connectors depont estiguin lleugerament enganxats als seus pins de l'Arduino, ja que tenen una tendència a treballar amb el pas del temps.

Pas 2: el programari

En aquest moment he de donar les gràcies a “labomat” i al codi Arduino d’exemple Useless-Box que es troba al lloc GitHub per la base del programari que s’executa en aquest sistema. Com a part del desenvolupament del projecte, vaig ajustar i afegir al codi, en particular, el moviment del servo i el color dels ulls. A més, era necessari fer ajustos a tots els paràmetres de moviment del servo per permetre les diferències en el seu moviment i la posició inicial.

Necessitareu l’última versió d’Arduino IDE 1.8.12 i fitxers de biblioteca: Adafruit NeoPixel.h i Servo.h. He adjuntat el programa de prova per als ulls i el programa principal per al funcionament de la caixa.

Pas 3: en conclusió

Vaig trobar aquest projecte una distracció agradable del projecte principal en què estic treballant. Tot i que la versió que he construït i mostrat aquí és bàsica, he vist i admiro moltes versions diferents del mateix quadre a Internet i a You Tube, que fan ús d’interessants variacions del tema bàsic d’un commutador i d’un dispositiu per canviar fora.