Light-up Treasure Box: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Dette er et projekt, jeg lavede til min 4-årige søn, som bad om en særlig æske til at opbevare og opbevare små dinosaurer, tegneserier, skaller og tilfældige stykker træ og papir, også kaldet "skatte". Det er i det væsentlige en simpel trækasse med et hængslet låg, lavet af kirsebær og fiberplade med medium densitet (MDF). Men jeg kunne selvfølgelig ikke lade være med at tilføje en Arduino og en masse lys og kontakter også!

Elektronikdelene (drevet af et 9V batteri) er alle oven på og inde i låget, så ungen kan lege med lysene og knapperne og bruge bunden af kassen til at gemme skatte. Låget har:

• En "S" -form lavet af lysrør, med lysdioder i hver ende, forbundet til potentiometre for at kontrollere lysstyrken
• 3 belyste kontakter, der styrer 3 forskellige lysdioder på tavlen: til stjernen, raketmotoren og planeten
• En 5-volts analog panelmåler
• En Sparkfun LED -søjlediagram (desværre udgået), også styret af en gryde
• Tænd/sluk -kontakt
• Sjov malede stjerner, planet og skib

Elektronikken styres med en Adafruit Metro (svarende til en Arduino Uno), som er under låget, og indeholdt bag et nedskruet klart akrylark, så ingen ledninger rykker ud. (Jeg efterlod et lille hul for at få adgang til batteriholderen.)

Trækassen har messinghængsler, en lås og et sejt 1960'ers vintage fiskeskuffehåndtag fra Mexico, som min far gav mig. Trækassen er sat sammen i "butt joint" -metoden, men jeg lavede lidt ekstra træbearbejdning og tildækkede skruerne med træpropper lavet af valnød, hvilket står godt i kontrast til kirsebæret.

Tilbehør:

• To 12 "-kvadrater, 1/4" tykke MDF-paneler
• Kirsebærplanker, jeg brugte seks 3/4 "x 4-1/2" tavler, skåret til 12 "pr. Side. Fire af disse er til kassens sider, og de to andre skar jeg i halve på langs for at lave siderne af låget
• Lille stykke valnøddetræ til propperne dækselskruerne
• Plexiglasark
• Adafruit Metro eller andet bord af Arduino Uno-type
• Protoboard/perfboard (til powerbus)
• ledninger
• Fire 5 mm lysdioder
• Tre 10k-ohm lineære potentiometre med knapper
• tænd/sluk -kontakt
• analog panelmåler
• maling
• værktøj: boremaskine, propfræser, skruetrækker, loddejern, sav, hulsav, fræser

Trin 1: Trin 1: Lav kassen

Jeg købte en 10 fods planke kirsebærtræ fra en lokal tømmerbutik. Jeg har ikke en bordsav, så jeg bad fyren der om at skære mig seks 12 "sektioner, 4 til siderne og 2 til toppen. Jeg lånte en nabos huggesav for at skære de to topstykker i halve på langs, så låget er cirka halvt så bredt som hovedboksen (minus savbladets bredde). Brættet var 4-1/2 "bredt, og låget er cirka 2-1/8".

Til toppen af låget og bunden af æsken brugte jeg 2 stykker 1/4 "MDF jeg havde liggende, skåret til 12" firkant, min søn valgte en flot aquafarve til at male bunden og indersiden af toppen (han hjalp). Jeg ville have toppen og bunden af kassen forsænket lidt (i stedet for at skrue den lige på toppen og bunden). Så jeg brugte min gamle router og en meget kompliceret straight-edge guide til at føre en 1/4 "dyb rille hele vejen fra yderkanten af hvert stykke til omkring 3/8" fra den anden ende.

Sørg for, at du ikke går hele vejen på tværs med routeren, ellers vil snittet være synligt udefra. Mit system var forfærdeligt OG routeren døde på det sidste stykke, halvvejs igennem!

Jeg brugte dette som en undskyldning for at få et routerbord og en ny router fra The Home Depot til at afslutte jobbet, hvilket gjorde det meget lettere.

Tips:

Få et routerbord. Snittene er renere, og det er meget lettere end at lave en lige guide med flere stykker skrot. Plus, du laver noget nyt, du har brug for et nyt værktøj. Det er en regel!

Markér brikkerne før routing: Det vil sige, gør det klart, hvilken side af ruten der går helt til slutningen, og hvilken side der skal stoppe før slutningen. (se billede)

Tænk på boksens udseende. Til dette projekt lavede jeg en simpel numse, hvor træets ender er fastgjort uden svalehal eller noget. Jeg ville have låglederne modsat kasseleddene, så når du lukker det, kan du se endekornet på kassestykket på den ene side, men låget er stillet op på den modsatte måde. Selvfølgelig kan du blive mere avanceret med forskellige led.

Giv lidt ekstra plads til de rutede riller. 1/4 "ruten til 1/4" MDF passede ret godt. Gør det om muligt lidt bredere (pass gennem routeren en anden gang med en lille justering), så der er en lille smule plads til at træstykkerne kan udvide sig og trække sig sammen, ellers vil toppen have en tendens til at skæve. Apropos toppen, planlæg hvilke komponenter du vil have, og skær huller i overensstemmelse hermed. For min gjorde jeg:

• tre huller til kontakterne, (5/8 ")
• tre til potentiometrene, (1/4 ")
• en til voltmeteret, (ved hjælp af en 1-1/2 "hulsav)
• en til Saturn (som var dækket med et stykke malet plexiglas på indersiden), (også 1-1/2 "hulsav)
• en til stjerne LED, (1/4 ")
• to huller til 5 mm lysrøret til at passe ind i hver ende af "S" (1/4 ")
• og endelig et langt rektangulært hul til LED -søjlediagrammet, skåret med routeren. (7/16 "x 3")

(se billede for layout)

Jeg ville have et rumtema, så jeg malede det øverste panel sort, malede en stjerne, et skib og sprøjtede lidt hvid maling på til en stjernefeltbaggrund. Til planeten malede jeg ringe rundt om hullet og limede en firkant af plexiglas malet med rødt og gult på undersiden af panelet.

Jeg brugte en Dremel til at lave "S" -formen. "S" er skåret ind i brættet omkring halvvejs. I hver ende af "S" borede jeg et hul hele vejen igennem, så lysrøret kunne gå ned i kassen. En LED i hver ende sender lys ind i lysrøret. Jeg lagde lidt lim ind i rillen, og fik (fastklemte) lysrøret i rillen med enderne ned gennem hullerne i hver ende. Dette er så LED'er kan fastgøres til hver ende af lysrøret, så lyset kan bevæge sig igennem det og tænde det.

Når dine kassestykker er ført, og panelerne er malet og boret, skal du indsætte panelerne i de øverste og nederste riller, klemme og lime sammen. For et mere dekorativt udseende kan du tilføje skruer dækket med stik, som jeg forklarer i næste afsnit!

Trin 2: Skruer og stik

Lim er nok nok til at holde kassen sammen, men jeg tilføjede skruer på hver samling bare for at være sikker. Men for at få det til at se mere interessant ud, dækkede jeg skruerne med små propper afskåret af valnød.

Den mørke valnød kontrasterer fint med kirsebæret, og dækning af skruerne giver det et flot, færdigt look.

Processen er temmelig enkel, men du har brug for et specielt bor, der kaldes en stikskærer. Jeg brugte et skrotstykke valnød og skar 3/8 propper. Bemærk: Du skal bore hele vejen igennem skrotstykket for at få proppen ud.

Efter at have boret pilothuller til skruerne i kassen, borede jeg en lille mængde ned med en 3/8 "bit, for at få plads til propperne. Derefter skruede jeg skruerne i, så de flugter med bunden af den større 3 /8 "hul. Derefter pressede jeg lidt lim ind i hullet, placerede proppen i hullet og bankede det ind med en hammer. Bemærk: Du behøver ikke trykke den helt ind! Bare så den sidder i hullet og kommer i kontakt med limen. Jeg tørrede den overskydende lim af og lod den sidde i et par timer. Det næste trin er at trimme propperne ned, så de flugter med overfladen. Jeg brugte et visitkort og skar et hul i det, så det passede tæt over den del af stikket, der stak ud. Dette er, så når du savede enden, river du ikke æskets træ op. Jeg skar stikket og efterlod det cirka 1/16 tommer stolt af overfladen. Derefter slibede jeg den ned, indtil den skyllede. Et skruehoved brækkede, fordi jeg borede det for langsomt, men jeg brugte en Dremel til at slibe det ned og kunne stadig dække det med stikket. En anden god grund til at bruge stik - tildækning af skruer. Ha! Få det? Fordi, skruen … åh ligegyldigt.

Trin 3: Elektronik

Bortset fra skattekassens evne til at holde skatte, ville jeg også have, at den skulle have et sjovt, interaktivt element. Som jeg nævnte før, besluttede jeg, at jeg ville have følgende elementer på frontpanelet

• 3 tændingsknapper til aktivering af lysdioder med et sjovt rumtema
• 2 potentiometre til styring af lysstyrken på 2 lysdioder på hver side af et lysrør (ligesom et fiberoptisk kabel)
• en tænd/sluk -kontakt
• en 30 segment LED søjlediagram med en anden gryde til at styre lysene på den
• en 5V analog panelmåler for at se, hvordan tænding og slukning af kontakterne påvirker spændingsniveauerne

Elektronikdelen af dette projekt er ret enkel, men der er en fangst. Det røde printkort på billederne er et Sparkfun LED -søjlediagram -breakout -kort (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), som de ikke laver mere. Men - gode nyheder! Jeg beskriver i en anden instruerbar, hvordan jeg arbejdede med dette problem ved at downloade Eagle-filerne og få disse open source-tavler fremstillet til mig.

Streggrafkortet (hvis du beslutter dig for at bruge det) kræver en del montering, da sættet ikke længere er tilgængeligt, men det er ikke så kompliceret, og der er masser af dokumentation her. I dette projekt får drejning af potentiometeret til at enkelte LED'er bevæger sig op og ned i søjlediagrammet. Hvis du skruer det op hele vejen, bliver det til et køligt, bevægeligt mønster hen over søjlediagrammet.

Et andet pensioneret produkt er lysrøret (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), men det kan også erstattes med noget andet: fleksible lysdioder, EL -ledning, silikone lysstrimler osv.

Til dette projekt brugte jeg Adafruit Metro -pladen, som er en Arduino Uno -klon, uden header vedhæftet, så jeg kunne lodde ledningerne direkte til brættet.

Jeg brugte også et protoboard til at føre 5V strøm og jord til de forskellige lysdioder, da Arduino kun har to 5V udgange og to jordstifter.

Lysdioder, kontakter og gryder

Saturn -LED'en og stjerne -LED'en tændes og slukkes med belyste kontakter, så ledningerne er ret enkle: 5V skal passere kontakten til LED'ens positive ben og derefter tilbage til jorden via LED's negative ben. For at få selve switcherne til at lyse, skal du lave lidt fancy ledninger, men det er ikke for svært. (Se diagram)

Rumskibsmotorens LED er forbundet til en PWM -pin på Arduino, da jeg ville have, at den skulle kunne "pulsere". Så den nederste røde belyste kontakt, når den trykkes, fortæller Arduinoen at pulsere LED'en, så den ligner en raketmotor, der blusser (slags).

Jeg brugte noget modelmaling til at lave et rødligt skymønster på plexiglasset bag hullet til Saturn. LED'en er temmelig svag, der skinner igennem, men det ser køligt ud om natten. Når du åbner boksen med Saturn tændt, er den hvide LED også ret lysende og skinner ned i boksen, så du kan finde ting om natten. Hver LED har en 220 ohm modstand fastgjort på den ene side, så de ikke brænder ud.

Lysdioderne i hver ende af lysrøret styres af potentiometre (gryder), der gør dem lysere eller svagere. Den ene er blå, og den anden er gul. Når du lyser lysdioderne, bevæger lyset sig længere op ad røret, indtil farverne mødes i midten. Det var i hvert fald tanken. Jeg gjorde ikke et stort stykke arbejde med at pakke lysdioderne ind i rørenderne, så der slipper meget lys, og de endte ikke med at være særlig klare. Disse lysdioder skal også gå på PWM -ben, så lysstyrken kan justeres.

Potentiometre er forbundet med den ene side til 5V, den ene side til jorden og midten går til en pin på Arduino, i dette tilfælde ben A1 og A5. Den anden gryde styrer lysene på LED -søjlediagrammet og fastgøres til pin A2.

Tænd / sluk -kontakten er bare en kontakt mellem batteripakken og Arduino. Jeg brugte en 9V batteriholder med en tønde jack adapter. Adskil ledningerne, der kommer fra holderen, og skær en. (Det er ligegyldigt hvilken) Afskær de afskårne ender og loddetil stikket på kontakten. Sæt derefter tøndejackstikket i Arduino. Boom, færdig.

LED -søjlediagrammet bruger skiftregistre, så det kræver kun 3 ben plus strøm og jord.

Her er den sidste pinout:

• A1 potentiometer 1 (til styring af den nederste "S" LED)
• A2 pot 2 (til søjlediagramkontrol)
• A5 pot 3 (styrer LED'en øverst på "S")
• D3 ud til LED til pulserende raketmotor
• D6 øverst på "S" LED
• D8 Indgang fra raketmotorafbryder
• D9 bunden af "S" LED

5-volts panelmåler

Panelmåleren * fungerer * som * en batterimåler. Den har to ledninger på bagsiden, den ene er forbundet til 5V -stiften fra Arduino (på protoboardet), og den anden går til jorden. Måleren går kun op til 5 volt, og batteriet er 9V, så hvis batteriet er fuldt eller fuldt, bliver måleren fastgjort til højre. Men når batteriet er tømt lidt, bliver det mere interessant, fordi nålen bevæger sig, når du tænder flere lys, og mere spænding er brugt op. Der er sandsynligvis en mere smart måde at tilslutte dette på, men det var det, jeg gjorde!

Arduino kode

Den fulde Arduino -kode er vedhæftet her. Det er ikke smukt, men det gør jobbet!

Trin 4: Efterbehandling

Når elektronikken er installeret og fungerer, er det tid til at afslutte projektet. Du skal stadig:

• beklæd den øverste kant (hvor låget møder æsken) med en klæbende filtstrimmel
• Installer hængslerne bagpå
• Installer låsen foran
• olie eller lak træet
• Fastgør et håndtag, hvis det ønskes

Jeg elskede følelsen af det ufærdige træ, men jeg vidste, at jeg var nødt til at beskytte det mod spild og ridser og sådan. Så jeg gik med Watco Wipe-On Poly, som forsegler træet, men giver det et flot naturligt, olieret look. Tre frakker gjorde jobbet, og det får de små valnødderpropper til virkelig at poppe mod det varme kirsebærtræ.

Jeg tilføjede også 4 filtfødder på boksens nederste hjørner, så det let glider ned under sengen og ikke bliver ridset op.

Og der er det. En tilpasset skattekasse med et elektronisk twist, som børnene vil elske for evigt! Jeg håber, at du nød denne (virkelig lange) instruktive. Lad mig vide i kommentarerne, hvis noget ikke er klart. Tak fordi du læste!