Skaitmeninė lobių skrynia: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Studijuoju žaidimų ir sąveikos technologijas Utrechto menų universitete. Yra vienas projektas, pavadintas „Jei tai tada tai“, kuriame prašoma sukurti interaktyvų produktą. Turite naudoti „Arduino“, suprojektuoti įdomų interaktyvų elementą ir aplink jį sukurti gražų ir profesionaliai atrodantį prototipą. Aš turėjau aiškių asmeninių norų dalyvauti šiame projekte: norėjau išmokti suvirinti, norėjau programuoti C/C ++ ir norėjau vairuoti 14 segmentų ekraną, kuris amžinai gulėjo mano vietoje. Prireikė poros savaičių, kol sugalvojau idėją, kuri sujungė šiuos dalykus, bet galiausiai man kilo mintis: ketinau pagaminti skrynią, kurią reikia atidaryti su kodu, bet ne su jokiu kodu. Slėgio jutiklis yra nuolat skaitomas ir rodomas ekrane. Norėdami atrakinti krūtinę, turite pasiekti reikiamą skaičių ir tris kartus jį patvirtinti.

Norėjau, kad krūtinė atrodytų kaip šiuolaikinė ir pramoninė, todėl mano pasirinkimas buvo plienas ir medis.

Galų gale esu labai patenkinta, kaip viskas pavyko! Žemiau parašiau veiksmus, kad galėtumėte juos atkurti ar net patobulinti! Pasilinksmink!

1 žingsnis: Surinkite ingredientus

Prieš pradėdami, mums reikės kai kurių dalių. Čia yra visas sąrašas:

Korpusas:

• 350 cm kvadratinis plieninis vamzdis, 20x20x2mm
• 6x 26x26x0,9 cm faneros plokštės (efektyviausias būdas yra iškirpti lentą, kuri yra didesnė nei 52x72 cm iš šešių dalių, tačiau įsitikinkite, kad turite medienos likučių!)
• 1x 26x22x0,9cm faneros plokštė
• 90 cm 22x30 mm mediena (supjaustyta 26 cm, 2x 18 cm ir 2x 12 cm gabalais)
• Maži vyriai
• 2x akordo kilpos
• Varžtai: 4.0x16, 4.0x20, 4.0x25, 3.0x12 (maždaug po dešimt, įskaitant kai kuriuos atsarginius)
• Varžtai: M3x20, M6x12, 1x M10x30 (maždaug dešimt iš kiekvieno, įskaitant keletą atsarginių dalių)
• Veržlės: M3, M6, M10
• Rankena
• 2x 8 cm 25x4 mm plieno strypai

Elektronika:

• Mygtukas
• LED raudonas
• LED mėlynas
• Jėgai jautrus rezistorius
• Užrakto tipo solenoidas (mano 12V 650mA modelis)
• HDSP-A22C 14 segmentų ekranas
• MCP23017 Skaitmeninis įvesties/išvesties plėtiklis
• 15x rezistorius 470
• 3x rezistorius 1k
• 6x 10k rezistorius
• 1N4007 diodas
• 2x tranzistorius BC547B
• 2x tranzistorius BC557B
• TIP31A tranzistorius
• 12V 1A sieninis adapteris

2 žingsnis: pastatykite krūtinę - plieninį rėmą

Krūtinė yra 30 cm dydžio kubas, pagamintas iš plieninių vamzdžių ir medinių plokščių. Garaže radau gražius kvadratinius 20x20 mm dydžio vamzdžius su 2 mm storio sienomis. Sienos turi būti pakankamai storos, kad būtų galima suvirinti ir užsukti M3 varžtų sriegines skyles. 2 mm yra tobulas storis. Žinoma, jei turite geresnių idėjų, tam galite naudoti bet kokio tipo plieninius vamzdžius.

Elegantiškiausias rėmo konstrukcijos būdas yra padaryti du 30x30 cm kvadratus ir tada sujungti šiuos du kvadratus naudojant 26 cm (30 - 2*2) vamzdelius. Norėdami pagaminti kvadratus, ilgus plieninius vamzdžius įstrižai supjaustykite į aštuonias dalis. Gabalų galai turi būti supjaustyti 45 laipsnių kampu vienas į kitą. Ilgi gabalo galai yra 30 cm. Naudojant sumontuotą pjūklą, lengva pasukti ašmenis 45 laipsnių kampu ir pasukti vamzdelį po kiekvieno gabalo. Taip eikvojama mažiausiai medžiagos. Kai turėsite aštuonis įstrižai supjaustytus gabalus, laikas iškirpti dar keturis tiesius. Šios dalys yra 26 cm ilgio.

Tada galiausiai nupjaukite dešimt maždaug 6 cm 20x4 mm plieno strypo gabalų. Tai bus medinių plokščių tvirtinimo taškai.

Kai visas metalas yra paruoštas, laikas suvirinti. Sunkiausia čia yra supjaustytų vamzdžių išklotinė. Pradėkime nuo viršutinio ir apatinio kvadratų. Paimkite įstrižus gabalus ir išklokite juos kvadratu ant medžio gabalo. Patarimas yra naudoti maždaug kvadratinę maždaug 30 cm plokštę, kad galėtumėte nukristi kraštų kampams, jei juos išdėstysite 45 laipsnių kampu, palyginti su mediena. Pritvirtinkite juos kai kuriais spaustukais ir įsitikinkite, kad metalas liečiasi visuose kampuose, kad suvirinant elektra galėtų tekėti iš kiekvieno gabalo į kitą. Jei niekada nesuvirinote, dabar pats laikas šiek tiek pasipraktikuoti, nes jei jį sugadinsite, galėsite padaryti viską iki šiol. Bet kokiu atveju, suvirinkite gabalus kampuose (aš nusprendžiau tai padaryti viduje) ir dabar baigėte pirmąją dalį! Antrąjį kvadratą lengviau nubrėžti, nes galite tiesiog jį uždėti ant pirmojo. Suvirinkite ir šiuos. Jei viskas klostėsi teisingai, dabar turėtumėte turėti du identiškus plieninius kvadratus.

Šiuo metu norėsite pritvirtinti medienos tvirtinimo taškus. Aš naudoju du gabalus kiekvienai plokštei priešinguose kubo kraštuose. Aš pasirinkau konkretų modelį, kad nė vienas gabalas netrukdytų dangčiui ir kad nereikėtų montuoti dviejų dalių ant to paties krašto. Tai galite padaryti bet kokiu jums patogiu būdu, kol kraštas, kuriame bus užrakintas solenoidas, neturi jo.

Šiuo metu aš taip pat paėmiau šlifavimo įrankį su plieniniu šepetėliu, skirtu plienui valyti. Ant barų buvo keletas surūdijusių dėmių, ir aš pastebėjau, kad tai suteikė jiems gražią išvaizdą.

Norėdami baigti statyti plieninį rėmą, mums tereikia sujungti du turimus kvadratus. Lengviausias būdas yra pastatyti juos vertikaliai ant lygaus paviršiaus ir tarp jų uždėti du iš 26 cm ilgio vamzdelius. Papildoma rankų pora bus labai naudinga, kai jas suspausite. Suvirinkite tai ir pakartokite tai kitai pusei.

Jei viskas pavyko teisingai, plieninis rėmas turėtų būti padarytas jau dabar!

3 žingsnis: pastatykite krūtinę - šonus ir dangtį

Norėdami užbaigti krūtinę, prie šonų turime pridėti medines dailylentes. Atminkite, kad elektronika bus paslėpta dangtelyje, todėl jums reikės šiek tiek daugiau plokštės nei tik 6 26x26 cm gabalų. „Pasidaryk pats“parduotuvėje jie turėjo 122x61 cm, o tai buvo tobula. Aš pasirinkau šiek tiek plonesnę medieną, nei planavau iš pradžių, tačiau ji atrodė geriau nei storesnė. Kai plieninis vamzdis yra 2 cm pločio, suapvalintais kampais ir laikiklis yra 4 mm pločio, jums liks apie 10 mm plokštės, tačiau išlaikysite gerą išvaizdą. Rastos plokštės buvo 9 mm storio, todėl tai buvo tobula.

Supjaustykite plokštes į šešias 26x26 cm plokštes. Jei jūsų siūlė yra šiek tiek didelė, turėsite nupjauti kampus. Kai turite plokštes, padėkite jas į rėmą. Patogu pažymėti, kuris kur eina. Medžio viduryje pažymėkite vietą, kurioje bus dvi skylės. Įdėkite medieną į rėmą atitinkamoje vietoje ir išgręžkite varžto skylę. Aš turėjau M6 varžtus, bet bet koks varžtas yra geras. Didesni varžtai gali atrodyti drąsiau, tačiau net M3 gali puikiai jį laikyti. Įsitikinkite, kad varžtai nėra per ilgi, nes jie išsikiša į rėmą. Čia jūs sudėsite savo daiktus, taigi, kai išsikiša ilgi varžtai, tai bus šiek tiek nepatogu. Jei naudojate tuos pačius medžiagos matmenis kaip aš, 20 mm varžtas turėtų būti tai, ko siekiate. Kai skylės yra išgręžtos, galite montuoti plokštes, tačiau būtinai palaukite, kol ką nors pritvirtinsite, kol dangtis bus baigtas, nenorėsite užsisklęsti!

Dangčiui mes pradedame nuo vienos iš plokščių, kurias supjaustome šonams. Idėja yra padaryti dangtį į elektronikos dėklą. „Pasidaryk pats“parduotuvėje taip pat radau 22x30 mm dydžio medžio gabalą, kuris būtų puikus atstumas. Jame yra trys centimetrai, kur galite paslėpti savo elektrą. Prieš klijuodami juos ant dangčio, turime padaryti skylutes medienoje. Visi jie yra apvalios skylės, išskyrus vieną, skirtą ekranui. Apvaliems naudokite grąžtą. Norėdami sužinoti dydį, naudokite aukščiau pateiktų vaizdų schemą. Jei norite būti tikslesni, ekrane galite naudoti elektrinį dėlionę arba frezavimo staklę. Kai visos skylės yra išpjautos ir išgręžtos, galite klijuoti medžio gabalus skydo šonuose, vertikalioje padėtyje! Taip pat būkite atsargūs, kad jūsų solenoidas vis dar tilptų į likusią vietą. Kai viskas bus priklijuota, atlikite tikslius matavimus ir nupjaukite dar vieną medžio plokštę iki šių matmenų. Jau norėsite jį prisukti prie medinių tarpiklių apačios, kad galėtumėte iškirpti kampus lygiagrečiai su skydelio kampu, nuo kurio pradėjote.

Dabar turime pagaminti slėgio jutiklio ir veiksmo mygtukus. Mes norime paslėpti tikrąjį mygtuką nuo vartotojo, kad sumontuotume juos po dangteliu, elektronikos skyriaus viduje. Aš tiesiog išpjoviau porą mažų medžio gabalų iš likusios faneros, kad jie tarnautų kaip tarpikliai. Lydykite mygtuką su PCB ir prisukite prie medžio gabalų, priklijuotų prie apatinės dangčio pusės, ir įsitikinkite, kad mygtukas išeina tiksliai skylės centre. Slėgio jutiklis yra šiek tiek kitoks. Tam taip pat naudokite dvi tarpiklio detales, priklijuotas prie dangčio, bet paimkite trečią dalį, kad padarytumėte tiltą per skylę. Klijuokite jutiklį tiksliai skylės centre.

Norint valdyti mygtukus per dangtelį, būtų idealu ką nors spausdinti 3D. Deja, neturėjau tam laiko, todėl improvizavau. Galite daryti viską, ką norite, tačiau patarimas yra tas, kad jums reikia kažko, kas neleistų mygtukui iškristi iš abiejų pusių. Aš naudoju sutrumpintus varžtus, kurių viename gale buvo perpjauta veržlė, ir uždengiau jį kažkuo, ką radau gulintį.

Kitas dalykas, kurį reikia sumontuoti, yra solenoidas. Kiekvienas solenoidas yra šiek tiek kitoks, tačiau lengviausias būdas sumontuoti daugumą solenoidų yra sluoksniuoti medieną tarp plytų ir dangčio, kol ji tiksliai nuslysta už rėmo, bet taip pat pakankamai toli atgal, kad nesiliestų prie medienos, kai ji yra ištempta. Man tai buvo 6 mm. Vėliau vėl turėjau šlifuoti plieną, nes galų gale jis vis dar nebuvo pakankamai toli. Turbūt turėjau turėti apie 7 ar 8 mm.

Dabar dangtelis dažniausiai padarytas ir reikia pridėti tik elektroniką. Tai tinkamas momentas pirmiausia pritvirtinti dangtį prie rėmo. Pabandykite įsigyti mažų vyrių vietinėje parduotuvėje, jie neturėtų būti didesni už plieninius vamzdžius (~ 18 mm)! Priklausomai nuo šių vyrių dydžio ir kokybės, galite naudoti du arba tris. Pažymėkite jų vietą ant rėmo ir dangtelio. Dabar gaukite papildomą rankų porą, kuri laikys dangtį, kol pažymėsite, kur gręžti skyles. Plieninio vamzdžio skylės turi būti sriegiuotos, kad galėtumėte tiesiog įsukti varžtą, nesirūpindami, kaip jį pritvirtinti. Kai vyriai pritvirtinti prie rėmo, atgaukite tas papildomas rankas ir užsukite vyrių dangtelį, naudodami keletą mažų varžtų. Kadangi vėliau vėl turite dirbti su dangčiu, taip pat galite palaukti, kol viskas bus padaryta.

Dabar mes pasiruošę dirbti su elektronika!

4 žingsnis: Elektronika

Grandinę sudaro penkios atskiros grandinės. Dauguma jų yra gana paprasti: paprastas šviesos diodas su rezistoriumi arba mygtuku, prijungtu prie „Arduino“kaiščio. Dvi sudėtingesnės grandinės yra tos, kurios varo ekraną ir solenoidinį užraktą.

Ekranas turi 15 atskirų kaiščių, kuriuos reikia varyti. Pagrindinis „Arduino“gali vairuoti ne daugiau kaip 19 kaiščių. Likusiam dizainui man reikėjo dar 5 kaiščių, todėl man pritrūko. Radau sprendimą naudodamas I2C varomą įvesties/išvesties plėtiklį MCP23017. Kartu su šio įrenginio „Adafruit“biblioteka juo naudotis tikrai paprasta. Prie GPA0 kaiščio prijungta grandinės dalis naudojama pakaitoms tarp dviejų bendrų HDSP-A22C ekrano anodų. Kai jis yra aukštas, jis skatina 1 simbolį, o kai jis žemas - 2 simbolį. Šio plėtiklio naudojimo trūkumas yra tas, kad jis rašo į išvesties kaiščius, kai tik įrašomas baitas. Tai sukėlė vaiduoklius. Deja, man nepavyko to išspręsti naudojant aparatinę įrangą, todėl norėjau apeiti problemą naudodami programinę įrangą.

Kadangi mano naudojamą solenoidą valdo 12 V įtampa (kuriai galite tiesiog naudoti bet kurį 12 V maitinimo šaltinį, prijunkite jį prie „Arduino“ir prijunkite prie jo laidą), man reikėjo stiprintuvo grandinės (Darlingtonas), kad galėčiau jį valdyti „Arduino“kaiščiu. Taip pat nepamirškite apie diodą, kuris slopina elektromagnetų elektromagnetuose sukuriamas didžiausias sroves!

Lituodami grandines, nepamirškite, kur jas įdėsite. Aplink visas savo lentas laikiau nedidelę kraštinę, kad galėčiau prisukti jas prie kai kurių tarpinių dalių (šoninių plokščių likučių), priklijuotų prie dangčio. Šviesos diodams galite lituoti laidą su rezistoriumi tiesiai prie šviesos diodo ir naudoti termiškai susitraukiančius vamzdžius, kad jį uždengtumėte ir įsitikintumėte, kad jis nesulaužė. Naudokite karštus klijus, kad visi laidai, prilituoti prie plokštės, nenutrūktų.

Kai viskas bus lituojama, laikas viską prijungti! Aš gavau keletą moteriškų antraščių, kad galėčiau išplėsti 5V ir GND bėgius, todėl man nereikia visko lituoti kartu ir todėl galiu lengvai atjungti arba pakeisti kažką, jei jis sugenda. Jei dangčio šonams naudojate panašų medžio gabalą kaip aš, pastebėsite, kad nebėra vietos ką nors prijungti prie „Arduino“. Paprasčiausias sprendimas yra tiesiog sulenkti kaiščius 90 laipsnių kampu ir prijungti juos taip.

Paskutinė dalis yra paprasčiausia, tai yra įkelti kodą.

5 žingsnis: Kodas

Visas kodas buvo sukurtas naudojant „PlatformIO“. Jei nesate su tuo susipažinę, galite tiesiog nukopijuoti ir įklijuoti jį į „Arduino“eskizą. Jei esate, galite tiesiog atsisiųsti programą ir įkelti ją į „Arduino“. Kodą rasite mano „Github“. Apsidairykite programos konfigūracijos skiltyje ir pakeiskite vertes, kaip jums atrodo tinkama (ypač įdomūs yra smeigtukai ir derinys). Numatytasis derinys yra 43 - 50 - 99.

6 žingsnis: Apdailos darbai

Kai viskas bus padaryta, sumontuota ir pradėta veikti, esame pasiruošę pridėti paskutines smulkmenas, kurios leis viskam veikti.

Kad dangtelis nenukristų pro rėmą, galite pritvirtinti dvi blokavimo plokštes, sumontuotas dangčio šone. Aš naudojau 25x4 mm plieno strypą, kurį radau, supjaustiau jį maždaug 8 cm gabaliukais, išgręžiau skylutes ir užsukau ant dangčio.

Kitas dalykas, kurį pridėjau prie dangčio, buvo rankena - gana naudinga, jei kada nors norite ją atidaryti. Aš turėjau gręžti giliai į dangčio šonus, kad jį pritvirtinčiau, bet jis pasirodė puikiai.

Kitas svarbus prisilietimas - pridėti nedidelį akordą, kad dangtelis nenukristų per toli atgal ir nepažeistų vyrių. Mano sprendimas buvo naudoti užsukamus kabliukus ant dangtelio ir krūtinės viduje, kur galėčiau pritvirtinti akordą.

Norėdami gauti energijos dangčio viduje, išgręžkite mažą skylę viename iš kraštų ir pjaukite ją iš viršaus. Įdėkite varžtą į kitą kraštą ir pririškite akordą prie varžto, kad kas nors netyčia neištrauktų maitinimo laido ir visam laikui neužrakintų jūsų krūtinės.

Galiausiai galbūt pastebėjote, kad dar negalite uždaryti dangčio. Taip yra todėl, kad kelyje yra riešutų. Tiesiog nupjaukite šiek tiek medienos, kad būtų vietos šiems riešutams.

Štai ir viskas! Taip galite patys atkurti skaitmeninę lobių skrynią! Ir nepamirškite dėvėti tinkamų apsauginių priemonių, kai naudojate pavojingus elektrinius įrankius!