Light-up Treasure Box: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Dette er et prosjekt jeg laget for min 4 år gamle sønn, som ba om en spesiell eske for å oppbevare og lagre små dinosaurer, tegneserier, skjell og tilfeldige tre- og papirbiter, også kalt "skatter". Det er egentlig en enkel trekasse med et hengslet lokk, laget av kirsebær og medium fiberplate (MDF). Men jeg kunne selvfølgelig ikke la være å legge til en Arduino og en haug med lys og brytere også!

Elektronikkdelene (drevet av et 9V batteri) er alle på toppen av og inne i lokket, slik at ungen kan leke med lysene og knappene og bruke bunnen av esken til å lagre skatter. Lokket har:

• En "S" -form laget av lysrør, med lysdioder i hver ende, koblet til potensiometre for å kontrollere lysstyrken
• 3 belyste brytere som styrer 3 forskjellige lysdioder på brettet: for stjernen, rakettmotoren og planeten
• En 5-volts analog panelmåler
• Et Sparkfun LED -stolpediagram (dessverre avviklet), også kontrollert av en gryte
• På / av bryter
• Morsomme malte stjerner, planet og skip

Elektronikken styres med en Adafruit Metro (tilsvarer en Arduino Uno), som er under lokket, og som er plassert bak et skrudd ned klart akrylark slik at ingen ledninger ryker ut. (Jeg la et lite hull for å få tilgang til batteriholderen.)

Treboksen har messinghengsler, en lås og et kult 1960 -tallers håndtak for fiskeskuffer fra Mexico som min far ga meg. Treboksen er satt sammen i "butt joint" -metoden, men jeg gjorde litt ekstra trebearbeiding og dekket til skruene med treplugger laget av valnøtt, noe som kontrasterer fint med kirsebæret.

Rekvisita:

• To 12 "kvadrat, 1/4" tykke MDF-paneler
• Kirsebærplanker, jeg brukte seks 3/4 "x 4-1/2" tavler, kuttet til 12 "per side. Fire av disse er for sidene av esken, og de to andre skar jeg i to på langs for å lage sidene av lokket
• Lite stykke valnøtttre for pluggene dekselskruene
• Plexiglasark
• Adafruit Metro eller annet bord av Arduino Uno-type
• Protoboard/perfboard (for kraftbussen)
• ledninger
• Fire 5 mm lysdioder
• Tre 10k-ohm lineære potensiometre med knapper
• På / av bryter
• analog panelmåler
• maling
• verktøy: bor, pluggkutter, skrutrekker, loddejern, sag, hullsag, freser

Trinn 1: Trinn 1: Lag esken

Jeg kjøpte en 10-fots planke av kirsebærtre fra en lokal trelastbutikk. Jeg har ikke en bordsag, så jeg spurte fyren der om å kutte meg seks seksjoner på 12 ", 4 for sidene og to for toppen. Jeg lånte en nabos huggesag for å kutte de to toppstykkene i to på langs, så lokket er omtrent halvparten så bredt som hovedboksen (minus sagbladets bredde). Brettet var 4-1/2 "bredt, og lokket er omtrent 2-1/8".

På toppen av lokket og bunnen av esken brukte jeg 2 stykker 1/4 "MDF jeg hadde liggende, kuttet til 12" firkant, min sønn plukket ut en fin akvafarge for å male bunnen og innsiden av toppen (han hjalp). Jeg ønsket å ha toppen og bunnen av esken innfelt litt (i stedet for å skru den rett på toppen og bunnen). Så jeg brukte den gamle ruteren min og en veldig komplisert rettkantguide for å rute et 1/4 "dypt spor helt fra ytterkanten av hvert stykke til omtrent 3/8" fra den andre enden.

Pass på at du ikke går helt over med ruteren, ellers blir kuttet synlig fra utsiden av esken. Systemet mitt var forferdelig OG ruteren døde på det siste stykket, halvveis!

Jeg brukte dette som en unnskyldning for å få et rutetabell og ny ruter fra The Home Depot for å fullføre jobben, noe som gjorde det mye lettere.

Tips:

Få et rutetabell. Kuttene er renere, og det er mye enklere enn å lage en rett guide med flere stykker skrap. I tillegg gjør du noe nytt, du trenger et nytt verktøy. Det er en regel!

Merk brikkene før ruting: Det vil si at det er tydelig hvilken side av ruten som går helt til slutten, og hvilken side som skal stoppe før slutten. (se bilde)

Tenk på utseendet på esken. For dette prosjektet gjorde jeg en enkel rumpeledd, der endene på treet er festet uten svalehal eller noe. Jeg ønsket at lokkleddene skulle være motsatt av kasseleddene, slik at når du lukker det, kan du se endekornet på boksstykket på den ene siden, men lokket er stilt opp på motsatt måte. Selvfølgelig kan du bli mer avansert med forskjellige ledd.

Gi litt ekstra plass på de rutede sporene. 1/4 "ruten for 1/4" MDF passet ganske godt. Gjør den om mulig litt bredere (pass gjennom ruteren en annen gang med en liten justering), så det er litt plass til trebitene å ekspandere og trekke seg sammen, ellers vil toppen ha en tendens til å skje. Apropos toppen, planlegg hvilke komponenter du vil ha, og skjær hull deretter. For min gjorde jeg:

• tre hull for bryterne, (5/8 ")
• tre for potensiometrene, (1/4 ")
• en for voltmeteret, (ved bruk av en 1-1/2 "hullsag)
• en for Saturn (som var dekket med et stykke malt plexiglass på innsiden), (også 1-1/2 "hullsag)
• en for stjerners LED, (1/4 ")
• to hull for lysrøret på 5 mm for å passe inn i hver ende av "S" (1/4 ")
• og til slutt et langt rektangulært hull for LED -stolpediagrammet, kuttet med ruteren. (7/16 "x 3")

(se bildet for oppsettet)

Jeg ønsket et romtema, så jeg malte toppanelet svart, malte en stjerne, et skip og sprutet litt hvit maling på for en stjernefeltbakgrunn. For planeten malte jeg ringer rundt hullet, og limte en firkant av plexiglass malt med rødt og gult på undersiden av panelet.

Jeg brukte en Dremel for å lage "S" -formen. "S" er skåret inn i brettet omtrent halvveis. I hver ende av "S" boret jeg et hull hele veien gjennom slik at lysrøret kunne gå ned i boksen. En LED i hver ende sender lys inn i lysrøret. Jeg putter litt lim i sporet, og monterer (fastklemte) lysrøret i sporet med endene som går ned gjennom hullene i hver ende. Dette er slik at lysdioder kan festes til hver ende av lysrøret, slik at lyset kan bevege seg gjennom det og lyse det opp.

Når boksbitene dine er ført og panelene er malt og boret, setter du panelene i de øverste og nederste sporene, klemmer og limer sammen. For et mer dekorativt utseende, kan du legge til skruer dekket med plugger som jeg skal forklare i neste avsnitt!

Trinn 2: Skruer og plugger

Lim er sannsynligvis nok til å holde esken sammen, men jeg la til skruer på hver ledd bare for å være sikker. Men for å få det til å se mer interessant ut, dekket jeg til skruene med små plugger kuttet av valnøtt.

Den mørke valnøtten kontrasterer fint med kirsebæret, og tildekking av skruene gir den et fint, ferdig utseende.

Prosessen er ganske enkel, men du trenger en spesiell borekrone som kalles en pluggkutter. Jeg brukte et valnøttstykke og kuttet 3/8 plugger. Merk: Du må bore helt gjennom skrapstykket for å få pluggen ut.

Etter å ha boret pilothull for skruene i esken, boret jeg ned en liten mengde med en 3/8 "bit, for å få plass til pluggene. Så skrudde jeg inn skruene slik at de var i flukt med bunnen av den større 3 /8 "hull. Deretter klemte jeg litt lim inn i hullet, plasserte pluggen i hullet og banket den inn med en hammer. Merk: Du trenger ikke å trykke den helt inn! Bare slik at den sitter i hullet og kommer i kontakt med limet. Jeg tørket av overflødig lim og lot det sitte i noen timer. Det neste trinnet er å trimme ned pluggene for å være i flukt med overflaten. Jeg brukte et visittkort og skar et hull i det slik at det passet godt over den delen av pluggen som stakk ut. Dette er så når du så av enden, river du ikke opp boksen. Jeg kuttet pluggen slik at den var omtrent 1/16 tommer stolt av overflaten. Så pusset jeg den ned til den var flush. Det ene skruehodet brøt av fordi jeg boret det for sakte, men jeg brukte en Dremel til å male det ned, og klarte fremdeles å dekke det til med pluggen. En annen god grunn til å bruke plugger - dekker til skruer. Ha! Skjønner? Fordi, skruen … oh never mind.

Trinn 3: Elektronikk

Bortsett fra skattekassens evne til å holde skatter, ønsket jeg at den også skulle ha et morsomt, interaktivt element. Som jeg nevnte før, bestemte jeg meg for at jeg ville ha følgende elementer på frontpanelet

• 3 opplysningsknapper for å aktivere lysdioder, med et morsomt romtema
• 2 potensiometre for å kontrollere lysstyrken til 2 lysdioder på hver side av et lysrør (omtrent som en fiberoptisk kabel)
• en av/på -bryter
• et 30 -segment LED -søylediagram med en annen gryte for å kontrollere lysene på den
• en 5V analog panelmåler for å se hvordan det å slå bryterne på og av påvirker spenningsnivået

Elektronikkdelen av dette prosjektet er ganske enkel, men det er en fangst. Det røde kretskortet på bildene er et Sparkfun LED -stolpediagram (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936) som de ikke lager mer. Men - gode nyheter! Jeg beskriver i en annen instruerbar måte hvordan jeg løste dette problemet ved å laste ned Eagle-filer og få disse open source-kortene produsert for meg.

Søylediagramkortet (hvis du bestemmer deg for å bruke det) krever en god del montering siden settet ikke lenger er tilgjengelig, men det er ikke så komplisert, og det er rikelig med dokumentasjon her. I dette prosjektet får en LED til å bevege seg opp og ned på søylediagrammet ved å dreie potensiometeret. Hvis du skrur den opp hele veien, blir det et kult, bevegelig mønster over stolpediagrammet.

Et annet pensjonert produkt er lysrøret (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), men det kan også byttes ut med noe annet: fleksible lysdioder, EL -ledning, silikonstrimler osv.

For dette prosjektet brukte jeg Adafruit Metro -brettet, som er en Arduino Uno -klon, uten hoder festet, slik at jeg kunne lodde ledningene direkte til brettet.

Jeg brukte også et protoboard for å dirigere 5V strøm og jord til de forskjellige lysdiodene, siden Arduino bare har to 5V utganger og to bakkepinner.

Lysdioder, brytere og gryter

Saturn LED og stjerne LED slås av og på med belyste brytere, så ledningene er ganske enkle: 5V må passere bryteren til LEDs positive ben, deretter tilbake til bakken via det negative benet til LED. For å få bryterne selv til å lyse, må du gjøre litt fancy ledninger, men det er ikke så vanskelig. (Se diagram)

Romskipsmotorens LED er koblet til en PWM -pinne på Arduino siden jeg ønsket at den skulle kunne "pulsere". Så den nedre røde belyste bryteren, når den trykkes, ber Arduino pulsere LED -en slik at den ser ut som en rakettmotor som blusser (liksom).

Jeg brukte litt modellmaling for å lage et rødlig skymønster på plexiglasset bak hullet for Saturn. Lysdioden lyser ganske svakt, men det ser kult ut om natten. Når du åpner boksen med Saturn slått på, er den hvite LED -en ganske lys og lyser ned i boksen, slik at du kan finne ting om natten. Hver LED har en 220 ohm motstand festet på den ene siden, slik at de ikke brenner ut.

Lysdiodene i hver ende av lysrøret styres av potensiometre (potter) som gjør dem lysere eller svakere. Den ene er blå og den andre er gul. Når du lyser lysdiodene, går lyset lenger opp i røret til fargene møtes i midten. Det var i det minste tanken. Jeg gjorde ikke en god jobb med å pakke lysdiodene inn i rørendene, så mye lys slipper ut og de ble ikke veldig lyse. Disse lysdiodene må også gå på PWM -pinner slik at lysstyrken kan justeres.

Potensiometre er koblet til med den ene siden til 5V, den ene siden til bakken og midten til en pinne på Arduino, i dette tilfellet pinnene A1 og A5. Den andre gryten styrer lysene på LED -stolpediagrammet, og festes til pinne A2.

Strømbryteren er bare en bryter mellom batteripakken og Arduino. Jeg brukte en 9V batteriholder med en fatkontaktadapter. Skill ledningene som kommer av holderen, og kutt en. (Spiller ingen rolle hvilken) Strip de avskårne endene og loddetinnet til kontaktene på bryteren. Koble deretter fatkontakten til Arduino. Bomme, ferdig.

LED -stolpediagrammet bruker skiftregistre, så det krever bare 3 pinner, pluss strøm og jord.

Her er den siste pinout:

• A1 potensiometer 1 (for styring av den nedre "S" LED)
• A2 pot 2 (for stolpediagramkontrollene)
• A5 pot 3 (styrer LED -en på toppen av "S")
• D3 ut til LED for pulserende rakettmotor
• D6 toppen av "S" LED
• D8 Inngang fra rakettmotorbryter
• D9 nederst på "S" LED

5-volts panelmåler

Panelmåleren * slags * fungerer som en batterimåler. Den har to ledninger på baksiden, den ene er koblet til 5V -pinnen fra Arduino (på protoboardet) og den andre går til bakken. Måleren går bare opp til 5 volt og batteriet er 9V, så hvis batteriet er fullt eller fullt, blir måleren festet til høyre. Men når batteriet er tømt litt, blir det mer interessant fordi nålen beveger seg når du slår på flere lys og mer spenning er brukt opp. Det er sannsynligvis en mer smart måte å koble dette til, men dette var det jeg gjorde!

Arduino -koden

Hele Arduino -koden er vedlagt her. Det er ikke pent, men det gjør jobben!

Trinn 4: Etterbehandling

Etter at elektronikken er installert og fungerer, er det på tide å fullføre prosjektet. Du trenger fortsatt å:

• linje den øvre kanten (der lokket møter esken) med en selvklebende filtlist
• Monter hengslene bak
• Monter låsen foran
• olje eller lakk treverket
• Fest et håndtak om ønskelig

Jeg elsket følelsen av det uferdige treverket, men jeg visste at jeg måtte beskytte det mot søl og riper og slikt. Så jeg gikk med Watco Wipe-On Poly, som forsegler treverket, men gir det et fint naturlig, oljet utseende. Tre strøk gjorde jobben, og det får de små valnøttpluggene til å poppe virkelig mot det varme kirsebærvedet.

Jeg la også til 4 filtføtter på de nedre hjørnene av esken, slik at den lett kunne gli under sengen og ikke bli riper opp.

Og det er det. En tilpasset skattekasse med en elektronisk vri som barna vil elske for alltid! Jeg håper du likte denne (veldig lange) instruerbare. Gi meg beskjed i kommentarene hvis noe ikke er klart. Takk for at du leste!