Hộp kho báu thắp sáng: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Đây là một dự án mà tôi thực hiện cho cậu con trai 4 tuổi của mình, nó đã yêu cầu một chiếc hộp đặc biệt để giữ và lưu trữ những con khủng long nhỏ, truyện tranh, vỏ sò và các mảnh gỗ và giấy ngẫu nhiên, còn gọi là "kho báu". Về cơ bản, nó là một hộp gỗ đơn giản có nắp bản lề, được làm bằng gỗ anh đào và ván sợi mật độ trung bình (MDF). Nhưng tất nhiên tôi không thể cưỡng lại việc thêm Arduino và một loạt đèn và công tắc nữa!

Tất cả các bộ phận điện tử (được cấp nguồn bằng pin 9V) đều ở trên và bên trong nắp, vì vậy bé có thể nghịch đèn và núm vặn và sử dụng đáy hộp để cất giữ các vật báu. Nắp có các tính năng:

• Hình chữ "S" làm bằng ống sáng, có đèn LED ở hai đầu, được nối dây với chiết áp để điều khiển độ sáng
• 3 công tắc chiếu sáng điều khiển 3 đèn LED khác nhau trên bảng: cho ngôi sao, động cơ tên lửa và hành tinh
• Bảng đồng hồ analog 5 volt
• Biểu đồ thanh LED Sparkfun (đáng buồn là đã ngừng sản xuất), cũng được điều khiển bởi một cái nồi
• BẬT / TẮT chuyển đổi
• Những ngôi sao, hành tinh và con tàu được vẽ vui nhộn

Các thiết bị điện tử được điều khiển bằng Adafruit Metro (tương đương với Arduino Uno), nằm dưới nắp và được chứa đằng sau một tấm acrylic trong suốt được vặn xuống để không có dây nào bị kéo ra. (Tôi đã để lại một khoảng trống nhỏ để tiếp cận ngăn chứa pin.)

Hộp gỗ có bản lề bằng đồng, móc cài và tay nắm ngăn kéo cá cổ điển tuyệt vời của những năm 1960 từ Mexico mà bố tôi đã tặng cho tôi. Hộp gỗ được đặt lại với nhau theo phương pháp "khớp nối đối đầu", nhưng tôi đã làm thêm một chút chế biến gỗ và che các vít bằng phích cắm gỗ làm từ quả óc chó, tương phản độc đáo với quả anh đào.

Quân nhu:

• Hai tấm MDF dày 12 "-square, 1/4"
• Ván Cherry, tôi đã sử dụng sáu tấm 3/4 "x 4-1 / 2", cắt thành 12 "mỗi cạnh. Bốn trong số này là các cạnh của hộp và hai tấm còn lại tôi cắt đôi theo chiều dọc để làm các cạnh của cái nắp
• Miếng gỗ óc chó nhỏ để cắm các vít nắp
• Tấm plexiglas
• Adafruit Metro hoặc bảng Arduino Uno loại khác
• Protoboard / perfboard (cho bus nguồn)
• Dây điện
• Bốn đèn LED 5mm
• Ba chiết áp tuyến tính 10k-ohm có nút bấm
• BẬT / TẮT chuyển đổi
• bảng đồng hồ analog
• Sơn
• dụng cụ: máy khoan, mũi khoan, tuốc nơ vít, mỏ hàn, cưa, cưa lỗ, bộ định tuyến

Bước 1: Bước 1: Làm hộp

Tôi đã mua một tấm ván dài 10 foot bằng gỗ anh đào từ một cửa hàng gỗ địa phương. Tôi không có máy cưa bàn nên tôi đã nhờ anh chàng ở đó cắt cho tôi sáu đoạn 12 ", 4 đoạn bên và 2 đoạn trên cùng. Tôi đã mượn một chiếc cưa của người hàng xóm để cắt 2 đoạn trên cùng theo chiều dài, vì vậy nắp hộp rộng khoảng một nửa so với hộp chính (trừ chiều rộng của lưỡi cưa). Tấm ván rộng 4-1 / 2 "và nắp khoảng 2-1 / 8".

Đối với mặt trên của nắp và đáy của hộp, tôi sử dụng 2 miếng MDF 1/4 "tôi đã nằm xung quanh, cắt thành hình vuông 12", Con trai tôi chọn ra một màu nước đẹp để sơn đáy và mặt trong của hàng đầu (anh ấy đã giúp). Tôi muốn có phần trên và dưới của hộp lõm xuống một chút (thay vì vặn nó ngay trên đầu và dưới cùng). Vì vậy, tôi đã sử dụng bộ định tuyến cổ xưa của mình và một hướng dẫn cạnh thẳng rất phức tạp để định tuyến một rãnh sâu 1/4 "từ mép ngoài của mỗi mảnh đến khoảng 3/8" từ đầu kia.

Đảm bảo rằng bạn không đi qua tất cả các đường với bộ định tuyến, nếu không vết cắt sẽ hiển thị từ bên ngoài hộp. Hệ thống của tôi thật tồi tệ VÀ bộ định tuyến đã chết ở phần cuối cùng, nửa chừng!

Tôi đã sử dụng điều này như một cái cớ để có được một bảng bộ định tuyến và bộ định tuyến mới từ The Home Depot để hoàn thành công việc, điều này làm cho nó dễ dàng hơn nhiều.

Lời khuyên:

Nhận một bảng bộ định tuyến. Các vết cắt sạch hơn và dễ dàng hơn nhiều so với việc tạo một đường dẫn thẳng bằng nhiều mảnh gỗ vụn. Thêm vào đó, bạn đang tạo ra một cái gì đó mới, bạn cần một công cụ mới. Đó là một quy luật!

Đánh dấu các phần trước khi định tuyến: Nghĩa là, làm rõ ràng bên nào của tuyến đường đi đến cuối và bên nào nên dừng trước khi kết thúc. (xem ảnh)

Hãy suy nghĩ về hình thức của hộp. Đối với dự án này, tôi đã thực hiện một mối nối đối đầu đơn giản, nơi các đầu của gỗ được gắn vào mà không cần bất kỳ mối nối hay bất kỳ thứ gì. Tôi muốn có các khớp nắp đối diện với khớp hộp, để khi đóng lại, bạn có thể nhìn thấy phần hạt trên miếng hộp ở một bên, nhưng nắp lại được xếp theo cách ngược lại. Tất nhiên bạn có thể trở nên đẹp hơn với các khớp khác nhau.

Cung cấp thêm một chút không gian trên các rãnh đã định tuyến. Lộ trình 1/4 "cho 1/4" MDF là một sự phù hợp khá chặt chẽ. Nếu có thể, hãy làm cho nó rộng hơn một chút (đi qua bộ định tuyến lần thứ hai với một điều chỉnh nhỏ) để có một chút không gian cho các mảnh gỗ giãn ra và co lại, nếu không phần trên sẽ có xu hướng bị cong vênh. Nói đến phần trên, hãy vạch ra những thành phần bạn muốn có và cắt lỗ cho phù hợp. Đối với tôi, tôi đã làm:

• ba lỗ cho công tắc, (5/8 ")
• ba cho chiết áp, (1/4 ")
• một cho vôn kế, (sử dụng cưa lỗ 1-1 / 2 ")
• một cho sao Thổ (được bao phủ bởi một mảnh thủy tinh sơn bên trong), (cũng là cưa lỗ 1-1 / 2 ")
• một cho đèn LED hình sao, (1/4 ")
• hai lỗ để lắp ống đèn 5mm vào, trên mỗi đầu của chữ "S" (1/4 ")
• và cuối cùng là một lỗ hình chữ nhật dài cho biểu đồ thanh LED, được cắt bằng bộ định tuyến. (7/16 "x 3")

(xem hình để biết bố cục)

Tôi muốn có một chủ đề không gian nên tôi đã sơn đen bảng điều khiển trên cùng, vẽ một ngôi sao, một con tàu, và tô một ít sơn trắng trên nền trường sao. Đối với hành tinh, tôi vẽ các vòng tròn xung quanh lỗ, và dán một hình vuông bằng thủy tinh màu đỏ và vàng ở mặt dưới của bảng điều khiển.

Tôi đã sử dụng một Dremel để tạo hình chữ "S". Chữ "S" được khắc vào bảng khoảng nửa chừng. Ở mỗi đầu của chữ "S", tôi khoan một lỗ xuyên suốt để ống đèn có thể đi xuống hộp. Một đèn LED ở mỗi đầu truyền ánh sáng vào ống đèn. Tôi cho một ít keo vào rãnh, và lắp (bị kẹt) ống đèn vào rãnh với các đầu đi xuống qua các lỗ ở mỗi đầu. Điều này để đèn LED có thể được gắn vào mỗi đầu của ống đèn, để cho phép ánh sáng đi qua nó và làm sáng nó.

Sau khi các miếng hộp của bạn được định tuyến và các tấm được sơn và khoan, hãy chèn các tấm vào các rãnh trên cùng và dưới cùng, kẹp và dán keo lại với nhau. Để có một cái nhìn trang trí hơn, bạn có thể thêm các vít được bọc bằng phích cắm mà tôi sẽ giải thích trong phần tiếp theo!

Bước 2: Vít và phích cắm

Keo có lẽ là đủ để giữ hộp với nhau, nhưng tôi đã thêm vít trên mỗi khớp chỉ để chắc chắn. Nhưng để làm cho nó trông thú vị hơn, tôi đã che các ốc vít bằng các phích cắm nhỏ được cắt từ quả óc chó.

Quả óc chó sẫm màu tương phản độc đáo với quả anh đào, và việc phủ lên các ốc vít mang lại cho nó một cái nhìn hoàn thiện đẹp mắt.

Quá trình này khá đơn giản, nhưng bạn cần một mũi khoan đặc biệt được gọi là máy cắt phích cắm. Tôi đã sử dụng một mảnh vụn của quả óc chó và cắt phích cắm 3/8 . Lưu ý: Bạn cần phải khoan tất cả các đoạn qua mảnh vụn để lấy phích cắm ra.

Sau khi khoan các lỗ thí điểm cho các vít trong hộp, tôi khoan một lượng nhỏ với lỗ 3/8 ", để tạo khoảng trống cho các phích cắm. Sau đó, tôi vặn các vít vào để chúng bằng phẳng với đáy của 3 lớn hơn. / 8 "lỗ. Tiếp theo, tôi bóp một ít keo vào lỗ, đặt phích cắm vào lỗ và dùng búa gõ vào. Lưu ý: Bạn không cần phải nhấn vào nó! Chỉ để nó được đặt trong lỗ và tiếp xúc với keo. Tôi lau sạch phần keo thừa và để yên trong vài giờ. Bước tiếp theo là cắt bớt các phích cắm bằng phẳng với bề mặt. Tôi đã sử dụng một tấm danh thiếp và khoét một lỗ trên đó để nó vừa khít với phần phích cắm bị chìa ra ngoài. Điều này để khi bạn cưa phần cuối, bạn không làm rách phần gỗ của hộp. Tôi cắt phích cắm để lại nó khoảng 1/16 inch tự hào về bề mặt. Sau đó, tôi chà nhám nó xuống cho đến khi nó tuôn ra. Một đầu vít bị gãy do tôi khoan quá chậm, nhưng tôi đã sử dụng Dremel để mài nó xuống và vẫn có thể đậy nó bằng phích cắm. Một lý do tốt khác để sử dụng phích cắm - che đậy các vít. Ha! Hiểu rồi? Bởi vì, cái đinh vít… oh, đừng bận tâm.

Bước 3: Điện tử

Ngoài khả năng chứa kho báu của chiếc hộp, tôi cũng muốn nó có một yếu tố vui nhộn, tương tác. Như tôi đã đề cập trước đây, tôi quyết định sẽ có các yếu tố sau trên bảng điều khiển phía trước

• 3 nút bật sáng để kích hoạt đèn LED, với chủ đề không gian vui nhộn
• 2 chiết áp để điều khiển độ sáng của 2 LEDS ở hai bên ống đèn (giống như cáp quang)
• một công tắc bật / tắt
• biểu đồ thanh LED 30 đoạn với một cái chậu khác để điều khiển đèn trên đó
• đồng hồ bảng điều khiển tương tự 5V để xem việc bật và tắt công tắc ảnh hưởng đến mức điện áp như thế nào

Phần điện tử của dự án này khá đơn giản, nhưng có một điểm bắt buộc. Bảng mạch màu đỏ trong các bức ảnh là bảng phân tích đồ thị thanh LED Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), họ không sản xuất thêm nữa. Nhưng - tin tốt! Tôi mô tả trong một Tài liệu hướng dẫn khác về cách tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách tải xuống các tệp Eagle và sản xuất các bảng mã nguồn mở này cho tôi.

Bảng Bar Graph (nếu bạn quyết định sử dụng nó) yêu cầu một chút lắp ráp hợp lý vì bộ này không còn khả dụng nữa, nhưng nó không phức tạp như vậy và có rất nhiều tài liệu ở đây. Trong dự án này, việc xoay chiết áp làm cho các đèn LED đơn di chuyển lên và xuống trên biểu đồ thanh. Nếu bạn xoay nó lên hết cỡ, nó sẽ tạo ra một mô hình chuyển động thú vị trên biểu đồ thanh.

Một sản phẩm đã nghỉ hưu khác là ống đèn (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), nhưng nó cũng có thể được thay thế bằng một thứ khác: đèn LED dẻo, dây EL, dải đèn silicone, v.v.

Đối với dự án này, tôi đã sử dụng bảng Adafruit Metro, đây là một bản sao Arduino Uno, không có tiêu đề đi kèm, vì vậy tôi có thể hàn dây trực tiếp vào bảng.

Tôi cũng sử dụng một bảng mạch để định tuyến nguồn 5V và nối đất đến các đèn LED khác nhau, vì Arduino chỉ có hai đầu ra 5V và hai chân nối đất.

Đèn LED, công tắc và chậu

Đèn LED Saturn và đèn LED ngôi sao được bật và tắt bằng công tắc chiếu sáng, do đó, việc đấu dây khá đơn giản: 5V cần đi qua công tắc đến chân dương của đèn LED, sau đó nối đất trở lại qua chân âm của đèn LED. Để các công tắc tự phát sáng, bạn cần đi dây cầu kỳ một chút nhưng cũng không quá khó. (Xem sơ đồ)

Đèn LED của động cơ tàu vũ trụ được kết nối với chân PWM trên Arduino vì tôi muốn nó có thể "phát xung". Vì vậy, công tắc được chiếu sáng màu đỏ phía dưới, khi được nhấn, sẽ yêu cầu Arduino phát xung đèn LED để nó trông giống như một động cơ tên lửa đang bùng lên (đại loại là).

Tôi đã sử dụng một số sơn mô hình để tạo ra một mô hình đám mây màu đỏ trên tấm kính thủy tinh phía sau lỗ cho Sao Thổ. Đèn LED chiếu qua khá mờ, nhưng nó trông rất tuyệt vào ban đêm. Ngoài ra, khi bạn mở hộp với Saturn được bật, đèn LED màu trắng khá sáng và chiếu xuống hộp, vì vậy bạn có thể tìm thấy mọi thứ vào ban đêm. Mỗi đèn LED có một điện trở 220 ohm được gắn ở một bên để chúng không bị cháy.

Các đèn LED ở hai đầu của ống đèn được điều khiển bằng chiết áp (chậu) giúp chúng sáng hơn hoặc mờ hơn. Một màu xanh lam và một màu vàng. Khi bạn làm sáng đèn LED, ánh sáng sẽ truyền đi xa hơn trong đường ống cho đến khi các màu gặp nhau ở giữa. Ít nhất đó là ý tưởng. Tôi đã không làm tốt việc quấn các đèn LED ở các đầu ống, vì vậy rất nhiều ánh sáng thoát ra và chúng không được sáng cho lắm. Các đèn LED này cũng cần phải đi trên các chân PWM để có thể điều chỉnh độ sáng.

Chiết áp được nối dây với một bên là 5V, một bên nối đất và giữa là chân cắm trên Arduino, trong trường hợp này là chân A1 và A5. Nồi còn lại điều khiển đèn trên đồ thị thanh LED, và gắn vào chân A2.

Công tắc nguồn chỉ là công tắc chuyển đổi giữa bộ pin và Arduino. Tôi đã sử dụng giá đỡ pin 9V với bộ chuyển đổi giắc cắm thùng. Tách các dây ra khỏi ngăn chứa và cắt một dây. (Không thành vấn đề) Tách các đầu đã cắt và hàn vào các đầu nối trên công tắc. Sau đó cắm giắc thùng vào Arduino. Bùm, xong rồi.

Biểu đồ thanh LED sử dụng thanh ghi dịch chuyển, vì vậy nó chỉ yêu cầu 3 chân, cộng với nguồn và đất.

Đây là sơ đồ cuối cùng:

• Chiết áp A1 1 (để điều khiển đèn LED "S" phía dưới)
• A2 pot 2 (cho các điều khiển biểu đồ thanh)
• A5 nồi 3 (điều khiển đèn LED ở phía trên cùng của chữ "S")
• D3 ra LED cho động cơ tên lửa phát xung
• D6 trên cùng của đèn LED "S"
• D8 Đầu vào từ công tắc động cơ tên lửa
• D9 dưới cùng của đèn LED "S"

Bảng đồng hồ 5 Vôn

Đồng hồ bảng * loại * gấp đôi đồng hồ đo pin. Nó có hai dây dẫn ở mặt sau, một dây được kết nối với chân 5V từ Arduino (trên protoboard) và dây còn lại nối đất. Đồng hồ chỉ lên đến 5 vôn và pin là 9V vì vậy nếu pin đầy hoặc đầy đồng hồ sẽ được ghim sang bên phải. Tuy nhiên, khi pin cạn một chút, nó sẽ trở nên thú vị hơn vì kim di chuyển khi bạn bật nhiều đèn hơn và nhiều điện áp hơn được sử dụng hết. Có lẽ có một cách thông minh hơn để kết nối điều này nhưng đây là những gì tôi đã làm!

Mã Arduino

Mã Arduino đầy đủ được đính kèm tại đây. Nó không đẹp nhưng nó làm được việc!

Bước 4: Hoàn thiện các lần chạm

Sau khi các thiết bị điện tử được lắp đặt và hoạt động, đã đến lúc kết thúc dự án. Bạn vẫn cần:

• lót mép trên (nơi nắp tiếp xúc với hộp) bằng một dải nỉ dính
• Cài đặt bản lề ở phía sau
• Cài đặt chốt ở phía trước
• dầu hoặc vecni gỗ
• Đính kèm một tay cầm nếu muốn

Tôi yêu cảm giác của tấm gỗ chưa hoàn thiện, nhưng tôi biết rằng tôi cần phải bảo vệ nó khỏi bị đổ và trầy xước và những thứ như vậy. Vì vậy, tôi đã sử dụng Watco Wipe-On Poly, loại keo này làm kín gỗ nhưng mang lại vẻ tự nhiên, đẹp tự nhiên cho gỗ. Ba lớp phủ đã thực hiện công việc, và nó làm cho các phích cắm quả óc chó nhỏ thực sự nổi bật trên nền gỗ anh đào ấm áp.

Tôi cũng làm thêm 4 chân nỉ ở các góc dưới cùng của hộp, vì vậy nó sẽ trượt dễ dàng từ gầm giường và không bị trầy xước.

Và nó đây. Một hộp kho báu tùy chỉnh với một vòng xoắn điện tử mà bọn trẻ sẽ yêu thích mãi mãi! Tôi hy vọng bạn thích điều này (thực sự dài) Có thể giảng dạy. Hãy cho tôi biết trong phần bình luận nếu có gì không rõ ràng. Cảm ơn vì đã đọc!