Hộp điều khiển nhiệm vụ V3.0: 4 bước

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

Chào mọi người!

Đây là phiên bản cập nhật của Hộp điều khiển sứ mệnh ban đầu của tôi. Phiên bản này có cùng ý tưởng cơ bản: đèn, công tắc, đồng hồ đếm ngược và biểu đồ thanh LED vui nhộn "đồng hồ đo điện", tất cả đều có chủ đề Tàu con thoi. Sự khác biệt chính với phiên bản này là không có âm thanh, không có nắp hộp và không có ảnh trong suốt của tàu con thoi. Tuy nhiên, nó vẫn được đóng gói với một số tính năng thú vị. Vì vậy, chúng ta hãy kiểm tra nó ra!

Đây là những gì bạn sẽ cần để xây dựng nó.

Vật liệu:

• MDF cho hộp: miếng 1/2 "và 1/4"

  Tôi đã sử dụng các tấm 9x12 này cho các tấm 1/4 "trên và dưới:

• Phun sơn (màu bạn chọn cho các mặt bên và miếng đáy)
• Sơn phun màu bạc kim loại (hoặc màu sáng khác cho bảng điều khiển trên cùng)
• Keo dán acrylic trong suốt dạng phun
• Keo dán gỗ
• Súng bắn keo nóng
• # 8 Vít, 1/2 "và 1"
• M2.5 bu lông và đai ốc 16mm kích thước
• Tấm trong suốt của máy in phun dính (8,5x11)
• Lexan / plexiglas

Thiết bị điện tử:

• Bộ đổi nguồn 9V DC
• Đầu nối giắc cắm gắn bảng điều khiển

Các loại công tắc. Đây là những cái tôi đã sử dụng:

• (1) Công tắc bật tắt kim loại
• (2) Công tắc của rocker sáng

  Lưu ý: Tôi đã sử dụng những thứ này, nhưng phải sửa đổi chúng để hoạt động với Arduino, hãy đọc để biết các lỗi!)

• (1) Công tắc được chiếu sáng có nắp:
• (2) Các nút chốt được chiếu sáng:
• (1) Nút bấm tạm thời:
• (1) Nút Arcade:

Những thứ khác

• Màn hình hiển thị bốn chữ và số với ba lô:
• Chiết áp tuyến tính 10K Ohm + núm
• Arduino Uno (Tôi đã sử dụng Adafruit Metro):
• Bảng phân tích vạch kẻ vạch Sparkfun:

  (Có, nó không còn nữa, nhưng hãy đọc để tìm hiểu cách mang nó trở lại từ bên ngoài!)

• Protoboard, hoặc breadboard nhỏ có thể hàn cho bus nguồn
• Dây điện
• Hàn sắt với thuốc hàn (rõ ràng)
• Đèn LED 5mm
• Điện trở 220 Ohm

Bước 1: Cắt, Định tuyến và Sơn

Hộp có kích thước 12 "Lx9" Wx4 "H (3" H ở phía trước) Dấu chân dưới cùng của hộp là 9x12 ", kích thước của một trong những tấm MDF trước 1/4" mà tôi đã đặt hàng từ Amazon. Nếu bạn đang rất chính xác, bạn có thể muốn cắt hoặc mài bớt mặt 12 "của bảng điều khiển phía dưới, vì mặt trên có góc một chút. (Tôi đã không làm điều này) Các mặt được làm từ 1/2" MDF, tấm trên và dưới là tấm MDF 1/4 ".

• Mảnh sau (1/2 "MDF): 4" x12"
• Mảnh trước: (1/2 "MDF) 3" x12"
• Các miếng bên có góc là (1/2 "MDF) 4" giảm xuống 3 "cao 8" dài.
• Đáy: (1/4 "MDF) 9" x12"
• Bảng điều khiển trên cùng (1/4 "MDF) được cắt thành 9x11,5"

Sử dụng bộ định tuyến để cắt rãnh rộng 1/4 ", sâu 1/4" khoảng 1/2 "xuống từ mép trên (dốc) của các miếng bên. Đảm bảo cắt rãnh ở * bên trong * của cả hai bên miếng.

Tôi sơn tất cả các mảnh màu cam sáng, ngoại trừ tấm trên cùng mà tôi sơn bằng sơn phun màu bạc kim loại.

Sau một vài lớp sơn màu bạc, (chà nhám nhẹ giữa các lớp sơn), tôi đặt tấm kết dính trong suốt với tất cả các hình ảnh và nhãn trên đó. Hãy cẩn thận đặt nó xuống để tránh bất kỳ bong bóng nào dưới tấm.

Tôi đã sử dụng Word để tạo bố cục, nhưng bạn cũng có thể sử dụng Illustrator hoặc chương trình đồ họa khác. Tôi đã in tờ giấy trên máy in phun của mình, vì vậy tôi cần phủ nhãn dán bằng bình xịt niêm phong để mực không chảy nếu có nước đổ vào. Tôi nghĩ rằng tôi đã xịt khoảng 4-5 lớp sơn lót Krylon lên nó và nó giúp nó có khả năng chống nước khá tốt (cũng có khả năng chống tia cực tím tùy thuộc vào loại xịt bạn sử dụng).

Đặt tất cả lại với nhau để xem mọi thứ có phù hợp và thẳng hàng không!

Bước 2: Cắt lỗ trong bảng điều khiển trên cùng

Tôi đã in một số hình chữ thập trên tờ giấy dính để giúp dễ dàng căn giữa các lỗ khoan cho các công tắc. Bắt đầu bằng cách cắt một chữ X trên tấm kết dính để nó không bị các mũi khoan nhai quá nhiều. Sử dụng một chút nhỏ để đặt nó ngay chính giữa, sau đó tăng kích thước cho đúng lỗ mở. Các kích thước dưới đây là gần nhưng không chính xác. Tôi vẫn phải sử dụng tệp tròn để mở vừa phải cho một số người trong số họ (vì tôi không có bộ số liệu). Mũi khoan được sử dụng:

• Chuyển đổi công tắc: 1/2"
• Nút nhấn LED: 5/8"
• Chiết áp: 1/4"
• LED: 1/4"
• Nút arcade: 1-1 / 8"
• Cũng cần: Giắc cắm DC (ở miếng sau): 7/16"

Đối với các lỗ mở dài hơn cần thiết cho biểu đồ thanh LED và màn hình Quad alpha, tôi đã khoan một loạt lỗ liên tiếp, nhưng sau đó sử dụng bảng bộ định tuyến để cắt bớt phần còn lại. Điều đó đã cho tôi một vết cắt thẳng đẹp. Các công tắc rocker cũng cần một vết cắt dài hơn, vì vậy tôi bắt đầu nó với một lỗ và sau đó định hướng nó đến đúng kích thước. Nếu bạn tốt với một Dremel, bạn cũng có thể làm theo cách đó nhưng nó sẽ không sạch sẽ.

• Mở biểu đồ thanh: 7/16 "x 3"
• Màn hình bốn alpha: 7/8 "x2"
• Công tắc rocker: 1 "x3 / 8"

Sau tất cả những điều đó, tôi dán bảng điều khiển trên cùng vào các rãnh đã định tuyến, nhưng bây giờ vẫn để lại các cạnh bên và dưới cùng, vì vậy tôi có thể vào phần điện tử của dự án.

Bước 3: Điện tử

Bây giờ các lỗ đã được khoan và các lỗ được định tuyến, bạn có thể đặt các công tắc và gắn bảng mạch vào bảng điều khiển. Tôi đã sử dụng rất nhiều dây nhảy, nhưng cũng cần hàn dây vào một số công tắc và chiết áp. Tôi bao gồm một số bản vẽ ở đây về cách đấu dây các công tắc khác nhau.

Các công tắc khác nhau làm những việc khác nhau, vì vậy cần phải được nối dây khác nhau:

• Access Arm Retraction & Hydrogen Burnoff là các nút bấm đang chốt sẽ sáng khi được ấn.
• Bộ nguồn phụ là một công tắc bật đèn LED
• Khởi động động cơ chính là một công tắc điều khiển sáng lên khi bật
• Booster Ignition là một công tắc bật sáng khi lật.
• Auto Sequence Start là một công tắc tạm thời không sáng lên nhưng kích hoạt màn hình Quad Alp vàumeric
• LAUNCH là một nút Arcade (công tắc tạm thời) bắt đầu đếm ngược

Sau khi cố định màn hình Quad Alpha vào dưới cùng của bảng điều khiển bằng những con vít rất nhỏ, tôi cũng đã thêm một miếng thủy tinh nhỏ lên lỗ mở ở mặt trên của bảng điều khiển và gắn nó bằng bu lông M2.5. Đối với bảng đồ thị dạng thanh LED, tôi đã vặn các lỗ xuyên qua mặt trước của bảng để khớp với các lỗ gắn trên bảng. Vì vậy, nó thực sự được gắn với bu lông M2.5 thông qua đầu bảng điều khiển và một mảnh thủy tinh khác được cắt theo kích thước.

Bạn không cần phải thực hiện việc tháo lắp các linh kiện, nhưng tôi nghĩ rằng nó sẽ giúp ngăn những bàn tay tò mò / ồn ào đẩy lên các thành phần và khiến chúng bị tách ra. (Rút kinh nghiệm!)

Adafruit có rất nhiều tài liệu về cách kết nối màn hình, vì vậy nếu bạn sử dụng bảng đó, hãy chắc chắn xem hướng dẫn của họ về nó. Đối với màn hình Quad alpha và biểu đồ thanh LED, tôi đã hàn các tiêu đề vào để kết nối dễ dàng hơn. Tôi cũng dán nóng tất cả các tiêu đề khi tất cả chúng đã ở đúng vị trí.

Lưu ý: Tôi đã sử dụng epoxy để gắn chiết áp vào dưới cùng của bảng điều khiển, vì trên Hộp điều khiển sứ mệnh ban đầu, nồi sẽ lỏng nếu nó bị xoay quá xa hoặc quá mạnh. Một bài học kinh nghiệm khác!

Bảng mạch ngừng hoạt động? Hả

Biểu đồ thanh LED là một bộ phụ kiện được bán bởi Sparkfun, nhưng đã ngừng sản xuất. Tuy nhiên, họ là một công ty tuyệt vời và cung cấp các tệp thiết kế cho bất kỳ ai tải xuống và sử dụng. Vì vậy, tôi đã vận động trí óc của mình và học cách sử dụng phần mềm Eagle để chuyển đổi các tập tin sang định dạng Gerber, để chúng có thể được sản xuất bởi một nhà máy sản xuất bảng mạch. Tôi đã tìm thấy một nơi trực tuyến hứa hẹn sẽ quay vòng nhanh chóng và đã đặt hàng 10 bảng. Chúng rẻ như bèo (chưa đến 1 đô la một tấm) và họ đến qua DHL (phí vận chuyển là 25 đô la) đến nhà tôi ở Maine từ nhà máy ở Thâm Quyến, Trung Quốc, trong vòng chưa đầy một tuần. Nó thật không thể tin được.

Lưu ý: Trước tiên, tôi đã xem xét một số nhà sản xuất Hoa Kỳ, nhưng thời gian quay vòng lâu hơn nhiều và họ đắt hơn nên tôi đã đến Trung Quốc vì tôi có ngân sách và thời gian hạn hẹp.

Sau đó, tôi phải tham khảo hướng dẫn của Sparkfun để có được tất cả các thành phần cần thiết để bo mạch hoạt động. Tôi sẽ không liệt kê chúng ở đây nhưng hướng dẫn lắp ráp bảng và mọi thứ khác bạn cần để làm nó có tại liên kết này:

github.com/sparkfun/Bar_Graph_Breakout_Kit…

Xe buýt điện tự chế

Tất cả các công tắc, bo mạch và nồi đều yêu cầu nguồn điện, nhưng chỉ có hai đầu ra 5 volt trên Arduino. Vì vậy, tôi đã sử dụng một protoboard trống và hàn 2 hàng tiêu đề nữ vào nó. Sau đó, tôi (một cách cẩu thả) hàn một đoạn dây trần vào tất cả các chân ở mặt dưới để tất cả chúng sẽ được kết nối với nhau, một hàng cho nguồn điện, một hàng cho mặt đất. Sau đó, tôi có thể cắm dây jumper từ các công tắc, v.v. vào các tiêu đề trên bus và có một dây jumper đi đến đầu ra Arduino 5V và một dây vào chân nối đất của Arduino từ bus.

Rocker Switch Hack

Các công tắc rocker mà tôi nhận được được đánh giá là 120 volt, vì vậy bóng đèn neon nhỏ trong đó sẽ không ảnh hưởng gì đến 5 volt của tôi từ Arduino. Vì vậy, tôi đã cẩn thận tháo công tắc ra (xem ảnh) và phát hiện ra rằng bóng đèn chỉ được hàn vào một điện trở, sau đó quấn quanh các phần bên trong của công tắc, với mặt dương được gắn vào một lò xo ở phía dưới và mặt đất. bên (sau điện trở), đi vào một rãnh ở một bên của công tắc. Vì vậy, tôi đã rút nó ra và hàn một đèn LED vào một điện trở 220Ohm và quấn các dây lại như cũ. Sau một vài thử nghiệm, cuối cùng tôi đã làm được việc.

Nếu bạn làm điều này, hãy nhớ ghi chú cẩn thận về cách các mảnh đi vào, cách dây được quấn và cách chúng nằm trong hộp. Hoặc, mua một loại công tắc hoạt động với 5V ngay từ đầu! Mặc dù đây là một cơn đau ở mông, nhưng tôi rất hài lòng vì tôi đã có thể "hack" công tắc (là loại mà khách hàng yêu cầu cụ thể) và làm cho nó hoạt động.

Bước 4: Kết nối và lập trình Arduino

Nhiều công tắc chỉ để điều khiển đèn / LED nên chúng chỉ cần nguồn từ Arduino thông qua bus nguồn tự chế. Nhưng trước tiên Arduino cần nguồn.

Tôi đấu dây cho hộp có công tắc bật / tắt (nút chỉnh màu xanh lá cây) cho cách đấu dây được hiển thị ở bước trước. Dây từ giắc cắm (lấy điện từ bộ chuyển đổi 9V) đi vào công tắc, sau đó công tắc chuyển nó đến chân VIN trên Arduino. Chân này có thể chấp nhận điện áp từ 7-12 volt. Sau đó, như tôi đã nói trước đây, tôi kết nối chân 5V từ Arduino với bus để cấp nguồn cho các đèn LED đó được gắn vào công tắc.

Cả màn hình và biểu đồ thanh đều cần một vài chân (tham khảo hướng dẫn kết nối tương ứng của chúng), sau đó nút arcade và nút Bắt đầu trình tự tự động đều có một chốt và chiết áp cũng cần một chốt.

Đây là sơ đồ chân tôi đã sử dụng:

• Chiết áp A0 (chân giữa từ nồi)
• A4 DAT (quad alpha)
• A5 CLK (bốn alpha)
• 4 Công tắc bắt đầu trình tự tự động trong giây lát
• 8 nút KHỞI ĐỘNG
• 10 LAT (Bar Graf)
• 11 SIN (Thanh Graf)
• 13 CLK (Bar Graf)

Phác thảo (Chương trình)

Vòng lặp chính của bản phác thảo Arduino đếm "vòng lặp nhàn rỗi" mà không có gì được nhấn. Nếu nó đạt đến 10, 000 (khoảng 60 giây), một "trình bảo vệ màn hình" ngẫu nhiên sẽ hiển thị, một thông báo trên màn hình hoặc một loạt hoạt động ngắn trên biểu đồ thanh LED. Vòng lặp cũng chờ các lần nhấn nút từ nút Bắt đầu trình tự tự động hoặc nút Khởi chạy. Tự động khởi động trình tự sẽ kích hoạt một trong 6 hoạt ảnh ngẫu nhiên trên màn hình Quad alpha, tương ứng với các bước trình tự khởi chạy. Ban đầu tôi muốn mỗi nút kích hoạt hoạt ảnh, nhưng do thời gian và các yếu tố khác thay vào đó tôi chỉ đặt một nút không sáng lên là nút "hoạt ảnh".

Nếu nút Khởi chạy được nhấn, quá trình đếm ngược bắt đầu từ T-10 xuống 0. Sau đó, "nhấc" cuộn trên màn hình và một "con thoi" hoạt hình nhỏ sẽ nổ tung.

Tôi cũng (như trong Hộp điều khiển nhiệm vụ ban đầu) đã làm cho nó vì vậy nếu bạn tăng "công suất" quá cao với nồi, các lỗi ánh sáng LED sẽ chiếm phần hiển thị biểu đồ thanh. Ở bản gốc, bạn phải đợi 30 giây để chúng dừng lại. Trên phiên bản này, nếu bạn vặn nguồn xuống dưới mức "quan trọng", các lỗi sẽ biến mất.

Phần còn lại của bản phác thảo được dành để tạo các hình ảnh động hoặc các thông báo của trình bảo vệ màn hình. Các hoạt ảnh có thể phức tạp, nhưng tôi đã tìm thấy một tiện ích trực tuyến thú vị tạo ra một mảng cho bạn dựa trên các hoạt ảnh mà bạn chỉ định. Kiểm tra nó tại đây:

Nếu bạn sử dụng bản phác thảo của tôi, bạn có thể thay đổi các hoạt ảnh hoặc thông điệp thành bất cứ thứ gì bạn thích. Phiên bản của tôi được xây dựng dựa trên tác phẩm của nhiều người khác trước tôi, vì vậy hãy biến nó thành của riêng bạn!

Bước cuối cùng là sử dụng standoffs để gắn Adafruit Metro và bus nguồn vào bảng điều khiển phía dưới. Sau đó vặn tất cả lại với nhau và cắm điện!

Vâng, đó là về bao gồm nó! Mọi thắc mắc cứ comment bên dưới. Cảm ơn vì đã đọc!