Light-up Treasure Box: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Detta är ett projekt som jag gjorde för min 4-åriga son, som begärde en speciell låda för att förvara och lagra små dinosaurier, serier, skal och slumpmässiga bitar av trä och papper, aka "skatter". Det är i huvudsak en enkel trälåda med ett gångjärnigt lock, tillverkat av körsbär och medellång fiberplatta (MDF). Men jag kunde naturligtvis inte låta bli att lägga till en Arduino och ett gäng lampor och strömbrytare också!

Elektronikdelarna (drivs av ett 9V batteri) är alla ovanpå och inuti locket, så att barnet kan leka med lamporna och rattarna och använda botten av lådan för att lagra skatter. Locket har:

• En "S" -form gjord av ljusrör, med lysdioder i vardera änden, ansluten till potentiometrar för att styra ljusstyrkan
• 3 belysta switchar som styr 3 olika lysdioder på kortet: för stjärnan, raketmotorn och planeten
• En 5-volts analog panelmätare
• Ett Sparkfun LED -stapeldiagram (tyvärr avbruten), som också styrs av en kruka
• På / Av knapp
• Roliga målade stjärnor, planet och skepp

Elektroniken styrs med en Adafruit Metro (motsvarande en Arduino Uno), som ligger under locket, och som finns bakom en nedskruvad klar akrylplåt så att inga trådar dras ut. (Jag lämnade ett litet gap för att komma åt batterihållaren.)

Trälådan har mässingsgångjärn, ett lås och ett häftigt handtag från 1960 -talets fisklåda från Mexiko som min pappa gav mig. Trälådan sätts ihop med "butt joint" -metoden, men jag gjorde lite extra träbearbetning och täckte över skruvarna med träpluggar av valnöt, vilket kontrasterar fint med körsbären.

Tillbehör:

• Två 12 "-kvadrat, 1/4" tjocka MDF-paneler
• Körsbärsplankor, jag använde sex 3/4 "x 4-1/2" brädor, skurna till 12 "per sida. Fyra av dessa är för lådans sidor, och de andra två skar jag på mitten på längden för att göra sidorna av locket
• Liten bit valnötsträ för pluggarna täckskruvarna
• Plexiglasark
• Adafruit Metro eller annat Arduino Uno-typbräda
• Protoboard/perfboard (för powerbussen)
• trådar
• Fyra 5 mm lysdioder
• Tre 10k-ohm linjära potentiometrar med vred
• På / Av knapp
• analog panelmätare
• måla
• verktyg: borr, pluggskärbit, skruvmejsel, lödkolv, såg, hålsåg, fräs

Steg 1: Steg 1: Gör lådan

Jag köpte en 10-fots planka av körsbärsträ från en lokal timmerbutik. Jag har ingen bordssåg så jag bad killen där att klippa mig sex 12 "sektioner, 4 för sidorna och 2 för ovansidan. Jag lånade en grannes huggsåg för att skära de två toppstyckena på mitten på längden, så locket är ungefär hälften så brett som huvudboxen (minus sågklingans bredd). Brädan var 4-1/2 "bred och locket ca 2-1/8".

Till toppen av locket och botten av lådan använde jag 2 bitar 1/4 "MDF jag hade liggande, skuren till 12" kvadrat, min son valde ut en fin akvafärg för att måla botten och insidan av toppen (han hjälpte till). Jag ville ha toppen och botten av lådan infälld lite (istället för att skruva fast den högst upp och ner). Så jag använde min gamla router och en mycket komplicerad rak kantguide för att dra ett 1/4 "djupt spår hela vägen från ytterkanten på varje bit till cirka 3/8" från den andra änden.

Se till att du inte går hela vägen med routern, annars kommer snittet att synas från utsidan av lådan. Mitt system var hemskt OCH routern dog på den sista delen, halvvägs!

Jag använde detta som en ursäkt för att få ett routertabell och en ny router från The Home Depot för att slutföra jobbet, vilket gjorde det mycket lättare.

Tips:

Skaffa ett routertabell. Skärningarna är renare och det är mycket lättare än att göra en rak guide med flera bitar av träskrot. Dessutom gör du något nytt, du behöver ett nytt verktyg. Det är en regel!

Markera bitarna innan du dirigerar: Det vill säga tydliggör vilken sida av rutten som går hela vägen till slutet och vilken sida som ska stanna före slutet. (se bild)

Tänk på boxens utseende. För detta projekt gjorde jag en enkel rumpfog, där ändarna på träet är fästa utan någon svanssvans eller något. Jag ville att lockfogarna skulle vara mittemot lådfogarna, så att när de är stängda kan du se ändkärnan på lådstycket på ena sidan, men locket är uppradat på motsatt sätt. Naturligtvis kan du bli snyggare med olika leder.

Ge lite extra utrymme på de dragna spåren. 1/4 "rutten för 1/4" MDF passade ganska bra. Om möjligt, gör den lite bredare (passera genom routern en andra gång med en liten justering) så det finns lite utrymme för träbitarna att expandera och dra ihop sig, annars tenderar toppen att skeva. På tal om toppen, planera vilka komponenter du vill ha och skär hål i enlighet därmed. För min gjorde jag:

• tre hål för omkopplarna, (5/8 ")
• tre för potentiometrarna, (1/4 ")
• en för voltmetern, (med en 1-1/2 "hålsåg)
• en för Saturnus (som var täckt med ett målat plexiglas på insidan), (även 1-1/2 "hålsåg)
• en för stjärna LED, (1/4 ")
• två hål för 5 mm ljusrör att passa in i, i varje ände av "S" (1/4 ")
• och slutligen ett långt rektangulärt hål för LED -stapeldiagrammet, skuren med routern. (7/16 "x 3")

(se bild för layout)

Jag ville ha ett rymdtema så jag målade den övre panelen svart, målade en stjärna, ett skepp och sprutade lite vit färg på för en stjärnfältbakgrund. För planeten målade jag ringar runt hålet och limmade en kvadrat av plexiglas målat med rött och gult på panelens undersida.

Jag använde en Dremel för att göra "S" -formen. "S" är huggen in i brädet ungefär halvvägs. I varje ände av "S" borrade jag ett hål hela vägen igenom så att ljusröret kunde gå ner i lådan. En LED i varje ände skickar ljus in i ljusröret. Jag satte lite lim i spåret och passade (fastklämde) ljusröret i spåret med ändarna ner genom hålen i varje ände. Detta är så att lysdioder kan fästas i varje ände av ljusröret, så att ljuset kan färdas genom det och tända det.

När dina lådbitar har dragits och panelerna är målade och borrade, sätt in panelerna i de övre och nedre spåren, kläm fast och lim ihop. För ett mer dekorativt utseende kan du lägga till skruvar täckta med pluggar som jag förklarar i nästa avsnitt!

Steg 2: Skruvar och pluggar

Lim räcker nog för att hålla lådan ihop, men jag lade till skruvar på varje led bara för att vara säker. Men för att få det att se mer intressant ut täckte jag skruvarna med små pluggar av valnöt.

Den mörka valnöt kontrasterar snyggt med körsbären, och täcker upp skruvarna ger det ett fint, färdigt utseende.

Processen är ganska enkel, men du behöver en speciell borr som kallas en plugg cutter. Jag använde en skrotbit av valnöt och skar 3/8 pluggar. Obs: Du måste borra hela vägen genom skrotstycket för att få ut pluggen.

Efter att ha borrat pilothål för skruvarna i lådan borrade jag ner en liten mängd med en 3/8 "bit, för att göra ett utrymme för pluggarna. Sedan skruvade jag in skruvarna så att de var i linje med botten på de större 3 /8 "hål. Därefter pressade jag in lite lim i hålet, placerade pluggen i hålet och knackade in den med en hammare. Obs: Du behöver inte trycka på den hela vägen in! Bara så att den sitter i hålet och kommer i kontakt med limmet. Jag torkade bort överflödigt lim och lät det sitta i några timmar. Nästa steg är att trimma ner pluggarna så att de ligger jämnt med ytan. Jag använde ett visitkort och skar ett hål i det så att det passade tätt över den del av kontakten som stack ut. Detta är så när du såg av änden riv du inte upp lådans trä. Jag klippte ut kontakten och lämnade den ungefär 1/16 tum stolt över ytan. Sedan slipade jag ner den tills den spolade. Ett skruvhuvud gick sönder eftersom jag borrade det för långsamt, men jag använde en Dremel för att slipa ner det och kunde fortfarande täcka det med pluggen. En annan bra anledning att använda pluggar - täcker upp skruvningar. ha! Förstår? För, skruven … åh, tänk.

Steg 3: Elektronik

Bortsett från skattkassans förmåga att hålla skatter, ville jag att den också skulle ha ett roligt, interaktivt element. Som jag nämnde tidigare bestämde jag mig för att jag skulle ha följande element på frontpanelen

• 3 upplysta knappar för att aktivera lysdioder, med ett roligt rymdtema
• 2 potentiometrar för att styra ljusstyrkan på 2 lysdioder på vardera sidan av ett ljusrör (ungefär som en fiberoptisk kabel)
• en strömbrytare
• ett 30 -segment LED -stapeldiagram med en annan kruka för att styra lamporna på den
• en 5V analog panelmätare för att se hur strömbrytaren slås på och av påverkar spänningsnivåerna

Elektronikdelen av detta projekt är ganska enkel, men det finns en hake. Det röda kretskortet på bilderna är ett Sparkfun LED -stapeldiagram (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), som de inte gör längre. Men - goda nyheter! Jag beskriver i en annan instruerbar hur jag arbetade kring detta problem genom att ladda ner Eagle-filer och få dessa open-source-kort tillverkade för mig.

Stapeldiagramkortet (om du bestämmer dig för att använda det) kräver en hel del montering eftersom satsen inte längre är tillgänglig, men det är inte så komplicerat och det finns gott om dokumentation här. I detta projekt gör att enstaka lysdioder rör sig upp och ner i stapeldiagramet genom att vrida potentiometern. Om du vrider det hela vägen blir det ett coolt, rörligt mönster över stapeldiagrammet.

En annan pensionerad produkt är ljusröret (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), men det kan också ersättas med något annat: flexibla lysdioder, EL -tråd, silikonlister, etc.

För detta projekt använde jag Adafruit Metro -kortet, som är en Arduino Uno -klon, utan några sidhuvuden fästa, så jag kunde löd trådarna direkt till brädet.

Jag använde också ett protoboard för att styra 5V ström och jord till de olika lysdioderna, eftersom Arduino bara har två 5V utgångar och två jordstift.

Lysdioder, strömbrytare och krukor

Saturn -lysdioden och stjärna -lysdioden slås på och av med belysta strömbrytare, så ledningarna är ganska enkla: 5V måste passera genom omkopplaren till lysdiodens positiva ben, sedan tillbaka till marken via det negativa benet på lysdioden. För att få växlarna själva att tändas måste du göra lite snygga ledningar, men det är inte för svårt. (Se diagram)

Rymdskeppsmotorns LED är ansluten till en PWM -stift på Arduino eftersom jag ville att den skulle kunna "pulsera". Så den nedre röda belysta strömbrytaren, när den trycks, säger till Arduino att pulsera lysdioden så att den ser ut som en raketmotor som blossar (typ).

Jag använde lite modellfärg för att göra ett rödaktigt molnmönster på plexiglaset bakom hålet för Saturnus. Lysdioden lyser ganska svagt, men det ser coolt ut på natten. När du öppnar lådan med Saturnus påslagen är den vita lysdioden ganska ljus och lyser ner i lådan, så att du kan hitta saker på natten. Varje lysdiod har ett 220 ohm motstånd fäst på ena sidan så att de inte brinner ut.

Lysdioderna i vardera änden av ljusröret styrs av potentiometrar (krukor) som gör dem ljusare eller svagare. Den ena är blå och den andra är gul. När du lyser upp lysdioderna rör sig ljuset längre upp i röret tills färgerna möts i mitten. Det var åtminstone tanken. Jag gjorde inte ett bra jobb med att slå in lysdioderna i rörändarna, så mycket ljus släpps ut och de slutade inte vara särskilt ljusa. Dessa lysdioder måste också gå på PWM -stift så att ljusstyrkan kan justeras.

Potentiometrar är anslutna med ena sidan till 5V, ena sidan till marken och mitten går till en stift på Arduino, i detta fall stiften A1 och A5. Den andra krukan styr lamporna på LED -stapeldiagrammet och fästs på stift A2.

Strömbrytaren är bara en omkopplare mellan batteriet och Arduino. Jag använde en 9V batterihållare med en fatjackadapter. Separera trådarna från hållaren och skär en. (Spelar ingen roll vilken) Ta bort de avskurna ändarna och lödet till kontakterna på strömbrytaren. Anslut sedan fatuttaget till Arduino. Boom, klart.

LED -stapeldiagrammet använder skiftregister, så det kräver bara 3 stift, plus ström och jord.

Här är den sista pinout:

• A1 potentiometer 1 (för styrning av den nedre "S" LED)
• A2 -kruka 2 (för stapeldiagramkontrollerna)
• A5 kruka 3 (styr lysdioden på toppen av "S")
• D3 ut till LED för pulserande raketmotor
• D6 överst på "S" LED
• D8 Ingång från raketmotoromkopplare
• D9 nedre delen av "S" LED

5-volts panelmätare

Panelmätaren * typ * fungerar som en batterimätare. Den har två sladdar på baksidan, den ena är ansluten till 5V -stiftet från Arduino (på protoboardet) och den andra går till marken. Mätaren går bara upp till 5 volt och batteriet är 9V så om batteriet är fullt eller fullt kommer mätaren att fästas till höger. Men när batteriet är urladdat lite blir det mer intressant eftersom nålen rör sig när du tänder fler lampor och mer spänning förbrukas. Det finns förmodligen ett smartare sätt att ansluta detta men det här var vad jag gjorde!

Arduino -kod

Hela Arduino -koden bifogas här. Det är inte vackert men det gör jobbet!

Steg 4: Finisher

När elektroniken är installerad och fungerar är det dags att avsluta projektet. Du behöver fortfarande:

• klä överkanten (där locket möter lådan) med en självhäftande filtremsa
• Montera gångjärnen på baksidan
• Montera spärren på framsidan
• olja eller lacka träet
• Fäst ett handtag om så önskas

Jag älskade känslan av det oavslutade träet, men jag visste att jag behövde skydda det mot spill och repor och så. Så jag gick med Watco Wipe-On Poly, som tätar träet men ger det en fin naturlig, oljad look. Tre rockar gjorde jobbet, och det gör att de små valnötspluggarna verkligen poppar mot det varma körsbärsträdet.

Jag la också till 4 filtfötter i lådans nedre hörn, så att det lätt skulle glida under sängen och inte repas.

Och där är det. En anpassad skattlåda med en elektronisk twist som barnen kommer att älska för alltid! Jag hoppas att du tyckte om denna (riktigt långa) instruerbara. Låt mig veta i kommentarerna om något inte är klart. Tack för att du läser!