صندوق الكنز المضيء: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

هذا مشروع صنعته لابني البالغ من العمر 4 سنوات ، والذي طلب صندوقًا خاصًا لحفظ وتخزين الديناصورات الصغيرة والقصص المصورة والأصداف وقطع عشوائية من الخشب والورق ، ويعرف أيضًا باسم "الكنوز". إنه في الأساس صندوق خشبي بسيط بغطاء مفصلي ، مصنوع من خشب الكرز واللوح الليفي متوسط الكثافة (MDF). لكن بالطبع لم أستطع مقاومة إضافة Arduino ومجموعة من الأضواء والمفاتيح أيضًا!

جميع الأجزاء الإلكترونية (التي تعمل ببطارية 9 فولت) موجودة أعلى الغطاء وداخله ، بحيث يمكن للطفل اللعب بالأضواء والمقابض واستخدام الجزء السفلي من الصندوق لتخزين الكنوز. ميزات الغطاء:

• شكل "S" مصنوع من أنبوب ضوئي ، مع مصابيح LED على كلا الطرفين ، موصلة بأسلاك لمقاييس الجهد للتحكم في السطوع
• 3 مفاتيح مضاءة تتحكم في 3 مصابيح LED مختلفة على اللوحة: للنجم ومحرك الصاروخ والكوكب
• عداد لوحة تناظري بجهد 5 فولت
• رسم بياني شريطي Sparkfun LED (توقف للأسف) ، يتم التحكم فيه أيضًا بواسطة وعاء
• مفتاح تشغيل / إيقاف
• متعة رسم النجوم والكوكب والسفينة

يتم التحكم في الإلكترونيات باستخدام Adafruit Metro (ما يعادل Arduino Uno) ، الموجود أسفل الغطاء ، وموجود خلف لوح أكريليك شفاف مشدود حتى لا يتم إخراج الأسلاك. (تركت فجوة صغيرة للوصول إلى حامل البطارية.)

يحتوي الصندوق الخشبي على مفصلات من النحاس الأصفر ، وقفل ، ومقبض درج سمك عتيق من الستينيات من المكسيك أعطاني إياه والدي. يتم وضع الصندوق الخشبي معًا في طريقة "وصلة بعقب" ، لكنني قمت ببعض الأعمال الخشبية الإضافية وغطت البراغي بمقابس خشبية مصنوعة من خشب الجوز ، والتي تتناقض بشكل جيد مع الكرز.

اللوازم:

• لوحتان MDF بسماكة 12 "مربع ، 1/4"
• ألواح الكرز ، استخدمت ستة ألواح مقاس 3/4 بوصة × 4-1 / 2 بوصة ، مقطعة إلى 12 بوصة لكل جانب. أربعة منها لجوانب الصندوق ، والاثنان الآخران قمت بقطعهما إلى نصفين بالطول لعمل الجوانب من الغطاء
• قطعة صغيرة من خشب الجوز لسدادات براغي الغطاء
• ورقة زجاجي
• مترو Adafruit أو لوحة أخرى من نوع Arduino Uno
• Protoboard / perfboard (لحافلة الطاقة)
• الأسلاك
• أربعة مصابيح LED مقاس 5 مم
• ثلاثة مقاييس فرق جهد خطية 10 كيلو أوم مع مقابض
• مفتاح تشغيل / إيقاف
• عداد لوحة التناظرية
• رسم
• الأدوات: مثقاب ، بت قاطع سدادة ، مفك براغي ، مكواة لحام ، منشار ، منشار ثقب ، جهاز توجيه

الخطوة 1: الخطوة 1: اصنع الصندوق

لقد اشتريت لوحًا طوله 10 أقدام من خشب الكرز من متجر محلي للأخشاب. ليس لدي منشار طاولة ، لذا طلبت من الرجل هناك أن يقطع لي ستة أقسام مقاس 12 بوصة ، و 4 للجوانب ، و 2 للأعلى. لقد استعرت منشار قطع أحد الجيران لقطع القطعتين العلويتين إلى نصفين بالطول ، لذا فإن عرض الغطاء يبلغ نصف عرض الصندوق الرئيسي تقريبًا (مطروحًا منه عرض شفرة المنشار). كان عرض اللوحة 4-1 / 2 "، والغطاء حوالي 2-1 / 8".

بالنسبة لأعلى الغطاء وأسفل الصندوق ، استخدمت قطعتين من 1/4 "MDF كنت قد استلقيت حولها ، مقطعة إلى مربع 12" ، اختار ابني لونًا مائيًا لطيفًا لطلاء الجزء السفلي والداخل القمة (ساعد). أردت أن يكون الجزء العلوي والسفلي من الصندوق متوقفًا قليلاً (بدلاً من شدّه في الأعلى والأسفل). لذلك ، استخدمت جهاز التوجيه القديم ودليلًا مستقيماً معقدًا للغاية لتوجيه أخدود عميق 1/4 "على طول الطريق من الحافة الخارجية لكل قطعة إلى حوالي 3/8" من الطرف الآخر.

تأكد من أنك لا تمر عبر جهاز التوجيه بالكامل ، وإلا فسيكون القطع مرئيًا من خارج الصندوق. كان نظامي مروعًا وتوقف جهاز التوجيه في آخر قطعة ، في منتصف الطريق!

لقد استخدمت هذا كذريعة للحصول على طاولة جهاز توجيه وجهاز توجيه جديد من The Home Depot لإنهاء المهمة ، مما جعل الأمر أسهل كثيرًا.

نصائح:

احصل على طاولة جهاز التوجيه. القطع أنظف ، وهي أسهل بكثير من عمل دليل مستقيم بقطع متعددة من الخشب الخردة. بالإضافة إلى أنك تصنع شيئًا جديدًا ، فأنت بحاجة إلى أداة جديدة. هذه قاعدة!

ضع علامة على القطع قبل التوجيه: وهذا يعني ، توضيح أي جانب من المسار يمتد حتى النهاية ، وأي جانب يجب أن يتوقف قبل النهاية. (انظر الصورة)

فكر في شكل الصندوق. بالنسبة لهذا المشروع ، قمت بعمل مفصل بعقب بسيط ، حيث يتم ربط نهايات الخشب دون أي تداخل أو أي شيء. كنت أرغب في أن تكون مفاصل الغطاء معاكسة لمفاصل الصندوق ، بحيث يمكنك عند الإغلاق رؤية الحبيبات النهائية على قطعة الصندوق على جانب واحد ، لكن الغطاء مصطف في الاتجاه المعاكس. بالطبع يمكنك أن تصبح مربي الحيوانات بمفاصل مختلفة.

امنح مساحة إضافية صغيرة على الأخاديد الموجهة. كان المسار 1/4 "لـ 1/4" MDF مناسبًا جدًا. إذا كان ذلك ممكنًا ، اجعله أوسع قليلاً (قم بالمرور عبر جهاز التوجيه مرة ثانية مع تعديل بسيط) بحيث يكون هناك مساحة صغيرة لقطع الخشب لتتوسع وتتقلص ، وإلا فإن الجزء العلوي سوف يميل إلى الالتواء. عند الحديث عن الجزء العلوي ، خطط للمكونات التي تريد الحصول عليها ، وقم بقطع الثقوب وفقًا لذلك. بالنسبة لي ، قمت بما يلي:

• ثلاثة ثقوب للمفاتيح ، (5/8 ")
• ثلاثة لمقاييس الجهد ، (1/4 بوصة)
• واحد لمقياس الفولتميتر ، (باستخدام منشار ثقب 1-1 / 2 ")
• واحد لزحل (الذي كان مغطى بقطعة من زجاج شبكي ملون من الداخل) ، (أيضًا منشار ثقب 1-1 / 2 ")
• واحد لنجمة LED ، (1/4 بوصة)
• فتحتان لأنبوب الضوء مقاس 5 مم ليلائم ، على كل طرف من "S" (1/4 ")
• وأخيرًا ثقب مستطيل طويل للرسم البياني الشريطي LED ، مقطوعًا بالموجه. (7/16 × 3 بوصات)

(انظر الصورة للتخطيط)

أردت موضوعًا للفضاء ، لذا قمت بطلاء اللوحة العلوية باللون الأسود ، ورسمت نجمة ، وسفينة ، ونثرت بعض الطلاء الأبيض على خلفية حقل نجمي. بالنسبة للكوكب ، قمت برسم حلقات حول الحفرة ، ولصقت مربعًا من زجاج شبكي مطلي باللونين الأحمر والأصفر على الجانب السفلي من اللوحة.

لقد استخدمت جهاز Dremel لعمل الشكل "S". تم نحت الحرف "S" في اللوحة في منتصف الطريق تقريبًا. في كل طرف من طرفي "S" قمت بحفر حفرة على طول الطريق بحيث يمكن أن ينزل أنبوب الضوء إلى الصندوق. يرسل مصباح LED في كل طرف الضوء إلى أنبوب الضوء. أضع بعض الغراء في الأخدود ، وأدخل (انحشر) أنبوب الضوء في الأخدود مع نهايات تنزل من خلال الفتحات الموجودة في كل طرف. هذا بحيث يمكن توصيل مصابيح LED بكل طرف من طرفي أنبوب الإضاءة ، للسماح للضوء بالمرور عبره وإضاءةه.

بمجرد توجيه قطع الصندوق الخاصة بك ، ويتم طلاء الألواح وحفرها ، أدخل الألواح في الأخاديد العلوية والسفلية ، وقم بربطها بالغراء معًا. للحصول على مظهر أكثر تزيينيًا ، يمكنك إضافة مسامير مغطاة بمقابس والتي سأشرحها في القسم التالي!

الخطوة 2: البراغي والمقابس

ربما يكون الغراء كافيًا لتثبيت الصندوق معًا ، لكنني أضفت مسامير على كل مفصل فقط للتأكد. ولكن لجعلها تبدو أكثر إثارة للاهتمام ، قمت بتغطية المسامير بمقابس صغيرة مقطوعة من خشب الجوز.

يتناقض الجوز الداكن بشكل جيد مع الكرز ، ويمنحها التستر على البراغي مظهرًا جميلًا ومكتملًا.

العملية بسيطة جدًا ، لكنك تحتاج إلى مثقاب خاص يسمى قاطع المكونات. لقد استخدمت قطعة خردة من الجوز وقطعت سدادات 3/8 بوصة. ملاحظة: تحتاج إلى الحفر طوال الطريق من خلال قطعة الخردة من أجل إخراج القابس.

بعد حفر ثقوب تجريبية للمسامير الموجودة في الصندوق ، قمت بحفر كمية صغيرة بقطر 3/8 بوصة لتوفير مساحة للمقابس. ثم قمت بربط المسامير اللولبية بحيث تكون متدفقة مع الجزء السفلي من أكبر 3 / 8 بوصة. بعد ذلك ، قمت بضغط القليل من الغراء في الفتحة ، ووضعت السدادة في الفتحة وقمت بإدخالها بمطرقة. ملاحظة: لست بحاجة إلى النقر عليها بالكامل! فقط بحيث يجلس في الحفرة ويتلامس مع الغراء. لقد مسحت الغراء الزائد واتركته لبضع ساعات. الخطوة التالية هي تقليم المقابس بحيث تتساقط مع السطح. لقد استخدمت بطاقة عمل وقمت بقطع فتحة فيها بحيث تتلاءم بشكل مريح مع جزء القابس الذي كان يبرز. هذا هو الحال عندما رأيت النهاية لا تمزق خشب الصندوق. لقد قطعت القابس وتركته حوالي 1/16 من البوصة فخورة بالسطح. ثم قمت برملها حتى أصبحت متدفقة. انقطع رأس لولبي لأنني قمت بحفره ببطء شديد ، لكنني استخدمت جهاز Dremel لطحنه ، وما زلت قادرًا على تغطيته بالمقبس. سبب وجيه آخر لاستخدام المقابس - إخفاء الأخطاء. ها! احصل عليه؟ لأن ، المسمار … أوه لا يهم.

الخطوة الثالثة: الإلكترونيات

بصرف النظر عن قدرة صندوق الكنز على الاحتفاظ بالكنوز ، كنت أرغب في أن يكون له عنصر تفاعلي وممتع أيضًا. كما ذكرت من قبل ، قررت أنه سيكون لدي العناصر التالية على اللوحة الأمامية

• 3 أزرار تضيء لتنشيط مصابيح LED ، مع موضوع فضاء ممتع
• 2 مقياس جهد للتحكم في سطوع 2 LEDS على جانبي أنبوب الضوء (نوع مثل كابل الألياف البصرية)
• مفتاح تشغيل / إيقاف
• رسم بياني شريطي LED مكون من 30 مقطعًا مع وعاء آخر للتحكم في الأضواء الموجودة عليه
• مقياس لوحة تناظري بجهد 5 فولت لمعرفة كيف يؤثر تشغيل المفاتيح وإيقافها على مستويات الجهد

جزء الإلكترونيات من هذا المشروع بسيط إلى حد ما ، لكن هناك مشكلة. لوحة الدوائر الحمراء في الصور هي لوحة Sparkfun LED لرسم بياني شريطي (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936) ، والتي لم تعد تصنعها. لكن - خبر سار! أصف في Instructable آخر كيف عملت على حل هذه المشكلة أثناء تنزيل ملفات Eagle وصنع هذه اللوحات مفتوحة المصدر من أجلي.

تتطلب لوحة Bar Graph (إذا قررت استخدامها) قدراً معقولاً من التجميع لأن المجموعة لم تعد متوفرة ، لكنها ليست معقدة ، وهناك الكثير من الوثائق هنا. في هذا المشروع ، يؤدي تشغيل مقياس الجهد إلى تحريك مصابيح LED الفردية لأعلى ولأسفل على الرسم البياني الشريطي. إذا قمت برفعها بالكامل ، فإنها تصنع نمطًا رائعًا ومتحركًا عبر الرسم البياني الشريطي.

منتج آخر متقاعد هو أنبوب الإضاءة (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693) ، ولكن يمكن أيضًا استبداله بشيء آخر: مصابيح LED مرنة ، سلك EL ، شرائط إضاءة سيليكون ، إلخ.

بالنسبة لهذا المشروع ، استخدمت لوحة Adafruit Metro ، وهي نسخة من Arduino Uno ، بدون رؤوس متصلة ، لذلك يمكنني لحام الأسلاك مباشرة باللوحة.

لقد استخدمت أيضًا لوحًا أوليًا لتوجيه طاقة 5 فولت والأرض إلى مصابيح LED المختلفة ، نظرًا لأن Arduino يحتوي فقط على مخرجين 5 فولت ودبوسين أرضيين.

المصابيح والمفاتيح والأواني

يتم تشغيل وإيقاف تشغيل Saturn LED و star LED بمفاتيح مضيئة ، وبالتالي فإن الأسلاك بسيطة جدًا: يحتاج 5V إلى المرور عبر المفتاح إلى الساق الإيجابية لمؤشر LED ، ثم العودة إلى الأرض عبر الساق السلبية من LED. لجعل المفاتيح تضيء نفسها ، تحتاج إلى القيام ببعض الأسلاك الفاخرة ، لكنها ليست صعبة للغاية. (انظر الرسم البياني)

يتم توصيل مؤشر LED لمحرك سفينة الفضاء بدبوس PWM على Arduino لأنني أردت أن يكون قادرًا على "النبض". لذلك ، عند الضغط على المفتاح المضاء باللون الأحمر ، يخبر Arduino أن ينبض بمؤشر LED بحيث يبدو وكأنه محرك صاروخي يشتعل (نوعًا ما).

لقد استخدمت بعض نماذج الطلاء لعمل نمط سحابة ضارب إلى الحمرة على زجاج شبكي خلف الحفرة لزحل. مصباح LED خافت جدًا يتلألأ من خلاله ، لكنه يبدو رائعًا في الليل. أيضًا ، عندما تفتح الصندوق مع تشغيل Saturn ، يكون مؤشر LED الأبيض ساطعًا جدًا ويضيء في الصندوق ، حتى تتمكن من العثور على الأشياء في الليل. يحتوي كل LED على مقاوم 220 أوم متصل على جانب واحد حتى لا يحترق.

يتم التحكم في المصابيح الموجودة في أي من طرفي أنبوب الإضاءة بواسطة مقاييس الجهد (الأواني) التي تجعلها أكثر إشراقًا أو باهتة. أحدهما أزرق والآخر أصفر. عندما تضيء مصابيح LED ، ينتقل الضوء بعيدًا عن الأنبوب حتى تلتقي الألوان في المنتصف. على الأقل تلك كانت الفكرة. لم أقم بعمل رائع في تغليف مصابيح LED في نهايات الأنابيب ، لذلك يهرب الكثير من الضوء وينتهي الأمر بعدم السطوع الشديد. تحتاج مصابيح LED هذه أيضًا إلى استخدام دبابيس PWM حتى يمكن ضبط السطوع.

يتم توصيل مقاييس الجهد بحيث يذهب جانب واحد إلى 5 فولت ، وجانب واحد للأرض ويذهب الوسط إلى دبوس على Arduino ، في هذه الحالة دبابيس A1 و A5. يتحكم الوعاء الآخر في الأضواء على الرسم البياني الشريطي LED ، ويرتبط بالدبوس A2.

مفتاح الطاقة هو مجرد مفتاح بين حزمة البطارية و Arduino. لقد استخدمت حامل بطارية 9 فولت مع محول مقبس أسطواني. افصل الأسلاك الخارجة من الحامل وقطع واحدة. (لا يهم أيهما) قم بتقطيع الأطراف المقطوعة واللحام إلى الموصلات الموجودة على المفتاح. ثم قم بتوصيل مقبس البرميل في Arduino. بوم ، انتهى.

يستخدم الرسم البياني الشريطي LED سجلات الإزاحة ، لذلك فهو لا يتطلب سوى 3 دبابيس ، بالإضافة إلى الطاقة والأرضية.

هنا هو pinout النهائي:

• مقياس الجهد A1 1 (للتحكم في مؤشر LED السفلي "S")
• وعاء A2 2 (لعناصر تحكم الرسم البياني الشريطي)
• وعاء A5 3 (يتحكم في مؤشر LED أعلى "S")
• D3 خارج إلى LED لمحرك الصاروخ النابض
• D6 أعلى "S" LED
• مدخلات D8 من مفتاح محرك الصاروخ
• D9 أسفل مؤشر LED "S"

عداد لوحة 5 فولت

يتضاعف مقياس اللوحة * نوع * كمقياس للبطارية. يحتوي على اثنين من الخيوط في الخلف ، أحدهما متصل بالدبوس 5V من Arduino (على اللوحة الأولية) والآخر يذهب إلى الأرض. يرتفع العداد إلى 5 فولت فقط والبطارية 9 فولت ، لذا إذا كانت البطارية ممتلئة أو ممتلئة ، فسيتم تثبيت العداد على اليمين. ولكن بمجرد استنزاف البطارية قليلاً ، يصبح الأمر أكثر إثارة للاهتمام لأن الإبرة تتحرك أثناء تشغيل المزيد من الأضواء واستهلاك المزيد من الجهد. ربما تكون هناك طريقة أكثر ذكاءً لتوصيل هذا الأمر ، لكن هذا ما فعلته!

كود اردوينو

كود Arduino الكامل مرفق هنا. انها ليست جميلة لكنها تؤدي المهمة!

الخطوة 4: اللمسات الأخيرة

بعد تثبيت الإلكترونيات والعمل ، حان الوقت لإنهاء المشروع. ما زلت بحاجة إلى:

• ضع الحافة العلوية (حيث يلتقي الغطاء مع الصندوق) بشريط لباد لاصق
• قم بتثبيت المفصلات في الخلف
• قم بتثبيت مزلاج في المقدمة
• زيت أو ورنيش الخشب
• إرفاق مقبض إذا رغبت في ذلك

لقد أحببت ملمس الخشب غير المكتمل ، لكنني علمت أنني بحاجة لحمايته من الانسكابات والخدوش وما إلى ذلك. لذلك ذهبت مع Watco Wipe-On Poly ، الذي يغلق الخشب ولكنه يمنحه مظهرًا طبيعيًا جميلاً بالزيت. قامت ثلاث طبقات بالمهمة ، وهي تجعل سدادات الجوز الصغيرة تنفجر حقًا ضد خشب الكرز الدافئ.

لقد أضفت أيضًا 4 أقدام محسوسة في الزوايا السفلية للصندوق ، لذلك سينزلق بسهولة من أسفل السرير ولا يتم خدشه.

و هاهو. صندوق كنز مخصص مع لمسة إلكترونية سيحبها الأطفال إلى الأبد! آمل أن تكون قد استمتعت بهذا (طويل حقًا) Instructable. اسمحوا لي أن أعرف في التعليقات إذا كان هناك أي شيء غير واضح. شكرا للقراءة!