Digitālā dārgumu lāde: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Es studēju Spēļu un mijiedarbības tehnoloģiju Utrehtas Mākslas universitātē. Ir viens projekts ar nosaukumu “Ja šis tad tas”, kur jums tiek lūgts izveidot interaktīvu produktu. Jums jāizmanto Arduino, jāizstrādā interesants interaktīvs elements un jāveido ap to jauks un profesionāla izskata prototips. Man bija dažas skaidras personīgās vēlmes iesaistīties šajā projektā: es gribēju iemācīties metināt, es gribēju iemācīties programmēt C/C ++ un es gribēju vadīt 14 segmentu displeju, kas mūžīgi gulēja manā vietā. Pagāja pāris nedēļas, līdz nācu klajā ar ideju, kas šīs lietas sasaistīja kopā, bet tad beidzot man ienāca prātā: es gatavoju izveidot lādi, kas jums jāatver, izmantojot kodu, bet ne kodu. Spiediena sensors tiek nepārtraukti nolasīts un parādīts displejā. Lai atbloķētu lādi, jums jāsasniedz pareizais skaitlis un jāapstiprina tas trīs reizes.

Es gribēju, lai lādei būtu sava veida mūsdienīgi rūpniecisks izskats, tāpēc mana materiāla izvēle bija tērauds un koks.

Galu galā esmu ļoti apmierināts ar to, kā tas izvērtās! Es uzrakstīju tālāk norādītās darbības, lai jūs varētu to atjaunot vai pat uzlabot! Izklaidējieties!

1. solis: Sastāvdaļu savākšana

Pirms sākam, mums būs vajadzīgas dažas detaļas. Šeit ir pilns saraksts:

Korpuss:

• 350 cm kvadrātveida tērauda caurule, 20x20x2mm
• 6x 26x26x0,9 cm saplākšņa paneļi (visefektīvākais veids ir sagriezt dēli, kas ir lielāks par 52x72 cm sešos gabalos, bet pārliecinieties, ka jums ir koksnes atlikumi!)
• 1x 26x22x0,9cm saplākšņa panelis
• 90cm 22x30mm koks (sagriezts 26cm, 2x 18cm un 2x 12cm gabalos)
• Mazas eņģes
• 2x akordu cilpas
• Skrūves: 4.0x16, 4.0x20, 4.0x25, 3.0x12 (apmēram desmit no katras, ieskaitot dažas rezerves daļas)
• Skrūves: M3x20, M6x12, 1x M10x30 (apmēram desmit no katras, ieskaitot dažas rezerves)
• Rieksti: M3, M6, M10
• Rokturis
• 2x 8 cm 25x4 mm tērauda stieņi

Elektronika:

• Poga
• LED sarkans
• LED zils
• Spēka jutīgs rezistors
• Slēdzenes stila solenoīds (mans ir 12V 650mA modelis)
• HDSP-A22C 14 segmentu displejs
• MCP23017 Digitālais I/O paplašinātājs
• 15x rezistors 470
• 3x rezistors 1k
• 6x 10k rezistors
• 1N4007 diode
• 2x BC547B tranzistors
• 2x tranzistors BC557B
• TIP31A tranzistors
• 12V 1A sienas adapteris

2. solis: lādes veidošana - tērauda rāmis

Krūtis ir 30 cm liels kubs, kas izgatavots no tērauda caurulēm un koka paneļiem. Garāžā es atradu jaukas kvadrātveida caurules 20x20 mm ar 2 mm biezām sienām. Sienām jābūt pietiekami biezām, lai metinātu un pieskrūvētu caurumus M3 skrūvēm. 2 mm ir ideāls biezums šim nolūkam. Protams, ja jums ir labākas idejas, šim nolūkam varat izmantot jebkura veida tērauda caurules.

Elegantākais rāmja veidošanas veids ir izveidot divus 30x30 cm kvadrātus un pēc tam savienot šos divus kvadrātus, izmantojot 26 cm (30 - 2*2) caurules. Lai izveidotu kvadrātus, sagrieziet garās tērauda caurules pa diagonāli astoņos gabalos. Gabalu galus vajadzētu sagriezt 45 grādu leņķī, kas vērsti viens pret otru. Gabalu garie gali ir 30 cm. Izmantojot uzstādītu zāģi, ir viegli pagriezt asmeni 45 grādos un pagriezt cauruli pēc katra gabala. Tādējādi tiek iztērēts vismazākais materiāls. Kad jums ir astoņi pa diagonāli sagriezti gabali, ir pienācis laiks sagriezt vēl četrus taisnus gabalus. Šo gabalu garums ir 26 cm.

Tad beidzot sagrieziet desmit gabalus apmēram 6 cm 20x4 mm tērauda stieņa. Tie būs koka paneļu stiprinājuma punkti.

Kad viss metāls ir gatavs, ir pienācis laiks metināt. Vissmagākā daļa šeit ir izgriezto cauruļu uzlikšana. Sāksim ar augšējo un apakšējo kvadrātu. Paņemiet diagonālos gabalus un izklājiet tos kvadrātā uz koka gabala. Padoms šeit ir izmantot aptuveni kvadrātveida plāksni, kas ir aptuveni 30 cm, lai jūs varētu ļaut stūriem nokrist malās, ja tos izliekat 45 grādu leņķī salīdzinājumā ar koku. Piestipriniet tos ar dažām skavām un pārliecinieties, ka metāls saskaras visos stūros, lai metināšanas laikā elektrība varētu plūst no katra gabala uz nākamo. Ja jūs nekad iepriekš neesat metinājis, tagad ir pienācis laiks nedaudz praktizēt, jo, ja jūs to sajaucat, jūs varat darīt visu līdz šim. Jebkurā gadījumā metiniet gabalus kopā stūros (es izvēlējos to darīt iekšpusē), un tagad esat pabeidzis pirmo daļu! Otro kvadrātu ir vieglāk izkārtot, jo varat to vienkārši novietot virs pirmā. Sametiniet arī šos. Ja viss gāja pareizi, jums tagad vajadzētu būt diviem identiskiem tērauda kvadrātiem.

Šajā brīdī jūs vēlaties piestiprināt koka stiprinājuma punktus. Katram panelim es izmantoju divus gabalus kuba pretējās malās. Es izvēlējos konkrētu modeli, lai neviens gabals netraucētu vākam un lai man nebūtu jāuzstāda divi gabali uz vienas malas. To var izdarīt jebkurā jums ērtā veidā, ja vien malai, kur solenoīds tiks bloķēts, nav tādas malas.

Šajā brīdī es paņēmu arī slīpēšanas instrumentu ar tērauda suku, kas piestiprināta tērauda tīrīšanai. Uz stieņiem bija daži sarūsējuši plankumi, un es atklāju, ka tas viņiem sniedza jauku izskatu.

Lai pabeigtu tērauda rāmja veidošanu, mums ir jāsavieno tikai tie divi kvadrāti, kas mums ir. Vienkāršākais veids ir novietot tos vertikāli uz līdzenas virsmas un novietot divas no 26 cm caurulēm starp tām. Papildu roku pāris būs ļoti noderīgs, kad tās saspiedīsit. Metiniet to kopā un atkārtojiet to otrā pusē.

Ja viss noritēja pareizi, tērauda rāmis jau ir jāizdara!

3. solis: lādes veidošana - sāni un vāks

Lai pabeigtu lādi, sāniem jāpievieno koka paneļi. paturiet prātā, ka elektronika būs paslēpta vākā, tāpēc jums būs nepieciešams nedaudz vairāk šķīvja nekā tikai 6 gabali 26x26 cm. DIY veikalā tie bija 122x61cm, kas bija ideāli. Es izvēlējos mazliet plānāku koku, nekā sākotnēji biju iecerējis, bet galu galā tas izskatījās labāk nekā biezāka koks. Kad tērauda caurule ir 2 cm plata, tai ir noapaļoti stūri un stiprinājums ir 4 mm plats, jums paliks apmēram 10 mm panelim, vienlaikus saglabājot labu izskatu. Atrastās plāksnes bija 9 mm biezas, tāpēc tas bija ideāli.

Izgrieziet plāksnes sešos 26x26 cm lielos paneļos. Ja jūsu metinātā metināšana ir nedaudz liela, jums būs jānogriež stūri. Kad jums ir plāksnes, ielieciet tās rāmī. Ir ērti marķēt, kurš kur iet. Koka vidū atzīmējiet vietu, kur atradīsies divi caurumi. Ievietojiet koku rāmī attiecīgajā vietā un izurbiet caurumu skrūvei. Man bija M6 skrūves, bet jebkura skrūve ir laba. Lielākas skrūves var dot tai drosmīgāku izskatu, taču pat M3 to var turēt kopā. Pārliecinieties, ka skrūves nav pārāk garas, jo tās izvirzīsies rāmī. Šeit jūs novietosit savas lietas, tāpēc, ja uz āru izvelkas garas skrūves, tas būs nedaudz neērti. Ja jūs izmantojāt tādus pašus materiāla izmērus kā es, 20 mm skrūvei vajadzētu būt jūsu mērķim. Kad urbumi ir izurbti, jūs varat uzstādīt plāksnes, taču pirms vāka pabeigšanas noteikti nogaidiet ar stiprinājumu, jūs nevēlaties sevi aizslēgt!

Vākam mēs sākam ar vienu no plāksnēm, kuras mēs sagriežam sāniem. Ideja ir padarīt vāku elektronikas korpusā. DIY veikalā es atradu arī 22x30 mm lielu koka gabalu, kas būtu ideāls attālinātājs. Tas nodrošina trīs centimetrus, kur var paslēpt elektrību. Pirms līmēt tos uz vāka, mums jāizveido caurumi kokā. Tie visi ir apaļi caurumi, izņemot displejam paredzēto. Apaļajiem izmantojiet urbi. Lai iegūtu atsauci uz izmēru, izmantojiet shematisko attēlu iepriekš. Displejam varat izmantot elektrisko finierzāģi vai frēzmašīnu, ja vēlaties būt precīzāki. Kad visi caurumi ir izgriezti un izurbti, jūs varat pielīmēt koka gabalus paneļa malās vertikālā stāvoklī! Esiet arī piesardzīgs, lai jūsu solenoīds joprojām ietilptu atstātajā vietā. Kad viss ir pielīmēts, veiciet precīzus mērījumus un sagrieziet vēl vienu koka paneli atbilstoši šiem izmēriem. Jūs jau vēlaties pieskrūvēt to koka starpliku apakšai, lai jūs varētu nogriezt stūrus vienā līmenī ar tā paneļa stūri, ar kuru sākāt.

Tagad mums jāizgatavo spiediena sensora un darbības pogas pogas. Mēs vēlamies paslēpt faktisko pogu no lietotāja, lai mēs to uzstādītu zem vāka elektronikas nodalījuma iekšpusē. No saplākšņa paliekām es vienkārši izgriezu pāris mazus koka gabaliņus, lai tie kalpotu kā starplikas. Lodējiet spiedpogu uz PCB un pieskrūvējiet to koka gabaliņiem, kas ir pielīmēti pie vāka apakšējās daļas, pārliecinoties, ka poga iznāk tieši cauruma centrā. Spiediena sensors ir nedaudz atšķirīgs. Šim nolūkam izmantojiet arī divus starplikas gabalus, kas pielīmēti pie vāka, bet paņemiet trešo gabalu, lai izveidotu tiltu pār caurumu. Līmējiet sensoru tieši cauruma centrā.

Lai kontrolētu pogas caur vāku, būtu ideāli kaut ko izdrukāt 3D formātā. Diemžēl man nebija laika, tāpēc es improvizēju. Jūs varat darīt visu, ko vēlaties, taču šeit ir padoms, ka jums ir nepieciešams kaut kas, lai bloķētu pogas izkrišanu abās pusēs. Es izmantoju saīsinātas skrūves ar uzgriezni, kas vienā pusē pārgriezts uz pusēm, un es to pārklāju ar kaut ko, ko atradu guļot.

Nākamā lieta, kas jāuzstāda, ir solenoīds. Katrs solenoīds ir nedaudz atšķirīgs, taču vienkāršākais veids, kā uzstādīt lielāko daļu solenoīdu, ir slāņot koksni starp ķieģeļu un vāku, līdz tas precīzi noslīd aiz rāmja, bet arī pietiekami tālu atpakaļ, lai nepieskartos kokam, kad tas ir izstiepts. Man tas bija 6 mm. Pēc tam man atkal vajadzēja sasmalcināt tēraudu, jo galu galā tas vēl nebija pietiekami tālu uz leju. Man, iespējams, vajadzēja būt apmēram 7 vai 8 mm.

Tagad pārsegs pārsvarā ir gatavs un jāpievieno tikai elektronika. Šis ir īstais brīdis, lai vispirms piestiprinātu vāku pie rāmja. Mēģiniet vietējā veikalā iegādāties nelielas eņģes, tām nevajadzētu būt lielākām par tērauda caurulēm (~ 18 mm)! Atkarībā no šo eņģu izmēra un kvalitātes varat izmantot divas vai trīs. Atzīmējiet to stāvokli uz rāmja un uz vāka. Tagad iegūstiet papildu roku pāri, kas turēs vāku vietā, kamēr jūs atzīmēsit, kur urbt caurumus. Tērauda caurules caurumiem jābūt vītņotiem, lai jūs varētu vienkārši ieskrūvēt skrūvi, neuztraucoties par to, kā to piestiprināt. Kad eņģes ir piestiprinātas pie rāmja, atgrieziet šīs papildu rokas un ar dažām mazām skrūvēm pieskrūvējiet eņģu vāku. Tā kā jums vēlāk ir jāstrādā pie vāka, varat arī gaidīt, veicot šo darbību, līdz viss ir izdarīts.

Tagad mēs esam gatavi strādāt pie elektronikas!

4. solis: elektronika

Ķēde sastāv no piecām atsevišķām ķēdēm. Lielākā daļa no tām ir diezgan vienkāršas: vienkāršs LED ar rezistoru vai spiedpogu, kas savienots ar Arduino tapu. Divas sarežģītākas shēmas ir tās, kas vada displeju un elektromagnētisko slēdzeni.

Displejā ir 15 atsevišķas tapas, kas jāpārvieto. Pamata Arduino var vadīt ne vairāk kā 19 tapas. Atlikušajam dizainam man vajadzēja vēl 5 tapas, tāpēc man pietrūka. Es atradu risinājumu, izmantojot I2C vadītu I/O paplašinātāju MCP23017. Kombinācijā ar šīs ierīces Adafruit bibliotēku tas ir patiešām vienkārši lietojams. Ķēdes daļa, kas ir savienota ar GPA0 tapu, tiek izmantota, lai mainītu abus HDSP-A22C displeja kopējos anodus. Kad tas ir augsts, tas virza rakstzīmi 1, bet, kad tas ir zems, - rakstzīmi 2. Šā paplašinātāja negatīvā puse ir tā, ka tā raksta izvades tapās, tiklīdz tiek ierakstīts baits. Tas izraisīja spoku veidošanos. Diemžēl es nevarēju to atrisināt ar aparatūru, tāpēc es izmantoju programmatūru, lai apietu problēmu.

Tā kā manu izmantoto solenoīdu darbina 12 V spriegums (kuram jūs varat vienkārši izmantot jebkuru 12 V barošanas avotu, pievienojiet to Arduino un pielodējiet tam vadu), man vajadzēja pastiprinātāja ķēdi (Darlington), lai to vadītu ar Arduino tapu. Neaizmirstiet arī diodu, lai samazinātu elektromagnētu radīto maksimālo strāvu solenoīdā!

Lodējot ķēdes, paturiet prātā, kur tās novietosit. Es turēju nelielu apmali ap visiem saviem dēļiem, lai es varētu pieskrūvēt dažus starplikas gabalus (sānu paneļu pārpalikumus), kas pielīmēti pie vāka. Gaismas diodēm jūs varat pielodēt vadu ar rezistoru tieši pie gaismas diodes un izmantot termiski saraušanās caurules, lai to aizsegtu un pārliecinātos, ka tas neplīst. Izmantojiet karstu līmi, lai visi vadi, kas pielodēti tieši pie tāfeles, nenolūztu.

Pēc tam, kad viss ir pielodēts, ir pienācis laiks savienot visu! Es saņēmu dažas sieviešu galvenes, lai paplašinātu 5V un GND sliedes, tāpēc man nav jālodē viss kopā un tāpēc es varu viegli atvienot vai nomainīt kaut ko, ja tas sabojājas. Ja vāka malām izmantojāt līdzīgu koka gabalu kā es, pamanīsit, ka vairs nav vietas, kur kaut ko pievienot Arduino. Vienkāršākais risinājums tam ir tikai saliekt tapas 90 grādu leņķī un tādā veidā pieslēgt tās.

Pēdējā daļa ir visvienkāršākā, un tā ir koda augšupielāde.

5. darbība: kods

Viss kods tika izveidots, izmantojot PlatformIO. Ja jūs to neesat pazīstams, varat to vienkārši nokopēt un ielīmēt Arduino skicē. Ja esat, varat vienkārši lejupielādēt programmu un augšupielādēt to savā Arduino. Kods ir atrodams manā Github. Paskatieties apkārt programmas konfigurācijas sadaļā un mainiet vērtības pēc saviem ieskatiem (īpaši interesanti ir tapas un kombinācija). Noklusējuma kombinācija ir 43 - 50 - 99.

6. darbība: apdares darbi

Kad viss ir izdarīts un uzstādīts, un sākam strādāt, mēs esam gatavi pievienot pēdējās detaļas, kas ļaus visam darboties.

Lai vāks neizkristu cauri rāmim, varat uzstādīt divas bloķēšanas plāksnes, kas uzstādītas vāka malā. Es izmantoju atrasto 25x4 mm tērauda stieni, sagriezu to apmēram 8 cm gabalos, izurbju tajos caurumus un pieskrūvēju pie vāka.

Vēl viena lieta, ko pievienoju vākam, bija rokturis - diezgan noderīgs, ja kādreiz vēlaties to atvērt. Man vajadzēja urbt dziļi vāka sānos, lai to uzstādītu, bet tas izrādījās lieliski.

Vēl viens svarīgs pieskāriens ir pievienot nelielu akordu, lai vāks nenokristu pārāk tālu atpakaļ un nesabojātu eņģes. Mans risinājums bija izmantot skrūvējamus āķus uz vāka un krūšu iekšpusē, kur es varētu piestiprināt akordu.

Lai iegūtu enerģiju vāka iekšpusē, vienā no malām izurbiet nelielu caurumu un izzāģējiet to no augšas. Ievietojiet skrūvi citā malā un piesieniet akordu pie skrūves, lai kāds nejauši neizvilktu strāvas akordu un neatstātu jūs no krūtīm uz visiem laikiem.

Visbeidzot, iespējams, pamanījāt, ka vēl nevarat aizvērt vāku. Tas ir tāpēc, ka ceļā ir rieksti. Vienkārši nogrieziet nedaudz koka šeit, lai atbrīvotu vietu šiem riekstiem.

Un tas arī viss! Tādā veidā jūs varat pats reproducēt digitālo dārgumu lādi! Un, lietojot bīstamus elektroinstrumentus, neaizmirstiet valkāt atbilstošu aizsargaprīkojumu!