חזה אוצר דיגיטלי: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

אני לומד טכנולוגיית משחק ואינטראקציה באוניברסיטת אוטרכט לאמנויות. יש פרויקט אחד בשם "אם זה אז זה" שבו אתה מתבקש לבנות מוצר אינטראקטיבי. עליך להשתמש בארדואינו, לעצב אלמנט אינטראקטיבי מעניין ולבנות סביבו אב טיפוס נחמד ומקצועי למראה. היו לי כמה רצונות אישיים ברורים להיכנס לפרויקט הזה: רציתי ללמוד לרתך, רציתי ללמוד לתכנת ב- C/C ++ ורציתי להניע תצוגה בת 14 פלחים ששכבה מסביבי לנצח. לקח לי כמה שבועות להמציא רעיון שקשר את אלה יחד, אך לבסוף הגיע אלי: עמדתי להכין חזה שאתה צריך לפתוח עם קוד, אך לא עם קוד כלשהו. חיישן לחץ נקרא ברציפות ומוצג בתצוגה, עליך להגיע למספר הנכון ולאשר אותו שלוש פעמים כדי לפתוח את החזה.

רציתי שלחזה יהיה מעין מראה מודרני-תעשייתי כך שהבחירה החומרית שלי הייתה פלדה ועץ.

בסופו של דבר אני די שמח איך זה הפך איך! כתבתי את השלבים למטה כדי שתוכל לשחזר או אפילו לשפר אותו! תעשה חיים!

שלב 1: איסוף רכיבים

לפני שנתחיל נצטרך כמה חלקים. להלן הרשימה המלאה:

מַעֲטֶפֶת:

• צינור פלדה מרובע 350 ס"מ, 20x20x2 מ"מ
• לוחות דיקט 6x26x26x0.9 ס"מ (הדרך היעילה ביותר היא לחתוך לוח שגדול מ -52x72 ס"מ בשישה חלקים, אך וודא שיש לך קצת שאריות עץ!)
• 1x לוח דיקט בגודל 26x22x0.9 ס"מ
• 90 ס"מ 22x30 מ"מ עץ (חתוך לחתיכות של 26 ס"מ, 2x 18 ס"מ ו 2x 12 ס"מ)
• צירים קטנים
• 2x לולאות אקורד
• ברגים: 4.0x16, 4.0x20, 4.0x25, 3.0x12 (בערך עשרה מכל אחד, כולל כמה חילוף)
• ברגים: M3x20, M6x12, 1x M10x30 (בערך עשרה מכל אחד, כולל קצת חילוף)
• אגוזים: M3, M6, M10
• ידית
• 2x מוטות פלדה בגודל 25x4 מ"מ 8 ס"מ

מכשירי חשמל:

• לַחְצָן
• LED אדום
• כחול LED
• נגד נגד רגיש
• סולנואיד בסגנון מנעול (שלי הוא דגם 12V 650mA)
• צג HDSP-A22C בעל 14 פלחים
• מרחיב קלט/פלט דיגיטלי MCP23017
• הנגד 15x 470
• הנגד 3x 1k
• נגד 6x 10k
• דיודה 1N4007
• טרנזיסטור BC547B 2x
• טרנזיסטור BC557B 2x
• טרנזיסטור TIP31A
• מתאם קיר 12V 1A

שלב 2: בניית חזה - מסגרת הפלדה

החזה הוא קובייה גדולה בגודל 30 ס"מ, עשויה צינורות פלדה ולוחות עץ. במוסך מצאתי צינורות מרובעים נחמדים בגודל 20x20 מ"מ עם קירות בעובי 2 מ"מ. הקירות צריכים להיות עבים מספיק כדי לרתך ולהדביק חורים מושחלים עבור ברגי M3. 2 מ"מ הוא העובי המושלם לכך. כמובן שאתה יכול להשתמש בכל סוג של צינורות פלדה בשביל זה אם יש לך רעיונות טובים יותר.

הדרך האלגנטית ביותר לבנות את המסגרת היא ליצור שני ריבועים בגודל 30x30 ס"מ ולאחר מכן לחבר את שני הריבועים האלה באמצעות צינורות 26 ס"מ (30 - 2*2). להכנת הריבועים חותכים את צינורות הפלדה הארוכים באלכסון לשמונה חלקים. יש לחתוך את קצות החתיכות בזווית של 45 מעלות הפונות זו לזו. הקצוות הארוכים של היצירה הם 30 ס"מ. בעת שימוש במסור רכוב, קל לסובב את הלהב ב -45 מעלות ולהפוך את הצינור לאחר כל חלק. זה מבזבז את הפחות חומר. אחרי שיש לך את שמונה החלקים החתוכים באלכסון הגיע הזמן לחתוך עוד ארבעה חלקים ישרים. אורך החלקים הללו הוא 26 ס"מ.

ואז חותכים לבסוף עשר חתיכות בסביבות 6 ס"מ של מוט פלדה בגודל 20X4 מ"מ. אלה יהיו נקודות ההרכבה של לוחות העץ.

כאשר כל המתכת מוכנה, הגיע הזמן לרתך. החלק הקשה ביותר כאן הוא ריפוי הצינורות שחתכת. נתחיל עם הריבועים העליונים והתחתונים. לוקחים את החלקים האלכסוניים ומרפדים אותם בריבוע על פיסת עץ. טיפ כאן הוא להשתמש בצלחת מרובעת בערך של 30 ס מ, כך שתוכל לתת לפינות ליפול של הקצוות אם תניח אותן בזווית של 45 מעלות בהשוואה לעץ. מהדקים אותם בעזרת כמה מהדקים וודא שהמתכת נוגעת בכל הפינות כך שהחשמל יכול לזרום מכל פיסה לשנייה בזמן הריתוך. אם מעולם לא ריתקת בעבר, זה הזמן להתאמן קצת כי אם אתה מבלגן את זה, אתה יכול לעשות הכל עד כה. בכל מקרה, לרתך את החלקים יחד בפינות (בחרתי לעשות זאת מבפנים) ועכשיו השלמת את החלק הראשון! קל יותר ליישר את הריבוע השני כיוון שאתה יכול פשוט להניח אותו על גבי הריבוע הראשון. לרתך גם אלה יחד. אם הכל הלך כשורה, כעת אמורות להיות לך שני ריבועי פלדה זהים.

בשלב זה תרצה לצרף את נקודות ההרכבה לעץ. השתמשתי בשתי חלקים לכל לוח בקצוות הנגדים של הקוביה. בחרתי בדפוס ספציפי כך שאף חלק לא יפריע למכסה ולכן לא אצטרך להרכיב שתי חתיכות על אותו קצה. אתה יכול לעשות את זה איך שאתה רוצה, כל עוד אין לקצה שבו הסולנואיד יהיה נעול.

בשלב זה לקחתי גם כלי טחינה עם מברשת פלדה המחוברת לניקוי הפלדה. בברים היו כתמים חלודים עליו ומצאתי שזה נתן להם מראה יפה.

לסיום בניית מסגרת הפלדה עלינו לחבר רק את שני הריבועים שיש לנו כעת. הדרך הקלה ביותר היא למקם אותם זקופים על משטח ישר ולהניח שניים מצינורות 26 ס מ ביניהם. זוג ידיים נוספות יועילו מאוד כאשר אתה לוחץ אותן. לרתך את זה יחד וחזור על זה לצד השני.

אם הכל הלך כמו שצריך, מסגרת הפלדה אמורה להסתיים עד עכשיו!

שלב 3: בניית חזה - הצדדים והמכסה

לסיום החזה עלינו להוסיף ציפוי עץ לצדדים. זכור כי האלקטרוניקה תהיה מוסתרת במכסה, כך שתזדקק לקצת יותר צלחת מאשר רק 6 חתיכות בגודל 26x26 ס"מ. בחנות ה- DIY היו להם 122x61 ס"מ, וזה היה מושלם. בחרתי בעץ דק יותר מכפי שהתכוונתי במקור אך בסופו של דבר הוא נראה טוב יותר מאשר היה עץ עבה יותר. כאשר צינור הפלדה ברוחב 2 ס"מ, בעל פינות מעוגלות וההרכבה ברוחב 4 מ"מ, יישארו לך 10 מ"מ ללוח תוך שמירה על מראה טוב. הצלחות שמצאתי היו בעובי 9 מ"מ כך שזה היה מושלם.

חותכים את הצלחות לשישה לוחות בגודל 26x26 ס"מ. אם הריתוך שלך קצת גדול תצטרך לחתוך את הפינות. כשיש לך את הצלחות, הניח אותן לתוך המסגרת. נוח לתייג מי מהם הולך לאן. באמצע העץ, סמן את המקום בו יהיו שני החורים. הנח את העץ במסגרת במקום המקביל שלו וקדח את החור עבור הבורג. היו לי ברגי M6 מונחים אבל כל בורג טוב. ברגים גדולים יותר עשויים לתת לו מראה נועז יותר, אך אפילו M3 יכול להחזיק אותו ביחד בסדר גמור. ודא שהברגים אינם ארוכים מדי, מכיוון שהם יבלטו לתוך המסגרת. כאן תוכל לשים את החפצים שלך כך שכאשר יתברכו ברגים ארוכים, זה יהיה קצת לא נוח. אם השתמשת באותן מידות החומר בדיוק כמוני, בורג 20 מ"מ צריך להיות מה שאתה מכוון אליו. כאשר החורים נקדחו אתה יכול להרכיב את הצלחות אבל הקפד לחכות עם הידוק כל דבר לפני שהמכסה יסתיים, אתה לא תרצה לנעול את עצמך בחוץ!

למכסה, אנו מתחילים באחת הצלחות שחתכנו לדפנות. הרעיון הוא להפוך את המכסה למארז לאלקטרוניקה. בחנות ה- DIY מצאתי גם חתיכת עץ בגודל 22X30 מ מ, מה שיהפוך את המרחק המושלם. הוא מספק שלושה סנטימטרים שבהם אתה יכול להסתיר את החשמל שלך. לפני הדבקת אלה על המכסה, עלינו ליצור חורים בעץ. כולם חורים עגולים למעט האחד לתצוגה. עבור העגולים, השתמש במקדח. לעיון בגודל, השתמש בסכימה בתמונות למעלה. לתצוגה אתה יכול להשתמש גם בפאזל חשמלי או במכונת כרסום אם אתה רוצה לדייק יותר. לאחר כל החורים נחתכים ונקדחים, אתה יכול להדביק את חתיכות העץ בצידי הלוח, במצב זקוף! כמו כן, היזהר שהסולנואיד שלך עדיין יתאים לחלל שנותר. כשהכל מודבק, קח את המידות המדויקות וחתוך עוד לוח עץ אחד למידות אלה. תרצה כבר להבריג אותו בתחתית מרווחי העץ, כך שתוכל לחתוך את הפינות באופן סמוך לפינת הלוח איתו התחלת.

כעת עלינו ליצור את הכפתורים לחיישן הלחץ ולחצן הפעולה. אנו רוצים להסתיר את הכפתור בפועל מהמשתמש, כך שנעלה אותם מתחת למכסה, בתוך תא האלקטרוניקה. אני פשוט חתכתי כמה חתיכות עץ קטנות מהדיקט שנותר כדי לשמש כמרווחים. הלחם את כפתור הלחיצה על לוח PCB והברג אותו על פיסות העץ המודבקות לחלק התחתון של המכסה, וודא שהכפתור יוצא בדיוק במרכז החור. חיישן הלחץ קצת שונה. לשם כך, השתמשו גם בשתי חתיכות מרווחות המודבקות למכסה אך קחו חתיכה שלישית כדי ליצור גשר על החור. הדבק את החיישן בדיוק במרכז החור.

כדי לשלוט על הכפתורים דרך המכסה, זה יהיה אידיאלי להדפיס משהו בתלת מימד. לצערי לא היה לי זמן לזה אז אלתרתי. אתה יכול לעשות מה שאתה רוצה, אבל טיפ כאן הוא שאתה צריך משהו שיחסום את הכפתור שלא ייפול משני הצדדים. השתמשתי בברגים מקוצרים עם אגוז חתוך לשניים בקצה אחד של הקצוות וכיסיתי אותו במשהו שמצאתי שוכב.

הדבר הבא שצריך להרכיב הוא הסולנואיד. כל סולנואיד שונה במקצת אך הדרך הקלה ביותר להרכיב את רוב הסולנואידים היא שכבת עץ בין הלבנים למכסה עד שהוא יחליק בדיוק מאחורי המסגרת, אך גם מספיק לאחור כדי לא לגעת בעץ כשהוא מורחב. בשבילי זה היה 6 מ"מ. אחר כך נאלצתי לטחון שוב קצת פלדה מאוחר יותר כי בסופו של דבר זה עדיין לא היה מספיק רחוק. כנראה שהייתי צריך להיות בערך 7 או 8 מ"מ.

המכסה נעשה כעת ברובו ויש להוסיף רק את האלקטרוניקה. זהו הרגע הנכון להצמיד תחילה את המכסה למסגרת. נסה להשיג כמה צירים קטנים בחנות מקומית, אלה לא צריכים להיות גדולים יותר מצינור הפלדה (~ 18 מ מ)! תלוי בגודל ובאיכות הצירים האלה, אתה יכול להשתמש בשניים או שלושה. סמנו את מיקומם על המסגרת ועל המכסה. כעת קבל זוג ידיים נוספות שיחזיקו את המכסה במקומו בזמן שאתה מסמן היכן לקדוח חורים. יש להשחיל את החורים בצינור הפלדה כך שתוכל פשוט להבריג בורג מבלי לדאוג כיצד להדק אותו. כאשר הצירים מחוברים למסגרת, החזר את הידיים הנוספות לאחור והברג את המכסה על הצירים בעזרת כמה ברגים קטנים. מכיוון שאתה צריך לעבוד שוב על המכסה מאוחר יותר אתה יכול לחכות עם שלב זה עד שהכל יסתיים.

עכשיו, אנחנו מוכנים לעבוד על האלקטרוניקה!

שלב 4: האלקטרוניקה

המעגל מורכב מחמישה מעגלים נפרדים. רוב אלה די פשוטים: לד פשוט עם נגד או כפתור לחיצה המחובר לסיכה של Arduino. שני המעגלים המסובכים יותר הם אלה שמניעים את התצוגה ואת מנעול הסולנואיד.

לתצוגה יש 15 סיכות נפרדות שצריך להניע אותן. ארדואינו בסיסי יכול להניע לכל היותר 19 סיכות. הייתי צריך עוד 5 סיכות לשאר העיצוב אז היה לי קצר. מצאתי את הפתרון באמצעות מרחיב קלט/פלט מונע I2C, MCP23017. בשילוב עם ספריית Adafruit למכשיר זה, הוא פשוט מאוד לשימוש. החלק של המעגל המחובר לסיכה GPA0 משמש לסירוגין בין שני האנודות הנפוצות של הצג HDSP-A22C. כשהוא גבוה, הוא מניע את תו 1 וכשהוא נמוך הוא מניע את תו 2. החיסרון בשימוש במרחיב זה הוא שהוא כותב לסיכות הפלט ברגע שנכתב בייט. זה גרם לרוחות רפאים. לצערי לא הצלחתי לפתור זאת באמצעות חומרה ולכן השתמשתי בתוכנה כדי לעקוף את הבעיה.

מכיוון שהסולנואיד שבו השתמשתי מונע על ידי 12V (שעבורו אתה יכול פשוט להשתמש בכל ספק כוח של 12V, לחבר אותו לארדואינו ולהלחם אליו חוט), הייתי צריך מעגל מגבר (דרלינגטון) כדי להניע אותו בעזרת סיכת Arduino. אל תשכח דיודה כדי לדכא את זרמי השיא שנוצרים על ידי האלקטרומגנטים בסולנואיד!

בעת הלחמת המעגלים, זכור היכן תמקם אותם. שמרתי מעט גבול סביב כל הלוחות שלי כדי שאוכל לדפוק אותם על חלקים מרווחים (שאריות מהלוחות הצדדיים) מודבקים למכסה. עבור נוריות הלדים אתה יכול להלחם חוט עם נגד ישירות אל הלד ולהשתמש בצינורות כיווץ חום כדי לכסות אותו ולוודא שהוא לא יישבר. השתמש בדבק חם כדי למנוע מכל החוטים המולחמים ישירות ללוח להישבר.

אחרי שהכל מולחם, הגיע הזמן לחבר הכל! קיבלתי כמה כותרות נקביות להרחיב את מסילות 5V ו- GND, כך שאני לא צריך להלחים הכל ביחד וכך אוכל בקלות לנתק או להחליף משהו אם הוא נשבר. אם השתמשת בחתיכת עץ דומה לצידי המכסה כמוני, תבחין שאין יותר מקום לחבר דבר לארדואינו. הפתרון הפשוט ביותר לכך הוא פשוט לכופף את הסיכות בזווית של 90 מעלות ולחבר אותן כך.

החלק האחרון הוא הפשוט ביותר וזה להעלות את הקוד.

שלב 5: הקוד

כל הקוד נעשה באמצעות PlatformIO. אם אינך מכיר זאת, תוכל פשוט להעתיק ולהדביק אותו בשרטוט של ארדואינו. אם אתה יכול פשוט להוריד את התוכנית ולהעלות אותו ל- Arduino שלך. ניתן למצוא את הקוד ב- Github שלי. תסתכל מסביב בקטע התצורה של התוכנית ושנה את הערכים כראות עיניך (מעניינים במיוחד הסיכות והשילוב). שילוב ברירת המחדל הוא 43 - 50 - 99.

שלב 6: גימור נגיעות

לאחר שהכל נעשה והתקנה ותתחיל לעבוד, אנו מוכנים להוסיף את הפרטים האחרונים של הפירוט שיאפשרו לכל לעבוד.

למניעת נפילת המכסה דרך המסגרת, ניתן להרכיב שתי צלחות חסימה המותקנות בצד המכסה. השתמשתי במוט פלדה בגודל 25X4 מ"מ שמצאתי, חתכתי אותו לחתיכות בסביבות 8 ס"מ, קידחתי בהם חורים והברגתי אותם על המכסה.

דבר נוסף שהוספתי למכסה היה ידית - די שימושית אם תרצה לפתוח אותה אי פעם. הייתי צריך לקדוח עמוק לתוך דפנות המכסה כדי להרכיב אותו אך יצא יפה.

נגיעה חשובה נוספת היא הוספת אקורד קטן למניעת נפילת המכסה לאחור יותר מדי ופגיעה בצירים. הפתרון שלי היה להשתמש בקרסי הברגה על המכסה ובחלק הפנימי של החזה שבו אוכל לחבר אקורד.

כדי לקבל כוח בתוך המכסה, קודחים חור קטן באחד הקצוות וראו אותו החוצה מלמעלה. שים בורג בקצה אחר וקשור את האקורד לבורג כדי למנוע ממישהו לשלוף בטעות את אקורד הכוח ולנעול אותך מהחזה לנצח.

לבסוף, אולי שמת לב שאתה עדיין לא יכול לסגור את המכסה. הסיבה לכך היא שיש אגוזים בדרך. פשוט חתוך כאן קצת עץ כדי לפנות מקום לאגוזים האלה.

וזה הכל! כך תוכלו לשחזר את תיבת האוצר הדיגיטלית בעצמכם! ואל תשכח ללבוש ציוד מגן מתאים בעת שימוש בכלי חשמל מסוכנים!