Oplichtende schatkist: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit is een project dat ik heb gemaakt voor mijn 4-jarige zoon, die om een speciale doos vroeg om kleine dinosaurussen, strips, schelpen en willekeurige stukjes hout en papier, ook wel 'schatten' genoemd, te bewaren en op te bergen. Het is in wezen een eenvoudige houten kist met een scharnierend deksel, gemaakt van kersenhout en vezelplaat van gemiddelde dichtheid (MDF). Maar ik kon het natuurlijk niet laten om ook een Arduino en een heleboel lichtjes en schakelaars toe te voegen!

De elektronische onderdelen (aangedreven door een 9V-batterij) bevinden zich allemaal bovenop en in het deksel, zodat het kind kan spelen met de lichten en knoppen en de onderkant van de doos kan gebruiken om schatten op te bergen. Het deksel is voorzien van:

• Een "S"-vorm gemaakt van lichtpijp, met LED's aan beide uiteinden, aangesloten op potentiometers om de helderheid te regelen
• 3 verlichte schakelaars die 3 verschillende LED's op het bord aansturen: voor de ster, raketmotor en planeet
• Een 5-volt analoge paneelmeter
• Een Sparkfun LED-balkgrafiek (helaas stopgezet), ook bestuurd door een pot
• Aan / uit knop
• Leuke geschilderde sterren, planeet en schip

De elektronica wordt bestuurd met een Adafruit Metro (equivalent aan een Arduino Uno), die zich onder het deksel bevindt en zich achter een vastgeschroefde heldere acrylplaat bevindt, zodat er geen draden worden losgetrokken. (Ik liet een kleine opening om toegang te krijgen tot de batterijhouder.)

De houten kist heeft koperen scharnieren, een gesp en een coole vintage visladegreep uit de jaren 60 uit Mexico die mijn vader me gaf. De houten kist is in elkaar gezet volgens de "butt joint"-methode, maar ik heb wat extra houtwerk gedaan en de schroeven afgedekt met houten pluggen van walnoot, wat mooi contrasteert met de kers.

Benodigdheden:

• Twee 12 "-vierkante, 1/4" dikke MDF-panelen
• Kersenplanken, ik heb zes planken van 3/4 "x 4-1 / 2" gebruikt, gesneden tot 12 "per kant. Vier hiervan zijn voor de zijkanten van de doos en de andere twee heb ik in de lengte doormidden gesneden om de zijkanten te maken van het deksel
• Klein stukje walnotenhout voor de pluggen de dekselschroeven
• Plexiglas plaat
• Adafruit Metro of ander Arduino Uno-type bord
• Protoboard/perfboard (voor de powerbus)
• draden
• Vier 5 mm LED's
• Drie 10k-ohm lineaire potentiometers met knoppen
• aan / uit knop
• analoge paneelmeter
• verf
• gereedschap: boor, plugsnijder, schroevendraaier, soldeerbout, zaag, gatenzaag, bovenfrees

Stap 1: Stap 1: Maak de doos

Ik kocht een 10-voet plank van kersenhout van een plaatselijke houtwinkel. Ik heb geen tafelzaag, dus ik vroeg de man daar om me zes secties van 12 inch te snijden, 4 voor de zijkanten en 2 voor de bovenkant. Ik leende een hakzaag van een buurman om de 2 bovenste stukken in de lengte doormidden te snijden, dus het deksel is ongeveer half zo breed als de hoofddoos (minus de breedte van het zaagblad). Het bord was 4-1 / 2 "breed en het deksel is ongeveer 2-1/8".

Voor de bovenkant van het deksel en de onderkant van de doos gebruikte ik 2 stukken 1/4 "MDF die ik had liggen, gesneden tot 12" vierkant. Mijn zoon koos een mooie aquakleur om de bodem en de binnenkant van te schilderen de top (hij hielp). Ik wilde de boven- en onderkant van de doos een beetje verzonken hebben (in plaats van hem aan de boven- en onderkant vast te schroeven). Dus gebruikte ik mijn oude router en een zeer gecompliceerde richtliniaal om een 1/4 "diepe groef helemaal vanaf de buitenrand van elk stuk tot ongeveer 3/8" vanaf het andere uiteinde te routeren.

Zorg ervoor dat u niet helemaal met de router gaat, anders is de snede zichtbaar vanaf de buitenkant van de doos. Mijn systeem was verschrikkelijk EN de router stierf halverwege op het laatste stuk!

Ik gebruikte dit als een excuus om een routertafel en een nieuwe router van The Home Depot te krijgen om de klus te klaren, wat het veel gemakkelijker maakte.

Tips:

Koop een routertafel. De sneden zijn schoner en het is veel gemakkelijker dan een rechte geleider te maken met meerdere stukken sloophout. Bovendien maak je iets nieuws, je hebt een nieuwe tool nodig. Dat is een regel!

Markeer de stukken voor het routeren: dat wil zeggen, maak duidelijk aan welke kant van de route helemaal naar het einde gaat en welke kant voor het einde moet stoppen. (zie foto)

Denk na over het uiterlijk van de doos. Voor dit project heb ik een eenvoudige stootvoeg gemaakt, waarbij de uiteinden van het hout zijn bevestigd zonder zwaluwstaarten of iets dergelijks. Ik wilde de dekselverbindingen tegenover de doosverbindingen hebben, zodat wanneer gesloten, u de eindnerf op het doosstuk aan de ene kant kunt zien, maar het deksel op de tegenovergestelde manier is uitgelijnd. Natuurlijk kun je liefhebber worden met verschillende joints.

Geef een beetje extra ruimte op de gefreesde groeven. De 1/4"-route voor 1/4" MDF was een vrij strakke pasvorm. Maak het indien mogelijk een beetje breder (ga een tweede keer door de router met een kleine aanpassing), zodat er een klein beetje ruimte is voor de stukken hout om uit te zetten en in te krimpen, anders zal de bovenkant de neiging hebben om krom te trekken. Over de bovenkant gesproken, plan uit welke componenten u wilt hebben en snijd dienovereenkomstig gaten. Voor de mijne deed ik:

• drie gaten voor de schakelaars, (5/8")
• drie voor de potentiometers, (1/4")
• een voor de voltmeter, (met behulp van een 1-1 / 2 "gatzaag)
• een voor Saturnus (die aan de binnenkant was bedekt met een stuk geverfd plexiglas), (ook 1-1/2" gatenzaag)
• één voor de ster-LED, (1/4")
• twee gaten voor de 5 mm lichtpijp om in te passen, aan elk uiteinde van de "S" (1/4")
• en tot slot een lang rechthoekig gat voor de LED-staafgrafiek, gesneden met de router. (7/16" x 3")

(zie foto voor de indeling)

Ik wilde een ruimtethema, dus ik schilderde het bovenpaneel zwart, schilderde een ster, een schip en spetterde wat witte verf erop voor een achtergrond van een sterrenveld. Voor de planeet heb ik ringen rond het gat geschilderd en een vierkant plexiglas geverfd met rood en geel aan de onderkant van het paneel gelijmd.

Ik heb een Dremel gebruikt om de "S"-vorm te maken. De "S" is ongeveer halverwege in het bord gekerfd. Aan elk uiteinde van de "S" boorde ik een gat helemaal door zodat de lichtpijp naar beneden in de doos kon gaan. Een LED aan elk uiteinde stuurt licht in de lichtpijp. Ik doe wat lijm in de groef en plaats (vastgelopen) de lichtpijp in de groef met de uiteinden naar beneden door de gaten aan elk uiteinde. Dit is zodat LED's aan elk uiteinde van de lichtpijp kunnen worden bevestigd, zodat het licht er doorheen kan gaan en het oplicht.

Zodra uw doosstukken zijn gerouteerd en de panelen zijn geverfd en geboord, plaatst u de panelen in de bovenste en onderste groeven, klem en lijm ze aan elkaar. Voor een meer decoratieve look kun je schroeven met pluggen toevoegen, wat ik in de volgende sectie zal uitleggen!

Stap 2: Schroeven en pluggen

Lijm is waarschijnlijk genoeg om de doos bij elkaar te houden, maar ik heb voor de zekerheid schroeven aan elke verbinding toegevoegd. Maar om het er interessanter uit te laten zien, bedekte ik de schroeven met kleine pluggen die uit walnoot waren gesneden.

De donkere walnoot contrasteert mooi met de kers en het afdekken van de schroeven geeft het een mooie, afgewerkte look.

Het proces is vrij eenvoudig, maar je hebt een speciale boor nodig, een plugsnijder. Ik heb een stukje walnoot gebruikt en pluggen van 3/8 gesneden. Opmerking: je moet helemaal door het stuk schroot boren om de plug eruit te krijgen.

Na het boren van geleidegaten voor de schroeven in de doos, boorde ik een kleine hoeveelheid naar beneden met een 3/8 "bit, om ruimte te maken voor de pluggen. Daarna schroefde ik de schroeven in zodat ze gelijk lagen met de onderkant van de grotere 3 /8" gat. Vervolgens heb ik een beetje lijm in het gat geperst, de plug in het gat geplaatst en er met een hamer op getikt. Let op: je hoeft hem niet helemaal in te tikken! Het zit gewoon in het gat en maakt contact met de lijm. Ik veegde de overtollige lijm weg en liet het een paar uur zitten. De volgende stap is om de pluggen in te korten zodat ze gelijk liggen met het oppervlak. Ik gebruikte een visitekaartje en sneed er een gat in zodat het precies over het deel van de plug paste dat uitstak. Dit is zo dat wanneer je het uiteinde afzaagt, je het hout van de kist niet verscheurt. Ik sneed de plug af en liet hem ongeveer 1/16 inch trots op het oppervlak. Daarna heb ik het geschuurd tot het glad was. Een schroefkop brak af omdat ik te langzaam boorde, maar ik gebruikte een Dremel om hem af te slijpen en kon hem nog steeds afdekken met de plug. Nog een goede reden om pluggen te gebruiken - verdoezelen van fouten. Ha! Snap je? Omdat, de schroef … oh laat maar.

Stap 3: Elektronica

Afgezien van het vermogen van de schatkist om schatten te bewaren, wilde ik dat het ook een leuk, interactief element zou hebben. Zoals ik eerder al zei, besloot ik dat ik de volgende elementen op het voorpaneel zou hebben:

• 3 oplichtende knoppen om LED's te activeren, met een leuk ruimtethema
• 2 potentiometers om de helderheid van 2 LED's aan weerszijden van een lichtpijp te regelen (zoals een glasvezelkabel)
• een aan/uit schakelaar
• een LED-staafgrafiek met 30 segmenten en een andere pot om de lichten erop te bedienen
• een 5V analoge paneelmeter om te zien hoe het aan- en uitzetten van de schakelaars de spanningsniveaus beïnvloedt

Het elektronicagedeelte van dit project is vrij eenvoudig, maar er is een addertje onder het gras. De rode printplaat op de foto's is een Sparkfun LED-bargraph breakout board (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), die ze niet meer maken. Maar - goed nieuws! Ik beschrijf in een andere Instructable hoe ik dit probleem heb omzeild door de Eagle-bestanden te downloaden en deze open-sourceborden voor mij te laten maken.

Het Bar Graph-bord (als u besluit het te gebruiken) vereist behoorlijk wat montage omdat de kit niet langer beschikbaar is, maar het is niet zo ingewikkeld en er is hier voldoende documentatie. In dit project zorgt het draaien van de potentiometer ervoor dat enkele LED's op en neer bewegen in de staafgrafiek. Als je hem helemaal omhoog draait, krijg je een cool, bewegend patroon over de staafgrafiek.

Een ander gepensioneerd product is de lichtpijp (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), maar die kan ook vervangen worden door iets anders: flexibele leds, EL-draad, siliconen lichtstrips, enz.

Voor dit project heb ik het Adafruit Metro-bord gebruikt, een Arduino Uno-kloon, zonder headers, zodat ik de draden rechtstreeks op het bord kon solderen.

Ik heb ook een protoboard gebruikt om 5V-stroom en aarde naar de verschillende LED's te leiden, aangezien de Arduino slechts twee 5V-uitgangen en twee aardingspinnen heeft.

LED's, schakelaars en potten

De Saturn-LED en de ster-LED worden in- en uitgeschakeld met verlichte schakelaars, dus de bedrading is vrij eenvoudig: 5V moet door de schakelaar naar de positieve poot van de LED gaan en dan terug naar aarde via de negatieve poot van de LED. Om de schakelaars zelf te laten oplichten, moet je een beetje fancy bedrading doen, maar het is niet zo moeilijk. (Zie schema)

De LED van de ruimteschipmotor is verbonden met een PWM-pin op de Arduino, omdat ik wilde dat deze kon "pulseren". Dus de onderste rood verlichte schakelaar, wanneer ingedrukt, vertelt de Arduino om de LED te pulseren, zodat het lijkt alsof een raketmotor affakkelt (soort van).

Ik heb wat modelverf gebruikt om een roodachtig wolkenpatroon te maken op het plexiglas achter het gat voor Saturnus. De LED schijnt vrij zwak door, maar ziet er 's nachts koel uit. Wanneer je de doos opent terwijl Saturnus is ingeschakeld, is de witte LED ook behoorlijk helder en schijnt naar beneden in de doos, zodat je 's nachts dingen kunt vinden. Elke LED heeft aan één kant een weerstand van 220 ohm, zodat ze niet doorbranden.

De LED's aan beide uiteinden van de lichtpijp worden aangestuurd door potentiometers (potjes) die ze helderder of zwakker maken. De ene is blauw en de andere is geel. Terwijl u de LED's helderder maakt, gaat het licht verder door de buis totdat de kleuren in het midden samenkomen. Dat was tenminste het idee. Ik heb niet goed werk geleverd door de LED's aan de uiteinden van de pijpen in te pakken, dus er ontsnapt veel licht en ze waren uiteindelijk niet erg helder. Deze LED's moeten ook op PWM-pinnen gaan, zodat de helderheid kan worden aangepast.

Potentiometers zijn bedraad met één kant naar 5V, één kant naar aarde en de middelste naar een pin op de Arduino, in dit geval pinnen A1 en A5. De andere pot regelt de lichten op de LED-balkgrafiek en wordt bevestigd aan pin A2.

De aan / uit-schakelaar is slechts een schakelaar tussen het batterijpakket en de Arduino. Ik gebruikte een 9V batterijhouder met een barrel jack adapter. Scheid de draden die uit de houder komen en knip er een af. (Maakt niet uit welke) Strip de afgesneden uiteinden en soldeer ze aan de connectoren op de schakelaar. Sluit vervolgens de barrel-jack aan op de Arduino. Boem, klaar.

Het LED-staafdiagram maakt gebruik van schuifregisters, dus het vereist slechts 3 pinnen, plus stroom en aarde.

Hier is de definitieve pinout:

• A1 potentiometer 1 (voor het aansturen van de onderste "S" LED)
• A2 pot 2 (voor de staafdiagrambedieningen)
• A5 pot 3 (stuurt de LED aan de bovenkant van de "S")
• D3 uit naar LED voor pulserende raketmotor
• D6 bovenkant van de "S" LED
• D8 Input van raketmotorschakelaar
• D9 onderkant van de "S" LED

5-volt paneelmeter

De paneelmeter *soort* doet ook dienst als batterijmeter. Het heeft twee draden aan de achterkant, één is verbonden met de 5V-pin van de Arduino (op het protoboard) en de andere gaat naar aarde. De meter gaat maar tot 5 volt en de batterij is 9V, dus als de batterij vol of vol is, wordt de meter naar rechts gespeld. Maar zodra de batterij een beetje leeg is, wordt het interessanter omdat de naald beweegt naarmate je meer lichten aandoet en er meer spanning wordt verbruikt. Er is waarschijnlijk een slimmere manier om dit aan te sluiten, maar dit was wat ik deed!

Arduino-code

De volledige Arduino-code is hier bijgevoegd. Het is niet mooi, maar het doet zijn werk!

Stap 4: Afwerking

Nadat de elektronica is geïnstalleerd en werkt, is het tijd om het project af te ronden. Je moet nog steeds:

• lijn de bovenrand (waar het deksel de doos raakt) af met een zelfklevende viltstrip
• Installeer de scharnieren aan de achterkant
• Installeer de vergrendeling aan de voorkant
• olie of vernis het hout
• Bevestig eventueel een handvat

Ik hield van het gevoel van het onafgewerkte hout, maar ik wist dat ik het moest beschermen tegen morsen en krassen en dergelijke. Dus ging ik met de Watco Wipe-On Poly, die het hout afdicht maar het een mooie natuurlijke, geoliede uitstraling geeft. Drie lagen deden het werk, en het laat de kleine walnootpluggen echt knallen tegen het warme kersenhout.

Ik heb ook 4 vilten voetjes toegevoegd aan de onderste hoeken van de doos, zodat deze gemakkelijk van onder het bed zou kunnen schuiven en niet zou worden bekrast.

En daar is het. Een op maat gemaakte schatkist met een elektronische twist waar de kinderen voor altijd van zullen houden! Ik hoop dat je genoten hebt van deze (heel lange) Instructable. Laat het me weten in de comments als er iets niet duidelijk is. Bedankt voor het lezen!