Mission Control Box V3.0: 4 stappen

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

Hallo iedereen!

Dit is een bijgewerkte versie van mijn originele Mission Control Box. Deze versie is hetzelfde basisidee: lichten, schakelaars, een afteltimer en een leuk LED-staafdiagram "vermogensmeter", allemaal met een Space Shuttle-thema. Het belangrijkste verschil met deze versie is dat er geen audio is, geen deksel op de doos en geen transparante foto van de shuttle. Maar het zit nog steeds boordevol leuke functies. Dus, laten we eens kijken!

Hier is wat je nodig hebt om het te bouwen.

Materialen:

• MDF voor de doos: 1/2" en 1/4" stuks

  Ik heb deze 9x12 vellen gebruikt voor de bovenste en onderste 1/4 "panelen:

• Spray paint (kleur naar keuze voor de zijkanten en onderkant stukken)
• Metallic zilver spuitverf (of andere lichte kleur voor het bovenpaneel)
• Spray-on heldere acryl sealer
• Houtlijm
• Heet lijmpistool
• #8 Schroeven, 1/2" en 1"
• M2.5 maat 16 mm bouten en moeren
• Zelfklevende inkjet transparanten (8.5x11)
• Lexaan/plexiglas

Elektronica:

• 9V DC-voedingsadapter
• Jack-connector voor paneelmontage

Diverse schakelaars. Dit zijn degene die ik heb gebruikt:

• (1) Metalen tuimelschakelaar

• (2) Verlichte tuimelschakelaars

  Opmerking: ik heb deze gebruikt, maar moest ze aanpassen om met de Arduino te werken, lees verder voor deets!)

• (1) Verlichte schakelaar met deksel:
• (2) Verlichte klikknoppen:
• (1) Tijdelijke drukknop:
• (1) Arcade-knop:

Andere dingen

• Quad Alfanumeriek display met rugzak:
• 10K Ohm Lineaire potentiometer + knop
• Arduino Uno (ik gebruikte de Adafruit Metro):

• Sparkfun LED bargraph breakout board:

  (Ja, het is niet langer beschikbaar, maar lees verder om erachter te komen hoe je het terug kunt brengen van buitenaf!)

• Protoboard, of klein soldeerbaar breadboard voor de stroombus
• Draad
• Soldeerbout met soldeer (uiteraard)
• 5 mm LED's
• 220 Ohm weerstanden

Stap 1: knippen, routeren en schilderen

De doos is 12"Lx9"Bx4"H (3"H aan de voorkant) De onderste voetafdruk van de doos is 9x12", de grootte van een van de voorgesneden 1/4" MDF-panelen die ik bij Amazon heb besteld. Als je heel precies bent, wil je misschien de 12 "-kant van het onderpaneel bijsnijden of schuren, omdat de bovenkant een beetje schuin staat. (Ik heb dit niet gedaan) De zijkanten zijn gemaakt van 1/2" MDF, boven- en onderpanelen zijn de 1/4 "MDF.

• Achterstuk (1/2"MDF): 4"x12"
• Voorstuk: (1/2"MDF) 3"x12"
• Schuine zijstukken zijn (1/2 "MDF) 4" afnemend tot 3" hoog en 8" lang.
• Bodem: (1/4" MDF) 9"x12"
• Bovenpaneel (1/4" MDF) is bijgesneden tot 9x11.5"

Gebruik een bovenfrees om een 1/4" brede groef te snijden, 1/4" diep ongeveer 1/2" naar beneden vanaf de bovenste (hellende) rand van de zijstukken. Zorg ervoor dat u de groef aan de *binnenkant* van beide zijden snijdt stukken.

Ik heb alle stukken fel oranje geverfd, behalve het bovenpaneel dat ik heb geverfd met metallic zilveren spuitverf.

Na een paar lagen zilververf (lichtjes tussen de lagen geschuurd), plaatste ik het transparante zelfklevende vel met alle afbeeldingen en labels erop. Leg het voorzichtig neer om luchtbellen onder het laken te voorkomen.

Ik heb Word gebruikt om de lay-out te maken, maar je kunt ook Illustrator of een ander grafisch programma gebruiken. Ik heb het vel op mijn inkjetprinter afgedrukt, dus ik moest de sticker met een sealer-spray bedekken, zodat de inkt niet zou weglopen als er water op zou worden gemorst. Ik denk dat ik er ongeveer 4-5 lagen Krylon-sealer op heb gespoten en het maakte het redelijk goed waterbestendig (ook UV-bestendig, afhankelijk van de spray die je gebruikt).

Zet alles bij elkaar om te zien of alles past en op één lijn ligt!

Stap 2: Gaten in het bovenpaneel snijden

Ik heb een aantal dradenkruizen op het plakvel geprint om het centreren van de boorgaten voor de schakelaars te vergemakkelijken. Begin met het snijden van een X in het zelfklevende vel, zodat het niet te veel wordt opgevreten door de boren. Gebruik een klein beetje om het precies in het midden te krijgen en ga dan groter naar de juiste opening. Onderstaande maten komen in de buurt maar zijn niet exact. Ik moest nog steeds een rond bestand gebruiken om de opening precies goed te krijgen voor een paar van hen (omdat ik geen metrische set heb). Gebruikte boren:

• Tuimelschakelaars: 1/2"
• LED-drukknoppen: 5/8"
• Potentiometer: 1/4"
• LED: 1/4"
• Arcade-knop: 1-1/8"
• Ook nodig: DC-aansluiting (op het achterstuk): 7/16"

Voor de langere openingen die nodig zijn voor de LED-balkgrafiek en het Quad alpha-display, heb ik een reeks gaten op een rij geboord, maar vervolgens de freestafel gebruikt om de rest weg te snijden. Dat gaf me een mooie rechte snee. De tuimelschakelaars hadden ook een langere snede nodig, dus ik begon het met één gat en leidde het vervolgens naar de juiste maat. Als je goed bent met een Dremel kun je het ook op die manier doen, maar het ziet er niet zo schoon uit.

• Bargraph opening: 7/16" x 3"
• Viervoudig alfa-display: 7/8"x2"
• Tuimelschakelaars: 1"x3/8"

Daarna heb ik het bovenpaneel in de gefreesde groeven gelijmd, maar voorlopig de zijkanten en onderkant weggelaten, zodat ik in het elektronicagedeelte van het project kon komen.

Stap 3: Elektronica

Nu er gaten zijn geboord en openingen zijn gerouteerd, kunt u uw schakelaars plaatsen en uw printplaten op het paneel bevestigen. Ik gebruikte veel jumperdraden, maar moest ook draden solderen aan sommige schakelaars en de potentiometer. Ik heb hier enkele tekeningen bijgevoegd over hoe de verschillende schakelaars moeten worden aangesloten.

De verschillende schakelaars doen verschillende dingen, dus moeten ze anders worden aangesloten:

• Access Arm Retraction & Hydrogen Burnoff zijn vergrendelbare drukknoppen die oplichten wanneer ze worden ingedrukt.
• Auxiliary Power Units is een schakelaar die een LED inschakelt
• Main Engine Start is een tuimelschakelaar die oplicht wanneer deze wordt ingeschakeld
• Booster Ignition is een schakelaar die oplicht wanneer deze wordt omgedraaid.
• Auto Sequence Start is een tijdelijke schakelaar die niet oplicht maar het Quad Alfanumerieke display activeert
• LAUNCH is een Arcade-knop (kortstondige schakelaar) die het aftellen start

Nadat ik het Quad Alpha-scherm met hele kleine schroeven aan de onderkant van het paneel had vastgemaakt, voegde ik ook een klein stukje plexiglas toe over de opening aan de bovenzijde van het paneel en bevestigde het met M2.5-bouten. Voor het LED-staafgrafiekbord heb ik gaten door de voorkant van het paneel geschroefd om overeen te komen met de montagegaten op het bord. Dus het is eigenlijk bevestigd met de M2.5-bouten door de bovenkant van het paneel en een ander stuk plexiglas op maat gesneden.

Je hoeft het plexiglas niet te doen, maar ik dacht dat het zou helpen voorkomen dat nieuwsgierige / luidruchtige handen op de componenten duwen en ze losmaken. (Les geleerd uit ervaring!)

Adafruit heeft veel documentatie over hoe je het scherm moet aansluiten, dus als je dat bord gebruikt, bekijk dan zeker hun tutorials erover. Voor het Quad alpha-display en de LED-bargraph heb ik headers gesoldeerd om het aansluiten te vergemakkelijken. Ik heb ook alle headers warm gelijmd zodra ze allemaal op hun plaats waren.

Opmerking: ik heb epoxy gebruikt om de potentiometer aan de onderkant van het paneel te bevestigen, omdat op de originele Mission Control Box de pot loskomt als deze te ver of te hard wordt gedraaid. Weer een les geleerd!

Stopgezette printplaat? Ha

De LED-staafgrafiek is een kit die werd verkocht door Sparkfun, maar werd stopgezet. Ze zijn echter een geweldig bedrijf en hebben de ontwerpbestanden beschikbaar gemaakt voor iedereen om te downloaden en te gebruiken. Dus spande ik mijn mentale spieren en leerde hoe ik Eagle-software moest gebruiken om de bestanden naar Gerber-formaat te converteren, zodat ze door een printplaatfabriek konden worden vervaardigd. Ik vond een plaats online die een snelle doorlooptijd beloofde, en bestelde 10 boards. Ze waren spotgoedkoop (minder dan $ 1 per bord) en ze arriveerden via DHL (verzendkosten $ 25) in mijn huis in Maine vanuit de fabriek in Shenzhen, China, in minder dan een week. Het was ongelooflijk.

Opmerking: ik heb eerst naar enkele Amerikaanse fabrikanten gekeken, maar de doorlooptijd was veel langer en ze waren duurder, dus ging ik met China omdat ik een budget en een tijdsdruk had.

Ik moest toen de Sparkfun-instructies raadplegen om alle componenten te krijgen die nodig waren om het bord te laten werken. Ik zal ze hier niet opsommen, maar de instructies voor het monteren van het bord en al het andere dat je nodig hebt om het te maken, staan op deze link:

github.com/sparkfun/Bar_Graph_Breakout_Kit…

Zelfgemaakte Power Bus

Alle schakelaars, borden en de pot hebben stroom nodig, maar er zijn slechts twee 5-volt-uitgangen op de Arduino. Dus ik gebruikte een leeg protoboard en soldeerde er 2 rijen vrouwelijke headers aan. Ik heb toen (slordig) een stuk blanke draad aan alle pinnen aan de onderkant gesoldeerd, zodat ze allemaal verbonden zouden zijn, één rij voor stroom, één rij voor aarde. Ik zou dan jumperdraden van de schakelaars enz. in headers op de bus kunnen steken en één jumperdraad naar de Arduino 5V-uitgang kunnen laten gaan en één naar de Arduino-aardingspin van de bus.

Tuimelschakelaar-hack

De tuimelschakelaars die ik kreeg, waren geschikt voor 120 volt, dus de kleine neonlamp erin zou niets doen met mijn 5 volt van de Arduino. Dus ik haalde voorzichtig de schakelaar uit elkaar (zie foto) en ontdekte dat de lamp gewoon aan een weerstand was gesoldeerd en vervolgens om de binnenkant van de schakelaar was gewikkeld, met de positieve kant bevestigd aan een veer aan de onderkant, en de grond kant (na de weerstand), in een inkeping aan één kant van de schakelaar. Dus ik trok dat eruit, en soldeerde een LED aan een 220 Ohm weerstand en wikkelde de draden terug zoals ze waren. Na een paar pogingen kreeg ik eindelijk dingen werkend.

Als u dit doet, zorg er dan voor dat u zorgvuldig noteert op welke manier de stukjes erin gaan, hoe de draden zijn gewikkeld en hoe ze in de behuizing zitten. Of koop een type schakelaar dat vanaf het begin met 5V werkt! Hoewel dit lastig was, was ik zeer tevreden dat ik de schakelaar (een type dat de klant specifiek had gevraagd) kon "hacken" en het laten werken.

Stap 4: Arduino aansluiten en programmeren

Veel van de schakelaars zijn alleen bedoeld om lichten / LED's te bedienen, dus ze hebben alleen stroom van de Arduino nodig via de zelfgemaakte stroombus. Maar eerst heeft de Arduino stroom nodig.

Ik heb de doos bedraad met een aan / uit-schakelaar (groene tuimelschakelaar) waarvoor de bedrading in de vorige stap wordt getoond. De draad van de aansluiting (die stroom krijgt van de 9V-adapter) gaat in de schakelaar en vervolgens leidt de schakelaar deze naar de VIN-pin op de Arduino. Deze pin kan spanningen tussen 7-12 volt accepteren. Zoals ik al eerder zei, heb ik een 5V-pin van de Arduino op de bus aangesloten om die LED's die aan de schakelaars zijn bevestigd, van stroom te voorzien.

Het display en de staafgrafiek hebben beide een paar pinnen nodig (raadpleeg hun respectievelijke aansluithandleidingen) en dan nemen de arcade-knop en de Auto Sequence Start-knop beide een pin, en de potentiometer heeft er ook een nodig.

Hier is de pinout die ik heb gebruikt:

• A0 Potentiometer (middelste pin van de pot)
• A4 DAT (quad alfa)
• A5 CLK (quad alfa)
• 4 Auto Sequence Start Momentschakelaar
• 8 LAUNCH-knop
• 10 LAT (Bargraf)
• 11 ZONDE (Bargraf)
• 13 CLK (Bargraf)

De schets (programma)

De hoofdlus van de Arduino-schets telt "inactieve lussen" waar niets wordt ingedrukt. Als het 10.000 (ongeveer 60 seconden) bereikt, verschijnt er een willekeurige "screensaver", ofwel een bericht op het scherm, of een korte uitbarsting van activiteit op de LED-balkgrafiek. De lus wacht ook op het indrukken van een knop vanaf de Auto Sequence Start-knop of de Launch-knop. Auto Sequence Start activeert een van de 6 willekeurige animaties op het Quad alpha-display, die ongeveer overeenkomen met de stappen van de startsequentie. Ik wilde oorspronkelijk dat elke knop een animatie activeerde, maar vanwege tijd en andere factoren heb ik in plaats daarvan de ene knop die niet oplicht als de "animatie" -knop ingesteld.

Als de Launch-knop wordt ingedrukt, begint het aftellen van T-10 tot nul. Dan schuift "liftoff" over het scherm en een kleine geanimeerde "shuttle" schiet weg.

Ik heb het ook (zoals in de originele Mission Control Box) zo gemaakt dat als je de "power" te hoog zet met de pot, LED-lichtbugs het staafdiagram overnemen. Op het origineel moest je 30 seconden wachten voordat ze stopten. Als u in deze versie de stroom weer onder het "kritieke" niveau zet, verdwijnen de bugs.

De rest van de schets is gewijd aan het maken van de animaties of de schermbeveiligingsberichten. De animaties kunnen lastig zijn, maar ik heb online een cool hulpprogramma gevonden dat een array voor je maakt op basis van de animaties die je opgeeft. Bekijk het hier:

Als je mijn schets gebruikt, kun je de animaties of de berichten veranderen in wat je maar wilt. Mijn versie is gebaseerd op het werk van vele anderen voor mij, dus maak het je eigen!

De laatste stap is het gebruik van afstandhouders om de Adafruit Metro en de stroombus aan het onderpaneel te bevestigen. Daarna alles in elkaar schroeven en aansluiten!

Nou, dat dekt het ongeveer! Eventuele vragen stellen in de reacties hieronder. Bedankt voor het lezen!