Kinderkeuken die BEEP zegt: 7 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Mijn twee jaar oude dochter had een 'klein' verzoek voor haar derde verjaardag. Ze wilde een keukentje waar Beep op staat. 'Wil je een wat?' was mijn reactie. 'Een keuken die piep zegt, net als mama's keuken!', zei ze…

Dus dat was de inspiratie (ik bedoel 'verzoek') waardoor ik aan dit project begon!

Het bouwen van een kleine keuken om mee te spelen kan erg tijdrovend zijn aangezien ik geen ervaren houtbewerker ben, dus begon ik met een 'kant-en-klaar' houten keuken: de Ikea Duktig. Ik ben er vrij zeker van dat ik voor die prijs geen betere keuken kan bouwen.

Over prijs gesproken, sommigen vragen zich misschien af wat de totale prijs voor dit project is. Nou, een Ikea Duktig keuken kost ongeveer 80 euro waar ik woon. De overige onderdelen kosten zo'n 25 tot 30 euro als je de onderdelen uit China bestelt.

Stap 1: De korte handleiding

De video laat zien hoe het allemaal werkt. Als de keuken is ingeschakeld, wordt de huidige tijd weergegeven. Nu kunt u de timer instellen met de blauwe knop en de gele knop. De blauwe knop verhoogt de timer en de gele knop verlaagt de timer. De stappen zijn hetzelfde als de oven van 'mama', dus met de knoppen kun je schakelen tussen 0:05, 0:10, 0:15, 0:20, 0:25, 0:30, 0:40, 0:50, 1:00, 1:15, 1:30, 1:45, 2:00, 2:15, 2:30, 2:45, 3:00, 3:30, 4:00, 4:30, 5:00, 5:30, 6:00, 7:00, 8:00, 9:00 of 10:00 minuten:seconden. Als je van nog langere (of andere) periodes houdt, geen probleem, voeg gewoon timer-preset tijden toe aan de code. De reden dat ik stopte om 10 minuten, is dat ik niet midden in de nacht wakker wilde worden en me afvroeg wat er zojuist gepiept had.:-)

Ok, nu de timer is ingesteld, een simpele druk op de groene knop start de timer en de rode knop stopt de timer. U kunt ook de rode knop gebruiken om het instellen van de timer te stoppen en het display de huidige tijd weer te laten weergeven. Tijdens het aftellen van de timer wordt de oven goed afgedekt door een strook LED's.

Als de timer 0:00 bereikt toont het display BEEP (of in het Nederlands PIEP) en dan hoor je 2 korte en 1 langere piepjes. Vervolgens wordt de huidige tijd weer op het display weergegeven.

Stap 2: Wat heb je nodig

Dit waren de materialen die ik voor dit project heb gebruikt:

• Een IKEA Duktig keuken
• Een Arduino (ik gebruikte een Arduino Nano)
• 12V DC-voeding, met DC-aansluiting
• DC/DC buck-converter
• Een 12V ledstrip
• Paneelmontage DC-aansluiting
• Een DS3231 klokmodule
• 4 knoppen (niet vergrendelend) en, omdat ik dol ben op LED's, heb ik gekozen voor knoppen met een LED erin
• Een (vergrendelende) aan/uit-knop, met weer een LED erin (dat is alleen deksel als de stroom aan staat)
• Een TM1637 7-segments display met 4 cijfers
• Draad
• Krimpkous
• MDF plaat, 5 mm dik, ca. 35x35cm
• 1kΩ weerstand
• 2N3904-transistor
• Klein PCB-prototypingbord

En het belangrijkste: een zoemer (een TMB12A05)!

Hulpmiddelen die ik heb gebruikt:

• Router met een kleine frees
• Kolomboormachine
• Mes, vijl, schuurpapier
• Soldeerstation
• Lijmpistool
• Kleine butaantoorts (voor de krimpkous)
• Laptop met Arduino IDE

Stap 3: Wijzigingen in de keuken

Er zijn enkele aanpassingen nodig aan de houten delen van de keuken voor de extra functies:

• Wijzigingen voorzijde: gaten voor 4 LED-knoppen en display
• Wijzigingen aan de linkerkant: gat voor aan / uit-knop
• Wijzigingen bodemplaat: gat voor DC jack

Wijzigingen aan de voorkant

Download a.u.b. het onderstaande PDF-bestand (houd er rekening mee dat u mogelijk verschillende grootte knoppen en/of display heeft, maar u kunt eenvoudig een gelijkaardig sjabloon maken met een tekentool). Er zit een sjabloon in die ik heb gebruikt om de gaatjes aan de voorkant te maken. Ik heb de sjabloon eenvoudig op het hout geplakt en eerst een klein gaatje in het midden van elke knop geboord. Merk op dat de sjabloon een voor- en een achterkant heeft. De pijl wijst altijd in de linkerbovenhoek. Na de kleine boor ben ik overgestapt op een grotere boor, een boor van 16 mm om precies te zijn (aangezien dit de diameter is van de LED-knoppen die ik voor dit project heb geselecteerd).

Voor het displaygat heb ik eerst meerdere gaten geboord in het donkere gedeelte van de sjabloon. Het donkere gebied in de sjabloon heeft de exacte afmetingen van het display zelf. Om het displaygat af te werken, gebruikte ik een klein roterend gereedschap, een vijl en een scherp mes. Het wat lichtere gedeelte heeft de grove afmetingen van de print die op het display is aangesloten. Als je het display in dit gat zou monteren, zul je merken dat het hout erg dik is. Toen ik het scherm erin stopte, vond ik het er niet leuk uit zien en heb ik een bovenfrees gebruikt om het hout minder dik te maken. De hoogte van het scherm moet je zelf opmeten, want het kan zijn dat je niet hetzelfde scherm hebt.

Wijzigingen in het linkerdeelvenster

De aan/uit-knop bevindt zich in het houten paneel aan de linkerkant van de keuken. Hiervoor is een gat geboord in de linker bovenhoek van het paneel. Merk op dat de beste locatie voor deze knop bovenaan is, zoals duidelijk zal worden bij het lezen van de montagestap. Binnen in de kast komt een nieuw bovenpaneel (om de LED strip op te lijmen en om de elektronica te beschermen), dus het is beter om de knop boven dit paneel te hebben.

Aan de binnenkant van het linkerpaneel heb ik een kleine frees gebruikt om een sleuf te maken waar de stroomkabel doorheen kan lopen.

Wijzigingen aan de bodemplaat

Voor de DC-aansluiting koos ik de onderkant om hem op te monteren. Omdat het onderpaneel vrij dik is, boort u eerst een gat dat net groot genoeg is voor de eigenlijke connector (het metalen deel van de connector). Boor vervolgens -vanaf de onderkant naar boven- een groter gat (uiteraard niet helemaal door het bodempaneel!), aangezien de connector een plastic omhulsel heeft dat anders in de weg zit. De DC-paneelbevestiging kan worden vastgelijmd.

Stap 4: Elektronica

De elektronica voor dit project is eigenlijk vrij eenvoudig. Het hele project draait op een kleine 12V voeding. Met een vergrendelingsknop kunt u de stroom in- en uitschakelen. De Arduino Nano en andere onderdelen werken eigenlijk op 5V, dus de spanning wordt omgezet met behulp van een DC-DC buck-converter. Merk op dat de LED-strip die ik heb gebruikt, 12V nodig heeft.

De Arduino Nano zit in het midden en is verbonden met:

• 5V stroom van DC-DC buck
• 4 knoppen (Start, Stop, Plus en Min)
• DS3231
• TM1637-display
• Zoemer
• Loden strip

De vier knoppen worden eenvoudig op een digitale ingang en op GND aangesloten. In de code wordt de interne pull-up ingesteld. De DS3231 is aangesloten via I2C. Voor een Arduino Nano is SDA aangesloten op A4 en SCL is aangesloten op A5. Het display vereist naast 5V en GND twee digitale poorten.

Voor de buzzer en LED-strip heb ik een klein perfboard gebruikt. Beide onderdelen zijn aangesloten op een digitale uitgang van de Arduino. De ledstrip wordt aangesloten via een weerstand van 1 kOhm en een transistor. Voor het gemak tijdens de montage heb ik de LED-strip aangesloten met een connector. Toen ik klaar was met solderen, wenste ik dat ik meer connectoren had gebruikt. Met connectoren kun je gewoon alle onderdelen apart uitproberen en als een onderdeel om wat voor reden dan ook stuk gaat, is het makkelijker te vervangen.

Om kortsluiting te voorkomen heb ik veel gebruik gemaakt van krimpkousen. En voordat u de buizen krimpt, controleert u of alles werkt!:-)

Stap 5: Montage

Nu is het tijd om de keuken in elkaar te zetten. Steek eerst alle knopen in de daarvoor bestemde gaten. Omdat ik LED-knoppen gebruikte, elk met een andere kleur, koos ik de volgende volgorde (van links naar rechts): blauw, geel, groen en rood

De functionaliteit van de knoppen is (dezelfde volgorde): timer verhogen, timer verlagen, oventimer starten en stoppen.

Voeg vervolgens de aan / uit-knop, DC-aansluiting en display toe. Merk op dat mijn TM1637-display een connector aan de voorkant had. Deze connector is verwijderd (desolderen). Ik heb de componenten die ik hierboven noemde ingevoegd en daarna gewoon de Ikea-handleiding gevolgd en totdat het aanrechtblad op de keuken moet worden gemonteerd. Houd er rekening mee dat het solderen van de componenten wanneer de keuken al enigszins is gebouwd, het gemakkelijker maakt, omdat u de componenten niet hoeft vast te houden.

Omdat dit een project is waar kinderen mee zullen spelen, is het een goed idee om alle elektronica af te schermen. Het is niet om de kinderen te beschermen, maar om de elektronica te beschermen tegen die kleine ontdekkende handjes…:-) De ledstrip kan er ook gewoon op vastgelijmd worden. Een klein gaatje is voldoende om de draden door te steken. Knip eenvoudig een rechthoekig deel uit 5 mm MDF-afmetingen x mm. Stukken sloophout kunnen worden gebruikt om de plaat op zijn plaats te houden. Blokkeer geen voorgeboorde gaten in de zijpanelen, die zijn nodig voor de montage van de keuken.

Toen de keuken klaar was, maakte ik een mooi logo in zwart vinyl en sneed ik wat rood transparant plastic (van een oude wekker) in de juiste afmetingen voor het display.

Stap 6: De Arduino programmeren

Voor het programmeren van de Arduino heb ik de Arduino IDE gebruikt. Voor het programma moeten 4 modules worden geïnstalleerd. Dit zijn:

• DS1307RTC (in beheerbibliotheken in Arduino IDE)
• Tijd (https://github.com/PaulStoffregen/Time)
• TM1637Display (https://github.com/avishorp/TM1637)
• Draad (ingebouwd)

De code bevat veel inline opmerkingen voor extra verduidelijking, omdat ik niet denk dat de code zelf voor iedereen duidelijk zou zijn (inclusief mezelf na een paar maanden). Wat de commentaren wel missen, is een overzicht van hoe het allemaal werkt. Daarom geef ik hier een kort overzicht van het programma.

Na de installatieprocedure kan het programma een van de vier statussen hebben, aangezien de Arduino ofwel:

• Weergave van de tijd op het display (standaardstatus)
• De timer instellen
• Toont de timer die aftelt tot 00:00
• Piepen

In de standaard lusprocedure zullen de volgende dingen elke lus gebeuren:

• Controleer de knoppen of er een is ingedrukt en handel dienovereenkomstig

  Verhoog bijvoorbeeld de timer met een stap, stop de timer en schakel de status om de tijd weer te geven, enz

• Controleer of er iets moet gebeuren op basis van de huidige status

  Verlaag bijvoorbeeld de tijd als een seconde is verstreken, of toon de nieuwe tijd, aangezien de tijd is veranderd

Stap 7: Veel plezier!

Mijn beide dochters spelen graag met de keuken. Ze maken er van alles in, pannenkoeken, taarten, koffie, warme chocolademelk, soep, etc.

Normaal gesproken mogen ze in onze keuken op geen enkele knop drukken, maar op hun kan gewoon een knop ingedrukt houden, op een knop drukken zo hard als ze willen, op de knop drukken met een ander voorwerp.:-)

Houd er rekening mee dat de zoemer eigenlijk behoorlijk luid is. Als je er een klein stukje tape overheen monteert, is dat gemakkelijk voor je op te lossen!

Hoofdprijs in de Design For Kids Challenge