Gjoks dixhital i thesarit: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Unë studioj teknologjinë Game and Interaction në Universitetin e Arteve në Utrecht. Ekziston një projekt i quajtur "Nëse kjo atëherë atë" ku ju kërkohet të ndërtoni një produkt interaktiv. Ju duhet të përdorni një Arduino, të krijoni një element interesant ndërveprues dhe të ndërtoni një prototip të bukur dhe me pamje profesionale rreth tij. Kisha disa dëshira të qarta personale për të hyrë në këtë projekt: doja të mësoja se si të saldoja, doja të mësoja të programoja në C/C ++ dhe doja të drejtoja një ekran me 14 segmente që ishte shtrirë rreth vendit tim përgjithmonë. M’u deshën disa javë për të dalë me një ide që i lidhte këto së bashku, por më në fund më erdhi në mendje: Unë do të bëja një gjoks që ju duhet ta hapni me një kod, por jo ndonjë kod. Një sensor presioni lexohet vazhdimisht dhe shfaqet në një ekran, ju duhet të arrini numrin e duhur dhe ta konfirmoni atë tri herë për të zhbllokuar gjoksin.

Doja që gjoksi të kishte një lloj pamje moderne-industriale, kështu që zgjedhja ime materiale ishte çeliku dhe druri.

Në fund jam mjaft i kënaqur me mënyrën sesi doli! Kam shkruar hapat më poshtë, kështu që ju mund ta rikrijoni apo edhe ta përmirësoni atë! Argëtohu!

Hapi 1: Mbledhja e përbërësve

Para se të fillojmë, do të na duhen disa pjesë. Këtu është lista e plotë:

Zorrë:

• Tub çeliku 350cm katror, 20x20x2mm
• Panele kompensatë 6x 26x26x0.9cm (mënyra më efikase është prerja e një dërrase që është më e madhe se 52x72cm në gjashtë pjesë, por sigurohuni që keni pak dru të mbetur!)
• Panel kompensatë 1x 26x22x0.9cm
• Druri 90cm 22x30mm (i prerë në copa 26cm, 2x 18cm dhe 2x 12cm)
• Varet e vogla
• 2x sythe akordi
• Vida: 4.0x16, 4.0x20, 4.0x25, 3.0x12 (rreth dhjetë nga secila, përfshirë disa pjesë rezervë)
• Rrufe në qiell: M3x20, M6x12, 1x M10x30 (rreth dhjetë nga secila, përfshirë disa pjesë rezervë)
• Arra: M3, M6, M10
• Trajtoj
• Shufra çeliku 2x 8cm 25x4mm

Elektronikë:

• Butoni
• LED e kuqe
• LED blu
• Rezistencë e ndjeshme ndaj forcës
• Solenoid i stilit të bllokimit (imi është një model 12V 650mA)
• Ekran HDSP-A22C me 14 segmente
• MCP23017 Zgjerues dixhital I/O
• Rezistencë 15x 470
• 3x rezistencë 1k
• 6x rezistencë 10k
• Diodë 1N4007
• 2x tranzistor BC547B
• 2x tranzistor BC557B
• Tranzistor TIP31A
• Përshtatës muri 12V 1A

Hapi 2: Ndërtimi i një gjoksi - korniza prej çeliku

Gjoksi është një kub i madh 30 cm, i bërë nga tuba çeliku dhe panele druri. Në garazh gjeta tuba të bukur katrorë 20x20mm me mure të trasha 2mm. Muret duhet të jenë mjaft të trasha për saldim dhe goditje të vrimave të filetuara për bulonat M3. 2 mm është trashësia perfekte për këtë. Sigurisht që mund të përdorni çdo lloj tubi çeliku për këtë nëse keni ndonjë ide më të mirë.

Mënyra më elegante për të ndërtuar kornizën është të bëni dy sheshe 30x30cm dhe pastaj t'i lidhni këto dy sheshe duke përdorur tuba 26cm (30 - 2*2). Për të bërë katrorët, prerë tubat e gjatë të çelikut diagonalisht në tetë pjesë. Skajet e pjesëve duhet të priten në një kënd prej 45 gradë përballë njëri -tjetrit. Skajet e gjata të copës janë 30 cm. Kur përdorni një sharrë të montuar, është e lehtë të rrotulloni tehun në 45 gradë dhe të ktheni tubin pas çdo pjese. Kjo humb materialin më pak. Pasi të keni tetë pjesët e prera diagonalisht, është koha për të prerë katër pjesë të tjera të drejta. Këto pjesë janë të gjata 26 cm.

Pastaj në fund pritni dhjetë pjesë prej rreth 6cm të një shufre çeliku 20x4mm. Këto do të jenë pikat e montimit për panelet prej druri.

Kur i gjithë metali është gati, është koha për saldim. Pjesa më e vështirë këtu është rreshtimi i tubave që keni prerë. Le të fillojmë me katrorët e sipërm dhe të poshtëm. Merrni pjesët diagonale dhe vendosini në një katror në një copë druri. Një këshillë këtu është të përdorni një pjatë përafërsisht katrore prej rreth 30 cm, në mënyrë që të lini qoshet të bien në skajet nëse i vendosni ato në një kënd prej 45 gradë në krahasim me drurin. Mbërthejeni ato me disa kapëse dhe sigurohuni që metali të prekë në të gjitha qoshet në mënyrë që energjia elektrike të rrjedhë nga secila pjesë në tjetrën gjatë saldimit. Nëse nuk jeni ngjitur kurrë më parë, tani është koha për të praktikuar pak sepse nëse e prishni atë, mund të bëni gjithçka deri tani. Gjithsesi, bashkojini pjesët së bashku në qoshe (zgjodha ta bëj atë nga brenda) dhe tani keni përfunduar pjesën e parë! Sheshi i dytë është më i lehtë për tu rreshtuar pasi mund ta vendosni vetëm mbi të parin. Saldoni edhe këto së bashku. Nëse gjithçka shkoi mirë, tani duhet të keni dy sheshe çeliku identike.

Në këtë pikë ju do të dëshironi të lidhni pikat e montimit për drurin. Kam përdorur dy pjesë për secilin panel në skajet e kundërta të kubit. Zgjodha një model specifik në mënyrë që asnjë pjesë të mos pengonte kapakun dhe kështu që nuk do të më duhej të montoja dy pjesë në të njëjtën skaj. Ju mund ta bëni atë në çdo mënyrë që dëshironi, për sa kohë që skaji ku do të bllokohet solenoidi nuk ka një të tillë.

Në këtë pikë mora edhe një mjet bluarje me një furçë çeliku të bashkuar për të pastruar çelikun. Baret kishin disa pika të ndryshkura dhe unë zbulova se u dha atyre një pamje të bukur.

Për të përfunduar ndërtimin e kornizës së çelikut na duhet vetëm të lidhim dy sheshet që kemi tani. Mënyra më e lehtë është t'i vendosni ato në një sipërfaqe të sheshtë dhe të vendosni dy nga tubat prej 26 cm midis tyre. Një palë duar shtesë do të jenë shumë të dobishme kur i shtrëngoni poshtë. Bashkojeni këtë së bashku dhe përsëriteni për anën tjetër.

Nëse gjithçka shkoi mirë, korniza e çelikut duhet të bëhet deri tani!

Hapi 3: Ndërtimi i një gjoksi - anët dhe kapaku

Për të përfunduar gjoksin, duhet të shtojmë dërrasa druri në anët. mbani në mend se pajisjet elektronike do të fshihen në kapak, kështu që do t'ju duhet pak më shumë pjatë sesa vetëm 6 copë 26x26cm. Në dyqanin DIY ata kishin 122x61cm, që ishte perfekte. Zgjodha një dru pak më të hollë nga sa e kisha menduar fillimisht, por përfundoi të dukej më mirë se sa do të kishte druri më i trashë. Kur tubi i çelikut është 2 cm i gjerë, ka qoshe të rrumbullakosura dhe montimi është 4 mm i gjerë, ju do të mbeteni me rreth 10 mm për panelin duke ruajtur një pamje të mirë. Pllakat që gjeta ishin të trasha 9 mm, kështu që ishte perfekte.

Pritini pllakat në gjashtë panele prej 26x26cm. Nëse saldimi juaj është pak i madh, do t'ju duhet të prerë qoshet. Kur të keni pllakat, vendosini ato në kornizë. Convenientshtë i përshtatshëm për të etiketuar se cili shkon ku. Në mes të drurit, shënoni vendin ku do të jenë dy vrimat. Vendoseni drurin në kornizë në vendin e tij përkatës dhe shponi vrimën për rrufe në qiell. Unë kisha bulona M6 të shtrirë përreth, por çdo bulon është i mirë. Rrufetë më të mëdha mund t'i japin një pamje më të guximshme, por edhe një M3 mund ta mbajë së bashku mirë. Sigurohuni që bulonat të mos jenë shumë të gjata, pasi ato do të dalin jashtë në kornizë. Këtu do t'i vendosni gjërat tuaja, kështu që kur ka bulona të gjata që dalin jashtë, do të jetë pak e papërshtatshme. Nëse keni përdorur të njëjtat dimensione materiale si unë, një rrufe në qiell 20 mm duhet të jetë ajo që synoni. Kur vrimat janë shpuar, ju mund të montoni pllakat, por sigurohuni që të prisni me fiksim të çdo gjëje para se të përfundojë kapaku, nuk do të dëshironi të mbylleni jashtë!

Për kapakun, fillojmë me njërën prej pllakave që kemi prerë për anët. Ideja është që kapaku të bëhet një kuti për pajisjet elektronike. Në dyqanin DIY gjeta gjithashtu një copë druri 22x30mm, e cila do të bënte distancën perfekte. Ai siguron tre centimetra ku mund të fshehni elektrikët tuaj. Para se t'i ngjitim këto në kapak, duhet të bëjmë vrima në dru. Ato janë të gjitha vrima të rrumbullakëta përveç asaj për ekranin. Për ato të rrumbullakëta, përdorni një stërvitje. Për referencën e madhësisë, përdorni skemën në imazhet e mësipërme. Për ekranin mund të përdorni ose një bashkim pjesësh figure elektrike ose një makinë bluarëse nëse doni të jeni më të saktë. Pasi të jenë prerë dhe shpuar të gjitha vrimat, mund t'i ngjisni copat e drurit në anët e panelit, në pozicion të drejtë! Gjithashtu kini kujdes që solenoidi juaj të përshtatet akoma në hapësirën e mbetur. Kur gjithçka është ngjitur, merrni matjet e sakta dhe prerë një panel druri më shumë në këto dimensione. Tashmë do të dëshironi ta vidhosni në pjesën e poshtme të ndarësve prej druri, në mënyrë që të mund t'i shkurtoni qoshet në të njëjtin nivel me cepin e panelit me të cilin keni filluar.

Tani duhet të bëjmë butonat për sensorin e presionit dhe butonin e veprimit. Ne duam të fshehim butonin aktual nga përdoruesi, kështu që ne do t'i montojmë ato nën kapak, brenda ndarjes elektronike. Unë thjesht kam prerë disa copa të vogla druri nga kompensatë e mbetur për të shërbyer si ndarës. Ngjitni butonin në PCB dhe vidhoseni në copat e drurit të ngjitura në pjesën e poshtme të kapakut, duke u siguruar që butoni të dalë pikërisht në qendër të vrimës. Sensori i presionit është pak më ndryshe. Për ta bërë këtë, përdorni edhe dy copa ndarëse të ngjitura në kapak, por merrni një pjesë të tretë për të bërë një urë mbi vrimë. Ngjiteni sensorin pikërisht në qendër të vrimës.

Për të kontrolluar butonat përmes kapakut, do të ishte ideale të printoni diçka 3D. Fatkeqësisht nuk kisha kohë për këtë, kështu që improvizova. Mund të bësh çfarë të duash, por një këshillë këtu është se të duhet diçka për të bllokuar që butoni të mos bjerë nga të dyja anët. Kam përdorur bulona të shkurtuara me një arrë të prerë në gjysmë në një fund dhe e mbulova me diçka që gjeta të shtrirë përreth.

Gjëja tjetër për t'u montuar është solenoidi. Çdo solenoid është paksa i ndryshëm, por mënyra më e lehtë për të montuar shumicën e solenoideve është të shtroni dru midis tullave dhe kapakut derisa të rrëshqasë saktësisht prapa kornizës, por edhe mjaft mbrapa për të mos prekur drurin kur zgjatet. Për mua kjo ishte 6 mm. Më pas më duhej të bluaja pak çelik përsëri më vonë sepse në fund nuk ishte ende aq poshtë. Unë ndoshta duhet të kisha rreth 7 ose 8 mm.

Kapaku tani është bërë kryesisht dhe vetëm elektronika duhet të shtohet. Ky është momenti i duhur për të bashkuar së pari kapakun në kornizë. Mundohuni të merrni disa mentesha të vogla në një dyqan lokal, këto nuk duhet të jenë më të mëdha se tubat prej çeliku (~ 18mm)! Në varësi të madhësisë dhe cilësisë së këtyre varen, mund të përdorni ose dy ose tre. Shënoni pozicionin e tyre në kornizë dhe në kapak. Tani merrni një palë duar shtesë që do të mbajnë kapakun në vend ndërsa shënoni se ku të shponi vrimat. Vrimat në tubin e çelikut duhet të jenë të filetuara kështu që thjesht mund të vidhosni një rrufe pa pasur nevojë të shqetësoheni se si ta lidhni atë. Kur varet janë ngjitur në kornizë, merrni përsëri duart shtesë dhe vidhoseni kapakun me mentesha duke përdorur disa vida të vogla. Për shkak se ju duhet të punoni në kapak përsëri më vonë, mund të prisni edhe me këtë hap derisa të bëhet gjithçka.

Tani, ne jemi gati për të punuar në elektronikë!

Hapi 4: Elektronika

Qarku përbëhet nga pesë qarqe të veçanta. Shumica prej tyre janë mjaft të drejtpërdrejta: një led i thjeshtë me një rezistencë ose një buton shtypi i lidhur me një kunj Arduino. Dy qarqet më të ndërlikuara janë ato që drejtojnë ekranin dhe bllokimin solenoid.

Ekrani ka 15 kunja të veçantë që duhen drejtuar. Një Arduino bazë mund të ngasë më së shumti 19 kunja. Kisha nevojë për 5 kunja të tjera për pjesën tjetër të dizajnit, kështu që isha i shkurtër. Unë e gjeta zgjidhjen duke përdorur një zgjerues I/O të drejtuar nga I2C, MCP23017. Kombinuar me bibliotekën Adafruit për këtë pajisje, është vërtet e thjeshtë për t’u përdorur. Pjesa e qarkut që lidhet me pin GPA0 përdoret për të alternuar midis dy anodave të zakonshme të ekranit HDSP-A22C. Kur është i lartë, ai drejton karakterin 1 dhe kur është i ulët ai drejton karakterin 2. E keqja e përdorimit të këtij zgjeruesi është se ai shkruan në kunjat e daljes sapo të shkruhet një bajt. Kjo shkaktoi ghosting. Mjerisht unë nuk isha në gjendje ta zgjidhja këtë me pajisje, kështu që unë përdor softuer për të anashkaluar problemin.

Meqenëse solenoidi që kam përdorur drejtohet nga 12V (për të cilën mund të përdorni çdo furnizim me energji 12V, futeni në Arduino dhe lidhni një tel në të), më duhej një qark përforcues (Darlington) për ta drejtuar atë me një kunj Arduino. Gjithashtu mos harroni një diodë për të shuar rrymat kulmore të krijuara nga elektromagnetet në solenoidin!

Kur bashkoni qarqet, mbani në mend se ku do t'i vendosni ato. Mbajta një kufi të vogël rreth të gjitha dërrasave të mia, në mënyrë që t'i vidhosja në disa pjesë ndarëse (mbetje nga panelet anësore) të ngjitura në kapak. Për LED -të mund të lidhni një tel me një rezistencë drejtpërdrejt në LED dhe të përdorni tuba të tkurrjes së nxehtësisë për ta mbuluar atë dhe për t'u siguruar që nuk prishet. Përdorni zam të nxehtë për të mbajtur të gjitha telat e ngjitur direkt në një dërrasë që të mos prishen.

Pasi të jetë bashkuar gjithçka, është koha për të lidhur gjithçka! Kam marrë disa tituj femra për të zgjeruar binarët 5V dhe GND, kështu që nuk kam pse të bashkoj gjithçka së bashku dhe kështu lehtë mund të shkëput ose zëvendësoj diçka nëse prishet. Nëse keni përdorur një copë druri të ngjashme për anët e kapakut si unë, do të vini re se nuk ka më vend për të lidhur asgjë në Arduino. Zgjidhja më e thjeshtë për këtë është vetëm të përkulni kunjat në një kënd prej 90 gradë dhe t'i lidhni ato në atë mënyrë.

Pjesa e fundit është më e thjeshta dhe ajo është ngarkimi i kodit.

Hapi 5: Kodi

I gjithë kodi është bërë duke përdorur PlatformIO. Nëse nuk jeni të njohur me këtë, thjesht mund ta kopjoni dhe ngjisni në një skicë Arduino. Nëse jeni, thjesht mund ta shkarkoni programin dhe ta ngarkoni në Arduino tuaj. Kodi mund të gjendet në Github tim. Hidhni një sy përreth në seksionin e konfigurimit të programit dhe ndryshoni vlerat sipas gjykimit tuaj (veçanërisht interesante janë kunjat dhe kombinimi). Kombinimi i paracaktuar është 43 - 50 - 99.

Hapi 6: Përfundimi i Prekjeve

Pasi gjithçka është bërë dhe montuar dhe filluar të punojë, ne jemi gati të shtojmë pjesët e fundit të detajeve që do të lejojnë që gjithçka të funksionojë.

Për të parandaluar që kapaku të bjerë përmes kornizës, mund të montoni dy pllaka bllokuese të montuara në anën e kapakut. Kam përdorur një shufër çeliku 25x4mm që kam gjetur, e kam prerë në copa rreth 8cm, kam shpuar vrima në to dhe i kam vidhosur në kapak.

Një gjë tjetër që shtova në kapak ishte një dorezë - mjaft e dobishme nëse ndonjëherë dëshironi ta hapni. Më duhej të stërvitja thellë në anët e kapakut për ta montuar atë, por doli të ishte e mrekullueshme.

Një prekje tjetër e rëndësishme është të shtoni një akord të vogël për të parandaluar që kapaku të bjerë shumë mbrapa dhe të dëmtojë menteshat. Zgjidhja ime ishte përdorimi i grepave me vida në kapak dhe në pjesën e brendshme të gjoksit ku mund të ngjisja një akord.

Për të marrë energji brenda kapakut, shponi një vrimë të vogël në njërën nga skajet dhe e shihni atë nga lart. Vendosni një vidë në një skaj tjetër dhe lidhni akordin në vidë për të parandaluar që dikush të tërheqë aksidentalisht akordin e rrymës dhe t'ju mbyllë përgjithmonë nga gjoksi.

Së fundi, ju mund të keni vënë re se nuk mund ta mbyllni kapakun akoma. Kjo ndodh sepse ka arra në rrugë. Thjesht prisni pak dru këtu për të bërë vend për këto arra.

Dhe kjo eshte! Kështu mund të riprodhoni vetë arkën dixhitale të thesarit! Dhe mos harroni të vishni veshje mbrojtëse të përshtatshme kur përdorni mjete të rrezikshme elektrike!