صندوق گنج دیجیتال: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

من در دانشگاه هنر اوترخت تکنولوژی بازی و تعامل را مطالعه می کنم. یک پروژه به نام "If this then that" وجود دارد که در آن از شما خواسته می شود یک محصول تعاملی بسازید. شما باید از آردوینو استفاده کنید ، یک عنصر تعاملی جالب طراحی کنید و یک نمونه اولیه زیبا و حرفه ای در اطراف آن بسازید. من خواسته های شخصی واضحی برای ورود به این پروژه داشتم: می خواستم نحوه جوشکاری را یاد بگیرم ، می خواستم برنامه نویسی را با C+ C ++ یاد بگیرم و می خواستم یک صفحه نمایش 14 قسمتی را که برای همیشه در اطراف من خوابیده بود ، هدایت کنم. چند هفته ای طول کشید تا به ایده ای رسیدم که اینها را به هم متصل کرد اما بالاخره به ذهنم رسید: من می خواستم صندوقچه ای بسازم که باید با یک کد باز کنید ، اما نه با هر کد. یک سنسور فشار به طور مداوم خوانده شده و بر روی صفحه نمایش نشان داده می شود ، برای باز کردن قفسه سینه باید به عدد مناسب برسید و آن را سه بار تأیید کنید.

من می خواستم صندوقچه دارای یک نوع مدرن صنعتی باشد بنابراین انتخاب مواد من فولاد و چوب بود.

در نهایت از نحوه تغییر چگونه بسیار خوشحالم! مراحل زیر را نوشتم تا بتوانید آن را دوباره بسازید یا حتی بهبود دهید! خوش بگذره!

مرحله 1: جمع آوری مواد اولیه

قبل از شروع ، به چند قسمت نیاز داریم. در اینجا لیست کامل است:

بدنه:

• لوله فولادی مربع 350 سانتی متر ، 20x20x2 میلی متر
• پانل های تخته سه لا 6x26x26x0.9cm (کارآمدترین روش برش تخته ای است که بزرگتر از 52x72cm در شش قسمت است ، اما مطمئن شوید مقداری چوب باقی مانده است!)
• تخته سه لا 1x 26x22x0.9 سانتی متر
• چوب 90 سانتی متر 22x30 میلی متر (قطعات 26 سانتی متر ، 2x 18 سانتی متر و 2x 12 سانتی متر)
• لولا های کوچک
• 2 حلقه آکورد
• پیچ ها: 4.0x16 ، 4.0x20 ، 4.0x25 ، 3.0x12 (حدود ده عدد ، از جمله برخی از لوازم یدکی)
• پیچ و مهره: M3x20 ، M6x12 ، 1x M10x30 (تقریباً ده عدد ، از جمله برخی از لوازم یدکی)
• آجیل: M3 ، M6 ، M10
• رسیدگی
• میله های فولادی 2x8cm 25x4mm

الکترونیک:

• دکمه
• LED قرمز
• LED آبی
• مقاومت حساس به نیرو
• شیر برقی به سبک قفل (مدل من 12V 650mA است)
• صفحه نمایش 14 بخش HDSP-A22C
• MCP23017 گسترش دهنده ورودی/خروجی دیجیتال
• مقاومت 15x 470
• مقاومت 3x 1k
• مقاومت 6 برابر 10k
• دیود 1N4007
• ترانزیستور 2x BC547B
• 2 ترانزیستور BC557B
• ترانزیستور TIP31A
• آداپتور دیواری 12 ولت 1 آمپر

مرحله 2: ساخت قفسه سینه - قاب فولادی

صندوقچه یک مکعب بزرگ 30 سانتی متری است که از لوله های فولادی و صفحات چوبی ساخته شده است. در گاراژ لوله های مربع زیبا 20x20 میلی متر با دیوارهای ضخامت 2 میلی متر پیدا کردم. دیوارها باید به اندازه کافی ضخیم برای جوشکاری و ضربه زدن به سوراخ های پیچ دار برای پیچ و مهره های M3 باشند. 2 میلی متر ضخامت مناسب برای این کار است. البته اگر ایده بهتری دارید می توانید از هر نوع لوله فولادی برای این کار استفاده کنید.

زیباترین روش برای ساخت قاب این است که دو مربع 30x30cm بسازید و سپس این دو مربع را با استفاده از لوله های 26cm (30 - 2*2) به هم وصل کنید. برای ساختن مربع ها ، لوله های فولادی بلند را به صورت مورب به هشت قسمت برش دهید. انتهای قطعات باید با زاویه 45 درجه رو به روی یکدیگر بریده شوند. انتهای بلند قطعه 30 سانتی متر است. هنگام استفاده از اره نصب شده ، به راحتی می توانید تیغه را در 45 درجه بچرخانید و لوله را بعد از هر قطعه بچرخانید. این کمترین مواد را هدر می دهد. بعد از اینکه هشت قطعه قطری را برش داشتید ، نوبت به برش چهار قطعه مستقیم دیگر می رسد. طول این قطعات 26 سانتی متر است.

سپس در نهایت ده قطعه از یک میله فولادی 20x4 میلی متر در حدود 6 سانتی متر برش دهید. اینها نقاط نصب پانل های چوبی خواهند بود.

وقتی تمام فلز آماده شد ، زمان جوشکاری فرا می رسد. سخت ترین قسمت اینجا قرار دادن لوله هایی است که بریده اید. بیایید با مربع های بالا و پایین شروع کنیم. قطعات مورب را بردارید و آنها را به صورت مربع روی یک تکه چوب قرار دهید. نکته در اینجا این است که از یک صفحه تقریباً مربع در حدود 30 سانتی متر استفاده کنید ، بنابراین اگر در مقایسه با چوب آنها را با زاویه 45 درجه قرار دهید ، می توانید اجازه دهید گوشه های لبه ها سقوط کند. آنها را با چند گیره محکم کنید و مطمئن شوید که فلز در همه گوشه ها لمس می شود تا برق هنگام جوشکاری از هر قطعه به قطعه دیگر برسد. اگر قبلاً جوشکاری نکرده اید ، اکنون وقت آن است که کمی تمرین کنید ، زیرا اگر آن را به هم بزنید ، می توانید همه کارها را تا به حال انجام دهید. به هر حال ، قطعات را در گوشه ها به هم جوش دهید (من انتخاب کردم که این کار را در داخل انجام دهم) و اکنون قسمت اول را تکمیل کرده اید! ترسیم مربع دوم راحت تر است زیرا می توانید آن را روی قسمت اول قرار دهید. اینها را نیز با هم جوش دهید اگر همه چیز درست پیش رفت ، اکنون باید دو مربع فولادی یکسان داشته باشید.

در این مرحله شما می خواهید نقاط نصب چوب را وصل کنید. من از دو قطعه برای هر پانل در لبه های مخالف مکعب استفاده کردم. من یک الگوی خاص را انتخاب کردم تا هیچ قطعه ای مانع درب آن نشود و بنابراین مجبور نباشم دو قطعه را روی یک لبه سوار کنم. شما می توانید این کار را به هر شکلی که دوست دارید انجام دهید ، مادامی که لبه ای که برقی در آن قفل می شود فاقد آن باشد.

در این مرحله من یک ابزار سنگ زنی را با یک برس فولادی متصل کردم تا فولاد را تمیز کنم. میله ها دارای نقاطی زنگ زده بودند و متوجه شدم ظاهر زیبایی به آنها می بخشد.

برای اتمام ساخت قاب فولادی ، ما فقط باید دو مربعی را که در حال حاضر داریم به هم وصل کنیم. ساده ترین راه این است که آنها را به صورت عمودی روی یک سطح قرار دهید و دو لوله از 26 سانتی متر را بین آنها قرار دهید. وقتی آنها را محکم می کنید ، یک جفت دست دیگر بسیار مفید خواهد بود. این را با هم جوش دهید و آن را برای طرف دیگر تکرار کنید.

اگر همه چیز درست پیش رفت ، قاب فولادی باید تا به حال انجام شده باشد!

مرحله 3: ساختن قفسه سینه - کناره ها و درپوش

برای به پایان رساندن قفسه سینه ، باید چوب چوبی را به طرفین اضافه کنیم. به خاطر داشته باشید که وسایل الکترونیکی در درپوش پنهان خواهند شد ، بنابراین شما به بشقاب کمی بیشتر از 6 قطعه 26x26cm نیاز دارید. در فروشگاه DIY 122x61cm داشتند ، که عالی بود. من چوب کمی نازک تر از آنچه در نظر داشتم را انتخاب کردم ، اما در نهایت بهتر از چوب ضخیم تر به نظر می رسید. هنگامی که لوله فولادی 2 سانتی متر عرض دارد ، گوشه های گرد دارد و پایه 4 میلی متر عرض دارد ، در حالی که هنوز ظاهر خوبی دارید ، 10 میلی متر برای صفحه باقی می ماند. صفحاتی که پیدا کردم دارای ضخامت 9 میلی متر بودند ، بنابراین بسیار عالی بود.

صفحات را به شش صفحه 26x26 سانتی متر برش دهید. اگر جوش شما کمی بزرگ است ، باید گوشه ها را قطع کنید. هنگامی که بشقاب ها را دارید ، آنها را در قاب قرار دهید. برچسب زدن این که کدام به کجا می رود راحت است. در وسط چوب ، مکانی را که دو سوراخ در آن قرار دارند مشخص کنید. چوب را در قاب در محل مربوطه قرار دهید و سوراخ پیچ را سوراخ کنید. من پیچ و مهره های M6 را در اطراف داشتم اما هر پیچ خوب است. پیچ های بزرگتر ممکن است ظاهر جسورانه تری به آن بدهند ، اما حتی M3 می تواند آن را به خوبی در کنار هم نگه دارد. اطمینان حاصل کنید که پیچ ها زیاد بلند نباشند ، زیرا در قاب بیرون زده اند. این جایی است که شما وسایل خود را قرار می دهید ، بنابراین هنگامی که پیچ و مهره های بلند بیرون می آیند ، کمی ناراحت کننده خواهد بود. اگر از ابعاد مواد دقیقاً مشابه من استفاده کرده اید ، یک پیچ 20 میلی متری باید همان چیزی باشد که شما در آن هستید. هنگامی که سوراخ ها ایجاد می شوند ، می توانید صفحات را سوار کنید ، اما مطمئن شوید که قبل از اتمام درب ، هر چیزی را محکم کنید ، شما نمی خواهید خود را قفل کنید!

برای درب ، ما با یکی از صفحاتی که برای طرفین بریده ایم شروع می کنیم. ایده این است که درپوش را برای کیف لوازم الکترونیکی بسازید. در فروشگاه DIY نیز یک قطعه چوب 22x30 میلی متر پیدا کردم که فاصله زیادی را ایجاد می کند. این دستگاه سه سانتی متر را در اختیار شما قرار می دهد تا بتوانید برق خود را مخفی کنید. قبل از چسباندن اینها روی درب ، باید سوراخ هایی روی چوب ایجاد کنیم. همه آنها سوراخ های گرد هستند به جز سوراخ صفحه نمایش. برای دورها ، از مته استفاده کنید. برای اشاره به اندازه ، از شماتیک موجود در تصاویر بالا استفاده کنید. اگر می خواهید صفحه نمایش دقیق تر باشد ، می توانید از یک اره منبت کاری اره مویی برقی یا یک فرز استفاده کنید. هنگامی که همه سوراخ ها بریده و حفر می شوند ، می توانید تکه های چوب را در کناره های پانل ، در حالت عمودی بچسبانید! همچنین مراقب باشید که شیر برقی شما هنوز در فضای باقی مانده جا بگیرد. وقتی همه چسب خورد ، اندازه های دقیق را بگیرید و یک تخته چوب دیگر را به این ابعاد برش دهید. شما در حال حاضر می خواهید آن را در قسمت جداکننده های چوبی پیچ کنید تا بتوانید گوشه ها را با گوشه ای از صفحه ای که با آن شروع کرده اید یکسان برش دهید.

اکنون باید دکمه های سنسور فشار و دکمه عمل را بسازیم. ما می خواهیم دکمه واقعی را از کاربر پنهان کنیم ، بنابراین آنها را در زیر درب ، داخل محفظه لوازم الکترونیکی نصب می کنیم. من به سادگی چند تکه چوب کوچک از تخته سه لا باقی مانده برش می دهم تا به عنوان فاصله دهنده عمل کنند. دکمه را روی PCB بچسبانید و آن را روی تکه های چوبی که به قسمت زیرین درپوش چسبانده شده ، پیچ کنید و مطمئن شوید که دکمه دقیقاً در مرکز سوراخ بیرون می آید. سنسور فشار کمی متفاوت است. برای این کار ، از دو قطعه فاصله دهنده که به درب چسبانده شده اند نیز استفاده کنید ، اما از قطعه سوم برای ایجاد پل روی سوراخ استفاده کنید. سنسور را دقیقاً در مرکز سوراخ بچسبانید.

برای کنترل دکمه ها از طریق درب ، ایده آل است که چیزی را به صورت سه بعدی چاپ کنید. متأسفانه من برای این کار وقت نداشتم ، بنابراین بداهه پردازی کردم. شما می توانید هر کاری که می خواهید انجام دهید ، اما نکته ای که در اینجا وجود دارد این است که شما به چیزی نیاز دارید تا دکمه از افتادن در هر دو طرف جلوگیری کند. من از پیچ و مهره های کوتاه با مهره ای نصف شده در یک انتهای آن استفاده کردم و آن را با چیزی که در اطراف آن خوابیده بودم پوشاندم.

مورد بعدی که باید نصب شود شیر برقی است. هر نوع شیر برقی کمی متفاوت است اما ساده ترین راه برای نصب بیشتر شیر برقی این است که چوب را بین آجر و درپوش لایه بندی کنید تا دقیقاً پشت قاب بچرخد ، اما همچنین به اندازه کافی عقب است که در صورت باز شدن چوب به آن دست نزنید. برای من این 6 میلی متر بود. سپس مجبور شدم بعداً مقداری فولاد را خرد کنم ، زیرا در نهایت هنوز به اندازه کافی پایین نبود. احتمالاً باید حدود 7 یا 8 میلی متر داشتم.

درب در حال حاضر عمدتا انجام شده است و فقط وسایل الکترونیکی باید اضافه شود. این زمان مناسبی است که ابتدا درپوش را به قاب وصل کنید. سعی کنید چند لولا کوچک در یک فروشگاه محلی تهیه کنید ، این لوله ها نباید بزرگتر از لوله های فولادی (18 میلی متر پوند) باشند! بسته به اندازه و کیفیت این لولا ، می توانید از دو یا سه مورد استفاده کنید. موقعیت آنها را روی قاب و روی درب مشخص کنید. حالا یک جفت دست اضافی بگیرید که درپوش را ثابت نگه دارد در حالی که محل حفره را مشخص می کنید. سوراخ های لوله فولادی باید نخ دار شوند تا بتوانید بدون نگرانی در مورد نحوه بستن آن ، یک پیچ را پیچ کنید. هنگامی که لولا به قاب متصل می شود ، آن دست های اضافی را برگردانید و درپوش لولا را با استفاده از چند پیچ کوچک پیچ کنید. از آنجا که شما باید بعداً روی درپوش کار کنید ، می توانید با این مرحله نیز صبر کنید تا همه چیز تمام شود.

اکنون ، ما آماده کار بر روی وسایل الکترونیکی هستیم!

مرحله 4: الکترونیک

مدار از پنج مدار مجزا تشکیل شده است. اکثر آنها بسیار ساده هستند: یک لامپ ساده با یک مقاومت یا یک دکمه فشاری متصل به پین آردوینو. دو مدار پیچیده تر آنهایی هستند که صفحه نمایش و قفل برقی را هدایت می کنند.

صفحه نمایش دارای 15 پین جداگانه است که باید رانده شوند. یک آردوینو پایه می تواند حداکثر 19 پین رانندگی کند. من برای بقیه طرح به 5 پین دیگر احتیاج داشتم ، بنابراین کم کار می کردم. من راه حل را در استفاده از یک I2C توسعه دهنده ورودی/خروجی ، MCP23017 پیدا کردم. همراه با کتابخانه Adafruit برای این دستگاه ، استفاده از آن واقعاً ساده است. قسمتی از مدار که به پین GPA0 متصل است برای متناوب بین دو آند معمولی صفحه نمایش HDSP-A22C استفاده می شود. وقتی زیاد است ، کاراکتر 1 را هدایت می کند و هنگامی که کم است ، کاراکتر 2 را هدایت می کند. نکته منفی استفاده از این بسط دهنده این است که به محض نوشتن یک بایت روی پین های خروجی می نویسد. این باعث ایجاد شبح شد. متأسفانه من نتوانستم این مشکل را با سخت افزار حل کنم ، بنابراین از نرم افزار برای دور زدن مشکل استفاده کردم.

از آنجایی که شیر برقی که من استفاده می کنم توسط 12 ولت هدایت می شود (برای آن می توانید از هر منبع تغذیه 12 ولت استفاده کنید ، آن را به آردوینو وصل کنید و سیم را به آن بچسبانید) ، من به یک مدار تقویت کننده (دارلینگتون) نیاز داشتم تا آن را با یک پین آردوینو هدایت کنم. همچنین یک دیود را برای تضعیف جریانهای اوج ایجاد شده توسط الکترومغناطیس در شیر برقی فراموش نکنید!

هنگام لحیم کاری مدارها ، به خاطر داشته باشید که آنها را در کجا قرار دهید. من اندکی حاشیه را در اطراف همه تخته های خود نگه داشتم تا بتوانم آنها را روی قطعات جداکننده (باقی مانده از صفحات جانبی) که به درپوش چسبانده شده اند ، پیچ کنم. برای LED ها می توانید یک سیم با مقاومت را مستقیماً به LED لحیم کنید و از لوله های حرارتی برای پوشاندن آن و اطمینان از شکستن آن استفاده کنید. از چسب حرارتی برای جلوگیری از شکستن همه سیمها به طور مستقیم به یک تخته استفاده کنید.

بعد از اینکه همه چیز لحیم شد ، نوبت به اتصال همه چیز است! من برخی از سربرگ های زن را برای گسترش ریل های 5V و GND دریافت کردم ، بنابراین مجبور نیستم همه چیز را با هم لحیم کنم و بنابراین می توانم به راحتی چیزی را قطع یا جایگزین کنم اگر خراب شود. اگر از تکه چوبی مشابه من برای کناره های درپوش استفاده کرده اید ، متوجه خواهید شد که دیگر جایی برای اتصال هر چیزی به آردوینو وجود ندارد. ساده ترین راه حل این است که فقط سنجاق ها را در زاویه 90 درجه خم کنید و آنها را به این طریق وصل کنید.

قسمت آخر ساده ترین است و آن بارگذاری کد است.

مرحله 5: کد

تمام کد با استفاده از PlatformIO ساخته شده است. اگر با این موضوع آشنا نیستید ، می توانید آن را کپی کرده و در یک طرح آردوینو جایگذاری کنید. اگر هستید می توانید فقط برنامه را بارگیری کرده و در Arduino خود بارگذاری کنید. کد را می توانید در Github من پیدا کنید. در قسمت پیکربندی برنامه به اطراف نگاهی بیندازید و مقادیر را به دلخواه تغییر دهید (مخصوصاً پین ها و ترکیب جالب هستند). ترکیب پیش فرض 43 - 50 - 99 است.

مرحله ششم: پایان لمس

پس از انجام و نصب همه چیز و شروع به کار ، ما آماده هستیم تا آخرین جزئیات را اضافه کنیم که اجازه می دهد همه چیز کار کند.

برای جلوگیری از افتادن درپوش از قاب ، می توانید دو صفحه مسدود کننده را که در کنار درب نصب شده اند ، نصب کنید. من از یک میله فولادی 25x4 میلی متر که پیدا کردم استفاده کردم ، آن را به قطعات 8 سانتی متری برش دادم ، در آنها سوراخ کردم و آنها را روی درپوش پیچ کردم.

نکته دیگری که به درب اضافه کردم یک دسته بود - اگر می خواهید آن را باز کنید بسیار مفید است. من مجبور شدم تا عمق کناره های درب را سوراخ کنم تا روی آن نصب شود اما ظاهری عالی داشت.

نکته مهم دیگر این است که یک آکورد کوچک اضافه کنید تا از سقوط بیش از حد درپوش و آسیب به لولا جلوگیری شود. راه حل من استفاده از قلاب های پیچ دار روی درب و داخل قفسه سینه بود که می توانم آکورد را به آن وصل کنم.

برای به دست آوردن قدرت داخل درب ، یک سوراخ کوچک در یکی از لبه ها ایجاد کنید و آن را از بالا ببینید. یک پیچ را در لبه دیگر قرار دهید و آکورد را به پیچ ببندید تا از این که فردی به طور تصادفی وتر برق را بیرون بکشد و شما را برای همیشه از قفسه سینه خارج کند ، محکم کنید.

در نهایت ، ممکن است متوجه شده باشید که هنوز نمی توانید درپوش را ببندید. این به این دلیل است که آجیل در راه وجود دارد. کافی است کمی چوب را در اینجا برش دهید تا جایی برای این آجیل ها ایجاد شود.

و بس! به این ترتیب می توانید صندوقچه گنج دیجیتالی را خودتان تکثیر کنید! و فراموش نکنید که هنگام استفاده از ابزارهای برقی خطرناک از وسایل محافظ مناسب استفاده کنید!