Άχρηστο κουτί: 3 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Έργο: Άχρηστο κουτί

Ημερομηνία: Μάρτιος 2020 - Απρίλιος 2020

Αποφάσισα να κάνω αυτό το έργο για δύο λόγους, έναν για να σταματήσω ένα πολύ πιο πολύπλοκο έργο στο οποίο εργάζομαι αυτή τη στιγμή, και δεύτερον ως κάτι που πρέπει να κάνω κατά τη διάρκεια του πλήρους αποκλεισμού που έχουμε εδώ στη Νέα Ζηλανδία. Wasταν ευτυχώς που είχα αρκετά στοιχεία για να ολοκληρώσω αυτό το έργο καθώς η αγορά περαιτέρω εξαρτημάτων δεν είναι δυνατή αυτή τη στιγμή λόγω των περιορισμών που έχει θέσει η κυβέρνηση στην αγορά "μη βασικών" ειδών.

Τι είναι ένα «Άχρηστο κουτί», με απλά λόγια είναι ένα κουτί με διακόπτη που είναι συνήθως απενεργοποιημένος, ωστόσο αν το ενεργοποιήσετε στο εσωτερικό σύστημα θα το απενεργοποιήσετε ξανά. Αυτό επαναλαμβάνεται κάθε φορά που ενεργοποιείτε το διακόπτη στην περίπτωση αυτού του κουτιού οκτώ διαφορετικές μορφές ανοίγματος και κλεισίματος του καπακιού, το δάχτυλο που απλώνεται και αποσύρεται και τέλος η κίνηση των ματιών και το χρώμα που δείχνουν τα μάτια.

Μπορεί να αναπτυχθεί μια έκδοση αυτού του συστήματος η οποία είναι πολύ απλούστερη από αυτήν που αναφέρθηκε παραπάνω. Τα μάτια και το σερβο κίνησης τους και το σερβο ανύψωσης καπακιού μπορούν να αφαιρεθούν και τα δύο. Το καπάκι στη συνέχεια απλώς σηκώνεται λόγω του servo δακτύλου που επεκτείνει το δάχτυλο το οποίο με τη σειρά του σηκώνει το καπάκι.

Προμήθειες

1. Arduino Uno R3

2. Αντίσταση 10Κ

3. Αντίσταση 330 Ohm

4. Διακόπτης δύο πόλων

5. Κίτρινο LED

6. 3 x Servo Motors

7. 2 x LED RGB Neopixel

8. Θήκη μπαταρίας 18650

9. 2 x 18650 4200mAh, 3,7V

10. LM2596 Μονάδα τροφοδοσίας DC-DC Step-Down

11. Διακόπτης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, μονόπολος

12. Διάφορα καλώδια Depont, στερεώσεις και πλακέτα PCB

13. Κατάλληλο ξύλο για κουτί

Βήμα 1: Χτίστε το

Το κουτί είναι κατασκευασμένο από οποιοδήποτε κατάλληλο ξύλο, με απλή βάση από σκληρό χαρτόνι και τέσσερα ελαστικά πόδια. Οι διαστάσεις του κουτιού μπορεί να είναι σχεδόν οποιουδήποτε μεγέθους, με την προϋπόθεση ότι το δάχτυλο μπορεί να φτάσει στον διακόπτη. Οι διαστάσεις του κουτιού αυτού του έργου είναι 120mm πλάτος, 245mm βάθος και 90mm ύψος. Πρόσθεσα διακόπτη τροφοδοσίας, LED ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και μια μικρή τρύπα στη μία πλευρά. Η τρύπα παρέχει πρόσβαση στη θύρα USB Arduino Uno για φόρτωση λογισμικού. Αυτό το βρήκα για διευκόλυνση και ρύθμιση των παραμέτρων της σερβο κίνησης, καθώς διαφορετικά θα απαιτούσε την αφαίρεση της εξωτερικής θήκης.

Έχω συμπεριλάβει ένα διάγραμμα Fritzing του κυκλώματος που χρησιμοποιείται. Χρησιμοποίησα ένα Arduino Uno απλά επειδή είχα ένα διαθέσιμο, ένα WEMOS D1 Mini ή το Arduino Nano θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί καθώς το σύστημα απαιτούσε μόνο 6 εισόδους. Αποφάσισα επίσης να κάνω αυτό το σύστημα βασισμένο σε μπαταρία 18650 αντί να χρησιμοποιήσω προσαρμογέα ρεύματος 12V καθώς καθιστά το κουτί πιο φορητό και ασφαλέστερο στη χρήση. Οι μπαταρίες 18650 χωρίζονται σε πακέτο δύο μπαταριών και έχουν τάση 3,7V η κάθε μία και χωρητικότητα 4200mAh. Για να φτάσετε στις μπαταρίες για να τις επαναφορτίσετε, θα χρειαστεί να αφαιρεθεί ο πίνακας βάσης και να αποσυνδεθεί ο βραχίονας ανύψωσης του καπακιού.

Τα τρία σερβο που χρησιμοποιήθηκαν απλώς εκείνα που είχα διαθέσιμα. μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε τυπικό σερβο. Τα περισσότερα σερβίς έρχονται ενσύρματα με τρεις συνδέσμους depont και είναι έγχρωμα, Καφέ για GND, Κόκκινο για ισχύ, οτιδήποτε μεταξύ 4V και 7.8V, και τέλος Κίτρινο για τη γραμμή σήματος. Χρησιμοποίησα δύο σερβο TowerPro MG995 για το καπάκι και το δάχτυλο και ένα CFsunbird SG90 για τα μάτια. Το SG90 χρησιμοποιήθηκε μόνο καθώς είχα περιορισμένο χώρο, είχα διαθέσιμο και διαφορετικά θα χρησιμοποιούσα ένα τρίτο MG995.

Ο διακόπτης Off/On του Box έχει ένα απλό κύκλωμα αποσύνδεσης συνδεδεμένο το οποίο περιλαμβάνει μια αντίσταση 10K προσαρτημένη στο GND και προσαρτημένη στο ίδιο σημείο του διακόπτη είναι ένα μόνο καλώδιο συνδεδεμένο στον πείρο 12 του Arduinio Uno. Η άλλη πλευρά του διακόπτη είναι προσαρτημένη στον πηνίο Arduino 5V. Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τη μονάδα τροφοδοσίας Step-Down καθώς η τάση που έπαιρνα από τις δύο μπαταρίες 18650 ήταν περίπου 8,5V, η οποία ήταν πολύ υψηλή για τα σερβίς, τα 7,8V ήταν η μέγιστη τάση που συνιστούσε το φύλλο δεδομένων TowerPro. Η μονάδα τροφοδοσίας Step-Down μειώνει την τάση στα 6V, η οποία χρησιμοποιείται από τα servos και χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία του Arduinio Uno από τις ακίδες GND και VIN. Μια απλή αντίσταση 330Ohm σε σειρά με κίτρινο LED χρησιμοποιείται για να δείξει εάν το κουτί είναι ενεργό και είναι προσαρτημένο στη ράγα GND και 6V. Ένας εξωτερικός διακόπτης χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση των δύο μπαταριών 18650.

Τα μάτια χρησιμοποιούν δύο LED Neopixel RGB 8 χιλιοστών, το καθένα συνδεδεμένο με 5V ενσωματωμένο τροφοδοτικό Arduino και ακίδες GND στο Arduino Uno. Είναι ενσύρματα σε σειρά και ένα καλώδιο σήματος είναι προσαρτημένο στην ακίδα 11 στο Arduino Uno. Οι λυχνίες LED RBG έχουν μια επίπεδη πλευρά που καθορίζει την ακολουθία των συνδέσμων, δείτε τη συνημμένη φωτογραφία για pinouts. Αυτά τα LED θα μπορούσαν να συνδεθούν ξεχωριστά, έτσι ώστε το Arduino Uno να μπορεί να ελέγχει κάθε μάτι μέσω ξεχωριστού καλωδίου σήματος. Όπως σε όλα τα έργα, το κύκλωμα τοποθετήθηκε σε μια σανίδα και δοκιμάστηκε πριν εγκατασταθεί στη βάση. Συνιστάται όλοι οι σύνδεσμοι depont να είναι ελαφρώς κολλημένοι στις καρφίτσες τους στο Arduino καθώς έχουν την τάση να λειτουργούν χαλαρά με την πάροδο του χρόνου.

Βήμα 2: Το Λογισμικό

Σε αυτό το σημείο πρέπει να ευχαριστήσω το "labomat" και το παράδειγμα του Useless-Box κώδικα Arduino που διατηρείται στον ιστότοπο GitHub για το λογισμικό που λειτουργεί σε αυτό το σύστημα. Στο πλαίσιο της ανάπτυξης του έργου, προσάρμοσα και πρόσθεσα στον κώδικα, ιδίως τη σερβο κίνηση και το χρώμα των ματιών. Επιπλέον, ήταν απαραίτητο να γίνουν προσαρμογές σε όλες τις παραμέτρους της σερβοκίνητης κίνησης για να επιτραπούν οι διαφορές στην κίνηση και την αρχική τους θέση.

Θα χρειαστείτε την πιο πρόσφατη έκδοση του Arduino IDE 1.8.12 και αρχεία βιβλιοθήκης: Adafruit NeoPixel.h και Servo.h. Έχω επισυνάψει το πρόγραμμα δοκιμής για τα μάτια και το κύριο πρόγραμμα για τη λειτουργία του κουτιού.

Βήμα 3: Συμπερασματικά

Βρήκα αυτό το έργο μια ευχάριστη απόσπαση της προσοχής από το κύριο έργο στο οποίο δουλεύω. Ενώ η έκδοση που έχτισα και έδειξα εδώ είναι βασική, έχω δει και θαυμάσει πολλές διαφορετικές εκδόσεις του ίδιου κουτιού στο διαδίκτυο και στο You Tube, όλες οι οποίες χρησιμοποιούν ενδιαφέρουσες παραλλαγές του βασικού θέματος ενός διακόπτη και μιας συσκευής για εναλλαγή το σβήνει