Caixa de tesouro iluminada: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Este é um projeto que fiz para meu filho de 4 anos, que pediu uma caixa especial para guardar e armazenar pequenos dinossauros, histórias em quadrinhos, conchas e pedaços aleatórios de madeira e papel, também conhecidos como "tesouros". Trata-se essencialmente de uma simples caixa de madeira com tampa articulada, em cerejeira e fibra de média densidade (MDF). Mas é claro que não pude resistir a adicionar um Arduino e um monte de luzes e interruptores também!

As peças eletrônicas (alimentadas por uma bateria de 9 V) ficam todas na parte superior e interna da tampa, para que a criança possa brincar com as luzes e botões e usar o fundo da caixa para guardar tesouros. A tampa apresenta:

• Um formato de "S" feito de tubo de luz, com LEDs em cada extremidade, conectado a potenciômetros para controlar o brilho
• 3 interruptores iluminados que controlam 3 LEDs diferentes na placa: para a estrela, motor de foguete e planeta
• Um medidor de painel analógico de 5 volts
• Um gráfico de barras LED Sparkfun (infelizmente descontinuado), também controlado por um pote
• Chave liga / desliga
• Divertidas estrelas pintadas, planeta e nave

A eletrônica é controlada com um Adafruit Metro (equivalente a um Arduino Uno), que fica sob a tampa e contido atrás de uma folha de acrílico transparente aparafusada para que nenhum fio seja arrancado. (Eu deixei um pequeno espaço para acessar o suporte da bateria.)

A caixa de madeira tem dobradiças de latão, um fecho e uma maçaneta de gaveta de peixe vintage do México dos anos 1960 que meu pai me deu. A caixa de madeira é montada no método de "junta de topo", mas fiz um pouco mais de marcenaria e cobri os parafusos com buchas de madeira de nogueira, que contrastam perfeitamente com a cereja.

Suprimentos:

• Dois painéis de MDF de 12 "quadrados e 1/4" de espessura
• Tábuas de cereja, usei seis tábuas de 3/4 "x 4-1 / 2", cortadas a 30 cm de cada lado. Quatro delas são para as laterais da caixa e as outras duas cortei ao meio no sentido do comprimento para fazer as laterais da tampa
• Pequeno pedaço de madeira de nogueira para os plugues os parafusos da tampa
• Folha de plexiglas
• Adafruit Metro ou outra placa do tipo Arduino Uno
• Protoboard / perfboard (para o barramento de força)
• fios
• Quatro LEDs de 5 mm
• Três potenciômetros lineares de 10k ohms com botões
• interruptor liga / desliga
• medidor de painel analógico
• pintar
• ferramentas: broca, broca de corte de plugue, chave de fenda, ferro de solda, serra, serra copo, roteador

Etapa 1: Etapa 1: fazer a caixa

Comprei uma tábua de madeira de cerejeira de 3 metros de uma madeireira local. Não tenho uma serra de mesa, então pedi ao cara que me cortasse seis seções de 12 ", 4 para as laterais e 2 para a parte superior. Pedi emprestada a serra de corte de um vizinho para cortar as 2 partes superiores ao meio, no sentido do comprimento, portanto, a tampa tem aproximadamente metade da largura da caixa principal (menos a largura da serra). A placa tinha 4-1 / 2 "de largura e a tampa tinha cerca de 2-1 / 8".

Para a parte superior da tampa e a parte inferior da caixa, usei 2 pedaços de MDF 1/4 "que eu tinha largados, cortados em quadrados de 12". Meu filho escolheu uma bela cor aqua para pintar o fundo e o interior o topo (ele ajudou). Eu queria que a parte superior e inferior da caixa recuassem um pouco (em vez de parafusá-la bem na parte superior e inferior). Então, usei minha tupia antiga e um guia de borda reta muito complicado para rotear um sulco profundo de 1/4 "desde a borda externa de cada peça até cerca de 3/8" da outra extremidade.

Certifique-se de não percorrer todo o caminho com o roteador, ou o corte ficará visível do lado de fora da caixa. Meu sistema estava péssimo E o roteador morreu na última peça, na metade!

Usei isso como desculpa para conseguir uma mesa de roteador e um novo roteador da The Home Depot para terminar o trabalho, o que tornou tudo muito mais fácil.

Pontas:

Obtenha uma mesa de roteador. Os cortes são mais limpos e é muito mais fácil do que fazer uma guia reta com vários pedaços de madeira. Além disso, você está fazendo algo novo, precisa de uma nova ferramenta. Essa é uma regra!

Marque as peças antes de encaminhar: ou seja, deixe claro qual lado da rota vai até o final e qual lado deve parar antes do final. (veja a foto)

Pense na aparência da caixa. Para este projeto, fiz uma junta de topo simples, onde as pontas da madeira são fixadas sem qualquer encaixe ou nada. Eu queria que as juntas da tampa fiquem opostas às juntas da caixa, para que, quando fechadas, você possa ver a extremidade da peça da caixa de um lado, mas a tampa é alinhada do lado oposto. Claro que você pode ficar mais sofisticado com diferentes articulações.

Dê um pouco mais de espaço nas ranhuras roteadas. A rota de 1/4 "para MDF de 1/4" foi um ajuste bem apertado. Se possível, aumente um pouco mais (passe pela roteadora uma segunda vez com um pequeno ajuste) para que haja um pouco de espaço para as peças de madeira se expandirem e contraírem, caso contrário, o topo tenderá a empenar. Por falar em top, planeje quais componentes você deseja ter e faça os furos de acordo. Para o meu, eu fiz:

• três orifícios para os interruptores, (5/8 ")
• três para os potenciômetros, (1/4 ")
• um para o voltímetro, (usando uma serra copo de 1-1 / 2 ")
• um para Saturno (que foi coberto com um pedaço de acrílico pintado no interior), (também serra copo de 1-1 / 2 ")
• um para o LED estrela, (1/4 ")
• dois orifícios para o tubo leve de 5 mm se encaixar, em cada extremidade do "S" (1/4 ")
• e finalmente um longo orifício retangular para o gráfico de barras de LED, cortado com a roteadora. (7/16 "x 3")

(veja a imagem para o layout)

Eu queria um tema espacial, então pintei o painel superior de preto, pintei uma estrela, uma nave e salpiquei um pouco de tinta branca para um fundo de campo estelar. Para o planeta, pintei anéis ao redor do orifício e colei um quadrado de acrílico pintado de vermelho e amarelo na parte de baixo do painel.

Usei uma Dremel para fazer a forma de "S". O "S" está gravado na placa na metade. Em cada extremidade do "S", perfurei um buraco todo para que o tubo de luz pudesse entrar na caixa. Um LED em cada extremidade envia luz para o tubo de luz. Coloquei um pouco de cola na ranhura e encaixei (prendi) o tubo de luz na ranhura com as pontas descendo pelos orifícios de cada extremidade. Isso ocorre para que os LEDs possam ser fixados em cada extremidade do tubo de luz, para permitir que a luz viaje através dele e o ilumine.

Assim que as peças da caixa forem encaminhadas e os painéis pintados e perfurados, insira os painéis nas ranhuras superior e inferior, prenda e cole. Para uma aparência mais decorativa, você pode adicionar parafusos cobertos com plugues, que explicarei na próxima seção!

Etapa 2: Parafusos e plugues

A cola provavelmente é o suficiente para segurar a caixa, mas acrescentei parafusos em cada junta só para ter certeza. Mas para torná-lo mais interessante, cobri os parafusos com pequenos plugues cortados em nogueira.

A noz escura contrasta bem com a cereja, e cobrindo os parafusos dá uma aparência bonita e acabada.

O processo é muito simples, mas você precisa de uma broca especial chamada cortador de plugue. Usei um pedaço de nogueira e cortei plugues de 3/8 . Observação: você precisa furar todo o pedaço de pedaço para tirar o plugue.

Depois de fazer orifícios-piloto para os parafusos na caixa, fiz uma pequena furação com uma broca de 3/8 ", para abrir espaço para os plugues. Em seguida, aparafusei os parafusos de forma que fiquem nivelados com a parte inferior dos 3 maiores Orifício de / 8 ". Em seguida, espremi um pouco de cola no orifício, coloquei o plugue no orifício e bati com um martelo. Nota: Você não precisa tocar totalmente! Só assim ele fica assentado no orifício e entra em contato com a cola. Limpei o excesso de cola e deixei descansar por algumas horas. A próxima etapa é aparar os plugues para que fiquem nivelados com a superfície. Usei um cartão de visita e fiz um furo nele para que se encaixasse perfeitamente na parte do plugue que estava saindo. Assim, quando você corta a ponta, não rasga a madeira da caixa. Cortei o plugue deixando-o com cerca de 1/16 de polegada acima da superfície. Então eu lixei até que ficasse nivelado. A cabeça de um parafuso quebrou porque eu o perfurei muito devagar, mas usei uma Dremel para moê-lo e ainda fui capaz de cobri-lo com o plugue. Outra boa razão para usar plugues - encobrindo erros. Ha! Pegue? Porque, o parafuso … oh não importa.

Etapa 3: Eletrônica

Além da capacidade da caixa do tesouro de guardar tesouros, eu queria que ela também tivesse um elemento divertido e interativo. Como mencionei antes, decidi que teria os seguintes elementos no painel frontal

• 3 botões iluminados para ativar LEDs, com um tema divertido de espaço
• 2 potenciômetros para controlar o brilho de 2 LEDS em cada lado de um tubo de luz (como um cabo de fibra óptica)
• um botão liga / desliga
• um gráfico de barras LED de 30 segmentos com outro potenciômetro para controlar as luzes nele
• um medidor de painel analógico de 5 V para ver como ligar e desligar os interruptores afeta os níveis de tensão

A parte eletrônica deste projeto é bastante simples, mas há um porém. A placa de circuito vermelha nas fotos é uma placa de breakout com gráfico de barras LED Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), que eles não fazem mais. Mas - boas notícias! Descrevo em outro Instructable como contornei esse problema ao baixar os arquivos do Eagle e mandar fabricar essas placas de código aberto para mim.

A placa de gráfico de barras (se você decidir usá-la) requer um pouco de montagem, uma vez que o kit não está mais disponível, mas não é tão complicado e há muita documentação aqui. Neste projeto, girar o potenciômetro faz com que LEDs únicos se movam para cima e para baixo no gráfico de barras. Se você aumentar totalmente, criará um padrão interessante e móvel no gráfico de barras.

Outro produto aposentado é o tubo de luz (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), mas que também pode ser substituído por outro: LEDs flexíveis, fio EL, tiras de luz de silicone, etc.

Para este projeto usei a placa Adafruit Metro, que é um clone do Arduino Uno, sem headers, para que eu pudesse soldar os fios diretamente na placa.

Eu também usei um protoboard para rotear 5 V de alimentação e aterramento para os vários LEDs, já que o Arduino tem apenas duas saídas de 5 V e dois pinos de aterramento.

LEDs, interruptores e potenciômetros

O LED Saturn e o LED estrela são ligados e desligados com interruptores iluminados, então a fiação é bem simples: 5V precisa passar pelo interruptor para a perna positiva do LED e, em seguida, de volta ao solo por meio da perna negativa do LED. Para fazer com que os próprios interruptores se acendam, você precisa fazer uma pequena fiação sofisticada, mas não é muito difícil. (Veja o diagrama)

O LED do motor da nave espacial está conectado a um pino PWM no Arduino, pois eu queria que ele pudesse "pulsar". Portanto, o botão vermelho iluminado inferior, quando pressionado, diz ao Arduino para pulsar o LED para que pareça um motor de foguete em chamas (mais ou menos).

Usei um pouco de tinta de modelo para fazer um padrão de nuvem avermelhada no plexiglass atrás do buraco para Saturno. O LED brilha bem fraco, mas parece legal à noite. Além disso, quando você abre a caixa com o Saturn ligado, o LED branco fica bem brilhante e brilha dentro da caixa, para que você possa encontrar coisas à noite. Cada LED possui um resistor de 220 ohms conectado em um lado para que eles não queimem.

Os LEDs em cada extremidade do tubo de luz são controlados por potenciômetros (potenciômetros) que os tornam mais brilhantes ou mais escuros. Um é azul e o outro é amarelo. À medida que você aumenta o brilho dos LEDs, a luz viaja mais adiante no tubo até que as cores se encontrem no meio. Pelo menos essa era a ideia. Não fiz um bom trabalho de embrulhar os LEDs nas pontas dos tubos, então muita luz escapa e eles acabam não ficando muito brilhantes. Esses LEDs também precisam ser colocados nos pinos PWM para que o brilho possa ser ajustado.

Os potenciômetros são conectados com um lado indo para 5 V, um lado para o solo e o meio indo para um pino no Arduino, neste caso os pinos A1 e A5. O outro potenciômetro controla as luzes no gráfico de barras de LED e se conecta ao pino A2.

O botão liga / desliga é apenas um interruptor entre a bateria e o Arduino. Usei um suporte de bateria de 9V com um adaptador barrel jack. Separe os fios que saem do suporte e corte um. (Não importa qual) Retire as pontas cortadas e solde nos conectores do switch. Em seguida, conecte o conector do barril no Arduino. Boom, pronto.

O gráfico de barras LED usa registradores de deslocamento, portanto, requer apenas 3 pinos, além de energia e aterramento.

Aqui está a pinagem final:

• Potenciômetro A1 1 (para controlar o LED "S" inferior)
• A2 pot 2 (para os controles do gráfico de barras)
• A5 pot 3 (controla o LED na parte superior do "S")
• Saída D3 para LED para motor de foguete pulsante
• D6 topo do LED "S"
• Entrada D8 do interruptor do motor do foguete
• D9 na parte inferior do LED "S"

Medidor de painel de 5 volts

O medidor do painel * meio que * funciona como um medidor de bateria. Ele tem dois cabos na parte traseira, um é conectado ao pino 5V do Arduino (no protoboard) e o outro vai para o aterramento. O medidor vai até 5 volts e a bateria é de 9 V, portanto, se a bateria estiver cheia ou cheia, o medidor será fixado à direita. Mas, uma vez que a bateria se esgota um pouco, fica mais interessante porque a agulha se move conforme você acende mais luzes e mais voltagem é consumida. Provavelmente existe uma maneira mais inteligente de conectar isso, mas foi o que eu fiz!

Código Arduino

O código completo do Arduino está anexado aqui. Não é bonito, mas faz o trabalho!

Etapa 4: toques finais

Depois que os componentes eletrônicos estiverem instalados e funcionando, é hora de terminar o projeto. Você ainda precisa:

• forre a borda superior (onde a tampa encontra a caixa) com uma tira de feltro adesiva
• Instale as dobradiças atrás
• Instale a trava na frente
• óleo ou verniz a madeira
• Anexe uma alça, se desejar

Eu amei a sensação da madeira inacabada, mas sabia que precisava protegê-la contra respingos e arranhões e tal. Então eu escolhi o Watco Wipe-On Poly, que sela a madeira, mas dá uma bela aparência natural e oleada. Três camadas fizeram o trabalho, e isso fez com que os pequenos plugues de nogueira realmente se destacassem contra a madeira de cerejeira quente.

Eu também adicionei 4 pés de feltro nos cantos inferiores da caixa, para que ela escorregasse facilmente de debaixo da cama e não fosse arranhada.

E aí está. Uma caixa de tesouro personalizada com um toque eletrônico que as crianças vão adorar para sempre! Espero que tenham gostado deste (muito longo) Instructable. Deixe-me saber nos comentários se algo não estiver claro. Obrigado por ler!