Caixa inútil: 3 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Projeto: Caixa Inútil

Data: março de 2020 - abril de 2020

Decidi fazer este projeto por duas razões, uma para interromper um projeto muito mais complexo no qual estou trabalhando atualmente e, a segunda, como algo a fazer durante o bloqueio total que estamos tendo aqui na Nova Zelândia. Tive a sorte de ter componentes suficientes para concluir este projeto, pois a compra de outros componentes não é possível neste momento devido às restrições que o governo impôs à compra de itens “não essenciais”.

O que é uma “caixa inútil”, bem colocado, é uma caixa com um interruptor que normalmente está desligado, porém se você ligá-lo, o sistema interno irá desligá-lo novamente. Isso se repete cada vez que você liga o interruptor com, no caso desta caixa, oito formatos diferentes de abertura e fechamento da tampa, o dedo estendendo e retirando e, finalmente, o movimento dos olhos e qual a cor que os olhos mostram.

Uma versão deste sistema pode ser desenvolvida que é muito mais simples do que a acima. Os olhos e seu servo de movimento e o servo de levantamento de tampa podem ser removidos. A tampa então simplesmente levanta devido ao servo do dedo estendendo o dedo que por sua vez levanta a tampa.

Suprimentos

1. Arduino Uno R3

2. resistor de 10K

3. resistor de 330 Ohm

4. Chave de dois pólos

5. LED amarelo

6. 3 x servo motores

7. 2 LEDs RGB Neopixel

8. porta-bateria 18650

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

10. Módulo de alimentação DC-DC Step-Down LM2596

11. Chave liga / desliga, pólo único

12. Vários cabos Depont, fixações e placa PCB

13. Madeira adequada para caixa

Etapa 1: Construindo

A caixa é feita de qualquer madeira adequada, com uma base de placa rígida simples e quatro pés de borracha. As dimensões da caixa podem ser de quase qualquer tamanho, desde que o dedo possa alcançar o interruptor. As dimensões da caixa deste projeto são 120 mm de largura, 245 mm de profundidade e 90 mm de altura. Eu adicionei um botão liga / desliga, LED liga / desliga e um pequeno orifício em um lado. O Hole fornece acesso à porta USB do Arduino Uno para carregar o software, isso achei feito para definir e corrigir os parâmetros do movimento do servo muito mais fácil, pois de outra forma exigiria a remoção da caixa externa.

Incluí um diagrama de Fritzing do circuito usado. Usei um Arduino Uno simplesmente porque tinha um disponível, um WEMOS D1 Mini ou Arduino Nano também poderia ser usado, pois o sistema exigia apenas 6 entradas. Eu também decidi fazer este sistema com bateria 18650 em vez de usar um adaptador de energia de 12V, pois torna a caixa mais portátil e mais segura de usar. As baterias 18650 são armazenadas em um pacote de duas baterias e têm uma voltagem de 3,7 V cada e uma capacidade de 4200 mAh. Chegar às baterias para recarregá-las exigiria que a placa de base fosse removida e o braço de levantamento da tampa desconectado.

Os três servos usados eram simplesmente os que eu tinha disponíveis; qualquer servo padrão pode ser usado. A maioria dos servos vem com três conectores depont e são coloridos, marrom para GND, vermelho para alimentação, qualquer coisa entre 4 V e 7,8 V e, finalmente, amarelo para a linha de sinal. Usei dois servos TowerPro MG995 para a tampa e o dedo e um CFsunbird SG90 para os olhos. O SG90 só foi usado porque eu estava limitado na quantidade de espaço que tinha disponível e, caso contrário, teria usado um terceiro MG995.

A chave liga / desliga da caixa tem um circuito de debounce simples anexado que inclui um resistor de 10K conectado ao GND e conectado ao mesmo ponto na chave é um único fio conectado ao pino 12 do Arduinio Uno. O outro lado do switch é conectado ao pino 5V on-board do Arduino. Decidi usar o módulo de alimentação Step-Down porque a tensão que estava recebendo das duas baterias 18650 era de cerca de 8,5 V, o que era muito alto para os servos, 7,8 V era a tensão máxima recomendada pela folha de dados do TowerPro. O módulo de alimentação Step-Down reduz a tensão para 6 V que é usado pelos servos e também é usado para alimentar o Arduinio Uno por seus pinos GND e VIN. Um resistor 330Ohm simples em série com um LED amarelo é usado para mostrar se a caixa está ativa e conectada ao GND e ao barramento de alimentação de 6V. Um interruptor de pólo único é usado na parte externa da caixa para ligar / desligar as duas baterias 18650.

Os olhos usam dois LEDs RGB Neopixel de 8 mm, cada um conectado a uma fonte de alimentação Arduino on-board de 5 V e pinos GND no Arduino Uno. Eles são conectados em série e um único fio de sinal é conectado ao pino 11 no Arduino Uno. Os LEDs RBG possuem um lado plano que determina a seqüência de conectores, veja a foto em anexo para pinagens. Esses LEDs podem ser conectados separadamente para que o Arduino Uno possa controlar cada olho por meio de um fio de sinal separado. Como em todos os projetos, o circuito foi colocado em uma placa de ensaio e testado antes de ser instalado na placa de base. É recomendado que todos os conectores depont sejam levemente colados em seus pinos no Arduino, pois eles tendem a se soltar com o tempo.

Etapa 2: o software

Devo, neste ponto, agradecer ao “labomat” e ao código do Arduino de exemplo Useless-Box mantido no site do GitHub como base do software em execução neste sistema. Como parte do desenvolvimento do projeto, ajustei e acrescentei ao código em particular o movimento servo e a cor dos olhos. Além disso, foi necessário fazer ajustes em todos os parâmetros de movimento do servo para permitir as diferenças em seu movimento e posição inicial.

Você precisará da versão mais recente do Arduino IDE 1.8.12 e dos arquivos de biblioteca: Adafruit NeoPixel.h e Servo.h. Anexei o programa de teste para os olhos e o programa principal para a operação de caixa.

Etapa 3: na conclusão

Achei este projeto uma distração agradável do projeto principal em que estou trabalhando. Embora a versão que criei e mostrei aqui seja básica, eu vi e admirei muitas versões diferentes da mesma caixa na internet e no You Tube, todas as quais fazem uso de variações interessantes do tema básico de um switch e um dispositivo para switch fora.