กล่องไร้ประโยชน์: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

โครงการ: กล่องไร้ประโยชน์

วันที่: มีนาคม 2020 – เมษายน 2020

ฉันตัดสินใจทำโปรเจ็กต์นี้ด้วยเหตุผลสองประการ เหตุผลแรกคือต้องหยุดโครงการที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งฉันกำลังดำเนินการอยู่ และประการที่สองคือสิ่งที่ต้องทำในช่วงล็อกดาวน์เต็มรูปแบบที่เรามีอยู่ในประเทศนิวซีแลนด์ โชคดีที่มีส่วนประกอบเพียงพอที่จะทำโครงการนี้ให้เสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากการซื้อส่วนประกอบเพิ่มเติมยังไม่สามารถทำได้ในขณะนี้ เนื่องจากข้อจำกัดที่รัฐบาลได้กำหนดไว้ในการซื้อสินค้าที่ "ไม่จำเป็น"

"กล่องไร้ประโยชน์" คืออะไร พูดง่ายๆ ก็คือกล่องที่มีสวิตช์ซึ่งปกติจะปิดอยู่ อย่างไรก็ตาม หากคุณเปิดสวิตช์ระบบภายในจะปิดอีกครั้ง สิ่งนี้จะทำซ้ำทุกครั้งที่คุณเปิดสวิตช์ด้วยในกรณีของกล่องนี้แปดรูปแบบที่แตกต่างกันของการเปิดและปิดฝา การยืดนิ้วและการถอนนิ้ว และสุดท้ายคือการเคลื่อนไหวของดวงตาและสีของดวงตาที่แสดง

รุ่นของระบบนี้สามารถพัฒนาได้ซึ่งง่ายกว่าที่กล่าวไว้ข้างต้นมาก สามารถถอดตาและเซอร์โวการเคลื่อนไหวและเซอร์โวยกฝาออกได้ จากนั้นฝาก็ยกขึ้นเนื่องจากเซอร์โวนิ้วขยายนิ้วซึ่งจะยกฝาขึ้น

เสบียง

1. Arduino Uno R3

2. ตัวต้านทาน 10K

3. ตัวต้านทาน 330 โอห์ม

4. สวิตช์สองขั้ว

5. LED สีเหลือง

6. 3 x เซอร์โวมอเตอร์

7. ไฟ LED RGB Neopixel 2 ดวง

8.18650 ที่ใส่แบตเตอรี่

9. 2 x 18650 4200mAh, 3.7V

10. โมดูลจ่ายไฟ DC-DC แบบ Step-Down LM2596

11. สวิตซ์เปิด/ปิดเครื่อง ขั้วเดี่ยว

12. สายเคเบิล ตัวยึด และบอร์ด PCB ต่างๆ ของ Depont

13. ไม้ที่เหมาะกับกล่อง

ขั้นตอนที่ 1: สร้างมัน

กล่องทำจากไม้ที่เหมาะสม พร้อมฐานกระดานแข็งเรียบง่ายและฐานยางสี่ขา ขนาดของกล่องอีกครั้งสามารถมีได้เกือบทุกขนาดเมื่อนิ้วสามารถเข้าถึงสวิตช์ได้ ขนาดกล่องของโครงการนี้กว้าง 120 มม. ลึก 245 มม. และสูง 90 มม. ฉันเพิ่มสวิตช์เปิด/ปิด ไฟ LED เปิด/ปิด และรูเล็กๆ ที่ด้านหนึ่ง Hole ให้การเข้าถึงพอร์ต Arduino Uno USB สำหรับการโหลดซอฟต์แวร์ ซึ่งฉันพบว่าสร้างขึ้นสำหรับการตั้งค่าและแก้ไขพารามิเตอร์ของการเคลื่อนที่ของเซอร์โวได้ง่ายขึ้นมาก เนื่องจากจะต้องถอดเคสด้านนอกออก

ฉันได้รวมไดอะแกรม Fritzing ของวงจรที่ใช้แล้ว ฉันใช้ Arduino Uno เพียงเพราะว่าฉันมีตัวเดียว สามารถใช้ WEMOS D1 Mini หรือ Arduino Nano ได้เนื่องจากระบบต้องการเพียง 6 อินพุตเท่านั้น ฉันยังตัดสินใจที่จะทำให้ระบบนี้ใช้แบตเตอรี่ 18650 แทนการใช้อะแดปเตอร์ไฟ 12V เนื่องจากทำให้กล่องพกพาและปลอดภัยยิ่งขึ้นในการใช้งาน แบตเตอรี่ 18650 บรรจุในแพ็คแบตเตอรี่สองก้อนและมีแรงดันไฟฟ้า 3.7V แต่ละก้อนและความจุ 4200mAh การไปยังแบตเตอรี่เพื่อชาร์จใหม่จะต้องถอดบอร์ดฐานออกและถอดแขนยกฝาออก

เซอร์โวสามตัวใช้ในที่ที่ฉันมีอยู่ สามารถใช้เซอร์โวมาตรฐานใดก็ได้ เซอร์โวส่วนใหญ่มีสายเชื่อมต่อสามจุดและมีสี สีน้ำตาลสำหรับ GND สีแดงสำหรับพลังงาน ทุกอย่างระหว่าง 4V ถึง 7.8V และสุดท้ายสีเหลืองสำหรับสายสัญญาณ ฉันใช้เซอร์โว TowerPro MG995 สองตัวสำหรับฝาและนิ้ว และ CFsunbird SG90 สำหรับดวงตา SG90 ถูกใช้เพียงเพราะฉันมีพื้นที่จำกัด ฉันมีอยู่และคงจะใช้ MG995 ตัวที่สามเป็นอย่างอื่น

สวิตช์ปิด/เปิดของ Box มีวงจรดีบักซ์อย่างง่าย ซึ่งรวมถึงตัวต้านทาน 10K ที่ต่อกับ GND และติดอยู่ที่จุดเดียวกันบนสวิตช์เป็นสายเดี่ยวที่ต่อกับพิน 12 ของ Arduinio Uno อีกด้านหนึ่งของสวิตช์ติดอยู่กับขา 5V ของ Arduino ออนบอร์ด ฉันตัดสินใจใช้โมดูลพลังงานแบบลดขั้นตอน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ฉันได้รับจากแบตเตอรี่ 18650 สองก้อนนั้นอยู่ที่ประมาณ 8.5V ซึ่งสูงเกินไปสำหรับเซอร์โว 7.8V เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่แนะนำโดยเอกสารข้อมูล TowerPro โมดูลจ่ายไฟแบบ Step-Down จะลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 6V ซึ่งเซอร์โวใช้และยังใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับ Arduinio Uno ด้วยหมุด GND และ VIN ตัวต้านทาน 330Ohm แบบง่ายในซีรีส์พร้อมไฟ LED สีเหลืองใช้เพื่อแสดงว่ากล่องทำงานอยู่หรือไม่ และต่ออยู่กับรางจ่ายไฟ GND และ 6V ใช้สวิตช์ขั้วเดียวที่ด้านนอกของกล่องเพื่อเปิด/ปิดแบตเตอรี่ 18650 สองก้อน

ดวงตาใช้ไฟ LED Neopixel RGB ขนาด 8 มม. สองดวง โดยแต่ละดวงเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ Arduino 5V ออนบอร์ด และหมุด GND บน Arduino Uno พวกเขาต่อสายเป็นอนุกรมและต่อสายสัญญาณเดียวเข้ากับพิน 11 บน Arduino Uno ไฟ LED RBG มีด้านแบนซึ่งกำหนดลำดับของตัวเชื่อมต่อ โปรดดูภาพถ่ายที่แนบมาสำหรับพินเอาต์ LED เหล่านี้สามารถต่อสายแยกกันเพื่อให้ Arduino Uno สามารถควบคุมตาแต่ละข้างผ่านสายสัญญาณแยกต่างหาก เช่นเดียวกับโครงการทั้งหมด วงจรถูกวางบนเขียงหั่นขนมและทดสอบก่อนที่จะติดตั้งบนกระดานฐาน ขอแนะนำว่าตัวเชื่อมต่อ depont ทั้งหมดติดกาวเบา ๆ กับหมุดบน Arduino เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะหลวมเมื่อเวลาผ่านไป

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

ณ จุดนี้ฉันต้องขอขอบคุณ "labomat" และโค้ด Arduino ตัวอย่าง Useless-Box ที่จัดขึ้นบนเว็บไซต์ GitHub สำหรับพื้นฐานของซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนระบบนี้ เป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาโครงการ ฉันได้ปรับและเพิ่มโค้ดโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเคลื่อนไหวของเซอร์โวและสีของดวงตา นอกจากนี้ จำเป็นต้องทำการปรับพารามิเตอร์การเคลื่อนที่ของเซอร์โวทั้งหมดเพื่อให้เกิดความแตกต่างในการเคลื่อนที่และตำแหน่งเริ่มต้น

คุณจะต้องใช้ Arduino IDE 1.8.12 เวอร์ชันล่าสุดและไฟล์ไลบรารี: Adafruit NeoPixel.h และ Servo.h ฉันได้แนบโปรแกรมทดสอบสำหรับดวงตาและโปรแกรมหลักสำหรับการทำงานของกล่อง

ขั้นตอนที่ 3: สรุป

ฉันพบว่าโครงการนี้เป็นสิ่งที่ทำให้ไขว้เขวจากโครงการหลักที่ฉันกำลังทำอยู่ แม้ว่าเวอร์ชันที่ฉันสร้างและแสดงไว้ที่นี่เป็นเวอร์ชันพื้นฐาน ฉันเคยเห็นและชื่นชมเวอร์ชันต่างๆ ของกล่องเดียวกันบนอินเทอร์เน็ตและ You Tube ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้รูปแบบที่น่าสนใจของรูปแบบพื้นฐานของสวิตช์และอุปกรณ์ในการสลับ มันปิด.