Mission Control Box V3.0: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Ciao a tutti!

Questa è una versione aggiornata della mia Mission Control Box originale. Questa versione è la stessa idea di base: luci, interruttori, un timer per il conto alla rovescia e un divertente "misuratore di potenza" con grafico a barre a LED, il tutto con un tema Space Shuttle. La differenza principale con questa versione è che non c'è audio, nessun coperchio sulla scatola e nessuna foto trasparente della navetta. Ma è ancora ricco di alcune caratteristiche divertenti. Quindi, diamo un'occhiata!

Ecco cosa ti servirà per costruirlo.

Materiali:

• MDF per la scatola: pezzi da 1/2" e 1/4"

  Ho usato questi fogli 9x12 per i pannelli superiore e inferiore da 1/4":

• Vernice spray (colore a scelta per i lati e le parti inferiori)
• Vernice spray argento metallizzato (o altro colore chiaro per il pannello superiore)
• Sigillante acrilico trasparente spray
• Colla per legno
• Pistola per colla a caldo
• #8 Viti, 1/2" e 1"
• Bulloni e dadi M2.5 da 16 mm
• Fogli adesivi per lucidi a getto d'inchiostro (8,5x11)
• Lexan/plexiglas

Elettronica:

• Adattatore di alimentazione da 9 V CC
• Connettore jack per montaggio a pannello

Interruttori assortiti. Ecco quelli che ho usato:

• (1) Interruttore a levetta in metallo

• (2) Interruttori a bilanciere luminosi

  Nota: li ho usati, ma ho dovuto modificarli per funzionare con Arduino, continua a leggere per i dettagli!)

• (1) Levetta illuminata con coperchio:
• (2) Pulsanti a ritenuta illuminati:
• (1) Pulsante momentaneo:
• (1) Pulsante Arcade:

Altre cose

• Quad Display alfanumerico con zaino:
• Potenziometro lineare 10K Ohm + manopola
• Arduino Uno (ho usato Adafruit Metro):

• Scheda di breakout per grafici a barre LED Sparkfun:

  (Sì, non è più disponibile, ma continua a leggere per scoprire come riportarlo dall'aldilà!)

• Protoboard, o piccola breadboard saldabile per il bus di alimentazione
• Filo
• Saldatore con saldatura (ovviamente)
• LED da 5 mm
• Resistori da 220 Ohm

Passaggio 1: taglia, instrada e dipingi

La scatola misura 12"Lx9"Wx4"H (3"H nella parte anteriore) L'ingombro inferiore della scatola è 9x12", la dimensione di uno dei pannelli MDF pretagliati da 1/4" che ho ordinato da Amazon. Se sei molto preciso, potresti voler tagliare o levigare il lato da 12 "del pannello inferiore, poiché la parte superiore è leggermente angolata. (Non l'ho fatto) I lati sono realizzati in MDF da 1/2", i pannelli superiore e inferiore sono in MDF da 1/4".

• Pezzo posteriore (1/2"MDF): 4"x12"
• Parte anteriore: (1/2"MDF) 3"x12"
• I pezzi laterali angolati sono (1/2 "MDF) 4" che diminuiscono a 3" di altezza per 8" di lunghezza.
• Fondo: (1/4 "MDF) 9"x12"
• Il pannello superiore (1/4 "MDF) è tagliato a 9x11,5"

Utilizzare un router per tagliare una scanalatura larga 1/4", profonda 1/4" a circa 1/2" dal bordo superiore (inclinato) dei pezzi laterali. Assicurarsi di tagliare la scanalatura sull'*interno* di entrambi i lati pezzi.

Ho dipinto tutti i pezzi di arancione brillante, tranne il pannello superiore che ho dipinto con vernice spray argento metallizzato.

Dopo alcune mani di vernice argentata, (carteggiando leggermente tra una mano e l'altra), ho posizionato il foglio adesivo trasparente con tutte le grafiche e le etichette. Fare attenzione a stenderlo per evitare bolle sotto il foglio.

Ho usato Word per creare il layout, ma puoi anche usare Illustrator o altri programmi di grafica. Ho stampato il foglio sulla mia stampante a getto d'inchiostro, quindi avevo bisogno di rivestire l'adesivo con uno spray sigillante in modo che l'inchiostro non scorresse se fosse stata versata dell'acqua su di esso. Penso di aver spruzzato circa 4-5 mani di sigillante Krylon su di esso e lo ha reso abbastanza resistente all'acqua (anche resistente ai raggi UV a seconda dello spray che usi).

Metti tutto insieme per vedere se tutto si adatta e si allinea!

Passaggio 2: praticare fori nel pannello superiore

Ho stampato dei mirini sul foglio adesivo per facilitare la centratura dei fori per gli interruttori. Inizia tagliando una X nel foglio adesivo in modo che non venga masticato troppo dalle punte del trapano. Usane un po' per posizionarlo al centro, quindi aumenta di dimensioni fino all'apertura del foro corretta. Le dimensioni sottostanti sono vicine ma non esatte. Dovevo ancora usare un file rotondo per ottenere l'apertura giusta per alcuni di essi (dato che non ho un set di metriche). Punte da trapano utilizzate:

• Interruttori a levetta: 1/2"
• Pulsanti LED: 5/8"
• Potenziometro: 1/4"
• LED: 1/4"
• Pulsante Arcade: 1-1/8"
• Necessita anche di: jack DC (sul retro): 7/16"

Per le aperture più lunghe necessarie per il grafico a barre a LED e il display Quad alpha, ho praticato una serie di fori in fila, ma poi ho usato la tavola del router per tagliare via il resto. Questo mi ha dato un bel taglio dritto. Anche gli interruttori a bilanciere avevano bisogno di un taglio più lungo, quindi l'ho iniziato con un foro e poi l'ho instradato alla giusta dimensione. Se sei bravo con un Dremel puoi farlo anche in questo modo, ma non sembrerà così pulito.

• Apertura del grafico a barre: 7/16" x 3"
• Display alfa quadruplo: 7/8"x2"
• Interruttori a bilanciere: 1"x3/8"

Dopo tutto quello che ho incollato il pannello superiore nelle scanalature fresate, ma per ora ho lasciato i lati e il fondo, così ho potuto entrare nella parte elettronica del progetto.

Passaggio 3: elettronica

Ora che i fori sono stati praticati e le aperture sono state instradate, puoi posizionare i tuoi interruttori e collegare i tuoi circuiti al pannello. Ho usato molti ponticelli, ma avevo anche bisogno di saldare i cavi ad alcuni interruttori e al potenziometro. Ho incluso alcuni disegni qui su come cablare i diversi interruttori.

I diversi interruttori fanno cose diverse, quindi devono essere cablati in modo diverso:

• La retrazione del braccio di accesso e il consumo di idrogeno sono pulsanti a scatto che si illuminano quando vengono premuti.
• L'unità di alimentazione ausiliaria è un interruttore che accende un LED
• Main Engine Start è un interruttore a bilanciere che si illumina quando acceso
• Booster Ignition è un interruttore che si illumina quando viene capovolto.
• L'avvio automatico della sequenza è un interruttore momentaneo che non si illumina ma attiva il display Quad alfanumerico
• LAUNCH è un pulsante Arcade (interruttore momentaneo) che avvia il conto alla rovescia

Dopo aver fissato il display Quad Alpha alla parte inferiore del pannello con viti molto piccole, ho anche aggiunto un piccolo pezzo di plexiglass sull'apertura sul lato superiore del pannello e l'ho fissato con bulloni M2.5. Per la scheda del grafico a barre LED, ho avvitato dei fori attraverso la parte anteriore del pannello per farli combaciare con i fori di montaggio sulla scheda. Quindi è effettivamente fissato con i bulloni M2.5 attraverso la parte superiore del pannello e un altro pezzo di plexiglass tagliato a misura.

Non devi fare il plexiglass, ma ho pensato che avrebbe aiutato a evitare che mani curiose / chiassose spingessero sui componenti e li facessero staccare. (Lezione appresa dall'esperienza!)

Adafruit ha molta documentazione su come cablare il display, quindi se usi quella scheda assicurati di controllare i loro tutorial su di essa. Per il display Quad alfa e il grafico a barre LED ho saldato le intestazioni per facilitare il collegamento. Ho anche incollato a caldo tutte le intestazioni una volta che erano tutte a posto.

Nota: ho usato la resina epossidica per fissare il potenziometro alla parte inferiore del pannello, poiché sul Mission Control Box originale, il vaso si allenta se viene ruotato troppo o troppo forte. Un'altra lezione imparata!

Circuito interrotto? ahah

Il grafico a barre LED è un kit che è stato venduto da Sparkfun, ma è stato interrotto. Tuttavia, sono un'azienda fantastica e hanno reso i file di progettazione disponibili per chiunque li possa scaricare e utilizzare. Quindi, ho mostrato i miei muscoli mentali e ho imparato a usare il software Eagle per convertire i file in formato Gerber, in modo che potessero essere prodotti da una fabbrica di circuiti stampati. Ho trovato un posto online che prometteva una rapida inversione di tendenza e ho ordinato 10 schede. Erano molto economici (meno di $ 1 a tavola) e sono arrivati con DHL (la spedizione era di $ 25) a casa mia nel Maine dalla fabbrica di Shenzhen, in Cina, in meno di una settimana. È stato incredibile.

Nota: ho esaminato prima alcuni produttori statunitensi, ma i tempi di consegna sono stati molto più lunghi ed erano più costosi, quindi sono andato con la Cina poiché avevo un budget e una crisi di tempo.

Ho quindi dovuto fare riferimento alle istruzioni di Sparkfun per ottenere tutti i componenti necessari per far funzionare la scheda. Non li elencherò qui ma le istruzioni per il montaggio della scheda e tutto il necessario per realizzarla sono a questo link:

github.com/sparkfun/Bar_Graph_Breakout_Kit…

Autobus elettrico fatto in casa

Tutti gli interruttori, le schede e il potenziometro richiedono alimentazione, ma su Arduino ci sono solo due uscite a 5 volt. Quindi ho usato una scheda prototipi vuota e vi ho saldato 2 file di intestazioni femminili. Ho quindi (in modo sciatto) saldato un pezzo di filo nudo a tutti i pin sul lato inferiore in modo che fossero tutti collegati, una riga per l'alimentazione, una riga per la messa a terra. Potrei quindi collegare i cavi dei ponticelli dagli interruttori ecc. Nelle intestazioni del bus e fare in modo che un cavo del ponticello vada all'uscita 5V di Arduino e uno al pin di massa di Arduino dal bus.

Hack dell'interruttore a bilanciere

Gli interruttori a bilanciere che ho ricevuto erano classificati per 120 volt, quindi la piccola lampadina al neon non avrebbe fatto nulla con i miei 5 volt dall'Arduino. Quindi, ho smontato con attenzione l'interruttore (vedi foto) e ho scoperto che la lampadina era appena saldata a un resistore, e poi avvolta attorno alle parti interne dell'interruttore, con il lato positivo attaccato a una molla sul fondo e il terreno lato (dopo il resistore), entrando in una tacca su un lato dell'interruttore. Quindi l'ho tirato fuori e ho saldato un LED a un resistore da 220 Ohm e ho avvolto i fili come erano. Dopo alcune prove ho finalmente ottenuto che le cose funzionassero.

Se lo fai, assicurati di prendere appunti accurati sul modo in cui entrano i pezzi, come sono avvolti i fili e come si trovano nell'alloggiamento. Oppure, prendi un tipo di interruttore che funzioni con 5V fin dall'inizio! Sebbene fosse una seccatura, ero molto soddisfatto di essere stato in grado di "hackerare" l'interruttore (che era un tipo richiesto specificamente dal cliente) e farlo funzionare.

Passaggio 4: collegamento e programmazione Arduino

Molti degli interruttori servono solo per controllare luci/LED, quindi hanno solo bisogno di alimentazione da Arduino tramite il bus di alimentazione fatto in casa. Ma prima l'Arduino ha bisogno di energia.

Ho cablato la scatola per avere un interruttore on/off (bilanciere verde) per il quale il cablaggio è mostrato nel passaggio precedente. Il filo dal jack (che riceve alimentazione dall'adattatore da 9 V) entra nell'interruttore, quindi l'interruttore lo indirizza al pin VIN sull'Arduino. Questo pin può accettare tensioni tra 7-12 volt. Quindi, come ho detto prima, ho collegato un pin 5V dall'Arduino al bus per alimentare quei LED collegati agli interruttori.

Il display e il grafico a barre necessitano entrambi di un paio di pin (fare riferimento alle rispettive guide di collegamento) e quindi il pulsante arcade e il pulsante Auto Sequence Start richiedono entrambi un pin, e anche il potenziometro ne ha bisogno.

Ecco il pinout che ho usato:

• A0 Potenziometro (pin centrale dalla pentola)
• DAT A4 (quadr alpha)
• A5 CLK (quadr alpha)
• 4 Avvio sequenza automatica Interruttore momentaneo
• 8 Pulsante LANCIO
• 10 LAT (Bar Graf)
• 11 PECCATO (Bar Graf)
• 13 CLK (Graf Bar)

Lo schizzo (programma)

Il ciclo principale dello sketch Arduino conta i "loop inattivi" in cui non viene premuto nulla. Se raggiunge 10.000 (circa 60 secondi) verrà visualizzato un "salvaschermo" casuale, un messaggio sul display o una breve esplosione di attività sul grafico a barre LED. Il ciclo attende anche la pressione dei pulsanti dal pulsante Auto Sequence Start o dal pulsante Launch. L'avvio automatico della sequenza attiverà una delle 6 animazioni casuali sul display Quad alfa, che corrispondono approssimativamente ai passaggi della sequenza di lancio. Inizialmente volevo che ogni pulsante attivasse un'animazione, ma a causa del tempo e di altri fattori ho semplicemente impostato l'unico pulsante che non si illumina come pulsante "animazione".

Se si preme il pulsante Launch, inizia un conto alla rovescia da T-10 fino a zero. Quindi "decollo" scorre sul display e un piccolo "shuttle" animato esplode.

Anche io (come nell'originale Mission Control Box) ho fatto in modo che se alzi la "potenza" troppo alta con la pentola, i bug luminosi a LED prendono il sopravvento sul display del grafico a barre. Sull'originale, dovevi aspettare 30 secondi prima che si fermassero. In questa versione, se riabbassi la potenza al di sotto del livello "critico", i bug scompaiono.

Il resto dello sketch è dedicato alla creazione delle animazioni o dei messaggi dello screen saver. Le animazioni possono essere complicate, ma ho trovato una fantastica utility online che crea un array per te in base alle animazioni specificate. Dai un'occhiata qui:

Se usi il mio schizzo, puoi cambiare le animazioni o i messaggi come preferisci. La mia versione è costruita sul lavoro di molti altri prima di me, quindi falla tua!

Il passaggio finale consiste nell'utilizzare i distanziatori per collegare Adafruit Metro e il bus di alimentazione al pannello inferiore. Quindi avvitare tutto insieme e collegarlo!

Bene, questo lo copre! Qualsiasi domanda chiedi nei commenti qui sotto. Grazie per aver letto!