Caja del tesoro iluminada: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este es un proyecto que hice para mi hijo de 4 años, quien pidió una caja especial para guardar y guardar pequeños dinosaurios, historietas, conchas y trozos de madera y papel al azar, también conocidos como "tesoros". Es esencialmente una caja de madera simple con una tapa con bisagras, hecha de cerezo y tablero de fibra de densidad media (MDF). ¡Pero, por supuesto, no pude resistirme a agregar un Arduino y un montón de luces e interruptores también!

Las partes electrónicas (alimentadas por una batería de 9 V) están todas en la parte superior e interior de la tapa, por lo que el niño puede jugar con las luces y las perillas y usar la parte inferior de la caja para almacenar tesoros. Características de la tapa:

• Una forma de "S" hecha de tubo de luz, con LED en cada extremo, conectada a potenciómetros para controlar el brillo.
• 3 interruptores iluminados que controlan 3 LED diferentes en la placa: para la estrella, el motor cohete y el planeta
• Un medidor de panel analógico de 5 voltios
• Un gráfico de barras LED Sparkfun (lamentablemente descontinuado), también controlado por una olla
• Interruptor encendido / apagado
• Divertidas estrellas pintadas, planeta y nave.

Los componentes electrónicos se controlan con un Adafruit Metro (equivalente a un Arduino Uno), que se encuentra debajo de la tapa y se encuentra detrás de una lámina acrílica transparente atornillada para que no se suelten los cables. (Dejé un pequeño espacio para acceder al portapilas).

La caja de madera tiene bisagras de latón, un broche y una manija de cajón de pescado vintage de los años 60 de México que me regaló mi papá. La caja de madera se ensambla en el método de "unión a tope", pero hice un poco de carpintería adicional y cubrí los tornillos con tacos de madera de nogal, que contrasta muy bien con la cereza.

Suministros:

• Dos paneles de MDF cuadrados de 12 "y 1/4" de grosor
• Tablas de cerezo, utilicé seis tablas de 3/4 "x 4-1 / 2", cortadas a 12 "por lado. Cuatro de estas son para los lados de la caja, y las otras dos las corté por la mitad a lo largo para hacer los lados de la tapa
• Pequeño trozo de madera de nogal para los tapones de los tornillos de la tapa
• Hoja de plexiglás
• Adafruit Metro u otra placa tipo Arduino Uno
• Protoboard / perfboard (para el bus de energía)
• alambres
• Cuatro LED de 5 mm
• Tres potenciómetros lineales de 10k ohmios con perillas
• interruptor encendido / apagado
• medidor de panel analógico
• pintura
• herramientas: taladro, broca para tapones, destornillador, soldador, sierra, sierra de perforación, enrutador

Paso 1: Paso 1: haz la caja

Compré una tabla de madera de cerezo de 10 pies en una tienda de madera local. No tengo una sierra de mesa, así que le pedí al chico que me cortara seis secciones de 30 cm, 4 para los lados y 2 para la parte superior. Pedí prestada la sierra de corte de un vecino para cortar las 2 piezas superiores por la mitad a lo largo, por lo que la tapa es aproximadamente la mitad del ancho de la caja principal (menos el ancho de la hoja de sierra). La tabla tenía 4-1 / 2 "de ancho y la tapa aproximadamente 2-1 / 8".

Para la parte superior de la tapa y la parte inferior de la caja, utilicé 2 piezas de MDF de 1/4 "que tenía por ahí, cortadas en un cuadrado de 12". Mi hijo eligió un bonito color aguamarina para pintar la parte inferior y el interior de la parte superior (ayudó). Quería empotrar un poco la parte superior e inferior de la caja (en lugar de atornillarla en la parte superior e inferior). Entonces, utilicé mi enrutador antiguo y una guía de borde recto muy complicada para enrutar una ranura de 1/4 "de profundidad desde el borde exterior de cada pieza hasta aproximadamente 3/8" del otro extremo.

Asegúrate de no atravesar todo el camino con el enrutador, o el corte será visible desde el exterior de la caja. Mi sistema era terrible Y el enrutador murió en la última pieza, ¡a la mitad!

Usé esto como una excusa para conseguir una mesa de enrutador y un enrutador nuevo de The Home Depot para terminar el trabajo, lo que lo hizo mucho más fácil.

Consejos:

Consigue una mesa de enrutador. Los cortes son más limpios y es mucho más fácil que hacer una guía recta con varios trozos de madera de desecho. Además, está creando algo nuevo, necesita una nueva herramienta. ¡Esa es una regla!

Marque las piezas antes de la ruta: es decir, deje claro qué lado de la ruta va hasta el final y qué lado debe detenerse antes del final. (ver foto)

Piense en el aspecto de la caja. Para este proyecto, hice una junta a tope simple, donde los extremos de la madera se unen sin ningún empalme ni nada. Quería que las juntas de la tapa estuvieran opuestas a las juntas de la caja, de modo que cuando esté cerrada, pueda ver el grano final en la pieza de la caja en un lado, pero la tapa esté alineada en la forma opuesta. Por supuesto, podría hacerse más elegante con diferentes articulaciones.

Deje un poco más de espacio en las ranuras enrutadas. La ruta de 1/4 "para MDF de 1/4" fue bastante ajustada. Si es posible, hágalo un poco más ancho (pase a través del enrutador una segunda vez con un pequeño ajuste) para que haya un poco de espacio para que las piezas de madera se expandan y contraigan, de lo contrario, la parte superior tenderá a deformarse. Hablando de la parte superior, planifique qué componentes desea tener y corte los agujeros en consecuencia. Para el mío, lo hice:

• tres orificios para los interruptores, (5/8 ")
• tres para los potenciómetros, (1/4 ")
• uno para el voltímetro, (usando una sierra de perforación de 1-1 / 2 ")
• uno para Saturno (que estaba cubierto con una pieza de plexiglás pintado en el interior), (también sierra de perforación de 1-1 / 2 ")
• uno para el LED estrella, (1/4 ")
• dos orificios para que encaje el tubo de luz de 5 mm, en cada extremo de la "S" (1/4 ")
• y finalmente un largo orificio rectangular para el gráfico de barras LED, cortado con el enrutador. (7/16 "x 3")

(vea la imagen para el diseño)

Quería un tema espacial, así que pinté el panel superior de negro, pinté una estrella, un barco y salpicé un poco de pintura blanca para un fondo de campo de estrellas. Para el planeta, pinté anillos alrededor del agujero y pegué un cuadrado de plexiglás pintado de rojo y amarillo en la parte inferior del panel.

Usé una Dremel para hacer la forma de "S". La "S" está grabada en el tablero aproximadamente a la mitad. En cada extremo de la "S" hice un agujero hasta el final para que el tubo de luz pudiera bajar a la caja. Un LED en cada extremo envía luz al tubo de luz. Puse un poco de pegamento en la ranura y encajé (atasqué) el tubo de luz en la ranura con los extremos bajando a través de los orificios en cada extremo. Esto es para que los LED se puedan conectar a cada extremo del tubo de luz, para permitir que la luz viaje a través de él y se encienda.

Una vez que las piezas de la caja estén enrutadas, y los paneles estén pintados y perforados, inserte los paneles en las ranuras superior e inferior, sujete y pegue juntos. Para un aspecto más decorativo, puedes agregar tornillos cubiertos con tapones que explicaré en la siguiente sección.

Paso 2: tornillos y tapones

El pegamento probablemente sea suficiente para mantener la caja unida, pero agregué tornillos en cada junta solo para estar seguro. Pero para que pareciera más interesante, cubrí los tornillos con pequeños tapones cortados de nogal.

La nuez oscura contrasta muy bien con la cereza, y cubrir los tornillos le da un aspecto agradable y acabado.

El proceso es bastante simple, pero necesita una broca especial llamada cortador de tapones. Utilicé un trozo de nogal y corté tapones de 3/8 . Nota: Debe perforar completamente el trozo de sobra para sacar el tapón.

Después de perforar agujeros piloto para los tornillos en la caja, perforé una pequeña cantidad con una broca de 3/8 ", para hacer un espacio para los tapones. Luego atornillé los tornillos para que queden al ras con la parte inferior de los 3 tornillos más grandes. / 8 "agujero. A continuación, apreté un poco de pegamento en el orificio, coloqué el tapón en el orificio y lo golpeé con un martillo. Nota: ¡No es necesario que lo toque completamente! Solo para que se asiente en el orificio y haga contacto con el pegamento. Limpié el exceso de pegamento y lo dejé reposar durante unas horas. El siguiente paso es recortar los tapones para que queden al ras con la superficie. Utilicé una tarjeta de visita y le hice un agujero para que se ajustara perfectamente a la parte del enchufe que sobresalía. Esto es así, cuando cortó el extremo, no rompió la madera de la caja. Corté el tapón dejándolo alrededor de 1/16 de pulgada orgulloso de la superficie. Luego lo lijé hasta que quedó al ras. La cabeza de un tornillo se rompió porque lo taladré muy lentamente, pero usé una Dremel para molerlo y aún pude cubrirlo con el tapón. Otra buena razón para usar enchufes: encubrir errores. ¡Decir ah! ¿Consíguelo? Porque, el tornillo … oh no importa.

Paso 3: Electrónica

Aparte de la capacidad de la caja del tesoro para guardar tesoros, quería que también tuviera un elemento divertido e interactivo. Como mencioné antes, decidí que tendría los siguientes elementos en el panel frontal

• 3 botones iluminados para activar LED, con un divertido tema espacial
• 2 potenciómetros para controlar el brillo de 2 LEDS a cada lado de un tubo de luz (algo así como un cable de fibra óptica)
• un interruptor de encendido / apagado
• un gráfico de barras LED de 30 segmentos con otro potenciómetro para controlar las luces en él
• un medidor de panel analógico de 5 V para ver cómo el encendido y apagado de los interruptores afecta los niveles de voltaje

La parte electrónica de este proyecto es bastante simple, pero hay una trampa. La placa de circuito roja en las fotos es una placa de ruptura de gráfico de barras LED Sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/retired/10936), que ya no fabrican. Pero, ¡buenas noticias! Describo en otro Instructable cómo solucioné este problema al descargar los archivos Eagle y hacer que me fabricaran estas placas de código abierto.

El tablero de gráfico de barras (si decide usarlo) requiere un poco de ensamblaje ya que el kit ya no está disponible, pero no es tan complicado y hay mucha documentación aquí. En este proyecto, girar el potenciómetro hace que los LED individuales se muevan hacia arriba y hacia abajo en el gráfico de barras. Si lo subes por completo, se crea un patrón de movimiento genial a lo largo del gráfico de barras.

Otro producto retirado es el tubo de luz (https://www.sparkfun.com/products/retired/10693), pero que también se puede reemplazar con algo más: LED flexibles, cable EL, tiras de luz de silicona, etc.

Para este proyecto utilicé la placa Adafruit Metro, que es un clon de Arduino Uno, sin encabezados adjuntos, por lo que pude soldar los cables directamente a la placa.

También utilicé un protoboard para enrutar la alimentación de 5V y la tierra a los diversos LED, ya que el Arduino solo tiene dos salidas de 5V y dos pines de tierra.

LED, interruptores y ollas

El LED de Saturno y el LED de estrella se encienden y apagan con interruptores iluminados, por lo que el cableado es bastante simple: 5V deben pasar a través del interruptor a la pata positiva del LED y luego volver a tierra a través de la pata negativa del LED. Para que los interruptores se enciendan, debe hacer un cableado un poco elegante, pero no es demasiado difícil. (Ver diagrama)

El LED del motor de la nave espacial está conectado a un pin PWM en el Arduino ya que quería que pudiera "pulsar". Entonces, el interruptor inferior iluminado en rojo, cuando se presiona, le dice al Arduino que presione el LED para que parezca un motor de cohete en llamas (más o menos).

Usé un poco de pintura modelo para hacer un patrón de nubes rojizas en el plexiglás detrás del agujero para Saturno. El LED tiene un brillo bastante tenue, pero se ve bien por la noche. Además, cuando abres la caja con Saturno encendido, el LED blanco es bastante brillante y brilla en la caja, por lo que puedes encontrar cosas por la noche. Cada LED tiene una resistencia de 220 ohmios adjunta en un lado para que no se quemen.

Los LED en cada extremo del tubo de luz están controlados por potenciómetros (potenciómetros) que los hacen más brillantes o más tenues. Uno es azul y el otro es amarillo. A medida que ilumina los LED, la luz viaja más arriba por la tubería hasta que los colores se encuentran en el medio. Al menos esa era la idea. No hice un gran trabajo envolviendo los LED en los extremos de la tubería, por lo que se escapa mucha luz y terminaron sin ser muy brillantes. Estos LED también deben ir en pines PWM para que se pueda ajustar el brillo.

Los potenciómetros están conectados con un lado que va a 5 V, un lado a tierra y el medio a un pin en el Arduino, en este caso los pines A1 y A5. El otro potenciómetro controla las luces en el gráfico de barras LED y se conecta al pin A2.

El interruptor de encendido es solo un interruptor entre la batería y el Arduino. Usé un soporte de batería de 9V con un adaptador de conector de barril. Separe los cables que salen del soporte y corte uno. (No importa cuál) Pele los extremos cortados y suelde a los conectores del interruptor. Luego, conecte el conector de barril en el Arduino. Boom, hecho.

El gráfico de barras LED usa registros de desplazamiento, por lo que solo requiere 3 pines, más energía y tierra.

Aquí está el pinout final:

• Potenciómetro A1 1 (para controlar el LED "S" inferior)
• A2 pot 2 (para los controles del gráfico de barras)
• A5 pot 3 (controla el LED en la parte superior de la "S")
• Salida D3 a LED para motor cohete pulsante
• D6 parte superior del LED "S"
• D8 Entrada del interruptor del motor cohete
• D9 parte inferior del LED "S"

Medidor de panel de 5 voltios

El medidor de panel * tipo de * funciona como un medidor de batería. Tiene dos cables en la parte posterior, uno está conectado al pin de 5V del Arduino (en el protoboard) y el otro va a tierra. El medidor solo sube a 5 voltios y la batería es de 9 V, por lo que si la batería está llena o llena, el medidor se fijará a la derecha. Pero, una vez que la batería se agota un poco, se vuelve más interesante porque la aguja se mueve a medida que enciende más luces y se gasta más voltaje. Probablemente haya una forma más inteligente de conectar esto, ¡pero esto fue lo que hice!

Código Arduino

El código completo de Arduino se adjunta aquí. No es bonito, ¡pero funciona!

Paso 4: Toques finales

Una vez que la electrónica está instalada y funcionando, es hora de terminar el proyecto. Aún necesitas:

• alinee el borde superior (donde la tapa se une a la caja) con una tira adhesiva de fieltro
• Instale las bisagras en la parte trasera
• Instale el pestillo en la parte delantera
• aceitar o barnizar la madera
• Adjunte un asa si lo desea

Me encantaba la sensación de la madera sin terminar, pero sabía que necesitaba protegerla contra derrames y rayones y cosas así. Así que opté por Watco Wipe-On Poly, que sella la madera pero le da un bonito aspecto natural aceitado. Tres capas hicieron el trabajo, y hace que los pequeños tapones de nogal destaquen contra la cálida madera de cerezo.

También agregué 4 pies de fieltro en las esquinas inferiores de la caja, para que se deslizara fácilmente debajo de la cama y no se raye.

Y ahí está. ¡Una caja del tesoro personalizada con un toque electrónico que a los niños les encantará para siempre! Espero que hayas disfrutado de este Instructable (realmente largo). Avísame en los comentarios si algo no está claro. ¡Gracias por leer!