描述

概念

木工/退休的工業(yè)自動(dòng)化工程師在蒸汽朋克踢。設(shè)計(jì)了 Rick & Morty 的小玩意，現(xiàn)在想將其提升到一個(gè)新的水平

買(mǎi)了一套完整的工具包，想看看我能推多遠(yuǎn)。在此過(guò)程中，我不得不發(fā)明連接器護(hù)罩、電纜支架和許多不同的 3D 打印安裝硬件。

一旦確定了布線并創(chuàng)建了安裝座，主要組件就安裝在一塊 12x12 的廢 lexan 上。我為四個(gè) LCD 顯示器、光學(xué)拾音器和指示燈配備了其他 lexan。

力量

該裝置由連接到 TO-220 7805 三端 +5 伏穩(wěn)壓器的 12 伏直流汽車(chē)適配器供電。+5、Gnd、SCL 和 SDA 線連接到匯流條，以便于連接。

我嘗試了幾個(gè)不同的終端屏蔽。帶有柱子的那些不能牢牢抓住各個(gè)杜邦電線，而且針腳密度使得添加新連接有 550 次將另一個(gè)針腳敲松的機(jī)會(huì)。

選擇焊接到匯流條是為了簡(jiǎn)單和可靠。安裝 12 ga。母線是 3D 打印和安裝的。安裝座上印有總線信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)錯(cuò)誤接線。

在 2a 時(shí)將 12v 降至 5v 時(shí)，并沒(méi)有真正考慮到那個(gè)糟糕的 TO-220 封裝的耗散。下降是 7v @ 2a 或 14W！過(guò)了一會(huì)兒，我注意到安裝支架上冒出一縷煙霧。哎呀！需要一個(gè) B 計(jì)劃。

禁用 USB 電源：

我在使用 USB 時(shí)遇到的一個(gè)問(wèn)題是您必須拔下項(xiàng)目才能將其關(guān)閉。這將迅速磨損連接器。我的解決方案是在 USB 電源線上連接一個(gè)開(kāi)關(guān)，這樣我就可以關(guān)閉和打開(kāi)項(xiàng)目，而無(wú)需拉開(kāi)電纜。

一切都焊接并覆蓋有 HS 管。電纜用 HS 綁扎以防止它們形成運(yùn)行。

裹尸布

杜邦電纜具有需要插入的單獨(dú)針腳。由于大多數(shù)子卡有 2 到 8 個(gè)引腳，因此讓所有人同時(shí)參與是一個(gè)問(wèn)題。安裝在各個(gè)銷(xiāo)上并粘在適當(dāng)位置的護(hù)罩允許銷(xiāo)作為一組配合并提供標(biāo)簽位置。

熱縮管用于防止帶狀線拉開(kāi)。此外，它還用于將電源線和信號(hào)線分開(kāi)分組，以便輕松驗(yàn)證接線。

隨開(kāi)發(fā)套件提供的每個(gè)子卡都連接了電纜和護(hù)罩，以及松散連接的安裝硬件。然后將該組件裝袋以將所有必要的組件保存在一個(gè)地方。這大大簡(jiǎn)化了安裝，因?yàn)槊總€(gè)組件都經(jīng)過(guò)測(cè)試并準(zhǔn)備就緒。

大多數(shù)已安裝的一切都在工作。接下來(lái)是步進(jìn)電機(jī)。

調(diào)試：

雙 20x4 LCD 很方便，因?yàn)槌苏５膕erial.print調(diào)試消息之外，我還可以從每個(gè)傳感器顯示診斷值，以便于調(diào)試。

我遇到問(wèn)題的一種設(shè)備是觸摸傳感器。這應(yīng)該是一個(gè)微不足道的項(xiàng)目，但似乎有一個(gè)非常嘈雜的輸出。看起來(lái)它在喋喋不休，而不是給出一個(gè)可靠的 DO。該設(shè)備還有一個(gè) AO，所以也許我可以過(guò)濾它。

爆震傳感器計(jì)劃與觸摸傳感器綁定，因此用戶(hù)必須觸摸面板上的某個(gè)螺釘，然后觸發(fā)爆震。但這在我讓觸摸傳感器工作之前不會(huì)發(fā)生。

我有 5k 電位器，內(nèi)部 +5 電源和外部 +12V 電源都與 AI 相連，因此系統(tǒng)可以監(jiān)控它的內(nèi)部電壓。

5k 電位器被環(huán)入伺服系統(tǒng)并跟蹤。

我想連接直流電機(jī)，但我也想實(shí)現(xiàn)電機(jī)方向/啟用邏輯，所以我需要添加一個(gè) 74LS00 四與非門(mén)和一個(gè) H 驅(qū)動(dòng)器來(lái)反轉(zhuǎn)電機(jī)。它并不復(fù)雜，但必須構(gòu)建。也許給我一些東西來(lái)焊接到螺絲罩的面包板區(qū)域。

RTC 有點(diǎn)工作，它卡在設(shè)定的時(shí)間。我知道我錯(cuò)過(guò)了一些簡(jiǎn)單但不是優(yōu)先級(jí)列表中最高的東西。

聲納測(cè)深儀最初是向后接線的，顛倒代碼中的位解決了這個(gè)問(wèn)題，而無(wú)需修改硬件。

日落感的 LDR 正在工作。我已經(jīng)把它綁在繼電器組上，以便在黑暗中打開(kāi)負(fù)載。繼電器可以消耗 5A 電流，因此我可以控制很大的負(fù)載。不知道還有什么，但我正在努力。

另一個(gè)想法。可以將激光與 LDR 耦合，制成脈沖光束系統(tǒng)。這樣，系統(tǒng)就不會(huì)被外部來(lái)源弄得眼花繚亂。我們?cè)陉P(guān)閉光束的情況下進(jìn)行輪詢(xún)，并檢查它是否是黑暗的。然后我們打開(kāi)激光再看一遍。如果它現(xiàn)在很亮，我們就可以關(guān)閉激光了。由于我們已經(jīng)在我們的控制下看到了兩種狀態(tài)下的光束，我們可以確信 LDR 只看到我們的光束并且我們可以檢測(cè)到“炫目”。

遠(yuǎn)程EPS-01是有線的，但沒(méi)有其他人可以交流，所以沒(méi)有用過(guò)。

DHT-11 工作正常。我需要弄清楚EPS卡中內(nèi)置的另一個(gè)。為什么任何 Arduino 都沒(méi)有指向文檔的指針？

四個(gè)繼電器都工作。

• VU 表功率

• VU 源，NC - 廣播，NO - AO

• VU 模式 - 改變顯示模式的脈沖

• 黑暗繼電器，NC - 亮，NO - 暗

操縱桿正在工作，兩個(gè)模擬和一個(gè)按鈕。安裝仍然不確定。我可以擰緊四個(gè)角，但當(dāng)我只需要 *4* 時(shí)，我必須購(gòu)買(mǎi)一盒 100 個(gè) 6-32 x1" 螺釘。（嘆氣）

紅外遙控器正在面包板上工作。再次跑步應(yīng)該不難。只解碼了幾個(gè)按鈕。需要破譯所有21個(gè)。這將允許遠(yuǎn)程控制我的 Rick Box? 的許多功能。

連接應(yīng)該更加可靠，因?yàn)橐磺卸家寻惭b并且不會(huì)相互拉扯。我在底座上放了一些腳。整個(gè)鉆機(jī)可以在不干擾布線的情況下提升和移動(dòng)。

設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)：

我喜歡保留 IO 使用情況圖。這是我到目前為止所得到的。這只是一個(gè)實(shí)時(shí)文檔的快照，因此 project.zip 中的最終文件將與此處顯示的不同：

保持電子表格、硬件和軟件同步很重要。

我希望 TinkerCAD 能夠?qū)?duì)象轉(zhuǎn)儲(chǔ)為具有等距的標(biāo)準(zhǔn)三視圖，以便您可以輕松記錄正在 3D 打印的對(duì)象。該項(xiàng)目的最終版本將附加 .gcode 文件，或下載之類(lèi)的文件，因此親愛(ài)的讀者，您將能夠制作一些零碎的東西。有些東西可能會(huì)被cad'ed，但我不打算畫(huà)庫(kù)存零件。

接線雜亂無(wú)章，我懷疑示意圖工具會(huì)很有用。我會(huì)試試看，但是有很多電線。這一切都設(shè)計(jì)得很巧妙，但在原型中，母線的纏結(jié)是不可避免的。

將嘗試開(kāi)始使用熏制的 Lexan 前面板。前面和后面都是 12x12，計(jì)劃是把它框起來(lái)，這樣可以通過(guò)前面（暗地）看到內(nèi)臟。煙熏色或透明/半透明顏色的小尺寸（在一張紙下）很難找到。這是“灰色”，但不是很暗。顯示器會(huì)干凈地顯示出來(lái)，但內(nèi)臟可能太明顯了。走著瞧。

由于這是一個(gè)“Rick”盒子，我已經(jīng) 3D 打印了幾個(gè)門(mén)戶(hù)。只需要弄清楚在哪里添加它們。

這就是今天的內(nèi)容。瑪娜娜！

16JAN22

好吧，我從 Velleman 訂購(gòu)了一個(gè)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，并將其放在 +12V 主電源和 7805 本地 +5 穩(wěn)壓器之間。我將輸出電壓預(yù)設(shè)為 8V，所以現(xiàn)在 7805 僅下降 3v 而不是 7，這應(yīng)該將功率從 14W 降低到 2A 時(shí)的 6W。

當(dāng)然，我必須為它打下基礎(chǔ)。我認(rèn)為供應(yīng)商應(yīng)該開(kāi)始為不斷增長(zhǎng)的 3D 打印機(jī)社區(qū)提供 .STL 文件鏈接。這張?zhí)厥獾目](méi)有安裝孔，沒(méi)有。如果安裝它的唯一方法是用膠水，他們認(rèn)為我們?nèi)绾卧谟谰迷O(shè)置中使用這些？！3D 打印機(jī)是這方面的天賜之物。

我知道當(dāng)前的設(shè)計(jì)處于 USB 的 PS 限制，因?yàn)?LCD 較暗，并且當(dāng)伺服啟動(dòng)時(shí)它們會(huì)閃爍，從而消耗更多電流。隨著 7805 關(guān)閉 +12V，一切都變得更亮了。

是時(shí)候構(gòu)建前面板了。主板上的連接已經(jīng)穩(wěn)定，因?yàn)樗胁考加寐菟ü潭ǎ辉賹?duì)引線施加壓力。安裝前面板將有助于其余部件。

買(mǎi)了一個(gè)立體聲 5W 放大器套件（也來(lái)自 Velleman），我打算用它來(lái)提高 FM 無(wú)線電卡的輸出，但由于 FM 卡很繁瑣，所以它可能會(huì)被擱置。引線折斷了，孔和卡太小了，以至于我[在重新接線時(shí)遇到了麻煩。除了我的手指，世界已經(jīng)將所有東西都小型化了。我的后備是汽車(chē)收音機(jī)立體聲。它可以通過(guò)藍(lán)牙控制，而無(wú)需編寫(xiě)代碼。無(wú)論哪種方式，該計(jì)劃都包括一個(gè)立體聲 LED 條形圖 VU 表。幾個(gè)繼電器將用于控制源和顯示模式。

立體聲增益電位器是遠(yuǎn)程安裝的。

Arduino 用作 AO 的濾波后的 PWM DO 只能驅(qū)動(dòng)到 Vcc。條形圖從 0 到 12V 運(yùn)行。所以我將使用放大器來(lái)增強(qiáng)信號(hào)，這樣我就可以對(duì) Arduino 進(jìn)行編程，以便在空閑時(shí)旋轉(zhuǎn)燈。在音樂(lè)時(shí)間，它會(huì)自動(dòng)切換到現(xiàn)場(chǎng)音頻。需要配對(duì)繼電器或找到兼容的 DPDT 繼電器來(lái)進(jìn)行信號(hào)切換。

由于電源現(xiàn)在穩(wěn)定，我可以重新開(kāi)始編碼并讓剩余的麻煩項(xiàng)目正常運(yùn)行（RTC、觸摸傳感器、BM280 baro）。

我做的一件小事是用記號(hào)筆標(biāo)記卡片邊緣的 pin 1 位置。這使我可以在安裝卡的同時(shí)查看電纜的方向，而不必用手電筒在頂部找到方形填充銷(xiāo)。

結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)開(kāi)始形成。它將是兩片 12x12 的 Lexan（前煙熏，后透明）將內(nèi)臟夾在它們之間。整個(gè)東西將放在一個(gè)內(nèi)置秘密隔間的基座上。頂部將是另一個(gè)風(fēng)暴玻璃和變色 LED。

步進(jìn)電機(jī)板已連接但未經(jīng)測(cè)試。問(wèn)題是沒(méi)有足夠的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)它。當(dāng)我運(yùn)行測(cè)試模塊時(shí)，我能感覺(jué)到步進(jìn)器試圖轉(zhuǎn)動(dòng)但實(shí)際上并沒(méi)有移動(dòng)。我想我只是沒(méi)有足夠的 +5.amps。計(jì)劃 C 是我買(mǎi)了一個(gè) 5v @ 4A 電源。昨晚我打印了一個(gè)安裝盒，這樣我就可以不用拔掉電源就可以關(guān)閉電源。

更多的力量！呃！呃！呃！

該套件帶有一個(gè)很小的九十克力伺服。它正在工作，但它計(jì)劃打開(kāi)通往秘密隔間的木門(mén)，我認(rèn)為可能需要更強(qiáng)大的東西。我在當(dāng)?shù)氐囊患覑?ài)好商店以 20 美元的價(jià)格找到了這只野獸。

它們的引腳是相同的。但我認(rèn)為當(dāng)前的需求是不同的。所以我只為電機(jī)和伺服添加了第二個(gè) +5。當(dāng)伺服啟動(dòng)時(shí)，這應(yīng)該可以防止 LCD 閃爍。我使用的是 12 V @ 10 Amp 電源，因此 +5 中的幾個(gè) A 不應(yīng)加載太多。收音機(jī)是 4x50w，帶有 10 安培保險(xiǎn)絲。

所以我要添加另一組電源母線，+12V、+5V 和 Gnd。現(xiàn)在正在打印。

面板工廠：

面板安裝已經(jīng)開(kāi)始。2004 年的液晶顯示器就像眼睛。條形圖是鼻子，收音機(jī)是嘴巴。LDR 和 IR Remote 安裝在 LCD 下方。我什至打印了幾個(gè) L 支架來(lái)安裝兩個(gè) lexan 半部。

該面板仍然具有保護(hù)性皮膚。下面是透明的煙灰色。黑色 LDR，紅色 IR。條形圖垂直。一切都安裝有 4-40 或 6-32 硬件。我在螺絲頭下面使用紅色纖維墊圈，以免損壞 PC 痕跡。Nylock 螺母消除了鎖緊墊圈，并且在沒(méi)有內(nèi)部通道的情況下不會(huì)嘎嘎作響或被擰下。

2022 年 1 月 27 日

只需在煙熏 Lexan 上切掉幾乎最后一個(gè)安裝孔，就決定是時(shí)候真正建造了。

這是一些構(gòu)建圖片。我打印了，它們足夠大，可以讓前面板獨(dú)立站立。

大多數(shù)電纜都很短，但我有 MF DuPont 電線備用，所以我打印了一批電纜夾來(lái)固定延長(zhǎng)線。由于需要兩端，我不會(huì)費(fèi)心切割、添加護(hù)罩和重新焊接現(xiàn)成的電纜。

從左上角順時(shí)針。

• 面板自由支架

• 回聲游俠有孔切口。藍(lán)色和黃色液晶顯示器。條狀圖。

• 紅綠燈在立體聲的兩端。

• 面板和控制板開(kāi)始連接。

從左上角順時(shí)針。

• 放大器模塊、輔助電源總線、放大器增益電位器。

• 主電源和 I2C 匯流條。

• 六個(gè)繼電器，自然邏輯在四塊板上與兩個(gè)單繼電器相反。

• 帶延長(zhǎng)電纜的面板接線。

更多電源問(wèn)題：

電力系統(tǒng)復(fù)雜。總消耗量超過(guò)了 Mega 的限制，因此使用了輔助 +5 VDC 電源。最初的設(shè)計(jì)是由一個(gè) 12 VDC、10A 電源轉(zhuǎn)換器供電，但 Aux +5 有自己的 5 VDC、4A 轉(zhuǎn)換器。輔助電源將為伺服系統(tǒng)、電機(jī)、繼電器和其他重要負(fù)載供電。為了確保設(shè)備知道 Aux 電源是否可用，0-25 VDC 輸入模塊已硬連線到 Aux +5 總線，因此 Mega 可以知道它是否可以彎曲肌肉。

另一個(gè)問(wèn)題是 PC 與 USB 電纜之間的持續(xù)連接。我在 USB 電源上添加了一個(gè)開(kāi)關(guān)，這樣我就可以在不運(yùn)行項(xiàng)目且無(wú)需插拔的情況下運(yùn)行計(jì)算機(jī)。出于同樣的原因，在 Aux +5 上添加了一個(gè)開(kāi)關(guān)。

+12 VDC/10A 電源總線用于運(yùn)行收音機(jī)、音頻放大器和條形圖顯示器，并通過(guò)切換器向下轉(zhuǎn)換為 +8，然后通過(guò) 7805 線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為 +5。在將一些負(fù)載卸載到 Aux 電源和使用開(kāi)關(guān)預(yù)調(diào)節(jié)器之間，該調(diào)節(jié)器應(yīng)防止 7805（再次）熔化支座。

IO 再次重新映射，但似乎一切正常（大部分）。我曾嘗試直接焊接到 IO 擴(kuò)展器，但這是一個(gè)錯(cuò)誤。我不得不建造另一個(gè)并把它和 Mega 換掉。

第二個(gè) Mega 將用于項(xiàng)目的外部部分。

伺服：

有一個(gè)不錯(cuò)的強(qiáng)大伺服器可以用來(lái)開(kāi)門(mén)。它應(yīng)該有足夠的扭矩。自然需要坐騎。3D 打印的支架非常堅(jiān)固，我可以敲擊孔，因此安裝伺服不需要螺母。我已經(jīng)在精神上粗略地破壞了連桿，并且使用轉(zhuǎn)接桿移動(dòng) 90 度應(yīng)該將門(mén)向下翻轉(zhuǎn)。慢慢地移動(dòng)它，就像它重達(dá)一噸一樣。希望我能像它一樣制作一個(gè)吱吱作響的鉸鏈音效。嗯。

這個(gè)項(xiàng)目會(huì)很大！前面板為 12" x 12"，盒子大約 18" 高，12" 寬，至少 6" 深。（為什么在平板電腦上編輯數(shù)字這么難？）

事情開(kāi)始亮起來(lái)并顯示出來(lái)。

時(shí)鐘正在滴答作響，必須設(shè)定時(shí)間，但事情正在向前發(fā)展。

大多數(shù)事情都是通過(guò)診斷，但像ESP這樣的事情需要遠(yuǎn)端。電機(jī)和伺服系統(tǒng)正在等待最后的電源檢查，我的插座電量不足。

努力讓所有 IO 立即啟動(dòng)。操縱桿工作但松動(dòng)。正在考慮用支架將它安裝在面板上，但當(dāng)我無(wú)法讓 FM 收音機(jī)模塊工作時(shí)，不再需要操縱桿來(lái)控制它們。我有可以由操縱桿控制的電機(jī)，所以我可能還有用，只是不想將它安裝在面板上。所以我設(shè)計(jì)了一個(gè)帶有支架和電纜孔的 2-1/4" x 2-3/4" 小盒子。這里是。頂部有一個(gè)球形凹槽，而不僅僅是一個(gè)孔，因此與操縱桿頂部的配合非常接近。打印花了 5 個(gè)小時(shí)，我認(rèn)為效果很好。

該模塊在 80" x 1.05" 網(wǎng)格上有四個(gè) #4 通孔，用于安裝。柱子需要為 #4 攻絲，但蓋子螺釘將接受 6-32 x 1/2" 打印的螺釘 - 無(wú)需剪線。為了舒適，拐角被倒圓。電纜出口左側(cè)。

向前進(jìn)：

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?

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22 月 11 日：

一直在添加各種隨機(jī)功能。至今：

• Biker Magic 8 球

• 胰島素估計(jì)器

• 帶伺服執(zhí)行器的郵政信箱密碼鎖

• 立體聲硬件 VU Meter 支持

• 遙控

也一直在以不尋常的方式使用輸入設(shè)備。胰島素估計(jì)器和郵政信箱鎖都使用人工智能上的電位器作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入設(shè)備。它直接用胰島素估計(jì)器輸入一個(gè)比例數(shù)字，并模擬鎖模塊中密碼鎖的旋鈕。

接近機(jī)械設(shè)計(jì)。如您所見(jiàn)，塑料條將裝置保持直立并在最終物理配置附近對(duì)齊。此外，翻轉(zhuǎn)門(mén)機(jī)制正在固化。伺服運(yùn)動(dòng)和安裝已或多或少得到解決，并打印了一些安裝位。

走到一起

該項(xiàng)目終于幾乎為最終工廠做好了準(zhǔn)備。計(jì)劃是用 Lexan 覆蓋頂部和兩側(cè)，并在底部放置一個(gè)木制底座。SWMBO 喜歡能夠看到盒子內(nèi)部和所有閃爍的燈光。

我重新調(diào)整了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡的用途，以驅(qū)動(dòng)安裝在內(nèi)部的一些 12V 汽車(chē) LED。一是RGB變色，二是UV，使3D打印部件真正流行。

一個(gè)問(wèn)題是電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡上的 LED 非常亮，尤其是當(dāng)所有四個(gè)同時(shí)亮?xí)r。我打印了一個(gè)擴(kuò)散器蓋來(lái)覆蓋 LED，但仍然可以顯示狀態(tài)。

它是就地粘合的。

我還在兩個(gè) R/Y/G 面板顯示器上添加了一些交通燈裝飾。我使用單獨(dú)的 R/Y/G LED 顯示屏而不是單個(gè) RGB LED，這樣紅/綠盲人就可以通過(guò)位置分辨出哪種顏色被點(diǎn)亮。

案件來(lái)了：

我覺(jué)得它看起來(lái)很酷。整件事情是堅(jiān)實(shí)的。您可以拿起它并翻轉(zhuǎn)它，沒(méi)有任何東西移動(dòng)或掉落（伺服除外）。接線并沒(méi)有看起來(lái)那么糟糕。電纜護(hù)罩確實(shí)有助于保持一切連接。