Boîte de contrôle de mission V3.0 : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Salut à tous!

Ceci est une version mise à jour de ma boîte de contrôle de mission d'origine. Cette version reprend la même idée de base: des lumières, des interrupteurs, un compte à rebours et un graphique à barres LED amusant « compteur de puissance », le tout sur le thème de la navette spatiale. La principale différence avec cette version est qu'il n'y a pas d'audio, pas de couvercle sur la boîte et pas de photo transparente de la navette. Mais, il est toujours rempli de fonctionnalités amusantes. Alors, vérifions-le !

Voici ce dont vous aurez besoin pour le construire.

Matériaux:

• MDF pour la boîte: pièces 1/2" et 1/4"

  J'ai utilisé ces feuilles 9x12 pour les panneaux 1/4" supérieur et inférieur:

• Peinture en aérosol (couleur au choix pour les côtés et les pièces du bas)
• Peinture en aérosol argent métallisé (ou autre couleur claire pour le panneau supérieur)
• Scellant acrylique transparent à vaporiser
• Colle à bois
• Pistolet à colle chaude
• Vis #8, 1/2" et 1"
• Boulons et écrous de taille M2.5 de 16 mm
• Feuilles transparentes adhésives jet d'encre (8.5x11)
• Lexan/plexiglas

Électronique:

• Adaptateur secteur 9V CC
• Connecteur jack pour montage sur panneau

Commutateurs assortis. Voici ceux que j'ai utilisé:

• (1) Interrupteur à bascule en métal

• (2) Interrupteurs à bascule lumineux

  Remarque: je les ai utilisés, mais j'ai dû les modifier pour qu'ils fonctionnent avec l'Arduino, lisez la suite pour les détails !)

• (1) Bascule lumineuse avec couvercle:
• (2) Boutons-poussoirs de verrouillage lumineux:
• (1) Bouton poussoir momentané:
• (1) Bouton Arcade:

D'autres choses

• Affichage Quad Alphanumérique avec sac à dos:
• Potentiomètre linéaire 10K Ohm + bouton
• Arduino Uno (j'ai utilisé le métro Adafruit):

• Carte de dérivation du bargraph LED Sparkfun:

  (Oui, il n'est plus disponible, mais lisez la suite pour savoir comment le ramener de l'au-delà !)

• Protoboard, ou petite maquette à souder pour le bus d'alimentation
• Câble
• Fer à souder avec soudure (évidemment)
• LED de 5 mm
• Résistances 220 Ohms

Étape 1: Couper, Router et Peindre

La boîte mesure 12"Lx9"Wx4"H (3"H à l'avant) L'encombrement inférieur de la boîte est de 9x12", la taille de l'un des panneaux MDF prédécoupés 1/4" que j'ai commandés sur Amazon. Si vous êtes très précis, vous voudrez peut-être couper ou poncer le côté 12" du panneau inférieur, car le haut est légèrement incliné. (Je ne l'ai pas fait) Les côtés sont en MDF 1/2", les panneaux supérieur et inférieur sont en MDF 1/4".

• Dos (1/2"MDF): 4"x12"
• Pièce avant: (1/2"MDF) 3"x12"
• Les pièces latérales inclinées sont (1/2 "MDF) 4" diminuant à 3" de haut par 8" de long.
• Dessous: (1/4" MDF) 9"x12"
• Le panneau supérieur (1/4" MDF) est coupé à 9x11,5"

Utilisez une toupie pour couper une rainure de 1/4" de large, 1/4" de profondeur à environ 1/2" du bord supérieur (pente) des pièces latérales. Assurez-vous de couper la rainure à l'intérieur * des deux côtés pièces.

J'ai peint toutes les pièces en orange vif, à l'exception du panneau supérieur que j'ai peint avec de la peinture en aérosol argent métallisé.

Après quelques couches de peinture argentée (poncer légèrement entre les couches), j'ai placé la feuille adhésive transparente avec tous les graphiques et étiquettes dessus. Attention à bien le poser pour éviter les bulles sous la feuille.

J'ai utilisé Word pour créer la mise en page, mais vous pouvez également utiliser Illustrator ou un autre programme graphique. J'ai imprimé la feuille sur mon imprimante à jet d'encre, j'ai donc dû enduire l'autocollant d'un spray scellant afin que l'encre ne coule pas si de l'eau était renversée dessus. Je pense que j'ai pulvérisé environ 4 à 5 couches de scellant Krylon dessus et cela l'a rendu assez bien résistant à l'eau (également résistant aux UV selon le spray que vous utilisez).

Assemblez le tout pour voir si tout s'adapte et s'aligne !

Étape 2: découper des trous dans le panneau supérieur

J'ai imprimé des réticules sur la feuille adhésive pour faciliter le centrage des trous de perçage des interrupteurs. Commencez par découper un X dans la feuille adhésive pour qu'elle ne soit pas trop mâchée par les forets. Utilisez un petit morceau pour l'obtenir au centre, puis augmentez la taille jusqu'à l'ouverture correcte du trou. Les tailles ci-dessous sont proches mais pas exactes. Je devais encore utiliser une lime ronde pour obtenir l'ouverture juste pour quelques-uns d'entre eux (puisque je n'ai pas de jeu de mesures). Forets utilisés:

• Interrupteurs à bascule: 1/2"
• Boutons poussoirs LED: 5/8"
• Potentiomètre: 1/4"
• DEL: 1/4"
• Bouton arcade: 1-1/8"
• Nécessite également: prise DC (sur la pièce arrière): 7/16"

Pour les ouvertures plus longues requises pour le graphique à barres LED et l'affichage Quad alpha, j'ai percé une série de trous d'affilée, mais j'ai ensuite utilisé la table à toupie pour couper le reste. Cela m'a donné une belle coupe droite. Les interrupteurs à bascule avaient également besoin d'une coupe plus longue, je l'ai donc commencé avec un trou, puis je l'ai acheminé à la bonne taille. Si vous êtes bon avec un Dremel, vous pouvez également le faire de cette façon, mais cela n'aura pas l'air aussi propre.

• Ouverture du graphique à barres: 7/16" x 3"
• Affichage quadruple alpha: 7/8"x2"
• Interrupteurs à bascule: 1"x3/8"

Après tout cela, j'ai collé le panneau supérieur dans les rainures toupies, mais pour l'instant, j'ai laissé de côté les côtés et le bas, afin que je puisse entrer dans la partie électronique du projet.

Étape 3: Électronique

Maintenant que les trous sont percés et les ouvertures tracées, vous pouvez placer vos interrupteurs et fixer vos circuits imprimés au panneau. J'ai utilisé beaucoup de fils de liaison, mais j'ai également dû souder des fils à certains des commutateurs et au potentiomètre. J'ai inclus ici quelques dessins sur la façon de câbler les différents commutateurs.

Les différents commutateurs font des choses différentes et doivent donc être câblés différemment:

• La rétraction du bras d'accès et la combustion de l'hydrogène sont des boutons-poussoirs de verrouillage qui s'allument lorsqu'ils sont enfoncés.
• Les unités de puissance auxiliaires sont une bascule qui allume une LED
• Le démarrage du moteur principal est un interrupteur à bascule qui s'allume lorsqu'il est allumé
• Booster Ignition est une bascule qui s'allume lorsqu'elle est retournée.
• Le démarrage automatique de la séquence est un interrupteur momentané qui ne s'allume pas mais active l'affichage quad alphanumérique
• LAUNCH est un bouton Arcade (interrupteur momentané) qui démarre le compte à rebours

Après avoir fixé l'écran Quad Alpha au bas du panneau avec de très petites vis, j'ai également ajouté un petit morceau de plexiglas sur l'ouverture sur la face supérieure du panneau et je l'ai fixé avec des boulons M2.5. Pour la carte graphique à barres LED, j'ai vissé des trous à travers le devant du panneau pour correspondre aux trous de montage sur la carte. Il est donc en fait fixé avec les boulons M2.5 à travers le haut du panneau et une autre pièce en plexiglas coupée sur mesure.

Vous n'êtes pas obligé de faire le plexiglas, mais j'ai pensé que cela aiderait à empêcher les mains curieuses / tapageuses de pousser sur les composants et de les faire se détacher. (Leçon tirée de l'expérience!)

Adafruit a beaucoup de documentation sur la façon de câbler l'écran, donc si vous utilisez cette carte, assurez-vous de consulter leurs tutoriels à ce sujet. Pour l'affichage Quad alpha et le graphique à barres LED, j'ai soudé des en-têtes pour faciliter le raccordement. J'ai également collé à chaud tous les en-têtes une fois qu'ils étaient tous en place.

Remarque: j'ai utilisé de l'époxy pour fixer le potentiomètre au bas du panneau, car sur le boîtier de contrôle de mission d'origine, le pot se détache s'il est tourné trop loin ou trop fort. Une autre leçon apprise !

Circuit imprimé discontinué ? Ha

Le graphique à barres LED est un kit qui a été vendu par Sparkfun, mais a été abandonné. Cependant, ils sont une entreprise formidable et ont rendu les fichiers de conception disponibles pour que quiconque puisse les télécharger et les utiliser. J'ai donc fait travailler mes muscles mentaux et appris à utiliser le logiciel Eagle pour convertir les fichiers au format Gerber, afin qu'ils puissent être fabriqués par une usine de circuits imprimés. J'ai trouvé un endroit en ligne qui promettait un délai d'exécution rapide et j'ai commandé 10 planches. Ils étaient très bon marché (moins de 1 $ la planche) et ils sont arrivés via DHL (les frais de port étaient de 25 $) chez moi dans le Maine depuis l'usine de Shenzhen, en Chine, en moins d'une semaine. C'était incroyable.

Remarque: j'ai d'abord examiné certains fabricants américains, mais le délai d'exécution était beaucoup plus long et ils étaient plus chers. Je suis donc allé avec la Chine car j'avais un budget et un manque de temps.

J'ai ensuite dû me référer aux instructions de Sparkfun pour obtenir tous les composants nécessaires au fonctionnement de la carte. Je ne vais pas les énumérer ici, mais les instructions d'assemblage de la carte et tout ce dont vous avez besoin pour la fabriquer se trouvent sur ce lien:

github.com/sparkfun/Bar_Graph_Breakout_Kit…

Bus d'alimentation fait maison

Tous les commutateurs, cartes et potentiomètres nécessitent de l'alimentation, mais il n'y a que deux sorties de 5 volts sur l'Arduino. J'ai donc utilisé un protoboard vierge et j'y ai soudé 2 rangées d'en-têtes femelles. J'ai ensuite (bâclé) soudé un morceau de fil dénudé à toutes les broches du dessous afin qu'elles soient toutes connectées, une rangée pour l'alimentation, une rangée pour la terre. Je pourrais ensuite brancher les fils de connexion des commutateurs, etc. dans les en-têtes du bus, et avoir un fil de connexion à la sortie Arduino 5V et un autre à la broche de masse Arduino du bus.

Piratage de l'interrupteur à bascule

Les interrupteurs à bascule que j'ai reçus étaient conçus pour 120 volts, donc la petite ampoule au néon n'allait rien faire avec mes 5 volts de l'Arduino. J'ai donc soigneusement démonté l'interrupteur (voir photo) et découvert que l'ampoule était juste soudée à une résistance, puis enroulée autour des entrailles de l'interrupteur, le côté positif étant attaché à un ressort en bas et à la terre côté (après la résistance), en entrant dans une encoche sur un côté de l'interrupteur. J'ai donc retiré cela, soudé une LED à une résistance de 220 Ohm et enroulé les fils comme ils l'étaient. Après quelques essais, j'ai enfin réussi à faire fonctionner les choses.

Si vous faites cela, assurez-vous de prendre des notes précises sur la façon dont les pièces entrent, comment les fils sont enroulés et comment ils se placent dans le boîtier. Ou, procurez-vous un type d'interrupteur qui fonctionne avec 5V dès le départ ! Bien que cela ait été pénible, j'étais très satisfait d'avoir pu "pirater" le commutateur (qui était un type que le client avait spécifiquement demandé) et de le faire fonctionner.

Étape 4: Branchement et programmation Arduino

La plupart des commutateurs ne servent qu'à contrôler les lumières/LED, ils n'ont donc besoin que de l'alimentation de l'Arduino via le bus d'alimentation fait maison. Mais d'abord, l'Arduino a besoin de puissance.

J'ai câblé le boîtier pour avoir un interrupteur marche/arrêt (bascule verte) pour lequel le câblage est indiqué à l'étape précédente. Le fil de la prise (qui est alimenté par l'adaptateur 9V) passe dans le commutateur, puis le commutateur l'achemine vers la broche VIN de l'Arduino. Cette broche peut accepter des tensions comprises entre 7 et 12 volts. Ensuite, comme je l'ai dit précédemment, j'ai connecté une broche 5V de l'Arduino au bus afin d'alimenter les LED attachées aux commutateurs.

L'affichage et le graphique à barres ont tous deux besoin de quelques broches (reportez-vous à leurs guides de connexion respectifs), puis le bouton d'arcade et le bouton de démarrage automatique de la séquence prennent tous deux une broche, et le potentiomètre en a également besoin.

Voici le brochage que j'ai utilisé:

• Potentiomètre A0 (broche du milieu du pot)
• DAT A4 (quad alpha)
• A5 CLK (quad alpha)
• 4 Interrupteur momentané de démarrage de séquence automatique
• 8 Bouton LANCEMENT
• 10 LAT (Bar Graf)
• 11 SIN (Bar Graf)
• 13 CLK (Bar Graf)

L'Esquisse (Programme)

La boucle principale de l'esquisse Arduino compte les "boucles inactives" où rien n'est pressé. S'il atteint 10 000 (environ 60 secondes), un "économiseur d'écran" aléatoire s'affichera, soit un message sur l'écran, soit une courte rafale d'activité sur le graphique à barres LED. La boucle attend également que vous appuyiez sur le bouton Auto Sequence Start ou Launch. Le démarrage automatique de la séquence déclenchera l'une des 6 animations aléatoires sur l'écran Quad alpha, qui correspondent à peu près aux étapes de la séquence de lancement. Je voulais à l'origine que chaque bouton déclenche une animation, mais en raison du temps et d'autres facteurs, j'ai simplement défini le bouton qui ne s'allume pas comme bouton "animation".

Si le bouton de lancement est enfoncé, un compte à rebours commence de T-10 à zéro. Ensuite, "liftoff" défile sur l'écran et une petite "navette" animée démarre.

J'ai également (comme dans le boîtier de contrôle de mission d'origine) fait en sorte que si vous augmentez la "puissance" trop haut avec le pot, des bugs lumineux LED prennent le contrôle de l'affichage du graphique à barres. Sur l'original, il fallait attendre 30 secondes pour qu'ils s'arrêtent. Sur cette version, si vous remettez l'alimentation en dessous du niveau "critique", les bugs disparaissent.

Le reste du sketch est consacré à la création des animations ou des messages de l'économiseur d'écran. Les animations peuvent être délicates, mais j'ai trouvé en ligne un utilitaire sympa qui crée un tableau pour vous en fonction des animations que vous spécifiez. Découvrez-le ici:

Si vous utilisez mon croquis, vous pouvez modifier les animations ou les messages à votre guise. Ma version est construite à partir du travail de beaucoup d'autres avant moi, alors faites-en la vôtre !

La dernière étape consiste à utiliser des entretoises pour attacher le métro Adafruit et le bus d'alimentation au panneau inférieur. Puis vissez le tout ensemble et branchez-le !

Eh bien, ça le couvre! Toutes les questions poser dans les commentaires ci-dessous. Merci d'avoir lu!