数字宝箱的制作

第1步：收集成分

在开始之前，我们需要一些部分。以下是完整列表：

外壳：

350cm方钢管，20x20x2mm

6x 26x26x0.9cm胶合板（最有效的方法是切成六片大于52x72厘米的木板，但要确保你有一些剩余的木材！）

1x 26x22x0.9cm胶合板

90cm 22x30mm木材（切成块）

2x弦环

螺丝：4.0x16，4.0x20，4.0x25，3.0x12（左右）

螺栓：M3x20，M6x12，1x M10x30（每个约10个，包括一些备用）

螺母：M3，M6，M10 》

手柄

2x 8cm 25x4mm钢筋

电子产品：

按钮

LED红色

LED蓝色

强制敏感电阻器

锁式电磁阀（我的是12V 650mA型号）

HDSP-A22C 14-分段显示

MCP23017数字I/O扩展器

15x电阻器470

3x电阻器1k

6x电阻器10k

1N4007二极管

2x BC547B晶体管

2x BC557B晶体管

TIP31A晶体管

12V 1A墙式适配器

第2步：建造一个箱子 - 钢架

胸部是一个30厘米大的立方体，由钢管和木板制成。在车库里，我找到了20x20mm的漂亮方管，壁厚2mm。墙壁需要足够厚，以便焊接并拧入M3螺栓的螺纹孔。 2毫米是这个的完美厚度。当然，如果你有更好的想法，你可以使用任何类型的钢管。

最优雅的方法是制作两个30x30cm的正方形，然后用26cm连接这两个正方形（ 30 - 2 * 2）管。为了制作正方形，将长钢管对角切成八块。片的端部应以45度的角度朝向彼此切割。这件作品的长端是30厘米。当使用安装的锯时，可以很容易地将刀片旋转45度并在每个部件后转动管。这浪费了最少的材料。在你有八个对角切割的碎片之后，是时候切割四个更直的了。这些碎片长26厘米。

然后最后切下10块约6厘米的20x4mm钢筋。这些将是木板的安装点。

当所有金属都准备就绪时，是时候焊接了。这里最艰难的部分是衬里你切割的管子。让我们从顶部和底部方块开始。取对角线，将它们排成一块木头上的正方形。这里的一个提示是使用一个约30厘米的大致正方形板，这样如果你将它们与木头相比以45度角放置，你可以让角落落在边缘。用一些夹子固定它们，并确保金属接触所有角落，以便焊接时电流可以从每个部件流到下一个部件。如果你以前从未焊接，现在是时候练习了一下，因为如果搞砸了，你可以做到目前为止所做的一切。无论如何，在角落里将这些碎片焊接在一起（我选择在里面做）你现在已经完成了第一部分！第二个方块更容易排列，因为您可以将它放在第一个方块的顶部。也将这些焊接在一起。如果一切顺利，你现在应该有两个相同的钢制正方形。

此时你想要附上木材的安装点。我在立方体的相对边缘上为每个面板使用了两个部件。我选择了一个特定的图案，所以没有一件不会挡住盖子，所以我不必在同一个边缘安装两件。你可以按照自己喜欢的方式进行操作，只要螺线管锁定的边缘没有。

此时我还带了一个带有钢刷的磨具清洁钢铁。酒吧上面有一些生锈的斑点，我发现它给了他们一个漂亮的外观。

要完成钢架的建造我们只需要连接我们现在拥有的两个方块。最简单的方法是将它们竖直放置在水平表面上，并在它们之间放置两根26厘米的管子。当你把它们夹紧时，额外的一双手会非常有用。将它焊接在一起并在另一侧重复。

如果一切正常，钢框架现在应该完成！

第3步：建立一个胸部 - 侧面和盖子

要完成胸部，我们需要在侧面添加木质镶板。请记住，电子设备将隐藏在盖子中，所以你需要的板块比6块26x26cm还要多。在DIY商店，他们有122x61厘米，这是完美的。我选择了比原先预期的更薄的木材，但最终看起来比厚木更好看。当钢管宽2厘米，有圆角，安装座宽4毫米时，你可以留下10毫米左右的面板，同时保持良好的外观。我发现的板材厚度为9毫米，因此非常完美。

将板切成六块26x26厘米的板。如果你的焊缝有点大，你需要切掉角落。当您有板时，将它们放入框架中。标签哪个去哪里都很方便。在木材的中间，标记两个孔的位置。将木材放在框架中各自的位置，然后钻出螺栓孔。我有M6螺栓，但任何螺栓都很好。更大的螺栓可能会让它看起来更大胆，但即使是M3也可以将它固定在一起。确保螺栓不会太长，因为它们会突出到框架中。这是你把东西放在那里的地方，当长螺栓伸出时，它会有点不方便。如果您使用与我完全相同的材料尺寸，那么20mm螺栓应该是您的目标。当钻孔时，你可以安装板，但确保在盖子完成之前等待紧固任何东西，你不会想要锁定自己！

对于盖子，我们从一个开始我们为两侧切割的板材。我们的想法是将盖子盖成电子产品的外壳。在DIY商店，我还发现了一块22x30mm的木头，这将成为完美的距离。它提供三厘米，你可以隐藏你的电器。在将它们粘在盖子上之前，我们需要在木头上打洞。它们都是圆孔，除了显示器之外。对于圆形，使用钻头。有关尺寸参考，请使用上图中的原理图。对于显示器，如果您想要更精确，可以使用电动曲线锯或铣床。切割并钻孔后，您可以将面板两侧的木块胶合在一起直立！还要注意你的螺线管仍然适合留在的空间。当它全部粘合时，采取精确的测量结果，再将一块木板切割成这些尺寸。你已经想把它拧在木制垫片的底部，这样你就可以切割与你开始使用的面板一角齐平的角落。

现在我们需要为压力传感器制作按钮和动作按钮。我们想隐藏用户的实际按钮，因此我们将它们安装在电子设备隔间内的盖子下面。我只是从剩下的胶合板上切下几块小木头作为垫片。将按钮焊接到PCB上并将其拧到粘在盖子下侧的木块上，确保按钮完全位于孔的中心。压力传感器有点不同。为此，使用粘在盖子上的两个间隔件，但是取第三块以在孔上形成桥。将传感器准确地粘在孔的中心。

要通过盖子控制按钮，最好是3D打印。不幸的是，我没有时间这么做，所以我即兴创作。你可以做任何你想做的事，但这里的一个提示就是你需要一些东西来阻止按钮从两侧掉落。我使用了一个末端拧成一半螺母的缩短螺栓，然后我找到了一些我发现的东西。

接下来要安装的是螺线管。每个螺线管略有不同，但安装大多数螺线管的最简单方法是在砖和盖子之间铺设木材，直到它完全滑到框架后面，但也足够远，以便在伸展时不接触木材。对我来说这是6毫米。然后我不得不再次磨掉一些钢筋，因为最后它仍然不够深。我应该有大约7或8毫米。

盖子现在大部分已经完成，只需要添加电子设备。这是首先将盖子安装到框架上的合适时机。尝试在当地商店买一些小铰链，这些不应该比钢管（~18mm）大！根据这些铰链的尺寸和质量，您可以使用两个或三个。在框架和盖子上标记它们的位置。现在得到一双额外的手，在你标记钻孔的位置时将盖子固定到位。钢管上的孔应有螺纹，这样您就可以拧入螺栓，而不必担心如何固定。当铰链连接到框架上时，将这些额外的手拿回来并用一些小螺钉将盖子拧到铰链上。因为你需要再次使用盖子，你也可以等待这一步，直到一切都完成。

现在，我们已准备好开发电子产品了！

步骤4：电子设备

该电路由五个独立电路组成。其中大部分非常简单：带有电阻的简单LED或连接到Arduino引脚的按钮。两个更复杂的电路是驱动显示器和电磁锁的电路。

显示器有15个独立的引脚需要驱动。基本的Arduino最多可以驱动19个引脚。我需要另外5个引脚用于设计的其余部分，所以我做得很短。我找到了使用I2C驱动I/O扩展器MCP23017的解决方案。结合该设备的Adafruit库，使用起来非常简单。连接到引脚GPA0的电路部分用于在HDSP-A22C显示器的两个公共阳极之间交替。当它为高电平时，它驱动字符1，当它为低电平时驱动字符2.使用该扩展器的缺点是一写入一个字节就会写入输出引脚。这导致鬼影。遗憾的是我无法用硬件来解决这个问题所以我用软件来解决这个问题。

由于我使用的电磁阀是由12V驱动的（你可以使用任何12V电源，插上电源） Arduino并焊接它的电线），我需要一个放大器电路（达林顿）用Arduino引脚驱动它。另外，不要忘记使用二极管来抑制螺线管中电磁铁产生的峰值电流！

焊接电路时，请记住放置它们的位置。我在我的所有电路板周围留了一个小边框，这样我就可以将它们拧在一些固定在盖子上的间隔件（侧板上的剩余物）上。对于LED，您可以使用电阻将导线直接焊接到LED，并使用热缩管将其覆盖并确保其不会断裂。使用热胶将所有直接焊接到电路板上的电线都断开。

焊接好所有东西后，是时候连接所有东西了！我确实得到了一些母接头来扩展5V和GND导轨，因此我不需要将所有东西焊接在一起，因此如果断开则可以轻松断开或更换。如果你像我一样在盖子的两侧使用了类似的木头，你会发现没有更多空间可以插入任何东西到Arduino。最简单的解决方案是将引脚弯曲成90度角并以这种方式插入它们。

最后一部分是最简单的，即上传代码。

步骤5：代码

所有代码都是使用PlatformIO制作的。如果您对此不熟悉，可以将其复制并粘贴到Arduino草图中。如果您是，您可以下载该程序并将其上传到您的Arduino。代码可以在我的Github上找到。在程序配置部分浏览并根据需要更改值（特别有趣的是引脚和组合）。默认组合为43 - 50 - 99。

步骤6：完成触摸

完成所有工作并安装并开始工作后，我们准备添加最后一些细节，以便一切正常工作。

为防止盖子掉入框架，您可以在盖子侧面安装两个挡板。我使用了一个25x4mm的钢棒，将其切成8cm左右的碎片，在其上钻孔并将它们拧在盖子上。

我添加到盖子上的另一件事是手柄 - 如果你想打开它就非常有用。我不得不深深地钻进盖子的两侧以便安装它，但它看起来很漂亮。

另一个重要的方法是增加一个小弦，以防止盖子掉得太远并损坏铰链。我的解决方案是在盖子上和胸部内侧使用旋入式挂钩，我可以在上面安装一个和弦。

要在盖子内部取电，在其中一个边缘钻一个小孔，从顶部看出来。将一个螺丝放在另一个边缘，并将弦线缠绕在螺丝上，以防止有人意外地拉出电源弦并将你永远锁在胸前。

最后，你可能已经注意到你可以‘实际上关闭了盖子。这是因为路上有坚果。只需在这里切一点木头，为这些坚果腾出空间。

就是这样！这就是你自己如何重现数字宝箱的方法！使用危险的电动工具时，不要忘记穿适当的防护装备！