Krabička opravdu k ničemu...

Když jsem před léty přišel do poprvé do kontaktu s 3D tiskem, tak mi to přišlo hodně magické a stále mě nepřestává fascinovat co pomocí této technologie lze vytvořit. Já mám velice rád praktické použití 3D tisku, i když zrovna tento projekt nepatří do této definice, ale člověk si někdy musí udělat radost nějakou tou blbostí :) .

Přesně si nepamatuji, jak jsem na tento projekt narazil, ale uchvátila mě jeho jednoduchost a také to že je to v podstatě opravdu k ničemu. A o čem že to vlastně mluvím? O krabičce, které se v angličtině říká Useless box/machine, což by se dalo do češtiny přeložit jako Krabička k ničemu. 

Použité stroje a nástroje

• 3D tiskárna
• pájecí stanice nebo pájecí pero/mikropájka
• kleště
• cín
• nůž

Použitý materiál

• Arduino Nano (ideálně bez zapájených lišt)
• 5g servo
• baterii 18650 nebo baterie LiPol
• držák na baterii 18650 (pokud nepoužíváte baterii LiPol)
• 8 ks šroubku M2x6
• vypínač posuvný
• vypínač překlápěcí

Inspirace a vlastní návrh

A co taková „krabička k ničemu“ vlastně dělá? V podstatě je to zařízení, které zapnete a ono se samo vypne. Jelikož je „obraz hoden tisíce slov“, tak zde je ukázka toho, jak to opravdu funguje.

Tento návrh mi byl i vzorem pro mou krabičku. Původně jsem tento projekt chtěl jen reprodukovat, ale nelíbilo se mi na něm několik věcí:

• viditelné šrouby na spodní straně krabičky
• složitost sestavení a počet dílů
• napájení 9V baterii
• viditelnost vypínače, když je otevřený poklop

Naštěstí pro mě, autor nahrál k souborům pro tisk i zdrojová data modelu. Tyto jsem teda importoval do Fusionu 360 a chtěl jsem upravit jen střední část která drží většinu komponent, ale po určitě době modelování jsem se rozhodl že bude jednodušší, když to vezmu od podlahy a namodeluji to podle sebe celé.

V mém designu mi šlo především o:

• jednoduchý, ale pokud možno hezký design
• co nejmenší počet dílů
• reprodukovatelnost
• opakovatelné nabíjení

Po několika hodinách modelování a několika iteracích byl výsledek v CADu takovýto:

Jelikož Arduino Nano a servo potřebuje pro svůj běh 5V, rozhodl jsem se pro napájení použít 2ks Li-Ion článku 18650, které se používají v bateriích pro notebooky a které jsem měl doma z takovýchto vyřazení akumulátorů. Tyto články mají každý napětí 3.7 – 4.2V (dle aktuálního nabití) a jsou zapojeny v sérii (za sebou), takže výsledné napětí které šlo do Arduina bylo někde mezi 7,2 – 8.4V. Toto napětí pak Arduino snižovalo regulátorem na své desce na již zmiňovaných 5V.

Zapojení celého obvodu je velmi jednoduché. Vypínačem spínáme napětí od baterie do Arduina, které pak napájí servo.

A jak že to vlastně celé funguje? Po zapnutí krabičky začne Arduino vykonávat nekonečnou smyčku, v níž porovnává, jestli jsme nezměnili polohu přepínače a pokud ano, tak spustí servo které ho opět vypne. Jak je také vidět z videa, tak pokud zapneme přepínač několikrát za sebou (4x během 2 vteřin), tak nás krabička začne provokovat k tomu, abychom ji opět zapnuli. Takových to scénářů lze naprogramovat hned několik a viděl jsem i verze, kde se například po přepínací bitvě krabička vzdá pomocí bílé vlajky. Toto samozřejmě obnáší trochu složitější obvod a další servo, ale lze tuto krásnou nesmyslnost povýšit i na jiný stupeň zajímavosti.

Vzhledem k tomu, že jsem chtěl, aby z této krabičky mělo radost více lidí, rozhodl jsem se, že jí dám jako ukázkový projekt do FabLabu a proto jsem také zvolil kombinaci červené a černé, aby to odpovídalo barvám, ke kterým se náš FabLab hlásí.

Všechny díly jsem tiskl z PLA, jelikož je to materiál, který se velice dobře tiskne.  

Poučen z předchozích nezdarů…

Z toho, jak krabička dopadla jsem měl velkou (až dětskou) radost, ale přesto na ní, jako správný maker vidím několik nedostatků:

• krabičku nelze nabíjet bez rozebrání

Původním záměrem bylo krabičku rozložit a vyměnit baterie, ale poté co jsem jí dal do FabLabu, jsem si uvědomil že toto je pro používání „lajky“ celkem nevhodný způsob nabíjení. V další verzi je v plánu použít jen jednu baterii a integrovat do krabičky nabíjecí obvod, tak aby stačilo krabičku jen připojit USB kabelem do adaptéru pro telefon a doplnit jí tak energii na další důležité bitvy.

• krabičku nelze přeprogramovat bez rozebrání

Krabičku lze rozebrat na 3 díly, ale i když se rozebere, nelze jí přeprogramovat bez toho, aniž by se nevyšroubovali šroubky, které drží Arduino. V příští iteraci to lze opravit otočením Arduina a napájení pinové lišty z druhé strany, než je nyní.

• krabičku nelze rozebrat

I když jsem se snažil počítat s tolerancemi 3D tisku, u některých dílů se mi to nepodařilo a krabičku nelze rozebrat bez použití větší síly a nějakého páčidla (šroubováku). Toto lze naštěstí velmi rychle změnou několika parametrů v CADu.

Výsledek

Zde je vidět má krabička v akci.

Pokud by si někdo chtěl krabičku vyrobit nebo upravit, tak podklady pro tisk nebo soubory pro úpravu lze najít zde.

Z krabičky mám opravdovou radost a už se těším až ji upravím a bude ve FabLabu k hraní pro členy nebo veřejnost během tour.  

Takovýchto návrhů je na internetu samozřejmě spousty a záleží jen na Vás, co si vyberete. Jedna z těch, co se mi líbí ( a věřím že by se líbila i mému synovi) je tento Hank. Toto je samozřejmě trochu složitější projekt, ale například k Vánocům nebo narozeninám by to byl jistě velmi hezký dárek.