Arduino Zen Garden CNC茶几

描述

我是马克尔。晚上，我和家人坐在电视机前，拿着鼹鼠皮，或者我的另一个项目记事本和草图创意。我的许多谈话都是“如果_______会不会很酷”的种类。我的许多想法从未离开我的项目页面。这个做到了。我认为这太棒了。这是一个封闭的禅宗花园，建在茶几上。该运动的灵感来自 CNC 或 3D 打印机，实际上开始使用坡道 1.4（3D 打印机 Arduino shield），直到我想到了一种更简单的方法来构建它。

我希望最终产品代表和平。我想把一些禅宗带到我的客厅。我想我做到了。

我构建的许多东西并不漂亮，只是它的样子。在建造这个的过程中，我从来没有向我的妻子解释我到底在建造什么。只是它会是足够好看的家具，可以在我们家中使用。把它放在上下文中，你应该知道我和我的妻子分享一切。她是我最好的朋友。但在这个项目中，我只是向她保证，最终的结果将是她会为在她的客厅里拥有的东西而感到自豪。她知道这是一张茶几，但仅此而已。所以我加倍努力让这张茶几看起来非常适合她。

我已经制造了 3D 打印机。我也做过一些简单的家具（书架、长凳等），但我从来没有做过任何将科技融入家具的东西。所以我真的认为这将是一个有趣的项目。

大约六个月前，我对这张桌子有了最初的想法。桌子和桌子比赛（以及所有那些漂亮的黑色和黄色工具作为奖品）激发了我开始这个项目的灵感。

第 1 步：设计和构思

我想建一个茶几，可以单独坐下或放在沙发旁边，也许上面放一盏灯。我希望它比任何东西都更“艺术”，将技术注入木材。我总是看到有木耙的岩石花园，我一直认为它们很安静。这就是我在这个建筑中所追求的，和平的科技注入艺术。

为了做到这一点，我考虑过使用类似于没有 z 轴的 3D 打印机的龙门架。通过这种方式，我可以使用磁铁通过某种介质（可能是沙子）驱动滚珠轴承。我还考虑过对其进行编程以“打印”图片或自行设计。

我想我将使用 Arduino 和 2 个步进电机驱动器和一些相当简单的代码。我没有在代码中编程设置空间，而是简单地在两个轴的最小值和最大值上安装了一个末端挡块，因此 0,0 触发电机停止，以及 XXX,XXX 最大值触发电机停止。这将使编程更容易。

第 2 步：所需的零件和材料

好的，这是我使用的部件的列表。这并不意味着你必须使用相同的部件，我只是想让你大致了解我用来制作这个的部件。

• 木头。我基本上去了我​​的木箱，找到了一些我从树屋打捞出来的 4x4，还有一些我妻子买来做窗户装饰的精选松树（答应她我会买更多）。我把能找到的所有大木块都捡起来带到我的店里。我还使用了几年前从 menards 购买的 1/4 桦木胶合板用于不同的项目。

• 1/8 MDF 我在顶部和底部之间使用了它，只是为了给顶部提供一些胶水。回想起来，我可能会跳过它，如果我再做一次，我会的。

• 2020铝挤压。我用它来建造龙门架。

• 2 个步进电机12.99 美元，用于两个运动轴。

• 用于龙门运动的Arduino UNO 。

• 用于控制运动的Arduino UNO 操纵杆模块。

• 8mm直线运动光杆 x 4

• 8mm 直线轴导轨安装 x 8

• 3d 打印机零件我过去制造了许多 3d 打印机，并且手头有很多这些零件。我最终使用了传送带、光滑杆、光滑杆轴承和其他杂项 3d 打印机类型的零件。

• Kreg 口袋孔夹具这不是绝对需要的，但它可以让建造任何类型的家具变得如此容易。在这个项目中，我在顶部使用它并将顶部连接到底座上。

• 1/4 英寸平板玻璃 --- 当地玻璃和油漆店 -- 请注意，这不是安全玻璃，如果破碎会产生危险的锋利碎片，但对于这个项目，我想要强度和厚度。

• 白色 LED 灯条和射频遥控器

• LM317 电压转换器

• A4988 步进电机驱动器 x 2

• 220mf 16v电容×2

• 12伏5安电源

• 3/4英寸滚珠轴承

• 25磅白色玩沙

• 2袋光滑的河石

• 钕圆形底座磁铁

• 原型面包板

• Permaboard 焊接面包板

• 几个塑料导管 2 孔带或将龙门固定到活板门的其他方式。

第 3 步：组装龙门架

我从一些粗略的图纸开始建造龙门架。这可能不是构建它的最有效方法。这就是我这样做的方式，请记住，我试图使用其他构建等剩余的部分。我从另一个版本中留下了一些 20/20 的铝挤压件，因此我将其用于龙门架的框架。我设计并 3D 打印了角支架，并在此处包含了这些文件。

我还包括了 x 轴和 y 轴的激光切割部件。仔细研究图片，看看我是如何组装马车和单独的轴的。我组装托架的方式可能不是最好的方式，因为有许多不同的方式来构建龙门架，但我已经将这种方法与其他几个构建一起使用，它似乎工作正常且可靠性良好。

第 4 步：组装电路

我做的第一件事是在原型面包板上组装电路，当我确定一切都按照我想要的方式工作时，我将它转移到焊盘上。我已经包含了上面的fritzing图来帮助组装。

第 5 步：代码

我们为此编写的代码非常简单。我在 x 轴和 y 轴的最小值和最大值上都设置了终点，因此代码中没有任何内容可以确定龙门架的大小。因为代码中没有设置大小，所以你的设计比我的小还是大都没有关系。无需在代码中进行任何调整。代码在此处以 .TXT 格式和 .INO 格式提供，因此您可以下载它。

第 6 步：测试运动

安装代码后，我对其进行了彻底的测试。我希望对角线移动水平，然后垂直，然后水平，类似于蚀刻草图。它似乎运作良好。所以现在我要把所有的连接都焊接到 Arduino 上，让它永久化，然后看看如何把它安装到桌子上。

第 7 步：实际表格部分

所以我开始尝试决定如何构建我脑海中的东西。我在想的是一种两层盒子，其底部的机制隐藏在视图之外。它将由隐藏在壁架下的操纵杆控制。除此之外，我真的不知道我将如何去做。

在搜索了木桩之后，我找到了我从另一个项目中打捞出来的 4x4，我发现了一些精选的松木，总体上相当不错。所以在向老板保证我会更换我要拿的东西后，我把木材带到商店开始建造。

第 8 步：构建双层盒子

在测量和切割 1/4 英寸胶合板后，我想尝试一种新的方法，在胶水放置时将其固定在一起。我用热胶将纸板粘在角落里。这种方法似乎很有效，因为它将盒子固定在一起的时间足够长，可以采取其他措施将其固定在一起。在建立了顶部和底部的分区并确保它是水平的之后，我固定了一个钢琴铰链，以便支撑龙门架的桌子底部可以脱落以进行维护。

第9步：制作桌腿

对于桌腿，我想重复使用我从一个曾经在我孩子玩具房里的游戏屋里拉出来的松木 4x4。首先，我确保 4x4 没有螺丝和钉子/订书钉。我测量并将 4x4 切成 4 个 25 英寸的部分。然后我继续将 4 条腿穿过平底锅多次，以去除油漆并清理干净。

经过平原几次后，我用直尺和夹子制作了一个临时夹具，这样我就可以使用像台锯一样的技能锯。它效果很好，给我留下了 4 条清洁光滑的 L 形腿，非常适合我的目的。

第 10 步：安装侧面

腿连接好后，我从侧面开始。随后进行了大量仔细的测量。您希望尽可能靠近，以便尽可能少地存在差距。我将这些部件粘在适当的位置，并从双层盒子的底部将一些螺丝拧入它们。

第11步：沙沙和沙子更多

在构建任何形式的东西时，我建议无偿打磨，从更粗的（如 80-120 粒度）砂纸开始，然后再使用更细的（< 200 粒度）砂纸。当项目完成时，您花在打磨任何缺陷上的时间将得到回报。

第 12 步：安装 LED 灯

一旦我知道顶部的位置，我就制作了一块 1/8 英寸的 MDF 放在顶部和底部之间。我标记了这件作品的位置，然后将其倒置并用拉链和热胶将 LED 灯条固定在底部。根据我的经验，在固定任何可能自行产生热量的东西（即灯带）时，完全依靠热胶本身是很鲁莽的。我钻了一个洞，把灯的电源线接到双层盒子的下面。我打算用与步进电机相同的 12V 来运行灯，但我遇到了灯使电机嗡嗡作响的问题，所以我给灯提供了自己的 12V 电源。

第 13 步：安装顶部

我没有很多切割斜接的经验；我不是天生的木匠。但是经过多次尝试和错误，我能够制作出漂亮的上衣。我使用零件步骤中提到的克雷格夹具将顶部的四个侧面固定在一起，效果非常好。

当您测量顶部的碎片时，请确保您测量正确。最好是太大再切割或沙子，而不是太小。在切割顶部的部件并确保它们也能按照你想要的方式组装在一起后，将各个部件布线，以便玻璃可以齐平地嵌入其中。确保路由器的深度与您的玻璃相匹配。就我而言，玻璃是 1/4 英寸。

将顶部粘合并拧在一起后，我使用腿后部的克雷格夹具将其拧到底座上，这样就不会引人注目。

我打电话给当地的车窗维修店，订购了比开口小 1/16 的 1/4 英寸平板玻璃。我还要求他们打磨边缘，以免割伤手。我不会使用亚克力来固定玻璃，只是因为我希望能够移除玻璃以便重新排列岩石。

第 14 步：再次进行条件、染色、聚、砂和聚

因为松木是一种多孔木材，我不希望它看起来有斑点，所以我使用了木材预染色护发素来均匀污渍。然后我将 Minnwax 天然樱桃多染剂涂在上面并让它干燥。第二天，我回来用 320 号砂纸轻轻打磨桌子，然后再涂上一层聚污渍。如果我不得不再次这样做，我会单独染色和聚合它；让污渍和聚乙烯涂层不留下滴水痕迹等是一场噩梦。此外，如果你想让它更深，你不能再次染色以使其更深。我最终打磨它并重新涂了几次，直到我对结果感到满意为止。我不认为我会再次使用多染色剂。

第 15 步：安装电子设备

我在底部建造了活板门，这样整个龙门架就可以安装到活板门上，并且可以放下来进行工作、维护或升级。我使用塑料导管 2 孔带将龙门架安装到活板门上。我在 2020 年挤压件周围安装了带子。这似乎运作良好。

关于安装 Arduino 和面包板的位置，我尝试了几种不同的路线。最后，我在活板门底部的中心附近切了一个洞，将所有电缆穿过那个洞，并将电子设备安装在桌子下面。

当我安装操纵杆时，我思考了很长时间我将如何安装它。老实说，我想不出什么聪明的东西，所以我只是把它粘在桌子的边缘。我将操纵杆的电缆尽可能地推到角落里，并将其热粘合。这不是最豪华的解决方案，但除非你在它旁边爬行，否则你无法真正看到它，所以我很满意。

在底部，我用小螺丝安装了板子，并试图尽可能地整理所有东西。我还将电源插头移到后腿的背面并将其粘在适当的位置。

第 16 步：工具头“磁头”？

我不知道如何将磁铁连接到我想使用的螺栓上。我认为螺栓会很好用，因为我可以轻松调整 z 轴。我最终做的是切割一小段（1 - 1 1/2 英寸）的 3/4 英寸销钉并钻一个螺栓可以插入的孔。然后我把磁铁拧到它的顶部。现在我可以通过松开底部的螺母来上下调整它。

第17步：制作岩石花园

一旦安装了电子设备，我就开始创建岩石花园。我不确定需要多少沙子，所以我买了一盒 25 磅的沙子。事后看来，我认为我可以摆脱 5 到 10 磅。大部分沙子还在盒子里。撒完沙子后，我把球跑了一点。我想检查以确保当球滚动时你看不到盒子的底部。我添加了沙子并继续测试，直到找到我满意的沙子深度。

然后我在边缘添加了两袋光滑的河石。我试图将它们均匀分布。我想也许可以把河石粘下来，但我想如果我愿意的话，将来能够重新排列它们会更好。

第 18 步：行动表

唉，桌子，她动了。一旦我让桌子动起来，我就站在那里把球开得太久——哈哈。看着那个金属球把沙子推来推去，有一种非常令人欣慰的事情。到达这一点是一段漫长的旅程，看到这张桌子按照我想象的方式移动真是太棒了。

第19步：全部完成

这是一项长期艰巨的工程。不过这很有趣。