Varita de Hermione RGB con sensor de inclinación

Bueno, como primera entrada al blog voy a intentar enseñar como hice una varita electrónica, en este caso la de Hermione. Sí, esa con motivos florales en el exterior.

Antes de nada, busqué por ahí las características de la varita real y se trata de una varita de madera de Vid, 27.3 cm de longitud y un núcleo de corazón de dragón.

          Modelado 3D.

Después de intentar diseñarlo con varios programas de diseño en 3d como Blender®, decidí usar Solidworks® porque una de las ventajas que ofrece es la precisión en las medidas.

En este apartado voy a enseñar como la he modelado, así que si lo que quieres saber es lo que lleva por dentro y como funciona puedes pasar de sección. En las siguientes imágenes se ve la manera de diseñarla, al ser "cónica" y no cilíndrica no se puede realizar la operación de envolver, por lo que he tenido que hacer varios cortes en las distintas vistas de la parte exterior (corteza).

Lado izquierdo básico

Lado derecho básico

Lado derecho con decoración

Lado izquierdo con decoración

En mi diseño la longitud es un poco más larga, en torno a 32 cm. Desde que decidí que sería una varita "electrónica", cogiendo la idea de la varita de Hermione-Harry Potter por fflbm4 me encontré con dos opciones: la primera era agujerear la varita e introducir directamente toda la electrónica en el interior; la otra, crear algún tipo de núcleo con espacios específicos para cada elemento y ha sido la elegida.
Dichos elementos se mostrarán más adelante.

Aprovechando éste núcleo, puede usarse además como tapa para la parte final de la varita. Como es obvio, dependiendo de los elementos internos la morfología de estas piezas variarán.
En un principio tenía pensado usar unas pilas de botón con un diámetro menor de 8mm que había encontrado por la red. Las imágenes a continuación muestran el núcleo diseñado sin extensión:

Más adelante y al no poder encontrar dichas pilas, diseñé una extensión de la varita que es un poco más grande y que alojaría a las pilas más comunes con diámetros en torno a 11.6 mm (LR43) y que tienen más mAh. En dicha extensión se puede grabar el nombre o el texto que se quiera con la fuente propia de Harry Potter, en mi caso puse el nombre de la persona a la que iba dirigida.

Parte trasera con extensión.

Alojamientos de batería, ATTINY85 y sensor de inclinación.

El núcleo está diseñado para imprimirse en tres partes (frontal sin abrir y dos mitades traseras, la parte frontal sirve tanto para la trasera con extensión como para la que no la tiene) y en rojo obviamente, porque es de corazón de dragón 😋.

Las piezas de la "corteza" las  imprimí en dos partes , ya que no cabía en mi cama, en ABS para luego poder hacer la unión con acetona.
Esta es la parte frontal

En la siguiente imagen ya he unido las dos piezas

          Diseño electrónico

Estaba decidido acerca de lo que quería: controlar una varita con un LED RGB mediante un sistema diferente a un botón en la empuñadura que aunque útil me resultaba muy poco estético y aparatoso.
Los tres dispositivos más importantes utilizados son los siguientes.

• Detección de movimiento 

El dispositivo más simple para detectar algo de movimiento es un sensor de inclinación, el funcionamiento es muy simple: consiste en una o varias bolas metálicas que gracias a la gravedad conectan las dos patillas al estar de pie y las desconectan cuando el sensor es inclinado o volteado.

Sensor de inclinación.

En ampliaciones futuras intentaré usar una IMU (Unidad de Medición Inercial) compuesta por un acelerómetro y un giroscopio para ser capaz de reconocer gestos y/o movimientos específicos.

• Microprocesador

El cerebro encargado de realizar toda la magia es un ATTINY85.

Después de realizar una pequeña búsqueda voy a exponer una serie de razones por las que elegí a este pequeño:

1. Puede ser programado simplemente con un Arduino, un condensador y unos cuantos de cables, lo que facilita mucho el camino a usuarios que no estén a programar microcontroladores.(tutorial)
2. El tamaño. Dado que el Arduino más pequeño seguía siendo demasiado grande , el ATTINY tiene un tamaño muy reducido, ideal para colocarlo en cualquier sitio.
3. Cuenta con 8 patillas, dos de alimentación,una de Reset, y 5 entradas/salidas siendo 2 de ellas PWM.
4. Precio, oscila entre los 1€ y 2,5€. (Yo lo compré aquí).
5. Rango de voltaje de entrada de 2.7V a 5.5V, por lo que puede ser alimentado con dos pequeñas pilas de 1.5.

• Iluminación

 Para  la iluminación he escogido un LED RGB normal de 5mm como el de la foto. Con una resistencia en la patilla relativa a tierra de 220 Ω para reducir la corriente ( lo sé, habría que poner una para cada diodo, pero he puesto simplemente esa).

El esquema de conexión del circuito es muy simple y sólo hay que tener un poco de cuidado al conectar los componentes en su lugar.

Circuito de conexión de los elementos

Videos explicativos

Por último, para que veáis un poco mejor como funciona y como es por dentro, dejo unos vídeos y fotos de la varita. Disfrutad!

Interior & Sleep mode.

Hablando del Sleep Mode y del consumo, en futuras versiones con el acelerómetro intentaría eliminar la necesidad de guardarla en una posición específica. Además, los que os preguntéis cuanto duraría teóricamente la varita en sus distintos estados solo tenéis que saber los mAh de las pilas, el voltaje y la corriente que consume, intentad averiguarlo!

                                                                        Funcionamiento.

Conexión en el interior de la varita

Tuve que hacer un esquema dado que aunque tenía el esquemático diseñado, hay que tener en cuenta en qué puntos se van a hacer las intersecciones de dos o más cables.

Batería pequeña para núcleo sin extensión.
(Con un termoretráctil se consigue juntarlas de manera fácil).

Batería grande para núcleo con extensión.

Componentes en el interior del núcleo con extensión.

Alojamiento del ATTINY85

Núcleo con extensión cerrado.

Soldadura de los cables a los pines del micro.

Pintando la varita!.
Es importante darle antes con algún tipo de imprimación para que la pintura agarre bien, con
capas finas y respetando los tiempos de secado,

Por último, si tenéis alguna duda o petición, os espero en los comentarios!! Y si os gustó agradezco los likes en Thingiverse para que lo vean más personas también. 👍👍

                        

PD: Sé que hay paredes muy finas para algunas impresoras y puede pasar lo que me pasó a mi con la parte frontal cercana al LED. Espero que con un poco de rediseño sea más asequible dentro de un tiempo.