Skaidrių laikrodis: 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Man patinka kurti ir statyti įdomius laikrodžius ir visada ieškau unikalių laiko rodymo būdų. Šis laikrodis naudoja 4 vertikalias skaidres, kuriose yra skaičiai. Keturi žingsniniai varikliai nustato skaidres taip, kad laikrodžio rodymo srityje būtų rodomas teisingas laikas. Steperiai valdomi naudojant „Arduino Uno“su CNC skydu. Tam naudojama „Adafruit PCF8523 RTC“plokštė. Korpusas ir mechaniniai aspektai yra atspausdinti 3D formatu, o skaidrės, rodančios numerius, yra pagamintos iš medžio su lazeriu išgraviruotais skaičiais. Naudodavau 3D spausdintus stovo ir krumpliaračio krumpliaračius, sumontuotus ant medinių skaidrių galinės pusės, kad skaidrės judėtų aukštyn ir žemyn. Stovo ir krumpliaračio sistema buvo gauta iš šio tiesinio judesio įtaiso, kurį Trigubovičius pagamino „Thingiverse“.

Cryptic versija

Aš sukūriau dvi versijas: vieną naudodamas įprastus skaitmenis ir paslaptingą versiją, pagrįstą cfb70 „Cryptic Calendar Instructable“.

Prekės

• Ardunio Uno
• CNC variklio skydas
• A4988 variklio vairuotojas (4 vnt.)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Žingsniai 28BYJ 5V (4 k.)
• Maitinimo jungtis - statinės tipas
• Mygtuko jungiklis (2 kv.)
• Maitinimo šaltinis 12v
• Įvairūs 3 mm varžtai ir veržlės
• 2 mm varžtai RTC plokštei (2 kv.)
• 1,5 lentos pėdos 4/4 kietmedžio (aš naudoju Birdseye Maple)

1 žingsnis: 3D spausdintos dalys

Iš viso yra 14 spausdintų 3D dalių. Aš juos atspausdinau naudodamas PLA „Prusa i3 Mk3“spausdintuve.

• Motorinis vežėjas
• „Pinion Gears“(4 vnt.)
• „Rack Gears“(7 vnt.)
• Galinis viršelis
• Rėmelis

Slankiojančios lentynos buvo per ilgos, kad tilptų ant mano 3D spausdintuvo lovos, todėl jas perlaužiau per pusę ir sujungiau abi puses (A ir B), naudodami sujungtą jungtį.

• Stovo slankiklis A - 500 mm (2 vnt.)
• Stovo slankiklis B - 500 mm (2 vnt.)
• Stovo slankiklis A - 300 mm (2 vnt.)
• Stovo slankiklis B - 300 mm

Skaidrių laikrodžio STL failus galite rasti adresu

2 žingsnis: CNC žingsninio variklio skydo paruošimas

Pridedamos „A4988 Stepper“tvarkyklės

„CNC Stepper Motor Shield“gali naudoti įvairių tipų žingsnines tvarkykles. Aš naudoju „Pololu A4988 Stepper Drivers“. Aš varinėju variklius visu žingsniu.

Įdiegę būtinai nustatykite Vref įtampą, kad apribotumėte srovę, einančią į variklius. „Vref“nustatiau į.15v „A“variklio nepriklausomumo nustatymas

Variklio skydas palaiko 4 variklius, „A“variklį galima valdyti kaip antrąjį variklį, imituojantį vieną iš pirminių X, Y arba Z variklių, arba jis gali būti nepriklausomas variklis. Skaidrių laikrodis turėtų būti nepriklausomas ir jį valdys D12 ir D13 iš „Arduino“.

Kad tai būtų nepriklausomi džemperiai, reikia sumontuoti, kaip parodyta aukščiau esančioje nuotraukoje, kad A. Stp ir A. Dir kaiščiai būtų prijungti prie D12 ir D13.

Žingsninio variklio galia

5 V žingsniniai varikliai iš tikrųjų varomi naudojant 12 V. Šis 12 V maitinimas yra prijungtas prie CNC „Motor Shield“variklio maitinimo jungties.

Maitinimas „Arduino Uno“

„Arduino Uno“energiją tiekia 12 V maitinimo šaltinis, prijungtas prie CNC variklio skydo. Skydo „Vin“kaištis yra atidarytas ir nėra prijungtas prie skydo antraštės. Taigi laidas buvo prijungtas nuo 12 V teigiamo gnybto ir lituojamas prie „Vin“kaiščio ant skydo, kaip parodyta aukščiau esančioje nuotraukoje.

3 žingsnis: žingsninio variklio modifikacijos

„28BYJ“žingsniniai varikliai yra bipoliniai varikliai ir turi 5 kontaktų jungtį, „CNC Motor Shield“yra skirtas varyti vienpoliams varikliams ir turi 4 kontaktų jungtis varikliams prijungti. Norėdami pritvirtinti žingsnius tiesiai prie skydo, pakeičiau žingsninės jungties laidus. Konkrečiai reikia pakeisti laidus Nr. 2 (rožinė) ir Nr. 3 (geltona). Norėdami tai padaryti, aš naudoju mažą atsuktuvą, kad stumčiau jungtį, laikančią laidą jungties korpuse, ir ištraukiau jį iš korpuso ir sukeičiau abu. Tada ant jungties pažymėjau ženklą, kad žinotų, kad jis buvo pakeistas.

Prijungiant variklio kištuką prie skydo, raudonas laidas nenaudojamas, todėl kištuką pastatiau ant antraštės, kad būtų prijungti tik 1-4 kaiščiai, o raudonas 5 kaištis plauktų.

„Slide Clock“varikliai prijungiami taip:

X ašis = minučių slankiklis Y ašis = dešimčių minučių slankiklis Z ašis = valandų slankiklisA ašis = dešimčių valandų slankiklis

4 žingsnis: pridėkite RTC ir jungiklius

Realaus laiko laikrodžio jungtis

„Adafruit PFC8523“realaus laiko laikrodis naudoja I2C, kad galėtų bendrauti su „Arduino“, tačiau „CNC Motor Shield“neprisijungia prie „Arduino“I2C SDA ir SCL kaiščių. Norėdami tai išspręsti, aš panaudojau du vielinius trumpiklius su kaiščių jungtimis ir įkišau juos į SDA ir SCL antraščių pozicijas „Arduino“plokštėje, o tada uždėjau skydą ant viršaus.

Mygtuko jungtys

Du mygtukai yra prijungti prie A1 ir A2 „Arduino“. „CNC Motor Shield“sujungia šiuos kaiščius ant skydo krašto esančios antraštės ir vadina juos „Hold and Resume“. Jungikliai yra prijungti prie šios antraštės.

5 žingsnis: schema

6 žingsnis: Medinių skaidrių paruošimas

Skaidrėms įsigijau 4/4 Birdseye Maple. Norėdami pasiekti reikiamą storį, aš perpjavau medieną per pusę, o po to būgniniu šlifuokliu suformavau vienodą 3/8 colio (9,5 mm) storį visoms pradinėms lentoms. Tada padariau 150 šlifavimo šlifavimo sluoksnį.

Tada lentos suplyšo ir nukryžiavo iki žemiau pateiktų matmenų.

• Minutės skaidrė: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Dešimties minučių skaidrė: 300 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Valandų skaidrė: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm (tiek pat minučių)
• Dešimties valandų skaidrė: 150 mm x 40 mm x 9,5 mm

7 žingsnis: Skaičių graviravimas lazeriu

Prieš stiklo graviravimą lazeriu ant viršutinio plokštės paviršiaus uždėjau mėlyną dažytojų juostą. Tai padeda išvengti apdegimo ir likučių skaičių kraštuose.

Aš naudoju 45 W „Epilog Helix“lazerį, kurio lovos dydis yra 24 x 18 colių. Kadangi minučių ir valandų skaidrės yra ilgesnės nei 18 , jas graviruodamas pasukau visas skaidres 90*. Mano lazerio nustatymai buvo 13 greitis ir galia 90.

Išgraviruotas skaidres nušlifavau 150 ir 180 grūdėtumo švitriniu popieriumi, kad galėčiau pasiruošti apdailai.

Skaičių.dxf galima rasti šio projekto „Github“saugyklojehttps://github.com/moose408/SlideClock

Po graviravimo medieną nušlifavau iki 180 grūdėtumo, tada užtepiau virto linų sėmenų aliejaus (BLO), palaukiau 10 minučių, nuvalyčiau ir palikau 24 valandas, tada vėl nušlifavau 180 grūdelių ir užtepiau dar vieną sluoksnį BLO ir nušluostiau, laukiau 24 valandų, nušlifuotas iki 180 ir padengtas skaidriu blizgiu poliuretanu. Kai jis buvo išgydytas, aš šlifavau kruopas nuo 180 iki 600, kad gautumėte gražų blizgesį.

8 veiksmas: stovo krumpliaračių pridėjimas prie medinių skaidrių

Stovo krumpliaračiai pridedami prie medinių stiklelių galo, jie yra centre išilgai nugaros tiek vertikaliai, tiek horizontaliai.

• Minute ir Hours skaidrėms dvi 500 mm stovo pusės turi būti sujungtos.
• Dešimties minučių skaidrėms dvi iš 300 mm stovo pusių yra sujungtos.
• Dešimties valandų skaidrėms naudoju vieną iš dviejų 300 mm stovo skaidrių pusių.

Krumpliaračio dantys turėtų būti dešinėje pusėje, kai žiūrite į stiklelio galą.

9 žingsnis: laikrodžio surinkimas

Surinkimas yra gana tiesus. Visam surinkimui naudoju 3 mm šešiakampius varžtus. Toliau pateikiami surinkimo žingsniai

1. Pritvirtinkite žingsnius prie variklio laikiklio
2. Prie variklių pridėkite „Pinon“krumpliaračius, jie yra laisvi ir juos laikys stovo slankiklis

3. Įdėkite elektroniką į galinį dangtelį

   • „Arduino“tvirtinamas varžtais per nugarą ir veržlėmis, kad būtų laikoma lenta
   • RTC naudoja du 2 mm varžtus į plastiką
   • Maitinimo jungtis prispaudžiama prie korpuso
   • Jungikliai sumontuoti dviejose pateiktose skylėse.
4. Užpakalinis dangtelis turi sukaustytą uodegos jungtį, kuri pritvirtinama prie variklio laikiklio užpakalinės dalies, viena pusė sulenkiama, kad abi pusės galėtų susilieti su plunksnomis. 3 mm varžtai prisukami iš priekio, kad būtų pritvirtintas galinis dangtelis.
5. Pridėkite rėmelį
6. Skaičiai su skaičiais dedami į lizdus ir yra ant atraminių krumpliaračių krašto. Jie įsijungs, kai laikrodis bus įjungtas.

Galiniame dangtelyje yra skylių skylutės laikrodžiui pakabinti ant sienos. Į STL failus įtrauktas papildomas L laikiklis, kurį galima naudoti laikrodžiui pritvirtinti prie stalo ar darbastalio bandymui.

10 veiksmas: programinė įranga

Šaltinio kodą rasite „GitHub“adresu

Bibliotekos

Skaidrių laikrodis naudoja Stan Reifel „SpeedyStepper“biblioteką, kurią galima rasti adresu

Iš pradžių bandžiau naudoti „AccelStepper“biblioteką, nes atrodo, kad tai naudoja daugelis žmonių. Tai puikiai veikė vienam žingsniukui, bet kai bandžiau vienu metu perkelti visus keturis žingsnius, jis sulėtėjo. Taigi perėjau į „SpeedyStepper“biblioteką ir buvau labai patenkinta. Aš naudosiu šią biblioteką visiems savo žingsnių poreikiams.

Pradėti

Paleidžiant kodas ieško paspaudimo serijiniame prievade.

• Jei vartotojas paspaudžia klavišą, įjungiamas derinimo meniu, leidžiantis rankiniu būdu valdyti visus žingsninius variklius.
• Jei serijiniame prievade nėra veiklos, programinė įranga inicijuoja laikrodį, priartindama skaidres ir tada rodo dabartinį laiką.

Skaidrių pristatymas

Kai naudojate žingsninius variklius, turite juos inicijuoti į „pradinę padėtį“, kad programinė įranga žinotų kiekvienos skaidrės fizinę padėtį. Iš pradžių ketinau prie kiekvienos skaidrės pridėti salės efekto jutiklius ir magnetą, kad aptikčiau pradinę padėtį. Tam reikėjo papildomos elektronikos ir šiek tiek pagalvojęs supratau, kad galiu tiesiog paleisti skaidrę iki pat viršaus, kad būtų pasiektas maksimalus žingsnių skaičius. Jei čiuožykla pateks iki maksimalaus žingsnių skaičiaus, ji atšoks ant atraminės pavaros, o varikliams sustojus visos skaidrės bus ant atramos krumpliaračio pačioje viršutinėje riboje. Tai šiek tiek triukšminga ir laikui bėgant gali sukelti susidėvėjusių krumpliaračių pavarų dėvėjimąsi, tačiau tai pakankamai retai, kad tai neturėtų kelti problemų.

11 žingsnis: veikimas

Laikrodžio paleidimas

Pirmą kartą prijungus laikrodį, bus rodomos visos 4 skaidrės ir rodomas dabartinis laikas.

Laiko nustatymas

Norėdami nustatyti laiką, paspauskite ir laikykite 1 sekundę mėlyną režimo mygtuką laikrodžio apačioje. Dešimties valandų slankiklis judės aukštyn ir žemyn 1/2 , nurodydamas, kad jis pasirinktas. Paspauskite geltoną pasirinkimo mygtuką, kad pakeistumėte laiką, arba paspauskite režimo mygtuką, jei norite pereiti prie kitos skaidrės (valandos). Kartokite iki laiko buvo nustatytas ir paskutinį kartą paspauskite režimo mygtuką, kad paleistumėte laikrodį.

12 žingsnis: Išvada

Yra daug variantų, kuriuos galima ištirti naudojant šį dizainą. Viena idėja yra pakeisti skaičius raidėmis ir panaudoti jas, kad būtų rodomi 4 raidžių žodžiai, perteikiantys tokią informaciją kaip oras, akcijų rinka ar teiginiai.

Pavyzdžiui, mano žmona nori, kad aš parengčiau versiją, kurioje būtų nurodyta jos darbo būsena; Užimta, nemokama, skambinti ir tt Tai galima lengvai padaryti tiesiog pakeitus skaidres ir pakeitus šiek tiek programinės įrangos. Galimybės beribės.

Antrasis prizas remiksų konkurse