Klizni sat: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Uživam u dizajniranju i izradi zanimljivih satova i uvijek tražim jedinstvene načine prikazivanja vremena. Ovaj sat koristi 4 okomita slajda koji sadrže brojeve. Četiri koračna motora postavljaju klizače tako da se tačno vrijeme prikazuje u prikazu sata. Steperima se upravlja pomoću Arduino Uno sa CNC štitom. Koristi Adafruit PCF8523 RTC ploču kako bi zadržala vrijeme. Kućište i mehanički aspekti su 3D štampani, a dijapozitivi koji prikazuju brojeve izrađeni su od drveta sa laserski ugraviranim brojevima. Koristio sam zupčanike s regalom i zupčanicima sa 3D otiskom postavljene na stražnjoj strani drvenih tobogana za pomicanje klizača gore -dolje. Sistem zupčanika i zupčanika izveden je iz ovog uređaja za linearno kretanje koji je izradio Trigubovich na Thingiverseu.

Kriptična verzija

Napravio sam dvije verzije jednu koristeći normalne brojeve i kriptičnu verziju zasnovanu na cfb70's Cryptic Calendar Instructable.

Supplies

• Ardunio Uno
• CNC motorni štit
• A4988 Vozač motora (qty 4)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Stepere 28BYJ 5V (qty 4)
• Konektor za napajanje - tip cijevi
• Prekidač na dugme (količina 2)
• Napajanje 12v
• Ostali vijci i matice od 3 mm
• 2 mm vijci za RTC ploču (2)
• 1,5 dna stopala od 4/4 tvrdog drveta (koristila sam javor ptice)

Korak 1: 3D štampani dijelovi

Postoji ukupno 14 - 3D štampanih delova. Odštampao sam ih pomoću PLA na štampaču Prusa i3 Mk3.

• Motor Carrier
• Zupčanici (Qty 4)
• Rack Gears (količina 7)
• Zadnji poklopac
• Bezel

Klizni stalci bili su predugi da stanu na krevet za moj 3D štampač pa sam ih prelomio na pola i spojio zupčanikov rep kako bih spojio dvije polovine (A & B) zajedno.

• Klizni stalak A - 500 mm (2)
• Klizni nosač B - 500 mm (2)
• Klizni stalak A - 300 mm (2)
• Stalak klizač B - 300 mm

STL datoteke za Slide Clock mogu se pronaći na

Korak 2: Priprema štita od CNC koračnog motora

Dodavanje upravljačkih programa koraka A4988

CNC okretni motor koračnih motora može koristiti različite vrste pokretača koraka. Koristim Pololu A4988 upravljačke programe za stepere. Vozim motore koristeći pune korake.

Nakon instaliranja obavezno podesite Vref napon kako biste ograničili struju koja ide prema motorima. Postavio sam Vref na.15vPostavljanje motora A na neovisno

Štitnik motora podržava 4 motora, "A" motor se može pokretati kao drugi motor koji oponaša jedan od primarnih X, Y ili Z motora ili može biti nezavisni motor. Za klizni sat trebao bi biti nezavisan i njime će upravljati D12 i D13 iz Arduina.

Da bi bili nezavisni, kratkospojnici moraju biti instalirani kao što je prikazano na gornjoj fotografiji za spajanje pinova A. Stp i A. Dir na D12 i D13.

Snaga koračnog motora

Step motori od 5V zapravo se pokreću pomoću 12V. Ovaj izvor napajanja od 12 V spojen je na konektor za napajanje motora CNC štitnika motora.

Napajanje Arduino Uno

Napajanje za Arduino Uno dobiva se od 12v napajanja spojenog na CNC štit motora. Vin pin na štitu je otvoren i nije povezan sa zaglavljem na štitu. Tako je žica spojena od pozitivnog terminala 12V i lemljena na Vin pin na štitu kao što je prikazano na gornjoj fotografiji.

Korak 3: Modifikacije koračnog motora

Koračni motori 28BYJ su bipolarni motori i imaju 5-pinski konektor, CNC motorni štit je dizajniran za pogon unipolarnih motora i ima 4-pinske glave za povezivanje motora. Za pričvršćivanje stepera direktno na štit izmijenio sam ožičenje koračnog konektora. Konkretno, žice #2 (ružičaste) i #3 (žute) moraju se zamijeniti. Da bih to učinio, upotrijebio sam mali odvijač kako bih gurnuo jezičak koji drži žicu u kućištu konektora, izvukao ga iz kućišta i zamijenio dva. Zatim sam stavio oznaku na konektor kako bih znao da je izmijenjen.

Prilikom spajanja utikača motora na štit crvena žica se ne koristi, pa sam utikač postavio na zaglavlje tako da su spojeni samo pinovi 1-4, a crveni pin 5 je plutao.

Motori kliznog sata povezani su na sljedeći način:

X osa = Minute Klizač Y osa = Desetine minuta Klizač Z osava = Klizač za sate A osa = Klizač za desetke sati

Korak 4: Dodavanje RTC -a i prekidača

Povezivanje sata u realnom vremenu

Adafruit PFC8523 sat u realnom vremenu koristi I2C za komunikaciju s Arduinom, međutim CNC motorni štit se ne povezuje sa I2C SDA i SCL pinovima na Arduinu. Da bih to riješio, upotrijebio sam dva žičana kratkospojnika sa pin konektorima i umetnuo ih u položaje zaglavlja SDA i SCL na Arduino ploči, a zatim postavio štit na vrh.

Povezivanje pomoću tastera

Dva tastera su povezana sa A1 i A2 na Arduinu. CNC motorni štit dovodi ove igle u zaglavlje na rubu štita i naziva ih Zadrži i nastavi. Prekidači su priključeni u ovo zaglavlje.

Korak 5: Shema

Korak 6: Priprema drvenih tobogana

Kupio sam 4/4 javora od ptica za dijapozitive. Da bih postigao odgovarajuću debljinu, drvo sam prepolovio na pola, a zatim sam pomoću brusilice za bubnjeve stvorio ujednačenu debljinu od 9,5 mm za sve početne ploče. Zatim sam obavio završno brušenje sa 150 zrnaca.

Ploče su zatim rascijepljene i prerezane na donje dimenzije.

• Klizni minuti: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Klizač za desetine minuta: 300 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Klizni sati: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm (isto kao minute)
• Klizač za desetine sati: 150 mm x 40 mm x 9,5 mm

Korak 7: Lasersko graviranje brojeva

Prije laserskog graviranja dijapozitiva na gornju površinu ploče nanio sam plavu slikarsku traku. To pomaže u sprječavanju prženja i ostataka na rubovima brojeva.

Koristio sam Epilog Helix Laser od 45 W koji ima krevet veličine 24 "x 18". Budući da su minute i sati dijapozitivi duži od 18 ", rotirao sam sve dijapozitive 90* prilikom graviranja. Moje postavke lasera su bile brzina 13 i snaga 90.

Urezane dijapozitive sam brusio brusnim papirom granulacije 150 i 180 kako bih se pripremio za završnu obradu.

. Dxf za brojeve može se pronaći u spremištu Github za ovaj projekthttps://github.com/moose408/SlideClock

Završna obrada Nakon graviranja, brusio sam drvo do granulacije 180, zatim nanio prokuhano laneno ulje (BLO), čekao 10 minuta da se obriše i ostavio da se stvrdne 24 sata, a zatim sam ponovo brusio sa 180 zrnaca i nanio drugi sloj BLO -a i obrisao, čekao 24 sati, brušeno na 180 i naneseno poliuretan od sjajnog sjaja. Jednu izliječenu sam izbrusio kroz zrnce od 180 do 600 kako bih postigao lijep sjaj.

Korak 8: Dodavanje stalka na drvene tobogane

Zupčanici regala dodani su na stražnju stranu drvenih tobogana, centrirani su uzduž stražnje strane, okomito i vodoravno.

• Za klizanje minuta i sati, dvije polovice stalka od 500 mm moraju biti povezane zajedno.
• Za klizač "Deset minuta" dvije od polovica regala od 300 mm povezane su zajedno.
• Za tobogan Deset sati koristim jednu od dvije polovice klizača stalka od 300 mm.

Zubi zupčanika trebaju se nalaziti s desne strane kada gledate na stražnju stranu klizača.

Korak 9: Sastavljanje sata

Montaža je prilično jednostavna. Za cijeli sklop koristio sam vijke sa šesterokutnom glavom od 3 mm. U nastavku su navedeni koraci montaže

1. Montirajte stepenice na nosač motora
2. Dodajte pinon zupčanike motorima, oni su labavi i bit će pričvršćeni klizačem stalka

3. Umetnite elektroniku u stražnji poklopac

   • Arduino je pričvršćen vijcima kroz stražnju stranu i maticama za držanje ploče
   • RTC koristi dva vijka od 2 mm za plastiku
   • Konektor za napajanje se utiskuje u kućište
   • Prekidači su ugrađeni u dvije predviđene rupe.
4. Stražnji poklopac ima zglob lastavičjeg repa koji se pričvršćuje na stražnju stranu nosača motora, a jedna se strana savija kako bi se obje strane mogle spojiti sa šljokicama. Vijci od 3 mm su pričvršćeni sprijeda kako bi se pričvrstio stražnji poklopac.
5. Dodajte okvir
6. Broj klizača je postavljen u utore i počiva na rubovima zupčanika. Uključit će se kada se na sat uključi napajanje.

Na stražnjoj strani poklopca nalaze se otvori za ključaonice za vješanje sata na zid. STL datoteke sadrže opcionalnu L-zagradu koja se može koristiti za pričvršćivanje sata na stol ili radnu površinu za testiranje.

Korak 10: Softver

Izvorni kod nalazi se na GitHub -u na

Biblioteke

Klizni sat koristi biblioteku SpeedyStepper autora Stan Reifela koju možete pronaći na

Prvo sam pokušao koristiti AccelStepper biblioteku jer se čini da je to ono što mnogi ljudi koriste. Dobro je funkcionirao za jedan steper, ali kad sam pokušao pomaknuti sva četiri stepenika istovremeno, usporio je do puzanja. Pa sam prešao na biblioteku SpeedyStepper i bio sam jako zadovoljan. Ovu biblioteku ću koristiti za sve svoje koračne potrebe u budućnosti.

Startup

Kod pokretanja kod traži pritisak na serijski port.

• Ako korisnik pritisne tipku, omogućit će se izbornik za otklanjanje pogrešaka koji omogućuje ručnu kontrolu svih koračnih motora.
• Ako nema aktivnosti na serijskom portu, softver inicijalizira sat preusmjeravanjem slajdova, a zatim prikazuje trenutno vrijeme.

Navođenje slajdova

Kada koristite koračne motore, morate ih inicijalizirati u "početni položaj" tako da softver zna fizički položaj svakog slajda. Prvo sam namjeravao svakom senzoru dodati senzore Hall efekta i magnet za otkrivanje početnog položaja. Ovo će zahtijevati dodatnu elektroniku i nakon što sam malo razmislio, shvatio sam da mogu samo pokrenuti tobogan sve do vrha za maksimalni broj koraka. Ako klizač dođe tamo prije maksimalnog broja koraka, odskočit će na zupčanik, a kada se motori zaustave, svi kliznici će počivati na zupčaniku na samom vrhu svoje granice. Malo je bučan i s vremenom bi mogao dovesti do trošenja zupčanika, ali to je rijetkost da to ne bi trebao biti problem.

Korak 11: Operacija

Pokretanje sata

Kada se sat prvi put uključi, on će smjestiti sva 4 slajda, a zatim će prikazati trenutno vrijeme.

Podešavanje vremena

Za postavljanje vremena pritisnite i držite 1 sekundu plavo dugme Mode na dnu sata. Klizač za desetine sati pomjerat će se gore -dolje 1/2 da označi da je odabran. Pritisnite žuto dugme za odabir da promijenite vrijeme ili pritisnite tipku za način rada da prijeđete na sljedeći slajd (sati). Ponavljajte do vremena je postavljeno, a zatim pritisnite zadnji način tipke Mode za pokretanje sata.

Korak 12: Zaključak

Mnogo je opcija koje bi se mogle istražiti s ovim dizajnom. Jedna je ideja zamijeniti brojeve slovima i upotrijebiti ih za prikaz riječi od 4 slova koje prenose informacije poput vremena, burze ili afirmacija.

Na primjer, moja žena želi da napravim verziju koja prikazuje njen radni status; Zauzet, besplatan, poziv itd. To se lako može učiniti samo zamjenom slajdova i promjenom malo softvera. Mogućnosti su beskrajne.

Druga nagrada na takmičenju za remikse