Drsna ura: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Uživam v oblikovanju in izdelavi zanimivih ur in vedno iščem edinstvene načine za prikaz časa. Ta ura uporablja 4 navpične diapozitive, ki vsebujejo številke. Štirje koračni motorji pozicionirajo drsnike tako, da je na zaslonu ure prikazan pravilen čas. Steperji se upravljajo z Arduino Uno s CNC ščitom. Za ohranjanje časa uporablja ploščo Adafruit PCF8523 RTC. Ohišje in mehanski vidiki so 3D natisnjeni, diapozitivi s številkami pa so narejeni iz lesa z lasersko vgraviranimi številkami. Za premikanje diapozitivov navzgor in navzdol sem uporabil zobnike z regali in zobniki, ki so natisnjeni na 3d. Sistem zobnikov je nastal iz te naprave za linearno gibanje, ki jo je izdelal Trigubovich na Thingiverse.

Kriptična različica

Naredil sem dve različici, eno z običajnimi številkami in skrivnostno različico, ki temelji na cfb70's Cryptic Calendar Instructable.

Zaloge

• Ardunio Uno
• CNC motorni ščit
• A4988 Motor Driver (qty 4)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Steperji 28BYJ 5V (4)
• Napajalni konektor - vrsta cevi
• Stikalno stikalo (2)
• Napajanje 12V
• Razni vijaki in matice 3 mm
• 2 mm vijaki za ploščo RTC (2)
• 1,5 deske 4/4 trdega lesa (uporabil sem javor ptičje oko)

Korak: 3D natisnjeni deli

Skupno je 14 - 3D tiskanih delov. Natisnil sem jih s tiskalnikom PLA na tiskalniku Prusa i3 Mk3.

• Motorni nosilec
• Zobnik (zobnik 4)
• Rack Gears (količina 7)
• Zadnji pokrov
• Okvir

Drsni regali so bili predolgi, da bi se prilegali moji postelji s 3D tiskalnikom, zato sem jih prelomil na pol in z loputovim repom povezal dve polovici (A & B) skupaj.

• Drsnik za stojala A - 500 mm (2)
• Drsnik za stojala B - 500 mm (2)
• Drsnik za stojala A - 300 mm (2)
• Drsnik za stojalo B - 300 mm

Datoteke STL za Slide Clock najdete na

2. korak: Priprava ščita koračnega motorja CNC

Dodajanje koračnih gonilnikov A4988

CNC koračni motorni ščit lahko uporablja različne vrste gonilnikov korakov. Uporabljam koračne gonilnike Pololu A4988. Motorje vozim s polnimi koraki.

Ko je nameščen, nastavite napetost Vref, da omejite tok, ki teče v motorje. Vref sem nastavil na.15v Nastavitev motorja A na neodvisen

Ščit motorja podpira 4 motorje, motor "A" se lahko poganja kot 2. motor, ki posnema enega od primarnih motorjev X, Y ali Z ali pa je samostojen motor. Za drsno uro mora biti neodvisna in jo bosta upravljala D12 in D13 iz Arduina.

Če želite, da postanejo neodvisni skakalci, kot je prikazano na zgornji fotografiji, priključite zatiče A. Stp in A. Dir na D12 in D13.

Moč koračnega motorja

5V koračni motorji se dejansko poganjajo z 12V. Ta 12V napajalnik je priključen na napajalni priključek motorja ščita CNC.

Napajanje Arduino Uno

Napajanje za Arduino Uno se napaja iz 12 -voltnega napajanja, priključenega na CNC motorni ščit. Vijak Vin na ščitu je odprt in ni povezan z glavo na ščitu. Tako je bila priključena žica od pozitivnega priključka 12V in spajkana na pin Pin na ščitu, kot je prikazano na zgornji fotografiji.

3. korak: Spremembe koračnega motorja

Koračni motorji 28BYJ so bipolarni motorji in imajo 5-polni konektor, CNC motorni ščit je zasnovan za pogon unipolarnih motorjev in ima 4-polne glave za priključitev motorjev. Za pritrditev korakov neposredno na ščit sem spremenil ožičenje koračnega priključka. Zlasti je treba zamenjati žici #2 (roza) in #3 (rumena). V ta namen sem z majhnim izvijačem potisnil jeziček, ki drži žico v ohišju priključka, ga izvlekel iz ohišja in zamenjal oba. Nato sem na priključek dal oznako, da sem vedel, da je bil spremenjen.

Pri priključitvi vtiča motorja na ščit se rdeča žica ne uporablja, zato sem vtič namestil na glavo tako, da so bili priključeni samo zatiči 1-4, rdeči zatič 5 pa je lebdel.

Motorji drsne ure so povezani na naslednji način:

Os X = drsnik za minute Y os = za več deset minut drsnik za os Z = za drsnik za ure A os = za več deset ur za drsnik

4. korak: Dodajanje RTC in stikal

Povezava ure v realnem času

Ura za realni čas Adafruit PFC8523 uporablja I2C za komunikacijo z Arduinom, vendar se CNC motorni ščit ne poveže z nožicami I2C SDA in SCL na Arduinu. Za rešitev tega sem uporabil dva žična mostička s pin konektorji in ju vstavil v položaj glave SDA in SCL na plošči Arduino in nato namestil ščit na vrh.

Povezave s tipkami

Dva gumba sta povezana z A1 in A2 na Arduinu. CNC motorni ščit prinaša te zatiče v glavo na robu ščita in jih imenuje Zadrži in nadaljuj. Stikala so priključena v to glavo.

5. korak: Shema

Korak 6: Priprava lesenih toboganov

Za diapozitive sem kupil javor ptičje oko 4/4. Da bi dosegel ustrezno debelino, sem les prepolovil na pol in nato z bobnastim brusilnikom ustvaril enakomerno debelino 3/8 (9,5 mm) za vse začetne plošče. Nato sem opravil zaključni brusni pas s peskom 150.

Plošče so nato raztrgale in prerezale na spodnje mere.

• Minutni diapozitiv: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Drsnik na desetine minut: 300 mm x 40 mm x 9,5 mm
• Urnik: 500 mm x 40 mm x 9,5 mm (enako kot minute)
• Drsnik na deset ur: 150 mm x 40 mm x 9,5 mm

Korak 7: Lasersko graviranje številk

Pred laserskim graviranjem diapozitivov sem na zgornjo površino plošče nalepil modri slikarski trak. To pomaga preprečiti opekline in ostanke na robovih številk.

Uporabil sem 45W Epilog Helix Laser, ki ima velikost postelje 24 "x 18". Ker so diapozitivi minut in ur daljši od 18 ", sem med graviranjem obrnil vse diapozitive za 90*. Moje laserske nastavitve so bile hitrost 13 in moč 90.

Gravirane diapozitive sem brusil z brusnim papirjem zrnavosti 150 in 180, da sem jih pripravil na končno obdelavo.

. Dxf za številke najdete v skladišču Github za ta projekt

Po graviranju sem les brusila do zrnavosti 180, nato nanesla Kuhano laneno olje (BLO), počakala 10 minut, da sem ga obrisala in pustila, da se strdi 24 ur, nato pa sem ponovno brusila s peskom 180 in nanesla še en sloj BLO ter obrisala, čakala 24 ure, brušen na 180 in nanešen prozoren poliuretan. Enega, ki je bil ozdravljen, sem brusil skozi drobljence od 180 do 600, da sem dosegel lep sijaj.

8. korak: Dodajanje stojalnih zobnikov lesenim toboganom

Zobniki stojala so dodani na hrbtni strani lesenih toboganov, centrirani vzdolž hrbta navpično in vodoravno.

• Za drsenje minut in ur morate dve polovici stojala 500 mm povezati skupaj.
• Za diapozitiv deset minut sta dve od 300 mm polovic stojala povezani skupaj.
• Za diapozitiv Deset ur uporabljam eno od dveh polovic tobogana 300 mm.

Ko gledate na zadnjo stran drsnika, morajo biti zobniki zobnika na desni strani.

9. korak: Sestavljanje ure

Montaža je dokaj enostavna. Za celoten sklop sem uporabil 3 mm vijake s šestrobo glavo. Spodaj so navedeni koraki sestavljanja

1. Steperje pritrdite na nosilec motorja
2. Motorjem dodajte zobnike, ki so ohlapni in jih bo držal nosilec

3. Namestite elektroniko na zadnji pokrov

   • Arduino je pritrjen z vijaki skozi hrbet in maticami, ki držijo ploščo
   • RTC uporablja dva 2 mm vijaka v plastiko
   • Napajalni konektor je pritrjen v ohišje
   • Stikala so nameščena v obeh predvidenih luknjah.
4. Zadnji pokrov ima spoj lastovičjega repa, ki se pritrdi na zadnji del nosilca motorja, ena stran se upogne, da se lahko obe strani spopadeta s škrlatnimi repi. 3 mm vijaki so priviti od spredaj za pritrditev zadnjega pokrova.
5. Dodajte okvir
6. Številčni diapozitivi so nameščeni v reže in počivajo na robu zobnikov. Začeli bodo, ko bo ura priključena na napajanje.

Na zadnjem pokrovu so odprtine za ključavnice za obešanje ure na steno. Datoteke STL vključujejo izbirni L-nosilec, ki ga lahko uporabite za pritrditev ure na mizo ali delovno mizo za testiranje.

10. korak: Programska oprema

Izvorno kodo najdete na GitHubu na naslovu

Knjižnice

Drsna ura uporablja knjižnico SpeedyStepper avtorja Stan Reifel, ki jo najdete na:

Sprva sem poskušal uporabiti knjižnico AccelStepper, saj se zdi, da jo uporablja veliko ljudi. Za en sam korak je dobro deloval, a ko sem poskušal premakniti vse štiri korake hkrati, se je upočasnilo do plazenja. Tako sem prestopil v knjižnico SpeedyStepper in bil zelo zadovoljen. To knjižnico bom uporabljal za vse svoje koračne potrebe.

Začeti

Koda ob zagonu poišče pritisk tipke na serijskih vratih.

• Če uporabnik pritisne tipko, bo omogočil meni za odpravljanje napak, ki omogoča ročni nadzor nad vsemi koračnimi motorji.
• Če na serijskih vratih ni dejavnosti, programska oprema inicializira uro tako, da premakne diapozitive, nato pa prikaže trenutni čas.

Pokažite diapozitive

Pri uporabi koračnih motorjev jih morate inicializirati v "domači položaj", tako da programska oprema pozna fizični položaj vsakega diapozitiva. Sprva sem nameraval vsakemu diapozitivu dodati senzorje za efekt hale in magnet za zaznavanje domačega položaja. To bo zahtevalo dodatno elektroniko in potem, ko sem malo premislil, sem spoznal, da lahko drsim vse do vrha za največje število korakov. Če drsnik pride tja pred največjim številom korakov, se bo odbil na vzmetenje in ko se motorji ustavijo, bodo vsi drsniki počivali na opornici na samem vrhu svoje meje. Je nekoliko hrupno in sčasoma lahko povzroči obrabo zobnikov, vendar je to dovolj redko, da to ne bi smelo biti problem.

11. korak: Delovanje

Zagon ure

Ko je ura prvič vklopljena, bo prikazala vse 4 diapozitive in nato prikazala trenutni čas.

Nastavitev časa

Če želite nastaviti čas, pritisnite in 1 sekundo držite modri gumb Način na dnu ure. Drsnik za več deset ur se bo pomaknil navzgor in navzdol za 1/2 , da označi, da je izbran. Pritisnite rumeni gumb za izbiro, da spremenite čas, ali pa gumb za način, da se premaknete na naslednji diapozitiv (ure). Ponavljajte do časa je bila nastavljena in nato še zadnji pritisk gumba Mode za zagon ure.

12. korak: Zaključek

S to zasnovo je mogoče raziskati veliko možnosti. Ena ideja je, da številke zamenjate s črkami in jih uporabite za prikaz štiričrkovnih besed, ki posredujejo informacije, kot so vreme, borza ali afirmacije.

Moja žena na primer želi, da naredim različico, ki prikazuje njen delovni status; Zaseden, prost, klic itd. To lahko preprosto storite tako, da zamenjate diapozitive in spremenite malo programske opreme. Možnosti je neskončno.

Druga nagrada na natečaju za remikse