Jam Linear (MVMT 113): 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Projek Fusion 360 »

Tidak kira apa yang diberitahu oleh Deepak Chopra, masa adalah linear. Mudah-mudahan jam ini sedikit lebih dekat dengan realiti daripada yang biasa kita gunakan. Selang lima minit terasa kurang neurotik daripada tepat hingga minit, dan setiap nombor diperbesar, mengingatkan anda untuk fokus pada masa sekarang.

Saya membuat ini dengan menggunakan hampir semua mesin di Pier 9 (waterjet, sand blaster, laser cutter, 3D printer, makmal elektronik, dll.). Ia diperbuat daripada aluminium 6061, perkakasan keluli (skru, mur, bantalan), gear dicetak 3D, Arduino Uno, dan panel jam dan minit adalah papan lapis potong laser / terukir.

Sudah tentu saya tahu projek ini tidak dapat diakses oleh hampir semua orang yang tidak mempunyai kekayaan luar biasa kerana mempunyai akses ke kedai seperti ini, tetapi semoga anda mendapat inspirasi.

Fusion 360 percuma untuk pelajar dan penggemar, dan terdapat banyak sokongan pendidikan. Sekiranya anda ingin mempelajari model 3D jenis pekerjaan yang saya lakukan, saya rasa ini adalah pilihan terbaik di pasaran. Klik pautan di bawah untuk mendaftar:

Pelajar / Pendidik

Hobi / Permulaan

Saya juga mengetuai siri kelas webinar yang berkaitan dengan projek pemodelan 3D dengan bahagian yang bergerak. Dalam webinar ini, anda akan mempelajari ciri-ciri Fusion 360 seperti pemasangan mekanikal canggih (bermaksud dua atau lebih sendi berinteraksi) dan rendering. Webinar terakhir tertumpu pada pemodelan reka bentuk jam ini di Fusion 360. Anda boleh menonton keseluruhan video di sini:

Sekiranya anda berminat, lihat dua webinar lain dalam siri ini di mana anda akan belajar merancang Lampu Giant Knob dan Jam Kekal dengan Arduino.

Langkah 1: 507 Pergerakan Mekanikal

507 Mechanical Movements adalah ensiklopedia mekanisme biasa dari tahun 1860-an yang berfungsi sebagai rujukan yang baik untuk perkara seperti ini. Mekanisme ini berdasarkan Gerakan 113, "Rack and Pinion". Ini akan menjadi projek yang panjang, jadi jika anda mempunyai mekanisme tertentu yang anda mahu saya buat, jangan ragu untuk membuat permintaan dalam komen!

Langkah 2: Reka Bentuk & Model 3D

Video di atas adalah rakaman webinar yang saya buat untuk bahagian reka bentuk rak dan pinion projek.

Bahagian paling sukar dari reka bentuk adalah pemasangan rak rak dan pinion. Matematik untuk reka bentuk gear boleh menjadi sangat rumit (sebenarnya, ada jurutera yang pada dasarnya hanya merancang pemasangan gear untuk alasan ini), tetapi berdasarkan tutorial Youtube yang hebat oleh Rob Duarte, saya membuat templat saya sendiri yang sesuai dengan versi terkini tambahan Spur Gear untuk Fusion.

Video di atas memandu anda melalui proses membuat pemasangan rak dan pinion, tetapi jika anda mahukan tutorial yang lebih teliti, silakan sertai saya untuk webinar Design Now Hour Of Making in Motion pada 5 April. Sekiranya anda terlepas webinar, itu ' Saya akan dirakam dan saya akan menghantar video di sini.

Templat (pautan di bawah) mempunyai semua parameter yang ditunjukkan di atas sudah dimasukkan. Saya tidak akan masuk ke dalam matematik di sini, tetapi jika anda mengikuti arahan, itu mesti sesuai dengan anda.

Gunakan add-in Spur Gear dengan pergi ke ADD-INS> Skrip dan Add-Ins …> Spur Gear> Run. Apabila anda mendapat tetingkap seperti di atas, masukkan parameternya. Bilangan Gigi tidak akan membiarkan anda menggunakan parameter untuk nilainya, jadi pastikan ia sesuai dengan nilai gigiNum jika anda mengubahnya. Anda juga harus mengalikan parameter yang dinamakan dengan 1 seperti yang ditunjukkan di atas.

Perlu diingat bahawa setelah gear dibuat, anda dapat mengeditnya seperti objek lain di Fusion.

Seperti yang ditunjukkan dalam demo video, ini adalah contoh bagaimana anda membina profil gigi menggunakan parameter.

Berikut adalah pautan ke templat yang boleh anda gunakan untuk membuat rak dan pinion anda sendiri di Fusion:

Templat dengan parameter:

Setelah peralatan rak dan pinion dipahami, saya menghabiskan banyak masa memodelkan motor, suis, dan bahagian elektronik lain, kemudian mengetahui semua perinciannya. Dengan pautan gerakan yang dijelaskan di atas, saya dapat memperoleh gambaran yang baik tentang bagaimana ia kelihatan bergerak.

Anda boleh mengakses fail melalui pautan di bawah, dan bermain-main dengannya atau bahkan cuba mengeluarkan versi anda sendiri dari fail. Terdapat sedikit gangguan dan perubahan setelah bahagian dibuat, jadi jangan berharap hanya dapat memotong semua bahagian dengan laser dan mempunyai produk jadi. Projek ini mahal dan memerlukan banyak masa! Sekiranya anda benar-benar serius dalam membuatnya dan memerlukan pertolongan, cukup komen di bawah dan saya akan berusaha sedaya upaya agar anda berjaya.

Reka Bentuk Jam Selesai:

Sekiranya anda belum menjadi pengguna Fusion 360, daftarlah ke Kelas Percetakan 3D percuma saya. Ini adalah kursus kemalangan di Fusion untuk membuat, dan Pelajaran 2 mempunyai semua maklumat yang anda perlukan untuk mendapatkan Fusion secara percuma.

Langkah 3: KEMASKINI 12/1/2020

Setelah membuat prototaip pertama saya memulakan dengan beberapa penambahbaikan pada reka bentuk. Salah seorang rakan saya dari pasukan Elektronik merancang litar khas untuk menggerakkan motor, dan ada sensor magnetik yang membantu mengesan kedudukan (diindeks dari magnet tekan ke rel).

Semua komponen dalam model mempunyai nombor bahagian, kebanyakannya adalah dari McMaster Carr atau DigiKey. Ini adalah reka bentuk yang jauh lebih baik kerana ia mengelakkan masalah rak dari berat rel ketika dilanjutkan sepenuhnya, dan kerana pengindeksan sensor magnet memastikan kedudukan yang tepat setiap kali motor bergerak.

Lengkapkan Perhimpunan Fusion 360:

Langkah 4: Perkakasan

• Panel: Aluminium 6061 tebal 6mm (mungkin papan lapis juga berfungsi)
• Panel nombor: papan lapis 3mm
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• 5V Stepper Motors: https://www.adafruit.com/products/858 (Saya akan mengesyorkan menggunakan motor 12V dan bukannya ini)
• Suis had (4):
• Suis sesaat (2):

Langkah 5: Elektronik & Pengaturcaraan

Elektronik semuanya dilakukan dengan Arduino Uno dan Adafruit Motor Shield.

Inilah idea asas bagaimana saya mahu ia berfungsi:

1. Apabila unit dihidupkan, stepper menjalankan rak kembali sehingga suis had di sebelah kiri dicetuskan. Ini menetapkan kedudukan menjadi sifar. Stepper kemudian menjalankan rak ke hadapan sehingga 1 berpusat pada panel jam dan 00 dipusatkan pada panel minit.
2. Setelah jam dan minit berpusat, rak bergerak maju tepat pada waktunya. Posisi penuh bergerak di bahagian bawah dengan kelajuan penuh setiap 5 minit, dan kedudukan penuh bergerak di bahagian atas setiap jam.
3. Suis sesaat (pin 6-7) untuk menggerakkan rak ke hadapan dengan satu kedudukan (kira-kira 147 langkah), kemudian teruskan dengan mengira jam.
4. Pergerakan jam dan minit mempunyai kaunter yang menghantar bar kembali ke suis had kiri dan menetapkannya semula menjadi sifar setelah jam melewati jam 12, dan minit telah melewati 55.

Saya masih belum jelas mengenai apa sebenarnya yang perlu saya lakukan dengan kod tersebut. Saya membuatnya berfungsi secara teori dengan kod di bawah yang diperoleh dari Randofo. Kod ini menggerakkan bar minit ke depan satu langkah setiap 200 ms (saya fikir) apabila salah satu suis had dicetuskan. Ia berfungsi, tetapi saya cukup cepat keluar dari kerja asas yang saya buat di sini. Ini sepertinya masalah yang cukup mudah bagi pengguna Arduino yang mahir, tetapi saya hanya melakukan projek dengan projek itu mungkin sekali dalam setahun, dan setiap kali saya melakukannya, saya pada dasarnya melupakan semua yang saya pelajari dalam projek terakhir.

/*************************************************************

Demo Motor Shield Stepper oleh Randy Sarafan

Untuk maklumat lebih lanjut lihat:

www.instructables.com/id/Arduino-Motor-Shi…

*************************************************************/

#include #include #include "utiliti / Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Buat objek perisai motor dengan alamat I2C lalai

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Atau, buat dengan alamat I2C yang berbeza (katakan untuk susun) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Sambungkan motor stepper dengan 200 langkah per revolusi (1.8 darjah)

// ke port motor # 2 (M3 dan M4) Adafruit_StepperMotor * myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor * myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

batal persediaan () {

// mulakan sambungan bersiri Serial.begin (9600); // konfigurasikan pin2 sebagai input dan aktifkan pinMode resistor penarik dalaman (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // sediakan pustaka bersiri pada 9600 bps

Serial.println ("Ujian Stepper!");

AFMS.begin (); // buat dengan frekuensi lalai 1.6KHz

//AFMS.begin(1000); // ATAU dengan frekuensi yang berbeza, katakan 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 rpm}

gelung kosong () {

// baca nilai butang ke dalam sensorVal berubah = digitalRead (2); sensorVal == RENDAH; int delayL = 200; jika (sensorVal == RENDAH) {Serial.println ("Minutes ++"); // myMotor1-> langkah (1640, LATAR BELAKANG, GANDA); untuk (int i = 0; i step (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println ("Hours ++"); myMotor1-> langkah (1615, KE DEPAN, BERGANDA);

// myMotor2-> langkah (1600, LATAR BELAKANG, GANDA);

langkah myMotor2-> (220, KE DEPAN, GANDA); // kelewatan (delayL); } lain {

//Serial.println("Langkah gegelung berganda ");

myMotor1-> langkah (0, KE DEPAN, GANDA); myMotor1-> langkah (0, LATAR BELAKANG, GANDA); }}

Langkah 6: Pasang Pangkalan

Pangkalannya diperbuat daripada dua pinggan dengan spacer menahannya. Skru mengikat ke piring melalui lubang yang diketuk. Bahagian nombor 6 pada gambar ini adalah bahagian cetak 3D lain - spacer yang juga buaian untuk terminal kuasa untuk motor stepper.

Langkah 7: Tambah Suis Momentari

Suis sesaat, Arduino, dan suis had semuanya mengikat pada plat depan, jadi mengakses elektronik untuk melakukan perubahan adalah mudah - cukup lepaskan plat belakang dan anda boleh mencapai segalanya.

Langkah 8: Tambah Pemasangan Plat dan Suis Had

Plat pemasangan menahan suis had dan unit galas untuk rak. Bahagian ini juga dapat kekal bersama semasa mengedit elektronik.

Langkah 9: Tambah Motor & Gear Stepper

Motor stepper diikat ke panel dengan skru M4 melalui lubang berulir, dan gear dicetak 3D dipasang dengan tepat ke tiang motor. Saya menggunakan trigger clamp untuk membuat mereka selesa dan memerah.

Langkah 10: Tambah Rak

Rak mempunyai slot yang dipotong ke dalamnya yang menanggung dua galas bebola. Terdapat jurang kecil (.1mm) antara galas dan slot, yang membolehkan rak bergerak bebas.

Galas diapit antara spacer cetak 3D khusus untuk mendapatkan kesesuaian yang saya perlukan. Terdapat piring rak di bahagian depan yang berfungsi sebagai mesin basuh yang memegang rak di tempatnya.

Langkah 11: Tambahkan Bar Jam dan Minit

Bar jam dan minit diikat ke rak dengan spacer 12mm mewujudkan jurang yang membolehkan jarak antara bar dan rak.

Langkah 12: Tambah Pembesar

Kaca pembesar adalah kanta pembesar poket murah yang saya dapati di amazon. Mereka diimbangi dari bahagian depan palang dengan spacer 25mm.

Langkah 13: Pelajaran yang Dipelajari

Saya belajar banyak mengenai gerakan linear dengan projek ini. Toleransi yang saya gunakan antara galas dan slot di rak adalah terlalu banyak, jadi jika saya membuatnya lagi, saya fikir saya mungkin akan memotongnya menjadi dua. Jurang di sisi celah juga sedikit besar.

Motor berfungsi, tetapi semakin lama cantilever semakin banyak, mereka harus bekerja. Saya mungkin akan menggunakan stepper 12V dan bukannya 5V.

Tindak balas juga seharusnya lebih besar, mungkin 0.25mm. Gear-geseran di rak terlalu rapat dengan gear pertama yang saya cuba.