Jam Slaid: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Saya menikmati merancang dan membina jam yang menarik dan selalu mencari cara unik untuk memaparkan waktu. Jam ini menggunakan 4 slaid menegak yang mengandungi nombor. Empat motor stepper meletakkan slaid sehingga masa yang betul ditunjukkan di kawasan paparan jam. Stepper dikendalikan menggunakan Arduino Uno dengan CNC Shield. Ia menggunakan papan Adafruit PCF8523 RTC untuk menjaga masa. Bahagian sarung dan mekanikal semuanya dicetak 3D dan slaid yang menunjukkan nombornya terbuat dari kayu dengan nombor terukir laser. Saya menggunakan rak cetak dan gear pinion 3d yang dipasang di bahagian belakang slaid kayu untuk menggerakkan slaid ke atas dan ke bawah. Sistem rak dan pinion berasal dari peranti gerakan linear ini yang dibuat oleh Trigubovich di Thingiverse.

Versi Cryptic

Saya membuat dua versi satu menggunakan angka normal dan versi kripto berdasarkan Kalendar Cryptic Instructable cfb70.

Bekalan

• Ardunio Uno
• Perisai Motor CNC
• Pemandu Motor A4988 (qty 4)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Steppers 28BYJ 5V (qty 4)
• Penyambung Kuasa - Jenis tong
• Suis tekan butang (qty 2)
• Bekalan Kuasa 12v
• Lain-lain bolt dan kacang
• Skru 2mm untuk papan RTC (qty 2)
• 1.5 kaki papan kayu keras 4/4 (saya menggunakan Birdseye Maple)

Langkah 1: Bahagian Bercetak 3D

Terdapat sejumlah 14 - bahagian bercetak 3D. Saya mencetaknya menggunakan PLA pada pencetak Prusa i3 Mk3.

• Pembawa Motor
• Gear Pinion (qty 4)
• Rack Gears (qty 7)
• Penutup belakang
• Bezel

Rak slaid terlalu panjang untuk dipasang di tempat tidur pencetak 3d saya, jadi saya memecahkannya separuh dan menggunakan sambungan dovetail untuk menghubungkan dua bahagian (A & B) bersama-sama.

• Rak Slaid A - 500mm (qty 2)
• Rak Slaid B - 500mm (qty 2)
• Rak Slaid A - 300mm (qty 2)
• Rak Slaid B - 300mm

Fail STL untuk Slide Clock boleh didapati di

Langkah 2: Menyiapkan Perisai Motor Stepper CNC

Menambah Pemacu Stepper A4988

CNC Stepper Motor Shield boleh menggunakan pelbagai jenis pemacu stepper. Saya menggunakan Pemacu Stepper Pololu A4988. Saya memandu motor menggunakan langkah penuh.

Setelah dipasang pastikan untuk menetapkan voltan Vref untuk menghadkan arus yang masuk ke motor. Saya menetapkan Vref ke.15vMenetapkan Motor A untuk Berdikari

Perisai motor menyokong 4 motor, motor "A" boleh digerakkan sebagai motor ke-2 yang meniru salah satu motor X, Y, atau Z utama atau ia boleh menjadi motor bebas. Untuk Slide Clock seharusnya bebas dan akan dikendalikan oleh D12 dan D13 dari Arduino.

Untuk menjadikannya bebas, jumper bebas mesti dipasang seperti yang ditunjukkan pada foto di atas untuk menghubungkan pin A. Stp dan A. Dir ke D12 dan D13.

Kuasa Motor Stepper

Motor stepper 5V sebenarnya dipacu menggunakan 12V. Bekalan 12V ini disambungkan ke penyambung kuasa motor CNC Motor Shield.

Menghidupkan Arduino Uno

Kuasa untuk Arduino Uno dibekalkan oleh bekalan 12v yang disambungkan ke CNC Motor Shield. Pin Vin pada perisai terbuka dan tidak disambungkan ke header pada perisai. Oleh itu, wayar disambungkan dari terminal positif 12V dan disolder ke pin Vin pada perisai seperti yang ditunjukkan dalam foto di atas.

Langkah 3: Pengubahsuaian Motor Stepper

Motor 28BYJ Stepper adalah motor bipolar dan mempunyai penyambung 5-pin, CNC Motor Shield direka untuk menggerakkan motor unipolar dan mempunyai header 4-pin untuk menyambungkan motor. Untuk memasang stepper terus ke perisai, saya mengubah suai pendawaian penyambung stepper. Khususnya wayar # 2 (merah jambu) dan # 3 (kuning) perlu ditukar. Untuk melakukannya, saya menggunakan pemacu skru kecil untuk menolak tab yang memegang wayar di perumahan penyambung dan menariknya keluar dari perumahan dan menukar keduanya. Saya kemudian meletakkan tanda pada penyambung untuk mengetahui bahawa ia telah diubah suai.

Semasa menyambungkan palam motor ke perisai wayar merah tidak digunakan, jadi saya meletakkan palam pada tajuk sehingga hanya pin 1-4 yang disambungkan dan pin merah 5 melayang.

Motor Slide Clock disambungkan seperti berikut:

Paksi X = Slaid Minit SumbuY = Sifir Sepuluh Minit SliderZ = Slaid JamAsius = Gelangsar Berpuluh Jam

Langkah 4: Menambah RTC dan Suis

Sambungan Jam Masa Sebenar

Jam Adafruit PFC8523 Real Time menggunakan I2C untuk berkomunikasi dengan Arduino namun CNC Motor Shield tidak bersambung ke pin I2C SDA dan SCL di Arduino. Untuk menyelesaikannya, saya menggunakan dua jumper wayar dengan penyambung pin dan memasukkannya ke kedudukan header SDA dan SCL pada papan Arduino dan kemudian memasang perisai di atas.

Sambungan butang tekan

Kedua-dua butang tekan disambungkan ke A1 dan A2 di Arduino. CNC Motor Shield membawa pin ini ke header di tepi perisai dan memanggilnya Hold and Resume. Suis dipasang ke tajuk ini.

Langkah 5: Skematik

Langkah 6: Menyiapkan Slaid Kayu

Saya membeli 4/4 Birdseye Maple untuk slaid. Untuk mencapai ketebalan yang tepat, saya melihat semula kayu pada separuh dan kemudian menggunakan sander drum untuk membuat ketebalan seragam 3/8 (9.5mm) untuk semua papan awal. Saya kemudian melakukan pas pengamplasan selesai dengan 150 grit.

Papan di mana kemudian dipotong dan dipotong mengikut ukuran di bawah.

• Slaid minit: 500mm x 40mm x 9.5mm
• Slaid Puluhan Minit: 300mm x 40mm x 9.5mm
• Slaid waktu: 500mm x 40mm x 9.5mm (sama dengan minit)
• Slaid Puluhan Jam: 150mm x 40mm x 9.5mm

Langkah 7: Laser Mengukir Nombor

Sebelum laser mengukir slaid, saya melekatkan pita pelukis biru ke permukaan atas papan. Ini membantu mencegah terik dan sisa di pinggir nombor.

Saya menggunakan Epilog Helix Laser 45W yang mempunyai ukuran tempat tidur 24 "x 18". Oleh kerana slaid minit dan jam lebih panjang daripada 18 "saya memutar semua slaid 90 * ketika mengukirnya. Tetapan laser saya adalah kelajuan 13 dan kuasa 90.

Saya menggosok slaid yang terukir dengan kertas pasir 150 dan 180 grit untuk bersiap untuk selesai.

A.dxf untuk nombor boleh didapati di repositori Github untuk projek ini

Selesai Setelah mengukir, saya mengasah kayu hingga 180 grit kemudian menggunakan Minyak Biji Rami Boiler (BLO), menunggu 10 minit menyapu dan membiarkannya sembuh selama 24 jam, saya kemudian pasir lagi dengan 180 grit dan menggunakan lapisan BLO yang lain dan disapu, menunggu 24 berjam-jam, diampelas hingga 180 dan menggunakan Clear Gloss Polyurethane. Satu yang disembuhkan saya pasir di pasir dari 180 hingga 600 untuk mendapatkan kemasan gloss yang bagus.

Langkah 8: Menambah Rack Gears ke Slaid Kayu

Gear rak ditambahkan ke bahagian belakang gelongsor kayu, mereka berpusat di sepanjang belakang baik secara menegak dan melintang.

• Untuk slaid Minit dan Jam, dua bahagian rak 500mm perlu disambungkan bersama.
• Untuk slaid Puluhan Minit dua bahagian rak 300mm dihubungkan bersama.
• Untuk slaid Puluhan Jam saya menggunakan salah satu daripada dua bahagian slaid rak 300mm.

Gigi gigi hendaklah terletak di sebelah kanan semasa melihat bahagian belakang gelongsor.

Langkah 9: Menyusun Jam

Pemasangan agak lurus ke hadapan. Saya menggunakan bolt kepala hex 3mm untuk semua pemasangan. Berikut adalah senarai langkah pemasangan

1. Pasang stepper ke pembawa motor
2. Tambahkan roda gigi pinon ke motor, mereka longgar dan akan ditahan di tempatnya oleh rak rak

3. Pasang elektronik di penutup belakang

   • Arduino dilekatkan dengan bolt di bahagian belakang dan mur untuk memegang papan
   • RTC menggunakan dua skru 2mm ke dalam plastik
   • Penyambung kuasa dipasang ke dalam perumahan
   • Suis dipasang di dua lubang yang disediakan.
4. Penutup belakang mempunyai sambungan dovetail yang melekat pada bahagian belakang pembawa motor, satu sisi melenturkan untuk membolehkan kedua-dua belah pihak terlibat dengan dovetail. Baut 3mm disekat dari depan untuk menahan penutup belakang.
5. Masukkan bezel
6. Slaid nombor diletakkan di slot dan terletak di tepi gear tunjang. Mereka akan terlibat semasa kuasa digunakan pada jam.

Terdapat slot lubang kunci di penutup belakang untuk menggantungkan jam di dinding. Fail STL merangkumi L-braket pilihan yang dapat digunakan untuk memasang jam ke meja atau meja kerja untuk diuji.

Langkah 10: Perisian

Kod sumber terdapat di GitHub di

Perpustakaan

Slide Clock menggunakan perpustakaan SpeedyStepper oleh Stan Reifel yang boleh didapati di

Saya pada mulanya cuba menggunakan perpustakaan AccelStepper kerana sepertinya itulah yang digunakan oleh banyak orang. Ia berfungsi dengan baik untuk satu stepper tetapi ketika saya cuba menggerakkan keempat stepper pada masa yang sama, ia melambat. Oleh itu, saya beralih ke perpustakaan SpeedyStepper dan sangat gembira. Saya akan menggunakan perpustakaan ini untuk semua keperluan stepper saya ke hadapan.

Memulakan

Semasa memulakan kod mencari penekanan kekunci pada port bersiri.

• Sekiranya pengguna menekan kekunci, ia akan membolehkan menu debugging yang membolehkan kawalan manual semua motor stepper.
• Sekiranya tidak ada aktiviti pada port bersiri, perisian akan menginisialisasi jam dengan meletakkan slaid dan kemudian memaparkan waktu semasa.

Menjelang Slaid

Semasa menggunakan motor stepper, anda perlu menginisialisasi mereka ke "kedudukan rumah" supaya perisian mengetahui kedudukan fizikal setiap slaid. Saya pada awalnya akan menambahkan sensor kesan ruang dan magnet pada setiap slaid untuk mengesan kedudukan rumah. Ini memerlukan elektronik tambahan dan setelah memikirkan sedikit, saya menyedari bahawa saya hanya boleh menjalankan slaid hingga ke puncak untuk jumlah langkah maksimum. Sekiranya slaid sampai di sana sebelum jumlah langkah maksimum, ia akan melambung pada gear spur dan ketika motor berhenti semua slaid akan berada di atas gear spur di bahagian paling atas hadnya. Agak bising dan lama-kelamaan mungkin mengenakan pemakaian pada roda gigi, tetapi cukup jarang sehingga tidak menjadi masalah.

Langkah 11: Operasi

Memulakan Jam

Apabila jam pertama dipasang, ia akan menempatkan semua 4 slaid dan kemudian memaparkan waktu semasa.

Menetapkan Masa

Untuk mengatur masa tekan dan tahan butang Mode biru di bahagian bawah jam selama 1 saat. Gelangsar puluhan jam akan bergerak ke atas dan ke bawah 1/2 untuk menunjukkan bahawa ia dipilih. Tekan butang Pilih kuning untuk mengubah waktu, atau tekan butang Mode untuk beralih ke slaid seterusnya (jam). Ulangi sehingga waktunya telah ditetapkan dan kemudian lakukan satu tekan terakhir butang Mode untuk memulakan jam.

Langkah 12: Kesimpulannya

Ada banyak pilihan yang boleh diterokai dengan reka bentuk ini. Satu idea adalah untuk mengganti angka dengan huruf dan menggunakannya untuk memaparkan 4 huruf kata yang menyampaikan maklumat seperti cuaca, pasaran saham, atau penegasan.

Contohnya isteri saya ingin saya membuat versi yang memaparkan status kerjanya; Sibuk, Percuma, Panggilan, dll. Ini dapat dilakukan dengan mudah hanya dengan menukar slaid dan menukar sedikit perisian. Kemungkinannya tidak berkesudahan.

Hadiah Kedua dalam Peraduan Remix