Jam Dinding Magnetik yang Memukau: 24 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Jam mekanikal selalu memikat saya. Cara semua roda gigi, pegas, dan pelindung dalaman bekerja bersama-sama untuk menghasilkan jam tangan yang boleh dipercayai selalu kelihatan dari jangkauan kemahiran saya yang terhad. Syukurlah elektronik moden dan bahagian bercetak 3D dapat merapatkan jurang untuk membuat sesuatu yang mudah yang tidak bergantung pada bahagian logam kecil yang tepat.

Jam dinding minimalis ini menyembunyikan sepasang roda gigi cetak 3D yang digerakkan oleh motor stepper murah yang memutar magnet di belakang venir walnut klasik.

Pada mulanya diilhamkan oleh STORY Clock, saya mahukan potongan waktu yang menunjukkan waktu dalam sehari hanya menggunakan galas bebola berbanding bacaan digital dan bola bergerak perlahan yang menggunakan produk mereka.

Langkah 1: Alat dan Bahan

Bahan:

• 13 x 13 x 2 in. Papan lapis / Papan partikel (saya menempelkan 3 kepingan kayu sekerap)
• Papan keras 13 x 13 in
• Arduino Nano
• Jam Masa Sebenar
• Motor dan Pemandu Stepper
• Sensor Kesan Dewan
• Magnet
• Kabel kuasa
• Penyesuai AC
• Palam
• Skru Mesin Pelbagai
• Skru Kayu Pelbagai
• Bahagian Bercetak 3D (Langkah Terakhir)
• Veneer (12 x 12 inci. - muka, jalur panjang 40 inci)
• Spray Lacquer
• Cat Semburan Hitam

Alat:

• Pencetak 3D
• Kompas
• Pisau X-acto
• Lem
• Pengapit
• Jig Pemotongan Bulatan
• Hack Saw
• Disc Sander
• Pengapit Ratchet
• Pahat
• Pembaris
• Sander
• Latih tubi
• Pemutar skru
• Besi pematerian
• Senapang Gam Panas

Langkah 2: Lekatkan Bingkai Kayu Bersama

Lekatkan tiga kepingan kayu yang akan membentuk kerangka jam. Saya menggunakan papan partikel yang diambil semula dari kerangka katil lama.

Langkah 3: Potong Bingkai Menggunakan Circle Cutting Jig

Tandakan bahagian tengah papan dan pasangkan ke jig pemotong bulatan. Potong lima bulatan dengan diameter berikut:

• 12 dalam.
• 11 1/4 dalam.
• 9 1/4 dalam.
• 7 1/4 dalam.
• 5 3/8 dalam.

Langkah 4: Cetak dan Pasang Gear

Gear cincin dipecah menjadi segmen sehingga dapat dicetak pada pencetak kecil dan digabungkan bersama. Semua bahagian dicetak dalam ABS untuk membantu proses penyatuan ditunjukkan pada langkah seterusnya. Pasang semua bahagian tepi dan permukaan bahagian.

Cetak jumlah bahagian berikut yang terdapat dalam langkah 22:

• Magnet Segmen Gear Ring 1 - Jam
• Asas Segmen Gear Ring 6 - Jam
• 1 - Segmen Cincin Penahan Jam Stepper Mount
• Asas Segmen Cincin Penahan 6 Jam
• 1 - Pemegang Sensor Kesan Dewan Jam
• 1 - Magnet Segmen Gear Cincin Minit
• 7 - Segmen Gear Ring Minit Asas
• 1 - Segmen Cincin Penahan Minit Stepper Mount
• 6 - Segmen Cincin Penahan Minit Asas
• 1 - Pemegang Sensor Kesan Dewan Minit
• 2 - Spur Gear
• 1 - Pemasangan Elektronik

Langkah 5: Bahagian "Lem" Bersama

Dalam botol kaca dengan sedikit aseton, larutkan cetakan lama bahan sokongan lama, dan lain-lain. Warnakan campuran aseton pada setiap jahitan untuk menyatukan kepingan tersebut. Setelah sembuh, pasir setiap jahitan rata.

Langkah 6: Potong Pelepasan dalam Bingkai

Letakkan roda gigi dan cincin penahan di bingkai dan potong lekapan untuk motor stepper. Saya mengukur dan memotong cincin bahagian dalam sehingga terlalu besar sehingga saya mengecilkannya dengan ukuran menggunakan tali pinggang maple yang saya ada di sekitar kedai.

Langkah 7: Potong Pelepasan untuk Sensor Kesan Hall

Potong lubang pelepasan melalui cincin dalaman untuk sensor kesan dewan minit dan slot untuk sensor kesan dewan jam. Saya menggunakan pahat, fail, dan gergaji tangan kecil untuk memotong pelepasan ini.

Langkah 8: Lekatkan Lingkaran Luar

Lekatkan dan pita cincin luar ukuran cincin penahan minit.

Langkah 9: Potong Skru Pelarasan Sensor Kesan Hall

Potong skru mesin dengan gergaji besi sehingga lebih panjang daripada ketebalan gelang penahan dan pemegang sensor kesan ruang. Potong slot di utas sehingga dapat disesuaikan dari hujung berulir dengan pemutar skru rata.

Langkah 10: Lekatkan Pekat ke Papan Keras

Potong bulatan papan yang lebih besar daripada cincin luar. Lekatkan cincin luar dan dalam ke permukaan papan keras. Gunakan cincin penahan minit dan gear cincin untuk meletakkan cincin dalaman. Perhatikan lebih baik daripada yang saya lakukan untuk tidak melekatkan cincin dalaman ke belakang. Gambar dua menunjukkan pemotongan slot baru untuk sensor kesan dewan minit.

Gunakan sander cakera untuk memangkas papan keras hingga ukuran cincin luar.

Langkah 11: Lekatkan Cakera Dalam

Lekatkan cakera dalaman dengan menggunakan cincin penahan jam dan gear cincin untuk meletakkan cakera dalam.

Langkah 12: Pasang Veneer

Potong jalur venir lebih lebar daripada jam dalam dan cukup panjang untuk membungkus sepanjang jam (diameter 3.14 * jam, akan mengembalikan panjang yang diperlukan. Tambahkan satu inci untuk memastikan bahawa anda mempunyai cukup.) Kering pasangkan venir ke dipotong hingga panjang. Sapukan gam yang mencukupi pada venir dan penjepit di tempatnya dengan tali pengapit. Biarkan kering beberapa jam untuk memastikan lekatan.

Langkah 13: Trim Veneer

Dengan pahat yang tajam, potong lebihan venir dari depan dan belakang jam.

Langkah 14: Potong Veneer

Veneer saya mempunyai beberapa keretakan di dalamnya. Untuk menjadikannya lebih mudah untuk digunakan, saya menggunakan pita pelukis untuk memegangnya bersama. Dengan menggunakan pisau x-acto dalam kompas, potong venir yang lebih besar daripada muka jam.

Langkah 15: Glue Veneer

Gunakan cincin pemotong untuk menyebarkan tekanan ke seluruh muka jam. Sapukan gam yang cukup pada bahagian bukan pita venir. Luruskan bijirin secara menegak pada muka jam dan sapukan penjepit yang mengetatkan setiap satu sedikit demi sedikit. Ini akan memastikan venir tidak bergeser dan bahkan mempunyai tekanan ke seluruh wajah.

Saya menggunakan beberapa papan rata di bahagian muka jam dan beberapa celah di bahagian belakang.

Langkah 16: Pasir dan Selesaikan

Dengan menggunakan kertas pasir, keluarkan venir berlebihan dengan berhati-hati dari muka jam dan pasir bermula dari 220 grit hingga 600 grit.

Sapukan antara 10 hingga 20 lapisan lakuer. Ini akan membina permukaan di mana galas bebola akan bergerak. Tidak dapat tidak kerana habuk dan zarah-zarah lain di udara, saya berpendapat bahawa garis-garis akan muncul di sepanjang jalan setiap galas bebola. Memakai lebih banyak lapisan penamat harus menunda ini selagi mungkin. Ini juga akan menjadikan penyempurnaan masa depan lebih mudah. Saya akan mengemas kini langkah ini sekiranya garis muncul pada jam saya.

Langkah 17: Pasang Kuasa

Menggunakan bit gerudi 27/64 inci, gerudi lubang di bahagian bawah jam dan pasangkan plag kuasa di tempatnya.

Langkah 18: Pasang Elektronik

Pasang pemacu stepper dan jam masa nyata ke papan elektronik. Saya perlu mencari jalan untuk mengamankan Arduino sehingga lubang dibor dan slot dipotong untuk tali leher. Ciri-ciri ini telah ditambahkan ke fail yang terdapat pada langkah 22.

Langkah 19: Solder dan Connect Electronics

Ikuti rajah blok, satukan semua komponen bersama-sama. Panaskan cincin di tempatnya dan selamatkan wayar sesat dengan gam panas juga.

Langkah 20: Plat Belakang

Buat pelat belakang dengan memotong bulatan lain 1/2 inci lebih besar daripada muka jam dan cincin dengan diameter dalaman sama dengan bahagian belakang jam. Lekatkan cincin dan bulatkan bersama dengan beberapa pengapit pegas.

Setelah kering, goreskan garis 1/8 inci lebih besar daripada cincin bahagian dalam dan potong dengan ukuran menggunakan gergaji pita atau disk sander.

Potong slot 1 inci panjang 1/4 inci lebar di bahagian atas belakang menggunakan router atau gerudi bit. Countersink empat lubang untuk mengikat bahagian belakang ke dalam bingkai jam.

Sapukan cat semburan hitam dan pasangkan pada jam setelah kering.

Langkah 21: Kod Arduino

Kod arduino dikomentari sebaik mungkin. Perlu diingat bahawa saya bukan pengaturcara, saya mempunyai pengalaman arduino minimum (bersikap baik). Kod ini terus diperiksa untuk melihat apakah waktu semasa sepadan dengan "Reset Time". Kerana saya tidak dapat memikirkan cara untuk menerjemahkan masa sekarang menjadi beberapa langkah, ia hanya membetulkannya sekali sehari (tengah malam secara lalai). Pada tengah malam gear berpusing ke posisi tengah malam kemudian tunggu sehingga 00:01 bergerak ke waktu itu kemudian terus dari sana. Seperti sekarang, jam hanya kehilangan sekitar 5 saat dalam jangka masa 24 jam.

Anda memerlukan perpustakaan Stepper dan RTClib yang dipasang.

Saya tahu kodnya dapat dioptimumkan oleh seseorang yang mempunyai lebih banyak pengalaman daripada saya. Sekiranya anda menghadapi cabaran, sila buat semula projek ini dan kongsi pengetahuan anda.

#sertakan

#masuk "RTClib.h" RTC_DS1307 rtc; #tentukan satuRotasi 2038 // bilangan langkah dalam satu revolusi motor stepper 28BYJ-48 Stepper hourHand (oneRotation, 3, 5, 4, 6); Stepper minuteHand (oneRotation, 7, 9, 8, 10); #define hourStopSensor 12 #define minuteStopSensor 11 int endStep = 0; // Masa yang sesuai untuk kelajuan jam. int setDelay1 = 168; int setDelay2 = 166; int setDelay3 = 5; // Masa sekarang untuk melakukan matematik dengan. apungan hr = 0; apungan mn = 0; apungan sc = 0; // Tetapkan waktu sehari untuk menetapkan semula jam (format 24 jam). int resetHour = 0; int resetMinute = 0; // Pemboleh ubah untuk menetapkan masa yang betul pada permulaan dan tetapan semula. float setTimeStepHour = 0; float setTimeStepMinute = 0; tangan terapungDelay = 0; float hourTest = 0; terapung minitTest = 0; persediaan tidak sah () {Serial.begin (115200); // Siapkan jam masa nyata dan tetapkan semula sensor kesan dewan. pinMode (hourStopSensor, INPUT_PULLUP); pinMode (minitStopSensor, INPUT_PULLUP); rtc.begin (); // Garis ketidaksesuaian di bawah untuk menetapkan masa. // rtc.adjust (DateTime (2020, 2, 19, 23, 40, 30)); // rtc.adjust (DateTime (F (_ DATE_), F (_ TIME_))); // Tetapkan kelajuan motor stepper. hourHand.setSpeed (15); minitHand.setSpeed (15); // Gelung sehingga tangan minit dan jam tengah hari sementara (digitalRead (hourStopSensor) == RENDAH || digitalRead (minuteStopSensor) == RENDAH) {if (digitalRead (hourStopSensor) == RENDAH) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (digitalRead (minitStopSensor) == RENDAH) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} sementara (digitalRead (hourStopSensor)! = RENDAH || digitalRead (minitStopSensor)! = RENDAH) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (digitalRead (minitStopSensor)! = RENDAH) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} // Dapatkan masa terkini DateTime sekarang = rtc.now (); jam = sekarang.jam (); mn = sekarang.minit (); sc = sekarang.kedua (); // Tukar ke format 12 jam jika (jam> = 12) {jam = jam - 12; } // Lihat tangan apa yang mesti melintasi wajah lebih jauh dan gunakan jarak itu // untuk menyesuaikan masa yang ditetapkan. hourTest = jam / 12; minitTest = mn / 60; jika (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } lain {handDelay = minuteTest; } // Tetapkan jam semasa setTimeStepHour = (jam * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Tetapkan minit semasa setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Uji tangan mana yang memerlukan lebih banyak langkah dan tetapkan ke hitungan langkah terpanjang untuk gelung untuk. jika (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } lain {endStep = setTimeStepMinute; } untuk (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (saya <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} // Tetapkan jam yang menjalankan RPM hourHand.setSpeed (1); minitHand.setSpeed (1); } gelung void () {// Mula gelung jam berjalan. untuk (int i = 0; i <22; i ++) {minuteHand.step (1); kelewatan (setDelay1); // Uji untuk menetapkan semula masa, jika siap untuk diset semula, rehat. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {rehat; }} kelewatan (setDelay3); untuk (int i = 0; i <38; i ++) {hourHand.step (1); kelewatan (setDelay1); // Uji untuk menetapkan semula masa, jika siap untuk diset semula, rehat. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {rehat; } untuk (int i = 0; i <20; i ++) {minuteHand.step (1); kelewatan (setDelay2); // Uji untuk menetapkan semula masa, jika siap untuk diset semula, rehat. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {rehat; }}} // Tetapkan semula jam pada waktu reset jika (rtc.now (). Hour () == resetHour && rtc.now (). Minute () == resetMinute) {// Ubah kelajuan jam hourHand.setSpeed (10); minitHand.setSpeed (10); // Gelung hingga minit dan jam tangan mencapai tengah hari. manakala (digitalRead (hourStopSensor) == RENDAH || digitalRead (minitStopSensor) == RENDAH) {if (digitalRead (hourStopSensor) == RENDAH) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (digitalRead (minitStopSensor) == RENDAH) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} sementara (digitalRead (hourStopSensor)! = RENDAH || digitalRead (minitStopSensor)! = RENDAH) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (digitalRead (minitStopSensor)! = RENDAH) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} // Tunggu di sini sehingga masa penetapan semula berlalu. sementara (rtc.now (). minute () == resetMinute) {delay (1000); } // Dapatkan masa semasa DateTime sekarang = rtc.now (); jam = sekarang.jam (); mn = sekarang.minit (); sc = sekarang.kedua (); // Tukar ke format 12 jam jika (jam> = 12) {jam = jam - 12; } // Lihat tangan apa yang mesti bergerak melintasi wajah lebih jauh dan gunakan jarak // untuk menyesuaikan masa yang ditetapkan. hourTest = jam / 12; minitTest = mn / 60; jika (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } lain {handDelay = minuteTest; } // Tetapkan jam semasa setTimeStepHour = (jam * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Tetapkan minit semasa setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Uji tangan mana yang memerlukan lebih banyak langkah dan tetapkan ke hitungan langkah terpanjang untuk gelung untuk. jika (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } lain {endStep = setTimeStepMinute; } untuk (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } lain {kelewatan (3); } jika (saya <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } lain {kelewatan (4); }} hourHand.setSpeed (1); minitHand.setSpeed (1); }}

Langkah 22: Fail STL

Anda perlu mencetak jumlah fail berikut:

• Magnet Segmen Gear Ring 1 - Jam
• Asas Segmen Gear Ring 6 - Jam
• 1 - Segmen Cincin Penahan Jam Stepper Mount
• Asas Segmen Cincin Penahan 6 Jam
• 1 - Pemegang Sensor Kesan Dewan Jam
• 1 - Magnet Segmen Gear Cincin Minit
• 7 - Segmen Gear Ring Minit Asas
• 1 - Segmen Cincin Penahan Minit Stepper Mount
• 6 - Segmen Cincin Penahan Minit Asas
• 1 - Pemegang Sensor Kesan Dewan Minit
• 2 - Spur Gear
• 1 - Pemasangan Elektronik

Langkah 23: Fail Solidworks

Ini adalah fail Solidworks asli yang digunakan untuk membuat STL yang terdapat pada langkah sebelumnya. Jangan ragu untuk mengedit dan mengubah fail saya mengikut kesesuaian anda.

Langkah 24: Kesimpulannya

Jam ini ternyata lebih baik daripada yang saya jangkakan. Mempunyai pengalaman Arduino yang minimum, saya gembira dengan hasilnya dan seberapa tepatnya. Ia kelihatan hebat dan berfungsi seperti yang saya harapkan.