ساعت نمایش مکانیکی هفت بخش: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

چند ماه پیش من یک صفحه نمایش دو رقمی 7 قسمتی مکانیکی ساختم که آن را به یک تایمر شمارش معکوس تبدیل کردم. بسیار خوب ظاهر شد و تعدادی از افراد پیشنهاد کردند برای ساختن ساعت ، دو برابر صفحه نمایش شوند. مشکل این بود که من در حال حاضر PWM IO در Arduino Mega خود را تمام کرده بودم و به اندازه کافی برای رقم دوم یا سوم در دسترس نبودم. سپس به این درایورهای PCA9685 16 کانال PWM اشاره کردم که از طریق رابط I2C کار می کند. با استفاده از دو پین I2C در آردوینو ، می توان 28 سرووی مورد نیاز خود را رانندگی کرد. بنابراین ، من شروع به ساختن یک ساعت کردم که اکنون از یک ماژول ساعت واقعی DS1302 برای حفظ زمان و دو درایور سرو 16 کانال برای کنترل 28 سرویس استفاده شده برای تشکیل صفحه نمایش استفاده می کند ، که همه آنها از Arduino Uno استفاده می کنند.

اگر از این دستورالعمل لذت می برید ، لطفاً در مسابقه ساعت به آن رای دهید

تدارکات:

برای ساخت ساعت ، علاوه بر برخی از ابزارهای اولیه ، به لوازم زیر نیز نیاز دارید:

• Arduino Uno - اینجا خرید کنید
• ماژول ساعت DS1302 - اینجا خرید کنید
• 2 x PCA9685 16Ch Servo Drivers - اینجا خرید کنید
• 28 x Micro Servos - اینجا خرید کنید
• کابل روبان - از اینجا خرید کنید
• نوارهای هدر پین مردانه - اینجا خرید کنید
• نوارهای سربرگ زنانه - اینجا خرید کنید
• MDF 3 میلی متری - از اینجا خرید کنید
• رنگ اسپری سیاه - از اینجا خرید کنید
• مدار حذف 5V 5A باتری - اینجا خرید کنید
• منبع تغذیه 12 ولت - از اینجا خرید کنید

برای این پروژه شما همچنین نیاز به برخی از قطعات چاپ سه بعدی دارید. اگر هنوز چاپگر سه بعدی ندارید و از ساخت وسایل لذت می برید ، قطعاً باید خرید آن را در نظر بگیرید. Creality Ender 3 Pro که در اینجا استفاده می شود مقرون به صرفه است و نسبت به قیمت خود چاپهای با کیفیت بسیار خوبی تولید می کند.

• چاپگر سه بعدی مورد استفاده - از اینجا خرید کنید
• رشته - خرید از اینجا

مرحله 1: چاپ سه بعدی اجزای پلاستیکی

من صفحه نمایش های 7 قسمتی را تا آنجا که ممکن است ساده طراحی کردم. سروو همچنین براکت پشتیبانی برای نگه داشتن بخش بالای آن است. دو قطعه چاپ سه بعدی برای هر بخش مورد نیاز است ، یک بلوک فاصله دهنده برای پشتیبانی از قسمت پایین سروو و بخش نمایشگر که مستقیماً روی بازوی سروو می چسبد.

بارگیری فایلهای چاپ سه بعدی - مکانیک 7 بخش نمایش ساعت سه بعدی فایلهای چاپ

قسمت ها و نقاط سروو را با استفاده از PLA رنگ روشن چاپ کنید. من از رنگ سبز شفاف استفاده کردم ، اما قرمز ، نارنجی یا زرد نیز باید خوب جواب دهد. من از PLA مشکی برای بلوک های فاصله دهنده و پشتیبانی نقطه استفاده کردم تا وقتی قطعات به حالت خاموش تبدیل می شوند ، قابل مشاهده نباشند.

اگر به چاپگر سه بعدی دسترسی ندارید ، یکی از خدمات چاپ آنلاین را امتحان کنید. تعدادی خدمات مقرون به صرفه در دسترس هستند که قطعات را چاپ کرده و در عرض چند روز به درب منزل شما تحویل می دهند.

مرحله 2: تابلوهای کنترل و سیم کشی خود را آماده کنید

برای رانندگی 28 سروو ساعت باید از دو درایور PCA9685 16 کانال PWM استفاده کنید. سرووها را به ارقام ساعت و دقیقه جدا کردم ، و هر جفت رقم توسط یک تابل هدایت می شد. بنابراین من یک تخته دارم که سرویس ها را برای رقم های دو ساعته کنترل می کند و دومی سرویس ها را برای ارقام دو دقیقه ای کنترل می کند.

برای اتصال این دو به یکدیگر ، باید یک کانکتور کابل روبان 6 سیم ایجاد کنید و یک نوار هدر دوم را در انتهای دیگر اولین برد کنترل سروو لحیم کنید. شما همچنین باید آدرس I2C را در صفحه دوم تغییر دهید تا با اول متفاوت باشد و به طور منحصر به فرد قابل تشخیص باشد.

همچنین برای اتصال سه برد (دو برد سروو و ماژول ساعت) به آردوینو خود ، باید مهار سیم کشی را تشکیل دهید. برای هر برد 5V و GND و همچنین اتصالات I2C به پین های Arduino A4 و A5 خود (I2C در Arduino Uno) و ماژول ساعت CLK ، DAT & RST به پین 6 ، 7 و 8 در Arduino خود نیاز دارید. به ترتیب.

نیرو مستقیماً از منبع تغذیه 12 ولت به آردوینو و با استفاده از 5V 5A BEC به سرووها وصل می شود که سپس به دو پایانه بالای درایور PWM متصل می شود. شما فقط باید یک درایور سروو را به برق وصل کنید و از طریق اتصال کابل روبان 6 سیم به دومین منبع تغذیه می شود.

مرحله 3: سرووها را مونتاژ کنید

هنگامی که قطعات خود را چاپ کردید ، باید قسمت پشت و کناره ها را سیاه رنگ کنید تا وقتی 90 درجه به حالت خاموش بچرخند ، کمتر نمایان شوند.

سپس باید قطعات را با چسب مذاب داغ به بازوهای سروو بچسبانید. با چسباندن سروو با بازویی که روی سروو قرار دارد ، می توانید آنها را به سروو بچسبانید ، به این ترتیب می توانید بررسی کنید که آنها را به صورت صاف و یکنواخت چسبانده اید.

همچنین باید یک بلوک فاصله دهنده را در قسمت پایین هر سروو بچسبانید.

نقاط را با چسباندن یک رولپلاک کوچک یا چوب کباب به پشت نقاط و سپس به بلوک های پایه جمع کنید. من این چوبها را سیاه هم اسپری کردم تا اگر از زاویه ای دیده شوند کمتر دیده شوند.

مرحله 4: راه اندازی و آزمایش

من همه سروها را شماره گذاری کردم و شماره را روی هر سرنخ نوشتم تا بتوانم آنها را راحت تر پیگیری کنم. من با قسمت بالای رقم واحد شروع کردم و تا قسمت میانی با رقم دهک کار کردم. این نیز نظمی است که من آنها را به بردهای کنترل سروو متصل کردم ، به یاد داشته باشید که شناسه های روی تابلوها از 0 تا 13 شمارش می کنند و نه از 1 تا 14.

سپس قطعات را روی میز قرار می دهم که بین آنها فاصله کافی برای آزمایش وجود دارد تا هنگام تنظیم محدودیت ها و جهت های سفر ، به یک قسمت دیگر منتقل نشوند. اگر سعی کنید آنها را از نزدیک کنار هم قرار دهید ، به احتمال زیاد یک یا دو حرکت در جهت اشتباه یا سفر در مرحله ای داشته باشید و به مرحله دیگری ضربه بزنید که ممکن است به قطعه ، بازوی سروو یا چرخ دنده های سروو آسیب برساند.

مرحله 5: بارگذاری کد

کد در نگاه اول پیچیده به نظر می رسد ، اما در واقع به لطف دو کتابخانه مورد استفاده نسبتاً ساده است. همچنین تعداد زیادی تکرار وجود دارد زیرا چهار صفحه نمایش مختلف 7 سگمنت وجود دارد که باید به روز شوند.

در اینجا یک توضیح خلاصه از کد وجود دارد ، برای توضیحات بیشتر به راهنمای کامل نگاه کنید و پیوندی را برای بارگیری کد مشاهده کنید - Mechanical 7 Segment Display Clock

ما با وارد کردن دو کتابخانه ، virtuabotixRTC.h برای ماژول ساعت و Adafruit_PWMServoDriver.h برای درایورهای سرو شروع می کنیم. کتابخانه Adafruit را می توان مستقیماً از طریق مدیر کتابخانه در IDE بارگیری و نصب کرد.

سپس برای هر برد کنترل یک آدرس با آدرس مربوطه ، یکی برای ارقام ساعت و دیگری برای ارقام دقیقه ایجاد می کنیم.

سپس چهار آرایه برای ذخیره موقعیت های روشن و خاموش برای هر سروو داریم. در مراحل بعدی باید این اعداد را تنظیم کنید تا مطمئن شوید که سرویس های شما هنگام روشن بودن ، هنگام خاموش بودن 90 درجه و عدم مسافرت بیش از حد ، درست هستند.

یک آرایه رقمی موقعیت هر بخش را برای هر رقمی که باید نمایش داده شود ذخیره می کند.

سپس ماژول ساعت را راه اندازی کرده و متغیرهایی برای ذخیره اعداد جداگانه فعلی و گذشته ایجاد می کنیم.

در عملکرد راه اندازی ، بردهای کنترل PWM را راه اندازی و راه اندازی می کنیم و در صورت لزوم زمان ساعت را به روز می کنیم. سپس از طریق حلقه ای صفحه را روی 8 8: 8 8 تنظیم می کنیم تا موقعیت شروع همه سروها را بدانیم. این همچنین برای تنظیم سرووها به گونه ای استفاده می شود که همه آنها به درستی رو به بالا باشند.

در حلقه اصلی ما زمان به روز شده را از ماژول ساعت دریافت می کنیم ، آن را به چهار رقم می ریزیم و سپس بررسی می کنیم که آیا زمان از آخرین چک تغییر کرده است یا خیر. اگر زمان تغییر کرده است ، صفحه را به روز می کنیم و سپس ارقام قبلی را به روز می کنیم.

در عملکرد نمایش به روز رسانی ، ابتدا بخشهای میانی را حرکت می دهیم. این کار ابتدا انجام می شود زیرا منطقی لازم است تا دو قسمت بالا در مجاورت قسمت میانی کمی قبل از حرکت بخش میانی از مسیر خارج شوند ، در غیر این صورت با آنها برخورد می کند. هنگامی که بخشهای میانی جابجا می شوند ، بخشهای باقی مانده به موقعیتهای صحیح منتقل می شوند.

مرحله 6: مونتاژ ساعت روی تخته پشتی

پس از اتمام آزمایش ، سروها را با استفاده از طرح بالا به عنوان راهنما روی تخته پشتی مونتاژ کردم.

ناحیه سفید اندازه کلی تخته است ، خاکستری روشن تر ناحیه اطراف هر رقمی است که قسمت های سروو به آن منتقل می شود و طرح کلی روی ناحیه خاکستری تیره خط مرکزی 6 قسمت بیرونی برای هر رقم است.

تخته را بریدم ، طرح را مشخص کردم و سپس اعداد را در جای خود چسباندم تا صفحه ساعت تشکیل شود.

سپس من در نزدیک هر سروو سوراخ هایی انجام دادم و سیم ها را به پشت تخته رساندم تا کمتر دیده شوند.

وسایل برقی را با نوار دو طرفه پشت ساعت نصب کردم.

مرحله 7: راه اندازی و عملیات نهایی

پس از آماده شدن سرووها ، من تمام بازوهای سروو را برای تنظیمات نهایی در بخش ها جدا کردم. شما باید آردوینو را در این حالت فعال کنید تا 8 8: 8 8 نمایش داده شود و سپس برق را قطع کنید ، این کار همه سرویس های شما را مجدداً متمرکز می کند تا بتوانید بازوهای سرو را با قطعاتی که نزدیک به عمودی هستند دوباره روشن کنید. تا جایی که ممکن است.

سپس باید آردوینو خود را به طور متوالی روشن کنید و در قسمت روشن و خاموش کردن بخش خود در چهار آرایه خود تنظیماتی انجام دهید تا سرویس ها هنگام روشن شدن کاملاً عمودی و هنگام خاموش شدن بدون بیش از 90 درجه چرخش داشته باشند. این مرحله کاملاً وقت گیر است و کمی صبر می خواهد ، اما نتیجه نهایی ارزش آن را دارد!

می توان ساعت را با استفاده از منبع تغذیه 12 ولت و 5 ولت BEC متصل کرد. در صورت قطع برق ، باتری روی ماژول RTC زمان را حفظ می کند به طوری که با برقراری مجدد برق ، ساعت به طور خودکار به زمان صحیح بازنشانی می شود.

اگر از این دستورالعمل لذت بردید ، لطفاً در مسابقه ساعت به آن رای دهید و هر گونه پیشرفت یا پیشنهادی را که می توانید در قسمت نظرات زیر ارائه دهید ، به من اطلاع دهید.

جایزه دوم در مسابقه ساعت