ساعت خطی (MVMT 113): 13 مرحله (همراه با تصاویر)

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

پروژه های Fusion 360 »

مهم نیست دیپاک چوپرا به شما چه می گوید ، زمان خطی است. امیدوارم این ساعت نسبت به ساعتهای دایره ای که همه به آن عادت کرده ایم ، کمی به واقعیت نزدیکتر باشد. فواصل پنج دقیقه ای نسبت به دقیقه دقیق کمتر عصبی می شوند و هر عدد بزرگ می شود و به شما یادآوری می کند که بر زمان حال تمرکز کنید.

من این را با استفاده از تقریباً هر دستگاهی در اسکله 9 (واترجت ، شن و ماسه ، برش لیزری ، چاپگر سه بعدی ، آزمایشگاه الکترونیک و غیره) تهیه کردم. این دستگاه از 6061 آلومینیوم ، سخت افزار فولادی (پیچ ، مهره ، بلبرینگ) ، چرخ دنده های چاپ سه بعدی ، Arduino Uno ، و صفحات ساعت و دقیقه از تخته سه لا برش لیزری / حکاکی ساخته شده است.

البته من می دانم که این پروژه تقریباً برای همه کسانی که از دسترسی به مغازه ای مانند این برخوردار نیستند ، قابل دسترسی نیست ، اما امیدوارم که برای شما الهام بخش باشد.

Fusion 360 برای دانشجویان و علاقه مندان رایگان است و پشتیبانی آموزشی زیادی در آن وجود دارد. اگر می خواهید مدل کاری سه بعدی را یاد بگیرید ، من فکر می کنم این بهترین انتخاب موجود در بازار است. برای ثبت نام روی پیوندهای زیر کلیک کنید:

دانش آموز/مربی

علاقه مندان/استارتاپ ها

من همچنین مجموعه ای از کلاس های وبینار مربوط به پروژه های مدل سازی سه بعدی با قطعات متحرک را هدایت کردم. در این وبینارها ، ویژگی های Fusion 360 مانند مجموعه های مکانیکی پیشرفته (به معنی تعامل دو یا چند مفصل) و رندرینگ را خواهید آموخت. آخرین وبینار بر مدل سازی این طرح ساعت در Fusion 360 متمرکز بود. شما می توانید کل ویدیو را در اینجا مشاهده کنید:

اگر علاقمند هستید ، دو وبینار دیگر این مجموعه را ببینید که در آن طراحی یک چراغ دستگیره غول پیکر و یک ساعت دائمی با آردوینو را یاد خواهید گرفت.

مرحله 1: 507 حرکت مکانیکی

507 جنبش های مکانیکی یک دائرcl المعارف مکانیسم های رایج در دهه 1860 است که به عنوان مرجع خوبی برای این گونه موارد عمل می کند. این مکانیزم بر اساس جنبش 113 ، "Rack and Pinion" است. این پروژه طولانی خواهد بود ، بنابراین اگر مکانیسم خاصی دارید که می خواهید من آن را ایجاد کنم ، در صورت تمایل در نظرات درخواست دهید!

مرحله 2: طراحی و مدل سه بعدی

ویدئوی بالا ضبط وبیناری است که من برای طراحی رک و پینیون پروژه انجام دادم.

سخت ترین قسمت طراحی ، مونتاژ چرخ دنده و پینیون بود. ریاضیات طراحی چرخ دنده می تواند بسیار پیچیده شود (در واقع ، مهندسینی وجود دارند که اساساً فقط مجموعه دنده ها را به همین دلیل طراحی می کنند) ، اما بر اساس آموزش عالی یوتیوب توسط Rob Duarte ، من الگوی خودم را تهیه کردم که با آخرین نسخه کار می کند. از افزونه Spur Gear برای Fusion.

ویدئوی بالا مراحل ساخت مجموعه رک و پینیون را به شما نشان می دهد ، اما اگر می خواهید آموزش دقیق تری داشته باشید ، لطفاً در وبینار Design Now Hour Of Making in Motion در 5 آوریل با من همراه باشید. اگر وبینار را از دست داده اید ، ضبط می شود و ویدئو را اینجا می گذارم.

قالب (پیوند زیر) دارای همه پارامترهای نشان داده شده در بالا است که قبلاً وارد شده است. من اینجا وارد ریاضی نمی شوم ، اما اگر دستورالعمل ها را دنبال کنید ، باید برای شما مفید باشد.

با رفتن به ADD-INS> Scripts and Add-Ins…> Spur Gear> Run از افزونه Spur Gear استفاده کنید. هنگامی که پنجره نشان داده شده در بالا ظاهر شد ، پارامترها را وارد کنید. تعداد دندان ها به شما اجازه نمی دهد از پارامتری برای مقدار استفاده کنید ، بنابراین اگر آن را تغییر می دهید مطمئن شوید که با مقدار toothNum مطابقت دارد. همانطور که در بالا نشان داده شده است ، باید پارامترهای نامگذاری شده را در 1 ضرب کنید.

به خاطر داشته باشید که پس از ساخت چرخ دنده ، می توانید آن را مانند هر شیء دیگری در Fusion ویرایش کنید.

همانطور که در نسخه نمایشی ویدئو نشان داده شده است ، این نمونه ای از نحوه ساختن مشخصات دندان با استفاده از پارامترها است.

در اینجا پیوندهایی به قالب وجود دارد که می توانید از آنها برای ساختن رک و پینیون خود در Fusion استفاده کنید:

الگو با پارامترها:

پس از مشخص شدن دنده و دنده ، زمان زیادی را صرف مدلسازی موتورها ، سوئیچ ها و سایر قطعات الکترونیکی کردم ، سپس همه جزئیات را کشف کردم. با پیوند متحرکی که در بالا توضیح داده شد ، من توانستم تصویر خوبی از ظاهر آن در حرکت به دست آورم.

می توانید از طریق پیوند زیر به فایل دسترسی پیدا کرده و با آن بازی کنید یا حتی سعی کنید نسخه دلخواه خود را از فایل ایجاد کنید. پس از ساخت قطعات کمی پیچ و تاب و تغییر ایجاد شد ، بنابراین انتظار نداشته باشید که بتوانید تمام قطعات را فقط با لیزر بریده و محصول نهایی داشته باشید. این پروژه گران بود و زمان زیادی را صرف کرد! اگر واقعاً در تهیه آن جدی هستید و به کمک احتیاج دارید ، فقط در زیر نظر دهید و من تمام تلاش خود را برای جلب شما انجام می دهم.

طراحی ساعت تمام شده:

اگر در حال حاضر کاربر Fusion 360 نیستید ، در کلاس چاپ سه بعدی رایگان من ثبت نام کنید. این یک دوره تصادفی در Fusion برای ساخت است ، و درس 2 تمام اطلاعات مورد نیاز برای دریافت Fusion به صورت رایگان را دارد.

مرحله 3: به روز رسانی 12/1/2020

پس از ساخت اولین نمونه اولیه ، با پیشرفت هایی در طراحی شروع به کار کردم. یکی از همکاران من از تیم Electronics یک مدار سفارشی برای حرکت موتورها طراحی کرد و سنسورهای مغناطیسی نیز وجود دارند که به تشخیص موقعیت کمک می کند (ایندکس شده توسط آهن ربا در ریل ها قرار می گیرد).

همه اجزای موجود در مدل دارای شماره قطعه هستند ، اکثر آنها از McMaster Carr یا DigiKey هستند. این طرح بسیار بهتر است زیرا از وزن ریل در هنگام کشش کامل جلوگیری می کند و ایندکس شدن سنسور آهنربا هر زمان که موتورها حرکت می کنند موقعیت مناسب را تضمین می کند.

مونتاژ Fusion 360 کامل:

مرحله 4: سخت افزار

• پانل: ضخامت 6 میلی متر آلومینیوم 6061 (احتمالاً تخته سه لا نیز کار می کند)
• پنل شماره: تخته سه لا 3 میلی متری
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• استپ موتور 5 ولت: https://www.adafruit.com/products/858 (توصیه می کنم به جای اینها از موتورهای 12 ولت استفاده کنید)
• سوئیچ های محدود (4):
• سوئیچ های لحظه ای (2):

مرحله 5: الکترونیک و برنامه نویسی

لوازم الکترونیکی همه با Arduino Uno و Adafruit Motor Shield انجام می شود.

در اینجا ایده اصلی نحوه عملکرد آن می خواهم:

1. هنگامی که دستگاه روشن می شود ، استپرها قفسه ها را به عقب باز می گردانند تا سوئیچ های محدود در سمت چپ فعال شوند. این موقعیت را به صفر می رساند. سپس پله ها قفسه ها را جلو می برند تا 1 روی صفحه ساعت و 00 بر روی صفحه دقیقه متمرکز شود.
2. هنگامی که ساعت و دقیقه متمرکز می شود ، قفسه ها به موقع حرکت می کنند. هر 5 دقیقه یک موقعیت کامل با سرعت کامل به سمت پایین حرکت می کند و هر ساعت یک موقعیت کامل به سمت بالا حرکت می کند.
3. سوئیچ های لحظه ای (پین 6-7) برای حرکت قفسه ها به یک موقعیت (حدود 147 مرحله) ، سپس شمارش ساعت را ادامه دهید.
4. حرکات ساعت و دقیقه دارای شمارنده هایی هستند که میله ها را به کلیدهای سمت چپ باز می گردانند و هنگامی که ساعت از 12 گذشته و دقیقه ها از 55 گذشته است آنها را به صفر می رسانند.

من هنوز نمی دانم دقیقاً باید با کد چه کار کنم. من آن را به صورت تئوری با کد زیر که از Randofo دریافت کرده کار می کنم. این کد هنگامی که یکی از سوئیچ های محدود فعال شود ، نوار دقیقه را هر 200 میلی ثانیه یک قدم جلو می برد (فکر کنم). این کار می کند ، اما من به سرعت از کارهای اولیه ای که اینجا انجام داده ام ، خارج شده ام. به نظر می رسد این یک مشکل بسیار آسان برای یک کاربر آردوینو باهوش است ، اما من فقط یک بار در سال یک پروژه را با یکی انجام می دهم ، و هر بار که این کار را انجام می دهم ، اساساً همه چیزهایی را که در پروژه گذشته آموخته ام ، فراموش کرده ام.

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

دمپر استپر شیلد موتور توسط رندی سرافان

برای اطلاعات بیشتر ببین:

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

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

#include #include #include "utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// شیء محافظ موتور را با آدرس پیش فرض I2C ایجاد کنید

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield ()؛ // یا ، آن را با آدرس I2C متفاوتی (مثلاً برای انباشتن) ایجاد کنید // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61) ؛

// یک موتور پله ای را با 200 پله در هر دور (1.8 درجه) وصل کنید

// به پورت موتور شماره 2 (M3 و M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300 ، 1) ؛ Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300 ، 2) ؛

int delaylegnth = 7؛

void setup () {

// شروع اتصال سریال Serial.begin (9600)؛ // pin2 را به عنوان ورودی پیکربندی کنید و مقاومت داخلی pullMode (2 ، INPUT_PULLUP) را فعال کنید ؛

// Serial.begin (9600) ؛ // مجموعه کتابخانه سریال را با سرعت 9600 bps تنظیم کنید

Serial.println ("تست پله!")؛

AFMS.begin ()؛ // با فرکانس پیش فرض 1.6 کیلوهرتز ایجاد کنید

//AFMS.begin(1000) ؛ // یا با فرکانس متفاوت ، مثلاً 1KHz myMotor1-> setSpeed (100) ؛ // 10 دور در دقیقه}

حلقه خالی () {

// مقدار دکمه را در یک متغیر int sensorVal = digitalRead (2) بخوانید ؛ sensorVal == LOW؛ int تاخیر L = 200 ؛ if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("دقیقه ++")؛ // myMotor1-> مرحله (1640 ، BACKWARD ، DOUBLE) ؛ for (int i = 0؛ i step (147، BACKWARD، DOUBLE)؛ // analogWrite (PWMpin، i)؛ delay (delayL)؛} Serial.println ("Hours ++")؛ myMotor1-> step (1615، جلو ، دوگانه) ؛

// myMotor2-> مرحله (1600 ، BACKWARD ، DOUBLE) ؛

myMotor2-> step (220 ، FORWARD ، DOUBLE) ؛ // تاخیر (delayL) ؛ } دیگری {

//Serial.println(" دو مرحله سیم پیچ ") ؛

myMotor1-> مرحله (0 ، جلو ، دوگانه) ؛ myMotor1-> مرحله (0 ، BACKWARD ، DOUBLE) ؛ }}

مرحله 6: پایه را جمع کنید

پایه از دو صفحه ساخته شده است که فاصله دهنده ها آنها را در کنار هم نگه داشته است. پیچ ها از طریق سوراخ های چسبیده به صفحه محکم می شوند. قسمت شماره 6 در این نقاشی یک قسمت چاپ شده سه بعدی دیگر است- فاصله ای که گهواره ای برای پایانه قدرت برای موتورهای پله ای است.

مرحله 7: سوئیچ های لحظه ای را اضافه کنید

سوئیچ های لحظه ای ، آردوینو و سوئیچ های محدود کننده همه به صفحه جلویی متصل می شوند ، بنابراین دسترسی به لوازم الکترونیکی برای ایجاد تغییرات آسان است- فقط صفحه پشتی را بردارید و می توانید به همه چیز برسید.

مرحله 8: صفحه نصب و سوئیچ های محدود را اضافه کنید

صفحه نصب سوئیچ های محدود و مجموعه بلبرینگ برای قفسه ها را نگه می دارد. این قسمت همچنین می تواند هنگام ویرایش لوازم الکترونیکی کنار هم بماند.

مرحله 9: Stepper Motors & Gears را اضافه کنید

موتورهای پله ای با پیچ M4 از طریق سوراخ های رزوه دار به پانل متصل می شوند و چرخ دنده های چاپ سه بعدی بر روی ستون های موتور فشرده می شوند. من از یک گیره ماشه برای محکم کردن و شستشو آنها استفاده کردم.

مرحله 10: قفسه ها را اضافه کنید

قفسه ها دارای شکاف هایی هستند که روی دو یاطاقان توپ قرار می گیرند. بین یاتاقانها و شکافها یک فاصله کوچک (.1 میلی متر) وجود دارد که به حرکت قفسه اجازه می دهد آزادانه حرکت کند.

یاتاقان ها بین فاصله گیرهای چاپ سه بعدی سفارشی قرار می گیرند تا تناسب دقیق مورد نیاز من را بدست آورند. یک صفحه قفسه در جلو وجود دارد که به عنوان یک واشر عمل می کند و قفسه ها را در جای خود نگه می دارد.

مرحله 11: میله های ساعت و دقیقه را اضافه کنید

میله های ساعت و دقیقه با فاصله دهنده های 12 میلی متری به قفسه ها می چسبند و شکافی ایجاد می کنند که اجازه می دهد فاصله بین میله ها و قفسه ها ایجاد شود.

مرحله 12: ذره بین را اضافه کنید

ذره بین ها ذره بین جیبی ارزان قیمت هستند که من در آمازون پیدا کردم. آنها با فاصله دهنده های 25 میلی متری از جلوی میله ها جابجا شده اند.

مرحله 13: درسهای آموخته شده

با این پروژه چیزهای زیادی در مورد حرکت خطی آموختم. تحمل من بین بلبرینگ و شکاف روی قفسه ها بسیار زیاد بود ، بنابراین اگر بخواهم دوباره آن را بسازم ، فکر می کنم احتمالاً آن را به نصف برسانم. شکاف طرفین شکافها نیز بسیار بزرگ بود.

موتورها کار می کنند ، اما هرچه طولی بیشتر شود ، باید بیشتر کار کنند. من احتمالا با پله های 12 ولت به جای 5 ولت می روم.

عکس العمل نیز باید بیشتر باشد ، شاید 0.25 میلی متر. با اولین چرخ دنده هایی که امتحان کردم ، دنده ها خیلی محکم روی قفسه ها فشار می آوردند.