ساعت اسلاید: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

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

من از طراحی و ساخت ساعتهای جالب لذت می برم و همیشه به دنبال روشهای منحصر به فرد برای نمایش زمان هستم. این ساعت از 4 اسلاید عمودی که شامل اعداد است استفاده می کند. چهار موتور پله ای اسلاید ها را طوری قرار می دهند که زمان صحیح در ناحیه نمایش ساعت نشان داده شود. پله ها با استفاده از Arduino Uno با محافظ CNC کنترل می شوند. از یک برد Adafruit PCF8523 RTC برای حفظ زمان استفاده می کند. قاب و جنبه های مکانیکی همگی به صورت سه بعدی چاپ شده اند و اسلاید هایی که اعداد را نشان می دهند از چوب با اعداد حکاکی شده با لیزر ساخته شده اند. من از دندانه دار قفسه ای سه بعدی و چرخ دنده ای که در پشت سرسره های چوبی نصب شده است استفاده کردم تا اسلایدها را به بالا و پایین حرکت دهم. سیستم رک و پین از این دستگاه حرکت خطی ساخته شده توسط Trigubovich در Thingiverse مشتق شده است.

نسخه رمزآلود

من دو نسخه یک با استفاده از اعداد معمولی و یک نسخه مرموز بر اساس دستورالعمل تقویم cfb70 ساختم.

تدارکات

• اردونیو اونو
• سپر موتور CNC
• درایور موتور A4988 (تعداد 4)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Steppers 28BYJ 5V (تعداد 4)
• اتصال برق - نوع بشکه
• کلید دکمه ای (تعداد 2)
• منبع تغذیه 12 ولت
• پیچ و مهره های 3 میلی متری را متفرقه کنید
• پیچ های 2 میلی متری برای برد RTC (تعداد 2)
• 1.5 فوت تخته 4/4 چوب سخت (من از Birdseye Maple استفاده کردم)

مرحله 1: قطعات چاپ سه بعدی

در مجموع 14 قطعه با چاپ سه بعدی وجود دارد. آنها را با استفاده از PLA روی چاپگر Prusa i3 Mk3 چاپ کردم.

• حامل موتور
• دنده های چرخ دنده (تعداد 4)
• Rack Gears (تعداد 7)
• پشت جلد
• قاب

قفسه های اسلاید خیلی بلند بودند تا روی تخت چاپگر سه بعدی من قرار بگیرند ، بنابراین آنها را از وسط شکستم و از یک اتصال دم کبوتر برای اتصال دو نیمه (A & B) به یکدیگر استفاده کردم.

• Rack Slide A - 500mm (تعداد 2)
• Rack Slide B - 500mm (تعداد 2)
• Rack Slide A - 300mm (تعداد 2)
• Rack Slide B - 300 میلی متر

فایل های STL مربوط به ساعت کشویی را می توانید در https://www.thingiverse.com/thing:4627764 پیدا کنید

مرحله 2: آماده سازی CNC Stepper Motor Shield

درایورهای Stepper A4988 را اضافه کنید

CNC Stepper Motor Shield می تواند از انواع مختلف درایورهای پله ای استفاده کند. من از درایورهای پله Pololu A4988 استفاده می کنم. من موتورها را با استفاده از پله های کامل رانندگی می کنم.

پس از نصب ، ولتاژ Vref را طوری تنظیم کنید که جریان به موتورها محدود شود. من Vref را روی.15v تنظیم کردم که موتور A مستقل باشد

سپر موتور از 4 موتور پشتیبانی می کند ، موتور "A" را می توان به عنوان موتور دوم هدایت کرد که یکی از موتورهای اصلی X ، Y یا Z را تقلید می کند یا می تواند یک موتور مستقل باشد. برای ساعت کشویی باید مستقل باشد و توسط D12 و D13 از آردوینو کنترل می شود.

برای اینکه آن را مستقل کنید باید جامپرها را همانطور که در عکس بالا نشان داده شده نصب کنید تا پین های A. Stp و A. Dir را به D12 و D13 وصل کنید.

قدرت موتور پله ای

موتورهای پله ای 5 ولت در واقع با استفاده از 12 ولت کار می کنند. این منبع تغذیه 12 ولت به کانکتور قدرت موتور CNC Motor Shield متصل است.

تغذیه Arduino Uno

منبع تغذیه Arduino Uno توسط منبع تغذیه 12 ولت متصل به سپر موتور CNC تامین می شود. پین Vin روی سپر باز است و به سربرگ روی سپر متصل نیست. بنابراین یک سیم از پایانه مثبت 12 ولت متصل شد و همانطور که در عکس بالا نشان داده شده است به پین Vin روی سپر لحیم شد.

مرحله 3: تغییرات موتور پله ای

موتورهای 28BYJ Stepper موتورهای دوقطبی هستند و دارای کانکتور 5 پین هستند ، CNC Motor Shield برای حرکت موتورهای تک قطبی طراحی شده است و دارای هدرهای 4 پین برای اتصال موتورها است. برای اتصال مستقیم پله ها به سپر ، سیم کشی اتصال دهنده پله را تغییر دادم. سیمهای شماره 2 (صورتی) و شماره 3 (زرد) باید تعویض شوند. برای انجام این کار ، از یک پیچ گوشتی کوچک استفاده کردم که زبانه سیم را در محفظه کانکتور نگه داشته و آن را از محفظه بیرون کشیده و این دو را عوض کرد. سپس علامتی را روی کانکتور گذاشتم تا بدانم که اصلاح شده است.

هنگام اتصال پلاگین موتور به سپر ، از سیم قرمز استفاده نمی شود ، بنابراین پلاگین را روی سربرگ قرار دادم تا فقط پین های 1-4 متصل شوند و پین قرمز 5 شناور باشد.

موتورهای Slide Clock به شرح زیر متصل می شوند:

محور X = دقیقه کشویی محور Y محور = ده دقیقه کشویی محور Z محور = ساعت کشویی محور محور = ده ها ساعت کشویی

مرحله 4: افزودن RTC و سوئیچ ها

اتصال ساعت واقعی

ساعت واقعی Adafruit PFC8523 از I2C برای ارتباط با آردوینو استفاده می کند اما CNC Motor Shield به پین های I2C SDA و SCL در آردوینو متصل نمی شود. برای حل این مشکل ، من از دو جامپر سیم با اتصالات پین استفاده کردم و آنها را در موقعیت هدر SDA و SCL روی برد Arduino قرار دادم و سپس سپر را در بالا نصب کردم.

اتصالات دکمه ای

دو دکمه فشاری به A1 و A2 در آردوینو متصل هستند. CNC Motor Shield این پین ها را به سرصفحه ای در لبه سپر می آورد و آنها را Hold and Resume می نامد. سوئیچ ها به این هدر متصل می شوند.

مرحله 5: شماتیک

مرحله 6: آماده سازی اسلایدهای چوبی

من 4/4 Birdseye Maple را برای اسلایدها خریداری کردم. برای به دست آوردن ضخامت مناسب ، چوب را به نصف رساندم و سپس با استفاده از دستگاه تراش درام ، ضخامت یکنواخت 3/8 اینچ (9.5 میلی متر) برای تمام تخته های اولیه ایجاد کردم.

تخته ها سپس پاره شده و به ابعاد زیر بریده شده است.

• اسلاید دقیقه: 500mm x 40mm x 9.5mm
• اسلاید ده ها دقیقه: 300 میلی متر در 40 میلی متر در 9.5 میلی متر
• ساعت اسلاید: 500mm x 40mm x 9.5mm (همان دقیقه)
• ده ها ساعت اسلاید: 150mm x 40mm x 9.5mm

مرحله 7: حکاکی اعداد با لیزر

قبل از حکاکی لیزری اسلایدها ، نوار نقاشان آبی را روی سطح بالای تخته چسبانده بودم. این به جلوگیری از سوزش و رسوب در لبه اعداد کمک می کند.

من از لیزر Epilog Helix 45W با اندازه تخت 24 اینچ در 18 اینچ استفاده کردم. از آنجایی که اسلاید دقیقه و ساعت بیشتر از 18 اینچ است ، هنگام حکاکی تمام اسلایدها 90 را چرخاندم. تنظیمات لیزر من سرعت 13 و توان 90 بود.

اسلایدهای حکاکی شده را با کاغذ سنباده 150 و 180 سنباده سنباده زدم تا برای پایان کار آماده شوم.

یک.dxf برای اعداد را می توانید در مخزن Github برای این پروژه پیدا کنید

پس از حکاکی ، چوب را به 180 ریز سنباده زدم ، سپس روغن جوشانده کتان (BLO) را بکار بردم ، 10 دقیقه صبر کردم و آن را پاک کردم و اجازه دادم 24 ساعت خوب شود ، سپس دوباره با 180 ماسه ماسه زنی کردم و یک لایه دیگر از BLO را اعمال کردم و پاک کردم ، منتظر 24 ماندم. ساعت ، 180 را سنباده زده و پلی اورتان Clear Gloss را اعمال کنید. یکی که درمان شد من از 180 تا 600 سنباده را با سنباده ماساژ دادم تا یک سطح براق خوب داشته باشم.

مرحله 8: افزودن چرخ دنده به اسلایدهای چوبی

چرخ دنده ها به پشت اسلایدهای چوبی اضافه می شوند ، آنها در امتداد پشت به صورت عمودی و افقی متمرکز شده اند.

• برای حرکت دقیقه و ساعت دو نیمه رک 500 میلی متری باید به هم متصل شوند.
• برای ده دقیقه اسلاید دو نیمه رک 300 میلی متری به هم متصل می شوند.
• برای اسلاید ده ها ساعت از یکی از دو نیمه اسلاید رک 300 میلی متری استفاده می کنم.

هنگام نگاه کردن به پشت لغزش ، دندانه های چرخ دنده باید در سمت راست قرار گیرند.

مرحله 9: مونتاژ ساعت

مونتاژ نسبتاً مستقیم است. من از پیچ های سر شش میلی متری شش ضلعی برای تمام مونتاژ استفاده کردم. در زیر مراحل مونتاژ لیست شده است

1. پله ها را به حامل موتور وصل کنید
2. چرخ دنده های پینون را به موتورها اضافه کنید ، آنها شل هستند و توسط سرسره قفسه در جای خود نگه داشته می شوند

3. وسایل برقی را در قاب پشتی نصب کنید

   • آردوینو با پیچ و مهره از پشت و مهره هایی برای نگه داشتن تخته متصل شده است
   • RTC از دو پیچ 2 میلی متری برای پلاستیک استفاده می کند
   • کانکتور تغذیه با محفظه فشار داده می شود
   • سوئیچ ها در دو سوراخ ارائه شده نصب می شوند.
4. قاب پشتی دارای یک مفصل دم کبوتر است که به پشت حامل موتور متصل می شود ، یک طرف آن خم می شود تا به دو طرف اجازه دهد با دم کبوترها درگیر شوند. پیچ های 3 میلی متری از جلو پیچ می شوند تا قاب پشتی محکم شود.
5. قاب را اضافه کنید
6. اسلایدهای شماره ای در شکاف ها قرار می گیرند و در لبه چرخ دنده ها قرار می گیرند. هنگامی که برق به ساعت اعمال می شود آنها درگیر می شوند.

در قاب پشتی شیارهای سوراخ کلید وجود دارد که ساعت را به دیوار آویزان می کند. فایل های STL شامل یک براکت L اختیاری است که می تواند برای اتصال ساعت به میز یا میز کار برای آزمایش استفاده شود.

مرحله 10: نرم افزار

کد منبع در GitHub در https://github.com/moose408/SlideClock یافت می شود

کتابخانه ها

ساعت اسلاید از کتابخانه SpeedyStepper توسط Stan Reifel استفاده می کند که می توانید آن را در https://github.com/Stan-Reifel/SpeedyStepper پیدا کنید

من در ابتدا سعی کردم از کتابخانه AccelStepper استفاده کنم ، زیرا به نظر می رسد همان چیزی است که بسیاری از مردم از آن استفاده می کنند. این برای یک پله خوب کار می کرد ، اما وقتی سعی کردم هر چهار پله را همزمان حرکت دهم ، سرعت حرکت به سرعت خزید. بنابراین من به کتابخانه SpeedyStepper رفتم و بسیار راضی بودم. من از این کتابخانه برای تمام نیازهای استپر خود در آینده استفاده خواهم کرد.

استارت آپ

هنگام راه اندازی ، کد به دنبال فشار کلید در پورت سریال است.

• اگر کاربر کلیدی را فشار دهد ، منوی اشکال زدایی را فعال می کند که امکان کنترل دستی تمام موتورهای پله ای را فراهم می کند.
• اگر در پورت سریال فعالیتی وجود نداشته باشد ، نرم افزار با قرار دادن اسلایدها ساعت را اولیه می کند و سپس زمان فعلی را نمایش می دهد.

اسلاید سازی

هنگام استفاده از موتورهای پله ای ، باید آنها را در یک "موقعیت اصلی" تنظیم کنید تا نرم افزار موقعیت فیزیکی هر اسلاید را بداند. من در ابتدا قصد داشتم سنسورهای جلوه هال و یک آهنربا را به هر اسلاید برای تشخیص موقعیت خانه اضافه کنم. این امر نیاز به لوازم الکترونیکی اضافی داشت و پس از اندکی فکر کردن متوجه شدم که می توانم اسلاید را تا انتها برای حداکثر مراحل اجرا کنم. اگر سرسره قبل از حداکثر تعداد مراحل به آنجا برسد ، روی چرخ دنده پرش می کند و هنگامی که موتورها متوقف می شوند ، تمام لغزش ها روی چرخ دنده در بالای محدوده خود قرار می گیرند. کمی سر و صدا دارد و با گذشت زمان ممکن است ساییدگی چرخ دنده ها ایجاد شود ، اما آنقدر نادر است که نباید مشکلی ایجاد کند.

مرحله 11: عملیات

شروع ساعت

هنگامی که ساعت برای اولین بار به برق متصل می شود ، هر 4 اسلاید را در خود جای داده و سپس زمان فعلی را نمایش می دهد.

تنظیم زمان

برای تنظیم زمان ، دکمه آبی رنگ Mode را در پایین ساعت به مدت 1 ثانیه فشار داده و نگه دارید. لغزنده ده ها ساعت 1/2 بالا و پایین می رود تا نشان دهد که انتخاب شده است. دکمه زرد Select را فشار دهید تا زمان تغییر کند ، یا دکمه Mode را فشار دهید تا به اسلاید بعدی (ساعت) بروید. این کار را تا زمان تکرار کنید تنظیم شده است و سپس آخرین فشار دکمه Mode را برای شروع ساعت انجام دهید.

مرحله 12: نتیجه گیری

گزینه های زیادی وجود دارد که می توان با این طرح بررسی کرد. یک ایده این است که اعداد را با حروف جایگزین کنید و از آن برای نمایش کلمات 4 حرفی استفاده کنید که اطلاعاتی مانند آب و هوا ، بازار سهام یا تأییدها را منتقل می کند.

به عنوان مثال ، همسرم می خواهد از من نسخه ای تهیه کند که وضعیت کار او را نشان دهد. مشغول ، رایگان ، تماس ، و غیره. این را می توان به راحتی با تعویض اسلایدها و تغییر کمی نرم افزار انجام داد. امکانات بی پایان است.

جایزه دوم در مسابقه ریمیکس