ساعت دیواری مغناطیسی مسحور کننده: 24 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

ساعتهای مکانیکی همیشه مرا مجذوب خود کرده است. نحوه عملکرد همه چرخ دنده ها ، فنرها و فرارهای داخلی برای ایجاد یک ساعت ثابت قابل اطمینان همیشه برای مجموعه مهارت های محدود من دور از دسترس به نظر می رسید. خوشبختانه وسایل الکترونیکی مدرن و قطعات چاپ سه بعدی می توانند فاصله را از بین ببرند و چیزی ساده ایجاد کنند که متکی بر قطعات فلزی دقیق کوچک نیست.

این ساعت دیواری مینیمالیستی یک جفت چرخ دنده چاپ سه بعدی که توسط موتورهای پله ای ارزان قیمت حرکت می کند و آهنرباها را در پشت یک روکش کلاسیک گردویی می چرخاند ، پنهان می کند.

در ابتدا با الهام از STORY Clock ، من یک قطعه زمانی می خواستم که نشان دهد زمان روز فقط با استفاده از بلبرینگ در برابر بازخوانی دیجیتال و حرکت بلبرینگ های آهسته حرکت می کند.

مرحله 1: ابزار و مواد

مواد:

• تخته سه لا/تخته خرده چوب (3 تکه چوب قراضه را به هم چسباندم)
• 13 13 13 اینچ تخته سخت
• آردوینو نانو
• ساعت واقعی
• استپر موتور و رانندگان
• سنسورهای جلوه هال
• آهن ربا
• کابل برق
• آداپتور ای سی
• پلاگین
• پیچ های مختلف ماشین آلات
• انواع پیچ و مهره چوبی
• قطعات چاپ سه بعدی (آخرین مرحله)
• روکش (12 در 12 اینچ - صورت ، 40 اینچ نوار بلند)
• لاک اسپری
• رنگ اسپری سیاه

ابزارها:

• پرینتر سه بعدی
• قطب نما
• چاقوی X-acto
• چسب
• گیره ها
• جیگ برش دایره
• هک اره
• ساندرو دیسک
• گیره راتچ
• اسکنه
• خط کش
• ساندر
• مته ها
• پیچ گوشتی ها
• آهن لحیم کاری
• چسب حرارتی تفنگی

مرحله 2: قاب چوبی را به هم بچسبانید

سه تکه چوب را به هم بچسبانید که قاب ساعت را تشکیل می دهد. من از تخته خرده چوب بازیابی شده از قاب تخت قدیمی استفاده کردم.

مرحله 3: قاب را با استفاده از حلقه برش دایره برش دهید

مرکز تخته را علامت زده و روی یک دنده برش دایره ای نصب کنید. پنج دایره را با قطرهای زیر برش دهید:

• 12 اینچ
• 11 1/4 اینچ
• 9 1/4 اینچ
• 7 1/4 اینچ
• 5 3/8 اینچ

مرحله 4: چاپ و مونتاژ چرخ دنده ها

چرخ دنده ها به قطعات تقسیم می شوند ، بنابراین می توان آنها را روی چاپگر کوچک چاپ و به هم چسباند. تمام قطعات در ABS چاپ شده اند تا به فرآیند ذوب نشان داده شده در مرحله بعدی کمک کنند. تمام لبه ها و سطوح قطعات را سنباده بزنید.

مقادیر زیر قطعات موجود در مرحله 22 را چاپ کنید:

• 1 - آهنربای قطعه ای چرخ دنده ساعت
• 6 - Hour Ring Gear Segment Basic
• 1 - یک ساعت نگهدارنده حلقه بخش استپر کوه
• 6 - Hour Retaining Ring Segment Basic
• 1 - دارنده سنسور جلوه ساعت
• 1 - آهنربای قطعه دنده حلقه دقیقه
• 7 - Minute Ring Gear Segment Basic
• 1 - دقیقه نگهدارنده حلقه Sepper Mount
• 6 - Minute Retaining Ring Segment Basic
• 1 - دارنده سنسور جلوه دقیقه دقیقه
• 2 - چرخ دنده
• 1 - Mount Electronics

مرحله 5: بخشهای "چسب" را با هم انجام دهید

در یک بطری شیشه ای با مقداری استون ، مواد پشتیبان چاپ شده ناموفق را حل کنید و غیره. مخلوط استون را روی هر درز رنگ آمیزی کنید تا قطعات با هم ترکیب شوند. پس از خوب شدن ، هر درز را صاف کنید.

مرحله 6: نقش برجسته ها را در قاب برش دهید

چرخ دنده ها و حلقه های نگهدارنده را در قاب قرار دهید و نقش برجسته موتورهای پله ای را برش دهید. من حلقه داخلی را خیلی بزرگ اندازه و برش دادم ، بنابراین با استفاده از نوارهای افرا که دور مغازه داشتم ، اندازه آن را اندازه کردم.

مرحله 7: برش ترخیص برای سنسورهای اثر هال

یک حفره ترخیص از طریق حلقه داخلی سنسور اثر دقیقه سالن و شکاف سنسور اثر سالن ساعت را برش دهید. من برای برش این فاصله ها از اسکنه ، قلم و اره دستی کوچک استفاده کردم.

مرحله 8: حلقه بیرونی را بچسبانید

حلقه بیرونی را به اندازه حلقه نگهدارنده دقیقه بچسبانید.

مرحله 9: پیچ های تنظیم سنسور اثر هال را برش دهید

پیچ های دستگاه را با اره هک برش دهید تا فقط از ضخامت حلقه نگهدارنده و نگهدارنده سنسور اثر هال بلندتر باشد. شکافی را در نخ ها برش دهید تا با پیچ گوشتی تخت از انتهای رزوه تنظیم شود.

مرحله 10: حلقه ها را به تخته سخت بچسبانید

یک دایره از تخته سخت را فقط بزرگتر از حلقه خارجی برش دهید. حلقه بیرونی و داخلی را به صورت تخته چسب بزنید. برای قرار دادن حلقه داخلی از حلقه نگهدارنده دقیقه و چرخ دنده استفاده کنید. بهتر از من به چسباندن حلقه داخلی به عقب توجه کنید. تصویر دو برش جدیدی را برای سنسور جلوه دقیقه نشان می دهد.

برای خرد کردن تخته سخت به اندازه حلقه بیرونی ، از دستگاه ساندرو دیسک استفاده کنید.

مرحله 11: چسب دیسک داخلی

دیسک داخلی را با استفاده از حلقه نگهدارنده ساعت و چرخ دنده در محل دیسک داخلی بچسبانید.

مرحله 12: روکش را وصل کنید

یک نوار روکش عریضتر از ساعت عمیق و طولانی برش دهید تا به طور شبانه روز بپیچید (قطر ساعت 3.14 * ، طول مورد نیاز را برمی گرداند. یک اینچ را اضافه کنید تا مطمئن شوید که به اندازه کافی دارید.) به طول برش دهید چسب کافی روی روکش بزنید و در محل خود با گیره تسمه محکم کنید. اجازه دهید چند ساعت خشک شود تا از چسبندگی آن اطمینان حاصل شود.

مرحله 13: روکش را کوتاه کنید

با استفاده از اسکنه تیز ، روکش اضافی را از جلو و عقب ساعت کوتاه کنید.

مرحله 14: روکش را برش دهید

روکش من ترک هایی داشت. برای سهولت کار با آن ، از نوار نقاشان برای نگه داشتن آن در کنار هم استفاده کردم. با استفاده از چاقوی x-acto در قطب نما ، روکش را فقط بزرگتر از صفحه ساعت ببرید.

مرحله 15: روکش چسب

از حلقه های قطع شده برای پخش فشار روی صفحه استفاده کنید. چسب کافی را در قسمت غیر روکش روکش بمالید. دانه را به صورت عمودی روی صفحه ساعت قرار دهید و گیره های زیادی را که هر کدام را کمی سفت می کند ، بمالید. این کار باعث می شود روکش تغییر نکرده و حتی فشار روی صورت را وارد کند.

من از چند تخته صاف در طرف ساعت استفاده کردم و از چند تخته پشتی استفاده کردم.

مرحله 16: سمباده و پایان دهید

با استفاده از کاغذ سنباده ، روکش اضافی را با دقت از روی ساعت بردارید و ماسه را از 220 دانه تا 600 ماسه شروع کنید.

بین 10 تا 20 لایه لاک بزنید. این باعث ایجاد سطحی می شود که بلبرینگ در امتداد آن سوار می شود. به ناچار به دلیل گرد و غبار و سایر ذرات موجود در هوا ، من فکر می کنم که خطوطی در طول مسیر هر بلبرینگ ظاهر می شود. استفاده از لایه های بیشتر باید این کار را تا آنجا که ممکن است به تاخیر بیندازد. همچنین تصفیه آینده را آسان تر می کند. اگر خطوط روی ساعت من ظاهر شوند ، این مرحله را به روز می کنم.

مرحله 17: Power را نصب کنید

با استفاده از یک مته 27/64 اینچی ، یک سوراخ در پایین ساعت ایجاد کرده و دوشاخه برق را در محل خود پیچ کنید.

مرحله 18: مونتاژ قطعات الکترونیکی

درایورهای استپر و ساعت واقعی را به برد الکترونیکی وصل کنید. من باید راهی برای ایمن سازی آردوینو پیدا کنم ، بنابراین سوراخ هایی ایجاد شد و یک شکاف برای بستن زیپ کراوات بریده شد. این ویژگی ها به پرونده موجود در مرحله 22 اضافه شده است.

مرحله 19: Solder and Connect Electronics

پس از نمودار بلوک ، همه اجزا را با هم لحیم کنید. حلقه ها را در جای خود بچسبانید و سیمهای سرگردان را با چسب حرارتی نیز محکم کنید.

مرحله 20: صفحه پشت

صفحه پشتی را با برش دایره دیگر 1/2 اینچی بزرگتر از صفحه ساعت و حلقه ای با قطر داخلی یکسان پشت ساعت ایجاد کنید. حلقه و حلقه را با چند گیره فنری به هم بچسبانید.

پس از خشک شدن ، یک خط 1/8 اینچی بزرگتر از حلقه داخلی بنویسید و با استفاده از اره نواری یا ساند دیسک اندازه آن را اندازه کنید.

با استفاده از روتر یا مته یک شکاف 1 اینچی به طول 1/4 اینچی در بالای پشت ببرید. چهار سوراخ را برای تضمین پشت در قاب ساعت متقابل کنید.

اسپری سیاه رنگ بزنید و بعد از خشک شدن به ساعت وصل کنید.

مرحله 21: کد آردوینو

کد آردوینو تا آنجا که ممکن است کامنت گذاری می شود. به خاطر داشته باشید که من برنامه نویس نیستم ، حداقل تجربه آردوینو را دارم (مهربان باشید). کد به طور مداوم بررسی می شود تا ببیند آیا زمان فعلی با "زمان بازنشانی" مطابقت دارد یا خیر. از آنجا که من راهی برای تبدیل زمان فعلی به مرحله در نظر نگرفتم ، فقط یک بار در روز خود را اصلاح می کند (به طور پیش فرض نیمه شب). در نیمه شب چرخ دنده ها به موقعیت نیمه شب می چرخند و سپس منتظر بمانید تا 00:01 به آن زمان حرکت کنید و سپس از آنجا ادامه دهید. همانطور که در حال حاضر نشسته است ، ساعت فقط حدود 5 ثانیه را در یک دوره 24 ساعته از دست می دهد.

شما نیاز به نصب کتابخانه های Stepper و RTClib دارید.

من می دانم که کد می تواند توسط شخصی با تجربه تر از من بهینه شود. اگر با چالش روبرو هستید ، لطفاً این پروژه را برای خودتان بازسازی کنید و دانش خود را به اشتراک بگذارید.

#عبارتند از

#شامل "RTClib.h" RTC_DS1307 rtc؛ #تعریف oneRotation 2038 // تعداد مراحل در یک دور موتور پله ای 28BYJ-48 Stepper hourHand (oneRotation ، 3 ، 5 ، 4 ، 6) ؛ Stepper minuteHand (oneRotation ، 7 ، 9 ، 8 ، 10) ؛ #ساعت تعریف کنیدسفعه سنسور 12 #دقیقه تعریف کنیدStopSensor 11 int endStep = 0؛ // معامله زمان برای سرعت ساعت. int setDelay1 = 168 ؛ int setDelay2 = 166 ؛ int setDelay3 = 5؛ // زمان کنونی برای انجام ریاضی. ساعت شناور = 0 ؛ شناور mn = 0 ؛ float sc = 0؛ // زمان روز را برای بازنشانی ساعت (قالب 24 ساعته) تنظیم کنید. int resetHour = 0؛ int resetMinute = 0؛ // متغیرها برای تنظیم زمان صحیح هنگام راه اندازی و تنظیم مجدد. float setTimeStepHour = 0؛ float setTimeStepMinute = 0؛ float handDelay = 0؛ float hourTest = 0؛ شناور minuteTest = 0؛ void setup () {Serial.begin (115200)؛ // تنظیم ساعت واقعی و تنظیم مجدد سنسورهای اثر سالن. pinMode (hourStopSensor ، INPUT_PULLUP) ؛ pinMode (minuteStopSensor ، INPUT_PULLUP) ؛ rtc.begin ()؛ // برای تنظیم زمان ، خط زیر را کامنت نکنید. // rtc.adjust (تاریخ زمان (2020 ، 2 ، 19 ، 23 ، 40 ، 30)) ؛ // rtc.adjust (DateTime (F (_ DATE_) ، F (_ TIME_))) ؛ // حداکثر سرعت موتورهای پله ای را تنظیم کنید. hourHand.setSpeed (15) ؛ minuteHand.setSpeed (15) ؛ // حلقه تا دقیقه و عقربه ساعت در ظهر هستند در حالی که (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} // دریافت زمان فعلی DateTime now = rtc.now ()؛ hr = now.hour ()؛ mn = now.minute ()؛ sc = now.second ()؛ // اگر (hr> = 12) {hr = hr - 12 ؛ به فرمت 12 ساعته تغییر دهید. } // ببینید کدام دست باید بیشتر روی صورت حرکت کند و از این فاصله // برای تنظیم زمان تنظیم شده مطابق آن استفاده کنید. hourTest = hr / 12؛ minuteTest = mn / 60 ؛ if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest؛ } else {handDelay = minuteTest؛ } // تنظیم ساعت جاری setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383) ؛ // تنظیم دقیقه دقیقه setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9) ؛ // آزمایش کنید که کدام دست به مراحل بیشتری نیاز دارد و آن را در طولانی ترین تعداد گام برای حلقه for قرار دهید. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour؛ } else {endStep = setTimeStepMinute؛ } برای (int i = 0؛ i <= endStep؛ i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} // تنظیم ساعت در حال اجرا RPM hourHand.setSpeed (1) ؛ minuteHand.setSpeed (1) ؛ } void loop () {// شروع حلقه در حال اجرا ساعت. برای (int i = 0 ؛ i <22؛ i ++) {minuteHand.step (1) ؛ تأخیر (setDelay1) ؛ // زمان بازنشانی را آزمایش کنید ، در صورت آماده بودن برای بازنشانی ، break کنید. if (rtc.now (). ساعت () == resetHour && rtc.now (). دقیقه () == resetMinute) {break؛ }} تاخیر (setDelay3)؛ برای (int i = 0 ؛ i <38؛ i ++) {hourHand.step (1) ؛ تأخیر (setDelay1) ؛ // زمان بازنشانی را آزمایش کنید ، در صورت آماده بودن برای بازنشانی ، break کنید. if (rtc.now (). ساعت () == resetHour && rtc.now (). دقیقه () == resetMinute) {break؛ } برای (int i = 0؛ i <20؛ i ++) {minuteHand.step (1)؛ تأخیر (setDelay2) ؛ // زمان بازنشانی را آزمایش کنید ، در صورت آماده بودن برای بازنشانی ، break کنید. if (rtc.now (). ساعت () == resetHour && rtc.now (). دقیقه () == resetMinute) {break؛ }}} // تنظیم مجدد ساعت در زمان تنظیم مجدد اگر (rtc.now (). ساعت () == resetHour && rtc.now (). دقیقه () == resetMinute) {// تغییر سرعت ساعت hourHand.setSpeed (10)؛ minuteHand.setSpeed (10) ؛ // دور بزنید تا دقیقه و عقربه ساعت به ظهر برسد. while (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} // منتظر بمانید تا زمان بازنشانی به پایان برسد. while (rtc.now (). دقیقه () == resetMinute) {تاخیر (1000) ؛ } // دریافت زمان کنونی DateTime now = rtc.now ()؛ hr = now.hour ()؛ mn = now.minute ()؛ sc = now.second ()؛ // اگر (hr> = 12) {hr = hr - 12 ؛ به فرمت 12 ساعته تغییر دهید. } // ببینید کدام دست باید بیشتر روی صورت حرکت کند و از این فاصله // برای تنظیم زمان تنظیم شده مطابق آن استفاده کنید. hourTest = hr / 12؛ minuteTest = mn / 60 ؛ if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest؛ } else {handDelay = minuteTest؛ } // تنظیم ساعت جاری setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383) ؛ // تنظیم دقیقه دقیقه setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9) ؛ // آزمایش کنید که کدام دست به مراحل بیشتری نیاز دارد و آن را در طولانی ترین تعداد گام برای حلقه for قرار دهید. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour؛ } else {endStep = setTimeStepMinute؛ } برای (int i = 0؛ i <= endStep؛ i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2)؛ } else {تاخیر (3)؛ } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3)؛ } else {تاخیر (4)؛ }} hourHand.setSpeed (1)؛ minuteHand.setSpeed (1) ؛ }}

مرحله 22: فایل های STL

شما باید مقادیر زیر فایلها را چاپ کنید:

• 1 - آهنربای قطعه ای چرخ دنده ساعت
• 6 - Hour Ring Gear Segment Basic
• 1 - یک ساعت نگهدارنده حلقه بخش استپر کوه
• 6 - Hour Retaining Ring Segment Basic
• 1 - دارنده سنسور جلوه ساعت
• 1 - آهنربای قطعه دنده حلقه دقیقه
• 7 - Minute Ring Gear Segment Basic
• 1 - دقیقه نگهدارنده حلقه Sepper Mount
• 6 - Minute Retaining Ring Segment Basic
• 1 - دارنده سنسور اثر دقیقه دقیقه
• 2 - چرخ دنده
• 1 - Mount Electronics

مرحله 23: فایلهای Solidworks

اینها فایلهای اصلی Solidworks هستند که برای ایجاد STL های موجود در مرحله قبل استفاده می شوند. در صورت تمایل فایلهای من را ویرایش و تغییر دهید.

مرحله 24: نتیجه گیری

این ساعت بهتر از آن چیزی بود که تصور می کردم. با داشتن حداقل تجربه آردوینو ، خوشحالم که چگونه ظاهر شد و چقدر دقیق است. بسیار عالی به نظر می رسد و همانطور که انتظار داشتم کار می کند.