Lummav magnetiline seinakell: 24 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Mehaanilised kellad on mind alati võlunud. See, kuidas kõik sisemised hammasrattad, vedrud ja väljapääsud koos töötavad, et saada pidev usaldusväärne ajanäitaja, on minu piiratud oskuste jaoks alati tundunud kättesaamatu. Õnneks saab kaasaegne elektroonika ja 3D -prinditud osad selle lõhe ületada, luues midagi lihtsat, mis ei tugine väikestele täpsetele metallosadele.

See minimalistlik seinakell peidab endas paari 3D -trükitud rõngasrattaid, mida juhivad odavad samm -mootorid, mis pöörlevad magneteid klassikalise pähklipuu taga.

Algselt STORY Clockist inspireerituna tahtsin ajakava, mis näitas kellaaega, kasutades ainult kuullaagreid, võrreldes digitaalse näidu ja aeglaselt liikuvate kuullaagritega.

Samm: tööriistad ja materjalid

Materjalid:

• 13 x 13 x 2 tolli Vineer/puitlaastplaat (liimisin kokku 3 tükki puitu)
• 13 x 13 tolli
• Arduino Nano
• Reaalajas kell
• Astmelised mootorid ja draiverid
• Halli efekti andurid
• Magnetid
• Toitekaabel
• Vahelduvvooluadapter
• Pistik
• Erinevad masinakruvid
• Erinevad puidukruvid
• 3D -prinditud osad (viimane samm)
• Spoon (12 x 12 tolli - nägu, 40 tolli pikk riba)
• Pihustuslakk
• Must pihustusvärv

Tööriistad:

• 3D printer
• Kompass
• X-acto nuga
• Liim
• Klambrid
• Ringjoone lõikamisseade
• Hack Saw
• Ketta Sander
• Ratchet Clamp
• Peitel
• Joonlaud
• Sander
• Puurid
• Kruvikeerajad
• Jootekolb
• Kuum liimipüstol

Samm: liimige puitraam kokku

Liimige kokku kolm puutükki, mis moodustavad kella raami. Kasutasin vanast voodiraamist taastatud puitlaastplaati.

Samm: raami lõikamine ringlõikamisseadme abil

Märkige tahvli keskosa ja kinnitage ringjoonega. Lõika viis ringi järgmise läbimõõduga:

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

4. samm: hammasrataste printimine ja kokkupanek

Rõngasrattad on jaotatud segmentideks, nii et neid saab väikesele printerile printida ja kokku klõpsata. Kõik osad trükiti ABS -iga, et hõlbustada järgmises etapis näidatud sulatamisprotsessi. Lihvige osade kõik servad ja pinnad.

Printige järgmised sammud 22 leitud osade kogused:

• 1 -tunnine rõngasratta segmendi magnet
• 6 - tunnine rõngasrataste segment
• 1 -tunnine kinnitusrõnga segmendi samm -kinnitus
• 6 - tunnine kinnitusrõnga segment Basic
• 1 - Hour Hall Effect Sensori hoidja
• 1 - minuti rõngasratta segmendi magnet
• 7 - minutiline rõngasseadmete segment Basic
• 1 - Minutilise kinnitusrõnga segmendi samm -kinnitus
• 6 - Minuti kinnitusrõnga segment Basic
• 1 - minuti saali efekti anduri hoidja
• 2 - Spur Gear
• 1 - elektroonikakinnitus

Samm: liimige sektsioonid kokku

Lahustage klaaspudelis mõne atsetooniga ebaõnnestunud trükised vana tugimaterjal jne. Värvige igale õmblusele atsetoonisegu, et tükid omavahel kokku sulanduda. Pärast kõvenemist lihvige iga õmblus tasaseks.

6. samm: lõika reljeefid raami

Asetage rõngasrattad ja kinnitusrõngad raami ning lõigake samm -mootorite reljeefid välja. Mõõtsin ja lõikasin sisemise rõnga liiga suureks, nii et liimisin selle suuruseks, kasutades poes leiduvat vahtraserva.

Samm 7: Halli efekti andurite tühjendamise tühjendamine

Lõika minutisaali efekti anduri sisemise rõnga kaudu tühimik ja tunnisaali efekti anduri pesa. Nende vahede lõikamiseks kasutasin meislit, viili ja väikest käsisaega.

8. samm: liimige välimine rõngas

Liimige ja kleepige välimine rõngas minutirõnga suurusele.

9. samm: lõigake Halli efekti anduri reguleerimiskruvid

Lõigake masinakruvid hakksaega nii, et need oleksid lihtsalt pikemad kui kinnitusrõnga ja saaliefekti anduri hoidja paksus. Lõika keermedesse pilu, nii et seda saab keermestatud otsast lameda kruvikeerajaga reguleerida.

Samm: liimige rõngad puitkiudplaadile

Lõigake puitkiudplaadi ring, mis on välisrõngast veidi suurem. Liimige välimine ja sisemine rõngas puitkiudplaadi pinnale. Kasutage sisemise rõnga paigutamiseks minuti kinnitusrõngast ja rõngashammasratast. Pöörake rohkem tähelepanu kui mina, et mitte liimida sisemist rõngast tagurpidi. Teine pilt näitab uue pilu lõikamist minutisaali efekti anduri jaoks.

Kasutage ketaslihvijat, et kärpida puitkiudplaati välimise rõnga suuruseks.

Samm: liimige sisemine ketas

Liimige sisemine ketas oma kohale, kasutades sisemise ketta paigutamiseks tunni kinnitusrõngast ja rõngasratast.

12. samm: kinnitage vineer

Lõigake spooniriba, mis on kellast laiem, piisavalt sügav ja piisavalt pikk, et seda ööpäevaringselt ümbritseda (kella läbimõõt 3,14 *, tagastab vajaliku pikkuse. Lisage tolli, et olla kindel, et teil on seda piisavalt.) pikkuseks lõigatud. Kandke spoonile piisavalt liimi ja kinnitage see rihmaklambriga. Haardumise tagamiseks laske paar tundi kuivada.

Samm 13: Spooni kärpimine

Terava peitli abil lõigake liigne spoon kella esi- ja tagaküljelt.

14. samm: lõigake spoon

Minu spoonil olid mõned praod sees. Töö hõlbustamiseks kandsin maalriteibi, et seda koos hoida. Lõigake kompassis x-acto nuga kasutades spoon kella esiküljest suuremaks.

Samm 15: Liimispoon

Kasutage väljalõigatud rõngaid, et jaotada rõhk kella esiküljele. Kandke spoonile kleeplindita küljele piisavalt liimi. Suunake tera vertikaalselt kella esiküljele ja rakendage palju klambreid, pingutades neid veidi korraga. See tagab, et spoon ei liigu ja sellel on ühtlane surve üle näo.

Kella esiküljel kasutasin paari lamedat tahvlit ja tagaküljel mõnda tõmmet.

16. samm: lihvige ja viimistlege

Eemaldage liivapaberiga ettevaatlikult kella esiküljelt liigne spoon ja lihvige alates 220 -st kuni 600 -st.

Kandke 10 kuni 20 kihti lakki. See loob pinna, mida kuullaager mööda sõidab. Paratamatult õhus oleva tolmu ja muude osakeste tõttu arvan, et iga kuullaagri teele ilmuvad jooned. Rohkem viimistluskihtide pealekandmine peaks seda võimalikult kaua edasi lükkama. See lihtsustab ka edaspidist viimistlustööd. Värskendan seda sammu, kui mu kellale ilmuvad jooned.

Samm 17: Toite installimine

Puurige 27/64 tolli puurvarda abil augu kella põhja ja keerake toitepistik oma kohale.

18. samm: elektroonika kokkupanek

Kinnitage samm -draiverid ja reaalajas kell elektroonilisele tahvlile. Mul oli vaja leida viis Arduino kinnitamiseks, nii et puuriti augud ja lõigati lukuga lipsu jaoks pilu. Need funktsioonid on lisatud toimikusse 22 leitud faili.

19. samm: jootke ja ühendage elektroonika

Pärast plokkskeemi jootke kõik komponendid kokku. Kuumalt liimige rõngad oma kohale ja kinnitage kõik hulkuvad juhtmed ka kuuma liimiga.

20. samm: tagumine plaat

Tagaplaadi loomiseks lõigake teine ring 1/2 tolli võrra suurem kui kella esikülg ja rõngas, mille siseläbimõõt on sama kui kella tagaküljel. Liimige rõngas ja ring mõne vedruklambriga kokku.

Kui see on kuiv, joonistage joon 1/8 tolli võrra suurem kui sisemine rõngas ja lõigake lintsae või ketaslihvija abil suuruseks.

Lõika tagakülje ülaosast 1 tolli pikkune 1/4 tolli laiune pilu ruuteri või puuriterade abil. Süvendage neli auku tagakülje kinnitamiseks kella raami.

Kandke must pihustusvärv ja kinnitage kella külge, kui see on kuiv.

21. samm: Arduino kood

Arduino koodi kommenteeritakse nii hästi kui võimalik. Pidage meeles, et ma ei ole programmeerija, mul on minimaalne arduino kogemus (olge lahke). Kood töötab pidevalt, kontrollides, kas praegune aeg vastab "Lähtesta aeg". Kuna ma ei suutnud välja mõelda, kuidas praegust aega sammudeks teisendada, parandab see ennast ainult üks kord päevas (vaikimisi kesköö). Keskööl pöörlevad käigud keskööasendisse, seejärel oodake, kuni kellaajani 00:01 liigutakse ja seejärel jätkatakse sealt. Praegu istudes kaotab kell 24 tunni jooksul vaid umbes 5 sekundit.

Teil on vaja installida Stepper ja RTClib raamatukogud.

Ma tean, et koodi saab optimeerida keegi, kellel on rohkem kogemusi kui minul. Kui olete väljakutse vastu võtnud, looge see projekt enda jaoks uuesti ja jagage oma teadmisi.

#kaasake

#include "RTClib.h" RTC_DS1307 rtc; #define oneRotation 2038 // sammude arv 28BYJ-48 samm-mootori ühe pöörde jooksul Stepper hourHand (oneRotation, 3, 5, 4, 6); Stepper minuteHand (oneRotation, 7, 9, 8, 10); #define hourStopSensor 12 #define minuteStopSensor 11 int endStep = 0; // Kella kiiruse aeg. int setDelay1 = 168; int setDelay2 = 166; int setDelay3 = 5; // Praegune aeg matemaatika tegemiseks. ujuk hr = 0; ujuk mn = 0; ujuk sc = 0; // Seadistage kellaaeg, et lähtestada kell (24 -tunnine vorming). int resetHour = 0; int resetMinute = 0; // Muutujad õige aja määramiseks käivitamisel ja lähtestamisel. float setTimeStepHour = 0; float setTimeStepMinute = 0; float handDelay = 0; float hourTest = 0; float minuteTest = 0; void setup () {Serial.begin (115200); // Seadistage reaalajas kell ja lähtestage saali efekti andurid. pinMode (hourStopSensor, INPUT_PULLUP); pinMode (minuteStopSensor, INPUT_PULLUP); rtc.begin (); // Aja määramiseks tühistage allolev rida. // rtc.adjust (DateTime (2020, 2, 19, 23, 40, 30)); // rtc.adjust (DateTime (F (_ DATE_), F (_ TIME_))); // Sammmootorite tippkiiruse seadmine. hourHand.setSpeed (15); minuteHand.setSpeed (15); // Loop kuni minuti ja tunni osuti on keskpäeval, samal ajal kui (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} // Hangi praegune aeg DateTime now = rtc.now (); hr = praegu.tund (); mn = praegu.minut (); sc = nüüd.second (); // Muuda 12 -tunnine vorming, kui (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // Vaadake, milline käsi peab risti üle näo liikuma, ja kasutage seda vahemaad //, et vastavalt seadistada määratud aega. tunnikontroll = tund / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = tundTest; } else {handDelay = minuteTest; } // Määra praegune tund setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8,3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Määra praegune minut setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Kontrollige, milline käsi vajab rohkem samme, ja seadke see for -loop jaoks pikimale sammude arvule. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } else {endStep = setTimeStepMinute; } jaoks (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} // Määra kella töötav RPM hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); } void loop () {// Alusta kella töötamise tsüklit. jaoks (int i = 0; i <22; i ++) {minuteHand.step (1); viivitus (setDelay1); // Lähtestamisaja testimine, kui olete valmis lähtestama, katkestage. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; }} viivitus (setDelay3); jaoks (int i = 0; i <38; i ++) {hourHand.step (1); viivitus (setDelay1); // Lähtestamisaja testimine, kui olete valmis lähtestama, katkestage. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; } jaoks (int i = 0; i <20; i ++) {minuteHand.step (1); viivitus (setDelay2); // Lähtestamisaja testimine, kui olete valmis lähtestama, katkestage. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; }}} // Lähtestage kella lähtestamise ajal, kui (rtc.now (). Hour () == resetHour && rtc.now (). Minute () == resetMinute) {// Kella kiiruse muutmine hourHand.setSpeed (10); minuteHand.setSpeed (10); // Silm, kuni minut ja tunnike jõuavad lõunani. while (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} // Oodake siin, kuni lähtestamise aeg on möödas. while (rtc.now (). minute () == resetMinute) {delay (1000); } // Hangi praegune aeg DateTime now = rtc.now (); hr = praegu.tund (); mn = praegu.minut (); sc = nüüd.second (); // Muuda 12 -tunnine vorming, kui (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // Vaadake, milline käsi peab üle näo edasi liikuma, ja kasutage seda vahemaad //, et vastavalt seadistada määratud aega. tunnikontroll = tund / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = tundTest; } else {handDelay = minuteTest; } // Määra praegune tund setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8,3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Määra praegune minut setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Kontrollige, milline käsi vajab rohkem samme, ja seadke see for -silmuse jaoks pikimale sammude arvule. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } else {endStep = setTimeStepMinute; } jaoks (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } muu {viivitus (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } muu {viivitus (4); }} hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); }}

Samm 22: STL -failid

Peate printima järgmised kogused faile:

• 1 -tunnine rõngashammasratta magnet
• 6 - tunnine rõngasrataste segment
• 1 -tunnine kinnitusrõnga segmendi samm -kinnitus
• 6 - tunnine kinnitusrõnga segment Basic
• 1 - Hour Hall Effect Sensori hoidja
• 1 - minuti rõngasratta segmendi magnet
• 7 - minutiline rõngasseadmete segment Basic
• 1 - Minutilise kinnitusrõnga segmendi samm -kinnitus
• 6 - Minutilise kinnitusrõnga segment Basic
• 1 - minuti saali efekti anduri hoidja
• 2 - Spur Gear
• 1 - Elektroonikakinnitus

23. samm: SolidWorksi failid

Need on algsed Solidworks -failid, mida kasutati eelmises etapis leitud STL -ide loomiseks. Muutke ja muutke minu faile oma äranägemise järgi.

24. samm: järeldus

See kell osutus paremaks, kui ma ootasin. Minul on minimaalne Arduino kogemus, mul on hea meel selle üle, kuidas see välja tuli ja kui täpne see on. See näeb hea välja ja toimib täpselt nii, nagu ma lootsin.