Lineārais pulkstenis (MVMT 113): 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Fusion 360 projekti »

Neatkarīgi no tā, ko Deepak Chopra jums saka, laiks ir lineārs. Cerams, ka šis pulkstenis ir nedaudz tuvāk realitātei nekā apļveida pulksteņi, pie kuriem mēs visi esam pieraduši. Piecu minūšu intervāli šķiet mazāk neirotiski nekā precīzi līdz minūtei, un katrs skaitlis tiek palielināts, atgādinot, ka jākoncentrējas uz tagadni.

Es to izdarīju, izmantojot gandrīz katru mašīnu 9. piestātnē (ūdens strūklu, smilšu strūklu, lāzera griezēju, 3D printeri, elektronikas laboratoriju utt.). Tas ir izgatavots no 6061 alumīnija, tērauda aparatūras (skrūves, uzgriežņi, gultņi), 3D drukātiem pārnesumiem, Arduino Uno, un stundu un minūšu paneļi ir sagriezti ar lāzeru.

Protams, es zinu, ka šis projekts nav pieejams gandrīz ikvienam, kam nav tik liela laime piekļūt šādam veikalam, bet, cerams, jūs to atradīsit iedvesmojoši.

Fusion 360 ir bezmaksas studentiem un hobijiem, un tajā ir daudz izglītības atbalsta. Ja vēlaties iemācīties modelēt 3D darbu, ko es daru, es domāju, ka šī ir labākā izvēle tirgū. Lai reģistrētos, noklikšķiniet uz tālāk esošajām saitēm:

Students/pedagogs

Hobijs/Startup

Es arī vadīju vebināru nodarbību sēriju, kas saistīta ar 3D modelēšanas projektiem ar kustīgām daļām. Šajos tīmekļa semināros jūs uzzināsit Fusion 360 funkcijas, piemēram, uzlabotus mehāniskos mezglus (tas nozīmē, ka mijiedarbojas divi vai vairāki savienojumi) un renderēšanu. Pēdējais vebinārs koncentrējās uz šī pulksteņa dizaina modelēšanu programmā Fusion 360. Visu video varat noskatīties šeit:

Ja jūs interesē, apskatiet pārējos divus šīs sērijas tīmekļa seminārus, kuros iemācīsities veidot milzu kloķa lampu un pastāvīgu pulksteni ar Arduino.

1. solis: 507 mehāniskās kustības

507 Mechanical Movements ir 1860. gadu parasto mehānismu enciklopēdija, kas kalpo par labu atsauci šāda veida lietām. Šis mehānisms ir balstīts uz kustību 113, "Rack and Pinion". Šis būs garš projekts, tādēļ, ja jums ir īpašs mehānisms, kuru vēlaties, lai es veicu, nekautrējieties izteikt pieprasījumu komentāros!

2. darbība: dizains un 3D modelis

Iepriekš redzamais video ir vebināra ieraksts, kuru es veicu projekta statīvu un zobratu dizaina daļā.

Visgrūtāk izdomāt konstrukciju bija bagāžnieka un zobrata zobratu komplekts. Pārnesumu dizaina matemātika var kļūt diezgan sarežģīta (patiesībā ir inženieri, kas pamatā projektē tikai zobratu komplektus tieši šī iemesla dēļ), taču, pamatojoties uz lielisko Youtube apmācību, ko veica Robs Duarte, es izveidoju savu veidni, kas darbojas ar jaunāko versiju no Spur Gear pievienojumprogrammas Fusion.

Iepriekš redzamajā videoklipā ir sniegta informācija par zobstieņa un zobrata montāžas procesu, taču, ja vēlaties iegūt rūpīgāku pamācību, lūdzu, pievienojieties man 5. aprīļa vebināram “Design Now Hour Of Making in Motion”. Ja nokavējat vebināru, Tiks ierakstīts, un es ievietošu video šeit.

Veidnē (saite zemāk) jau ir ievadīti visi iepriekš parādītie parametri. Es šeit neiedziļināšos matemātikā, bet, ja jūs sekojat norādījumiem, tam vajadzētu strādāt.

Izmantojiet Spur Gear pievienojumprogrammu, dodoties uz ADD-INS> Scripts and Add-Ins…> Spur Gear> Run. Kad tiek parādīts iepriekš redzamais logs, ievadiet parametrus. Zobu skaits neļaus jums izmantot parametru šai vērtībai, tāpēc, ja to maināt, pārliecinieties, vai tas atbilst zobu numura vērtībai. Jums arī jāreizina nosauktie parametri ar 1, kā parādīts iepriekš.

Paturiet prātā, ka, kad rīks ir izgatavots, varat to rediģēt tāpat kā jebkuru citu Fusion objektu.

Kā parādīts video demonstrācijā, šis ir piemērs tam, kā, izmantojot parametrus, izveidot zobu profilu.

Šeit ir saites uz veidni, ko varat izmantot, lai izveidotu savu plauktu un zobratu zobratā Fusion:

Veidne ar parametriem:

Pēc tam, kad tika noskaidrots bagāžnieka un zobrata zobrats, es pavadīju daudz laika, modelējot motorus, slēdžus un citas elektroniskās detaļas, pēc tam izdomājot visas detaļas. Izmantojot iepriekš aprakstīto kustības saiti, es varēju iegūt labu priekšstatu par to, kā tas izskatīsies kustībā.

Jūs varat piekļūt failam, izmantojot zemāk esošo saiti, un spēlēties ar to vai pat mēģināt no faila izveidot savu versiju. Pēc detaļu izgatavošanas bija diezgan daudz mīklu un izmaiņu, tāpēc negaidiet, ka varēsit vienkārši sagriezt visas detaļas ar lāzeru un iegūt gatavu produktu. Šis projekts bija dārgs un aizņēma daudz laika! Ja jūs patiešām nopietni domājat par tā izgatavošanu un jums nepieciešama palīdzība, vienkārši komentējiet tālāk, un es darīšu visu iespējamo, lai jūs turpinātu.

Pabeigts pulksteņa dizains:

Ja vēl neesat Fusion 360 lietotājs, reģistrējieties manā bezmaksas 3D drukāšanas nodarbībā. Tas ir avārijas kurss Fusion, lai to izveidotu, un 2. nodarbībā ir visa informācija, kas nepieciešama, lai bez maksas iegūtu Fusion.

3. darbība. Atjauniniet 12.1.2020

Pēc pirmā prototipa izgatavošanas es sāku no jauna ar dažiem dizaina uzlabojumiem. Viens no maniem kolēģiem no elektronikas komandas izstrādāja pielāgotu ķēdi, lai darbinātu motorus, un ir magnētiskie sensori, kas palīdz noteikt stāvokli (indeksēts no magnētiem, kas iespiesti sliedēs).

Visām modeļa sastāvdaļām ir detaļu numuri, lielākā daļa ir no McMaster Carr vai DigiKey. Tas ir daudz labāks dizains, jo tas ļauj izvairīties no plauktiem no sliedes svara, kad tas ir pilnībā izstiepts, un tāpēc, ka magnēta sensora indeksēšana nodrošina pareizu stāvokli katru reizi, kad dzinēji pārvietojas.

Pabeigt Fusion 360 montāžu:

4. solis: aparatūra

• Paneļi: 6 mm biezs 6061 alumīnijs (iespējams, derētu arī saplāksnis)
• Ciparu panelis: 3 mm saplāksnis
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• 5V pakāpju motori: https://www.adafruit.com/products/858 (šo vietā es ieteiktu izmantot 12V motorus)
• Ierobežojošie slēdži (4):
• Īslaicīgi slēdži (2):

5. darbība: elektronika un programmēšana

Visa elektronika tiek veikta ar Arduino Uno un Adafruit Motor Shield.

Šeit ir pamatideja, kā es vēlos, lai tā darbotos:

1. Kad iekārta ir ieslēgta, steperi palaiž statīvus atpakaļ, līdz tiek iedarbināti ierobežojošie slēdži kreisajā pusē. Tādējādi pozīcija tiek iestatīta uz nulli. Pēc tam steperi palaiž statīvus uz priekšu, līdz 1 ir centrēts uz stundu paneļa un 00 ir uz minūšu paneļa.
2. Kad stunda un minūte ir centrēta, statīvi virzās uz priekšu laikā. Pilna pozīcija kustas apakšā ar pilnu ātrumu ik pēc 5 minūtēm, un pilna pozīcija pārvietojas augšpusē katru stundu.
3. Īslaicīgie slēdži (tapas 6-7), lai pārvietotu statīvus uz priekšu par vienu pozīciju (apmēram 147 soļi), pēc tam turpiniet skaitīt pulksteni.
4. Stundu un minūšu kustībām ir skaitītāji, kas nosūta joslas atpakaļ uz kreisajiem robežslēdžiem un atiestata tos uz nulli, kad stunda ir pagājusi pāri 12, un minūtes ir pagājušas pāri 55.

Man joprojām nav skaidrs, kas tieši jādara ar kodu. Man tas teorētiski darbojas, izmantojot zemāk esošo kodu, kas iegūts no Randofo. Šis kods pārvieto mantu joslu uz priekšu vienu soli uz priekšu ik pēc 200 ms (manuprāt), kad tiek iedarbināts viens no robežslēdžiem. Tas darbojas, bet es diezgan ātri izkļuvu no sava dziļuma pagātnē par pamatdarbu, ko esmu šeit paveicis. Izskatīgam Arduino lietotājam šī šķiet diezgan vienkārša problēma, taču es ar projektu veicu tikai vienu reizi gadā, un katru reizi, kad es to daru, es būtībā esmu aizmirsis visu, ko uzzināju pēdējā projektā.

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

Motor Shield Stepper Demo autors Randijs Sarafans

Plašāku informāciju skatiet:

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

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

#include #include #include "Utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Izveidojiet motora vairoga objektu ar noklusējuma I2C adresi

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Vai arī izveidojiet to ar citu I2C adresi (teiksim sakraušanai) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Pievienojiet soļu motoru ar 200 soļiem apgriezienā (1,8 grādi)

// uz motora pieslēgvietu #2 (M3 un M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

void setup () {

// sākt sērijas savienojumu Serial.begin (9600); // konfigurēt pin2 kā ievadi un iespējot iekšējo pievilkšanas rezistoru pinMode (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // iestatiet sērijas bibliotēku ar ātrumu 9600 bps

Serial.println ("Stepper tests!");

AFMS.begin (); // izveidot ar noklusējuma frekvenci 1.6KHz

//AFMS.begin(1000); // VAI ar citu frekvenci, teiksim 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 apgriezieni minūtē}

void loop () {

// nolasīt spiedpogas vērtību mainīgā int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == LOW; int kavēšanāsL = 200; ja (sensorVal == LOW) {Serial.println ("Minutes ++"); // myMotor1-> solis (1640, BACKWARD, DOUBLE); par (int i = 0; i solis (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println ("Stundas ++"); myMotor1-> solis (1615, PĀRSŪTĪT, DUBULT);

// myMotor2-> solis (1600, BACKWARD, DOUBLE);

myMotor2-> solis (220, uz priekšu, DUBULTI); // kavēšanās (delayL); } vēl {

//Serial.println("Double coil steps ");

myMotor1-> solis (0, uz priekšu, DUPLĀ); myMotor1-> solis (0, atpakaļ, dubultā); }}

6. darbība: salieciet pamatni

Pamatne ir izgatavota no divām plāksnēm ar starplikām, kas tur kopā. Skrūves piestiprina pie plāksnes caur caurumiem. Daļa Nr. 6 šajā zīmējumā ir vēl viena 3D drukāta daļa- starplikas, kas ir arī solis motoru jaudas spailei.

7. darbība: pievienojiet īslaicīgus slēdžus

Īslaicīgie slēdži, Arduino un gala slēdži ir piestiprināti pie priekšējās plāksnes, tāpēc piekļuve elektronikai, lai veiktu izmaiņas, ir vienkārša- vienkārši noņemiet aizmugurējo plāksni un varat sasniegt visu.

8. solis: pievienojiet montāžas plāksni un ierobežojuma slēdžus

Montāžas plāksne satur statīvu gala slēdžus un gultņu komplektu. Šī daļa var palikt kopā arī rediģējot elektroniku.

9. darbība: pievienojiet pakāpju motorus un pārnesumus

Pakāpju motori tiek piestiprināti pie paneļa ar M4 skrūvēm caur vītņotiem caurumiem, un 3D drukātie pārnesumi ir piespiežami pie motora stabiem. Es izmantoju sprūda skavu, lai tie būtu cieši pieguļoši.

10. solis: pievienojiet statīvus

Plauktos ir iegriezti spraugas, kas atrodas uz diviem lodīšu gultņiem. Starp gultņiem un spraugām ir neliela atstarpe (.1 mm), kas ļauj statīvam brīvi pārvietoties.

Gultņi ir ievietoti starp pielāgotajiem 3D drukātajiem starplikām, lai iegūtu precīzu man nepieciešamo piemērotību. Priekšpusē ir plaukta plāksne, kas darbojas kā mazgātājs, kas tur plauktus vietā.

11. darbība: pievienojiet stundu un minūšu joslas

Stundu un minūšu stieņi tiek piestiprināti pie statīviem ar 12 mm starplikām, izveidojot atstarpi, kas nodrošina atstarpi starp stieņiem un statīviem.

12. solis: pievienojiet palielināmos lupas

Lupas ir lētas kabatas lupas, kuras es atradu vietnē amazon. Tie ir nobīdīti no stieņu priekšpuses ar 25 mm starplikām.

13. solis: gūtās atziņas

Ar šo projektu es uzzināju daudz par lineāro kustību. Pielaide, ko es izmantoju starp gultņiem un spraugām uz statīviem, bija nedaudz par daudz, tāpēc, ja es to atkārtotu, es domāju, ka es, iespējams, pārgrieztu to uz pusi. Arī sprauga sānos bija mazliet par lielu.

Motori darbojas, bet jo ilgāk konsole kļūst, jo vairāk viņiem ir jāstrādā. Es droši vien dotos ar 12V steperiem, nevis 5V.

Arī pretreakcijai vajadzēja būt lielākai, varbūt 0,25 mm. Pārnesumi pārāk stingri turējās uz statīviem ar pirmajiem pārnesumiem, kurus izmēģināju.