Ledusskapja magnēta pulkstenis: 9 soļi (ar attēliem)

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

Mani vienmēr ir fascinējuši neparasti pulksteņi. Šis ir viens no maniem jaunākajiem darbiem, kas izmanto ledusskapja alfabēta ciparus, lai parādītu laiku.

Skaitļi ir novietoti uz plānas baltas plexiglas gabala, kuram aizmugurē ir laminēts plāns lokšņu metāls. Katrā no cipariem ir mazi magnēti, kuru dēļ numurs tiek pieķerts lokšņu metālam, kad tie netiek pārvietoti.

Skaitļi tiek pārvietoti, izmantojot CoreXY mehānismu, kas pārvieto ratiņus aiz skaitļa, pēc tam tas iesaista divus magnētus, kas piesaista skaitļa magnētus un ļauj skaitlim sekot ratiņu kustībai. Kad galamērķis ir sasniegts, ratiņu magnēti tiek atvienoti, un numurs paliks vietā, jo plānas lokšņu metāla pamatne ir plexiglas.

Piegādes

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC vairogs pakāpju motora vairogs
• 2 x A4988 motora draiveris
• 2 × Usongshine pakāpju motors 42BYGH
• 1 x servomotors
• 2 × GT2 zobsiksnas skriemelis, 16 zobi, 5 mm platums
• 2 × GT2 brīvgaitas skriemelis, 5 mm urbums, bez zobiem
• 2 × sviras mikroslēdzis ar veltni
• 6 × GT2 brīvgaitas skriemelis, 5 mm urbums, 20 zobi
• 1 × GT2 zobsiksna, 8m5
• 54 × 6x2 mm matēta niķeļa ledusskapja magnēti
• 2 × 10x3 mm matēta niķeļa ledusskapja magnēti
• 2 × 8 mm x 600 mm virzošais stienis
• 2 × 8 mm x 500 mm virzošais stienis
• 1 × LM7805, 5v sprieguma regulators
• 1 × 12V, 10A barošanas avots
• 1 x 1/16 "bieza balta plexiglas, 21" x19"
• 1 x36ga lokšņu metāls, 20 "x18"
• 1 x 3/4 "saplāksnis, 24" x24"
• Dažāda aparatūra

1. darbība: izveidojiet rāmi

Rāmis sastāv no 3/4 collu saplākšņa ar 1/16 collu baltu akrilu, kas uzstādīts saplākšņa atverē.

Atvere ir 16 "x20" ar 17 "x21" x1/16 "rabīti ap malu, lai akrila loksne būtu vienā līmenī ar saplākšņa virsmu. Es izmantoju gēla superlīmi, lai piestiprinātu akrilu saplāksnim. CNC maršrutētājs saplākšņa griešanai, bet to varēja izdarīt ar finierzāģi un maršrutētāju. Tā kā CNC maršrutētājs atstāj noapaļotus stūrus (1/8 "manā gadījumā), es izmantoju lāzera gravieri, lai sagrieztu akrilu atbilstoši.

2. darbība: 3D drukājiet detaļas

Es izstrādāju un 3D izdrukāju visas detaļas, kas vajadzīgas CoreXY mehānisma motoru un pārnesumu turēšanai. Es izmantoju PETG materiālu, bet PLA vajadzētu darboties labi.

Kopā ir 11 daļas, 9 unikālas. Failus var atrast vietnē Thingiverse.

• Pakāpju motora stiprinājums x 2
• Stūra kronšteins x 2
• Augšējais ratiņš
• Apakšējā ratiņi
• Magnēta ratiņi
• Magnēta turētājs
• Skrūve
• Zobrats
• Mikroslēdža kronšteins

Es 3D izdrukāju visus pulkstenī izmantotos ciparus. Ir 10 cipari minūtēm un stundām (0–9), 6 cipari (0–5) desmitiem minūšu un 1 cipars (1) desmitiem stundu. Tie tika drukāti, izmantojot dažādas PLA krāsas, lai pievienotu daudzveidību.

3. darbība: salieciet CoreXY mehānismu

Sīkāka informācija par to, kā darbojas CoreXY dizains, ir atrodama vietnē CoreXY.com Magnēta nesēja veidošana Magnēta nesējs ir tas, kas atrodas pulksteņa aizmugurē, tas ir novietots aiz noteiktā numura, un magnēti uz nesēja ir nolaisti, lai izveidotu magnētisku savienojumu starp pārvadātājs un numurs. Pēc tam numuru var pārvietot uz jaunu pozīciju, un magnēti uz turētāja tiek pacelti, lai atslēgtos un atstātu numuru jaunajā vietā.

Sidenote: Sākotnēji es plānoju izmantot elektromagnētus, lai iesaistītos un atvienotos ar numuru. Kādu iemeslu dēļ es atteicos no šīs idejas projektēšanas procesa sākumā. Es neatceros, kāpēc. Es plānoju pārbaudīt elektromagnētus un, iespējams, nākotnē nomainīšu šo ratiņu.

Magnēti tiek pacelti un nolaisti, izmantojot skrūvi un servo. Skrūvei ir ļoti rupja vītne, tāpēc puse skrūves apgrieziena pacels magnētus aptuveni par 4 mm, kas ir pietiekami, lai atvienotu savienojumu ar numuriem. CoreXY komponentu montāža

1. Pirmais solis ir piestiprināt Beta pakāpju motora kronšteinu (apakšējo motoru). Es to novietoju tā, lai kronšteina mala būtu vienā līmenī ar saplākšņa malu.
2. Pievienojiet brīvgaitas pārnesumus apakšējiem un augšējiem ratiņiem un stūra kronšteiniem.
3. Bīdiet apakšējo ratiņu uz virzošo stieni un pēc tam piestipriniet stūra kronšteinu.
4. Es 3D izdrukāju izlīdzināšanas rīku, lai pārliecinātos, ka apakšējais virzošais stienis bija paralēls saplākšņa malai. Es to izmantoju, lai noteiktu, kur pieskrūvēt stūra kronšteinu.
5. Pievienojiet vertikālos virzošos stieņus, magnēta nesēju un pēc tam atkārtojiet iepriekš minētās darbības attiecībā uz augšējo ratiņu un alfa motoru.
6. Lai izlīdzinātu augšējos virzošos stieņus, es paņēmu saplākšņa gabalu un vienā galā ievietoju skrūvi. Pēc tam es noregulēju skrūvi tā, lai tā vienkārši pieskaras stienim motora galā. Pēc tam es to slīdu uz otru galu un ieskrūvēju stūra vadotni.
7. Uzstādiet soļu motorus un piedziņas pārnesumus
8. Uzvelciet zobsiksnu un piestipriniet pie magnēta turētāja

4. solis: pievienojiet sākuma slēdžus

CoreXY ir jākalibrē pēc katra barošanas cikla, lai zinātu, kur atrodas koordinātas 0, 0. Tas tiek darīts, virzoties uz augšējo kreiso pusi (0, 0), līdz tiek iedarbināti divi mikro slēdži, kas norāda sākuma stāvokli. Pozīcija, kurā šie slēdži nav kritiski, tie vienkārši jānovieto tuvu stūrim, lai augšējais rāmis un magnētiskais ratiņi nospiestu slēdzi izvietošanas cikla laikā.

5. solis: elektronika

Shēma parāda nepieciešamos savienojumus starp M0-mini, RTC un CNC vairogu. Pakāpju motori tiek pievienoti CNC vairogam.

CNC vairoga jauda, kas tiek piegādāta pakāpju motoriem, nāk no 12 V, 10 A barošanas avota. Šo 12 V baro arī caur LM7805 sprieguma regulatoru, ko var izmantot, lai piegādātu barošanu M0-mini un RTC.

Mikroslēdži X un Y Zero ir pieslēgti tieši pie M0-mini plates.

6. darbība: pievienojiet lokšņu metālu

Man bija grūtības iegūt lielu 36 izmēra tērauda loksni, tāpēc es izmantoju 10 "x4" loksnes, kas bija pieejamas no vairākiem avotiem. Lai tos piestiprinātu pie akrila, es izmantoju 3M poliestera divpusējas plēves lenti, 1/2 "platu, kas novietota gar šuvēm. Tā rezultātā tika iegūta gluda tērauda virsma.

7. solis: programmatūra

Programmatūra sastāv no vairākiem moduļiem

• RTC interfeiss
• Motora paātrinājums/palēninājums tiek veikts, izmantojot taimeri un pārtraukumus
• CoreXY funkcionalitāte tiek izmantota, lai pārietu uz noteiktu koordinātu kopu
• Pulkstenis - tas noteica, kā pārvietot ciparus no sākuma pozīcijas uz pulksteņa pozīciju un atpakaļ.

Visu avota kodu var atrast vietnē Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

8. darbība: numuru sagatavošana

Katram numuram aizmugurē ir pielīmēti divi 6x2 mm magnēti. Tie tika piestiprināti, izmantojot želejas super līmi. Ir svarīgi, lai visi magnēti būtu vērsti vienā virzienā. Es pārliecinājos, ka magnētiem ziemeļu pols ir vērsts uz augšu. Nav svarīgi, kurš polis ir vērsts uz augšu, tam vienkārši jābūt pretējam CoreXY nesēja magnētiem, lai skaitļi tiktu piesaistīti nesējam.

9. darbība: pulksteņa inicializēšana

Ciparu sākotnējā izvietošana tiek veikta pirmo reizi, kad tiek palaists pulkstenis. CoreXY ratiņi pārvietojas tukšā stāvoklī sejas vidū un piesaista magnētus.

Lietotājs novieto skaitli pretī pārvadātājam un paziņo programmatūrai, kāds skaitlis un vai tas ir minūtes, desmitiem minūšu, stundas vai desmitiem stundu skaitlis. Pēc tam programmatūra saglabās numuru sākuma stāvoklī. Tas tiek atkārtots, līdz ir ievietoti visi 27 skaitļi.

Tajā brīdī pulksteni var iedarbināt, un programmatūra pārvietos atbilstošos skaitļus, lai parādītu laiku. Piezīme. Šī inicializācija jāveic tikai vienreiz. Kad skaitļi ir tādā stāvoklī, programmatūra zina, kur tie atrodas, pat ja notiek barošanas cikls.

Galvenā balva konkursā Make it Move 2020