Apburošs magnētiskais sienas pulkstenis: 24 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Mehāniskie pulksteņi mani vienmēr ir fascinējuši. Veids, kādā visi iekšējie pārnesumi, atsperes un atvāžņi darbojas kopā, lai radītu nemainīgu uzticamu pulksteni, vienmēr ir šķitis nepieejams manai ierobežotajai prasmju kopai. Par laimi mūsdienu elektronika un 3D drukātās detaļas var pārvarēt plaisu, lai izveidotu kaut ko vienkāršu, kas nepaļaujas uz mazām precīzām metāla detaļām.

Šis minimālisma sienas pulkstenis slēpj pāris 3D drukātu gredzenu pārnesumu, ko darbina lēti soļu motori, kas rotē magnētus aiz klasiskā valriekstu finiera.

Sākotnēji iedvesmojoties no STORY Clock, es gribēju laika grafiku, kas norādītu diennakts laiku, izmantojot tikai lodīšu gultņus, salīdzinot ar digitālo rādījumu un lēnām kustīgajiem lodīšu gultņiem.

1. darbība: instrumenti un materiāli

Materiāli:

• 13 x 13 x 2 collas Saplāksnis/skaidu plātne (salīmēju kopā 3 koka lūžņus)
• 13 x 13 collas Kokšķiedru plātne
• Arduino Nano
• Reālā laika pulkstenis
• Pakāpju motori un draiveri
• Halles efekta sensori
• Magnēti
• Barošanas kabelis
• Maiņstrāvas adapteris
• Spraudnis
• Dažādas mašīnas skrūves
• Dažādas koka skrūves
• 3D drukātas detaļas (pēdējais solis)
• Finieris (12 x 12 collas - seja, 40 collas gara sloksne)
• Smidzināšanas laka
• Melna aerosola krāsa

Rīki:

• 3D printeris
• Kompass
• X-acto nazis
• Līme
• Skavas
• Apļa griešanas džiga
• Hack Saw
• Disku slīpmašīna
• Sprūdrata skava
• Kalts
• Lineāls
• Sanders
• Urbji
• Skrūvgrieži
• Lodāmurs
• Karstās līmes pistole

2. solis: Līmējiet kopā koka rāmi

Līmējiet kopā trīs koka gabalus, kas veidos pulksteņa rāmi. Es izmantoju reģenerētu skaidu plākšņu no veca gultas rāmja.

3. solis: izgrieziet rāmi, izmantojot apļa griešanas džiglu

Atzīmējiet tāfeles centru un piestipriniet pie apļa griešanas džiga. Izgrieziet piecus apļus ar šādu diametru:

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

4. darbība: drukājiet un samontējiet zobratus

Gredzena pārnesumi ir sadalīti segmentos, lai tos varētu izdrukāt uz neliela printera un salikt kopā. Visas detaļas tika iespiestas ABS, lai palīdzētu sakausēšanas procesā, kas parādīts nākamajā solī. Slīpējiet visas detaļu malas un virsmas.

Izdrukājiet šādu detaļu daudzumu, kas atrasts 22. darbībā:

• 1 stundu gredzena zobrata segmenta magnēts
• 6 - Stundu gredzenu zobratu segments Basic
• 1 stundu stiprinājuma gredzena segmenta pakāpiena stiprinājums
• 6 stundu pamata fiksējošā gredzena segments
• 1 - stundu zāles efekta sensora turētājs
• 1 - minūšu gredzena zobrata segmenta magnēts
• 7 - minūšu gredzena zobrata segments Basic
• 1 - minūšu stiprinājuma gredzena segmenta pakāpiena stiprinājums
• 6 - minūšu fiksācijas gredzena segments Basic
• 1 - Minūtes zāles efekta sensora turētājs
• 2 - Spur Gear
• 1 - Elektronikas stiprinājums

5. darbība: sadaļas “Līme” kopā

Stikla pudelē ar nedaudz acetona izšķīdiniet neizdevušos izdruku veco atbalsta materiālu utt. Krāsojiet acetona maisījumu uz katras šuves, lai saplūst gabaliņi. Pēc sacietēšanas noslīpējiet katru šuvi.

6. solis: izgrieziet reljefus rāmī

Ievietojiet gredzena zobratus un fiksējošos gredzenus rāmī un izgrieziet soļu motoru reljefus. Es izmērīju un sagriezu iekšējo gredzenu pārāk lielu, tāpēc es to izlīdzināju līdz izmēram, izmantojot kādu kļavas malu joslu, kas man bija veikalā.

7. solis: izgrieziet Hall Effect sensoru klīrensu

Izgrieziet caurumu caur iekšējo gredzenu minūtes zāles efekta sensoram un spraugu stundas zāles efekta sensoram. Šo spraugu griešanai es izmantoju kaltu, vīli un mazu rokas zāģi.

8. solis: pielīmējiet ārējo gredzenu

Līmējiet un pielīmējiet ārējo gredzenu minūtes fiksējošā gredzena izmērā.

9. solis: izgrieziet Halles efekta sensora regulēšanas skrūves

Izgrieziet mašīnas skrūves ar zāģa zāģi, lai tās būtu tikai garākas par fiksējošā gredzena un zāles efekta sensora turētāja biezumu. Izgrieziet spraugu vītnēs, lai to varētu noregulēt no vītņotā gala ar plakanu skrūvgriezi.

10. solis: līmējiet gredzenus uz kokšķiedras plātnes

Izgrieziet kokšķiedru plātnes apli, kas ir lielāks par ārējo gredzenu. Līmējiet ārējo un iekšējo gredzenu pie kokšķiedras plātnes virsmas. Iekšējā gredzena novietošanai izmantojiet minūšu fiksācijas gredzenu un gredzena zobratu. Pievērsiet lielāku uzmanību nekā es, lai iekšējais gredzens netiktu pielīmēts atpakaļ. Otrajā attēlā ir parādīts jauns slots, kas paredzēts minūšu zāles efekta sensoram.

Izmantojiet disku slīpmašīnu, lai nogrieztu kokšķiedras plātni līdz ārējā gredzena izmēram.

11. solis: ielīmējiet iekšējo disku

Līmējiet iekšējo disku, izmantojot stundu fiksējošo gredzenu un gredzenu, lai ievietotu iekšējo disku.

12. solis: piestipriniet finieri

Izgrieziet finiera sloksni, kas ir platāka par pulksteni, un tā ir pietiekami dziļa un pietiekami gara, lai to varētu aptīt visu pulksteni (pulksteņa diametrs ir 3,14 *, tas atgriezīs nepieciešamo garumu. Pievienojiet collu, lai pārliecinātos, ka jums ir pietiekami daudz). sagriež garumā. Uzklājiet finierim pietiekami daudz līmes un nostipriniet ar siksnas skavu. Ļaujiet nožūt pāris stundas, lai nodrošinātu saķeri.

13. solis: sagrieziet finieri

Izmantojot asu kaltu, nogrieziet lieko finieri no pulksteņa priekšpuses un aizmugures.

14. solis: sagrieziet finieri

Manam finierim bija dažas plaisas. Lai būtu vieglāk strādāt, es uzliku gleznotāju lenti, lai to noturētu kopā. Izmantojot x-acto nazi kompasā, sagrieziet finieri nedaudz lielāku par pulksteņa priekšpusi.

15. solis: Līmes finieris

Izmantojiet nogrieztos gredzenus, lai izkliedētu spiedienu pulksteņa priekšpusē. Finiera neslīpētajai pusei uzklājiet pietiekami daudz līmes. Orientējiet graudus vertikāli uz pulksteņa priekšpuses un pievelciet daudzas skavas, pievelkot katru no tām nedaudz. Tas nodrošinās finiera nepārvietošanos un vienmērīgu spiedienu visā sejā.

Es izmantoju pāris plakanus dēļus pulksteņa priekšpusē un dažus kauliņus aizmugurē.

16. solis: noslīpējiet un pabeidziet

Izmantojot smilšpapīru, uzmanīgi noņemiet finiera pārpalikumu no pulksteņa priekšpuses un slīpējiet, sākot no 220 līdz 600.

Uzklājiet no 10 līdz 20 lakas kārtām. Tādējādi tiks izveidota virsma, pa kuru brauks lodīšu gultnis. Neizbēgami gaisā esošo putekļu un citu daļiņu dēļ es domāju, ka līnijas parādīsies pa katra lodīšu gultņa ceļu. Ja tiek uzklāts vairāk apdares kārtu, tas pēc iespējas ilgāk jāatliek. Tas arī atvieglos turpmāku atjaunošanu. Es atjaunināšu šo soli, ja manā pulkstenī kādreiz parādīsies līnijas.

17. darbība: instalējiet barošanu

Izmantojot 27/64 collu urbi, urbiet caurumu pulksteņa apakšā un ieskrūvējiet kontaktdakšu vietā.

18. solis: samontējiet elektroniku

Pievienojiet pakāpju draiverus un reālā laika pulksteni pie elektroniskās plates. Man vajadzēja atrast veidu, kā nostiprināt Arduino, tāpēc tika izurbti caurumi un izgriezta sprauga rāvējslēdzējam. Šīs funkcijas ir pievienotas failam, kas atrasts 22. darbībā.

19. solis: lodēt un savienot elektroniku

Ievērojot blokshēmu, pielodējiet visas sastāvdaļas kopā. Karsti pielīmējiet gredzenus un nostipriniet visus noklīdušos vadus arī ar karstu līmi.

20. solis: aizmugurējā plāksne

Izveidojiet aizmugurējo plāksni, nogriežot vēl vienu apli 1/2 collas lielāku par pulksteņa priekšpusi un gredzenu, kura iekšējais diametrs ir tāds pats kā pulksteņa aizmugurē. Līmējiet gredzenu un apli kopā ar dažām atsperes skavām.

Kad sausa, uzzīmējiet līniju, kas ir 1/8 collas lielāka par iekšējo gredzenu, un sagrieziet pēc izmēra, izmantojot lentzāģi vai disku slīpmašīnu.

Izgrieziet slotu 1 collas garā 1/4 collu platumā muguras augšdaļā, izmantojot maršrutētāju vai urbjus. Padziļiniet četrus caurumus, lai nostiprinātu aizmuguri pulksteņa rāmī.

Uzklājiet melnu aerosola krāsu un pēc nožūšanas piestipriniet pie pulksteņa.

21. solis: Arduino kods

Arduino kods tiek komentēts pēc iespējas labāk. Paturiet prātā, ka es neesmu programmētājs, man ir minimāla arduino pieredze (esiet laipni). Kods tiek nepārtraukti pārbaudīts, lai noskaidrotu, vai pašreizējais laiks atbilst "Atiestatīt laiku". Tā kā es nevarēju iedomāties veidu, kā pašreizējo laiku pārvērst soļos, tas labojas tikai vienu reizi dienā (pēc noklusējuma pusnakts). Pusnaktī pārnesumi griežas pusnakts stāvoklī, pēc tam pagaidiet, līdz 00:01 pārvietojas uz šo laiku un pēc tam turpina no turienes. Pašlaik esošais pulkstenis 24 stundu laikā zaudē tikai aptuveni 5 sekundes.

Jums būs jāinstalē Stepper un RTClib bibliotēkas.

Es zinu, ka kodu var optimizēt kāds, kam ir lielāka pieredze nekā man. Ja esat gatavs izaicinājumam, lūdzu, izveidojiet šo projektu sev un dalieties savās zināšanās.

#iekļaut

#include "RTClib.h" RTC_DS1307 rtc; #define oneRotation 2038 // soļu skaits vienā 28BYJ-48 soļu motora apgriezienā Stepper hourHand (oneRotation, 3, 5, 4, 6); Stepper minuteHand (oneRotation, 7, 9, 8, 10); #define hourStopSensor 12 #define minuteStopSensor 11 int endStep = 0; // Laiks, kas atbilst pulksteņa ātrumam. int setDelay1 = 168; int setDelay2 = 166; int setDelay3 = 5; // Pašreizējais laiks, ar ko veikt matemātiku. pludiņš hr = 0; pludiņš mn = 0; pludiņš sc = 0; // Iestatiet diennakts laiku, lai atiestatītu pulksteni (24 stundu formāts). int resetHour = 0; int resetMinute = 0; // Mainīgie, lai iestatītu pareizu laiku palaišanas laikā un atiestatīšanu. pludiņš setTimeStepHour = 0; pludiņš setTimeStepMinute = 0; pludiņš handDelay = 0; pludiņa stundaTests = 0; pludiņš minuteTest = 0; void setup () {Serial.begin (115200); // Iestatiet reālā laika pulksteni un atiestatiet zāles efekta sensorus. pinMode (hourStopSensor, INPUT_PULLUP); pinMode (minuteStopSensor, INPUT_PULLUP); rtc.begin (); // Norakstiet rindu zemāk, lai iestatītu laiku. // rtc.adjust (DateTime (2020, 2, 19, 23, 40, 30)); // rtc.adjust (DateTime (F (_ DATE_), F (_ TIME_))); // Iestatiet pakāpju motoru maksimālo ātrumu. hourHand.setSpeed (15); minuteHand.setSpeed (15); // Cilpa līdz minūtes un stundas rādītājam ir pusdienlaikā, kamēr (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } ja (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} // Iegūt pašreizējo laiku DateTime now = rtc.now (); hr = tagad.stunda (); mn = tagad.minūte (); sc = tagad.second (); // Mainīt uz 12 stundu formātu, ja (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // Skatiet, kādai rokai jāpārvietojas tālāk pa seju, un izmantojiet šo attālumu //, lai attiecīgi pielāgotu iestatīto laiku. hourTest = hr / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } cits {handDelay = minuteTest; } // Iestatīt pašreizējo stundu setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8,3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Iestatīt pašreizējās minūtes setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Pārbaudiet, kurai rokai vajadzēs vairāk soļu, un iestatiet to garākajam soļu skaitam for ciklam. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } cits {endStep = setTimeStepMinute; } par (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} // Iestatīt pulksteņa darbību RPM hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); } void loop () {// Sākt pulksteņa darbības ciklu. par (int i = 0; i <22; i ++) {minuteHand.step (1); aizkave (setDelay1); // Pārbaudiet atiestatīšanas laiku, ja esat gatavs atiestatīšanai, pārtrauciet. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; }} kavēšanās (setDelay3); par (int i = 0; i <38; i ++) {hourHand.step (1); aizkave (setDelay1); // Pārbaudiet atiestatīšanas laiku, ja esat gatavs atiestatīšanai, pārtrauciet. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; } par (int i = 0; i <20; i ++) {minuteHand.step (1); aizkave (setDelay2); // Pārbaudiet atiestatīšanas laiku, ja esat gatavs atiestatīšanai, pārtrauciet. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {break; }}} // Atiestatīt pulksteni atiestatīšanas laikā, ja (rtc.now (). Hour () == resetHour && rtc.now (). Minute () == resetMinute) {// Mainiet pulksteņa stundu ātrumuHand.setSpeed (10); minuteHand.setSpeed (10); // Cilpa, līdz minūtes un stundas rādītājs sasniedz pusdienlaiku. while (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } ja (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} // Pagaidiet šeit, līdz ir atiestatīšanas laiks. while (rtc.now (). minute () == resetMinute) {delay (1000); } // Iegūt pašreizējo laiku DateTime now = rtc.now (); hr = tagad.stunda (); mn = tagad.minūte (); sc = tagad.second (); // Mainīt uz 12 stundu formātu, ja (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // Skatiet, kādai rokai jāpārvietojas tālāk pa seju, un izmantojiet šo attālumu //, lai attiecīgi pielāgotu iestatīto laiku. hourTest = hr / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } cits {handDelay = minuteTest; } // Iestatīt pašreizējo stundu setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8,3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // Iestatīt pašreizējās minūtes setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // Pārbaudiet, kurai rokai vajadzēs vairāk soļu, un iestatiet to garākajam soļu skaitam for ciklam. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } cits {endStep = setTimeStepMinute; } par (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } cits {kavēšanās (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } cits {kavēšanās (4); }} hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); }}

22. darbība: STL faili

Jums būs jāizdrukā šāds failu daudzums:

• 1 stundu gredzena zobrata segmenta magnēts
• 6 - Stundu gredzenu zobratu segments Basic
• 1 stundu stiprinājuma gredzena segmenta pakāpiena stiprinājums
• 6 stundu pamata fiksējošā gredzena segments
• 1 - stundu zāles efekta sensora turētājs
• 1 - minūšu gredzena zobrata segmenta magnēts
• 7 - minūšu gredzena zobrata segments Basic
• 1 - minūšu stiprinājuma gredzena segmenta pakāpiena stiprinājums
• 6 - minūšu fiksācijas gredzena segments Basic
• 1 - Minūtes zāles efekta sensora turētājs
• 2 - Spur Gear
• 1 - Elektronikas stiprinājums

23. darbība: Solidworks faili

Šie ir sākotnējie Solidworks faili, ko izmantoja, lai izveidotu STL, kas atrasti iepriekšējā solī. Jūtieties brīvi rediģēt un mainīt manus failus pēc saviem ieskatiem.

24. darbība. Secinājums

Šis pulkstenis izrādījās labāks, nekā biju gaidījis. Ar minimālu Arduino pieredzi es priecājos par to, kā tas izrādījās un cik precīzs tas ir. Tas izskatās lieliski un darbojas tieši tā, kā es cerēju.