שעון תצוגה מכני של שבעה קטעים: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

לפני מספר חודשים בניתי תצוגה מכאנית בת 7 קטעים דו ספרתית שהפכתי לטיימר לאחור. זה יצא די טוב ומספר אנשים הציעו להכפיל את המסך כדי ליצור שעון. הבעיה הייתה שכבר נגמר לי ה- PWM IO במגה Arduino שלי ולא היה לי מספיק זמין לספרה השנייה או השלישית. לאחר מכן הופניתי לכיוון מנהלי התקני PWM אלה של 16 ערוצים PCA9685 הפועלים על ממשק I2C. אלה אפשרו לנהוג ב -28 סרוו שהייתי צריך את כולם באמצעות שני סיכות I2C בארדואינו. אז התחלתי לבנות שעון שעכשיו משתמש במודול שעון בזמן אמת DS1302 כדי לשמור על הזמן ושני נהגי סרוו של 16 ערוצים לשליטה על 28 סרוו המשמשים להרכבת התצוגה, כולם מופעלים על ידי Arduino Uno.

אם אתה נהנה מהנחיה זו, אנא שקול להצביע עבורו בתחרות השעונים

אספקה:

כדי לבנות את השעון, תצטרך את הציוד הבא בנוסף לכמה כלים בסיסיים:

• Arduino Uno - קנה כאן
• מודול שעון DS1302 - קנה כאן
• 2 x מנהלי התקני סרוו PCA9685 16Ch - קנה כאן
• 28 x מיקרו סרוווס - קנה כאן
• כבל סרט - קנה כאן
• רצועות כותרת סיכות זכר - קנה כאן
• רצועות כותרת סיכות נקבה - קנה כאן
• 3 מ"מ MDF - קנה כאן
• צבע ריסוס שחור - קנה כאן
• מעגל חיסול סוללות 5V 5A - קנה כאן
• ספק כוח 12V - קנה כאן

לפרויקט זה תצטרך גם חלקים מודפסים בתלת מימד. אם עדיין אין לך מדפסת תלת מימד ואתה נהנה להכין דברים אז אתה בהחלט צריך לשקול לקנות אחת. Creality Ender 3 Pro המשמש כאן הוא במחיר סביר ומייצר הדפסים באיכות טובה יחסית למחירו.

• מדפסת תלת מימד בשימוש - קנה כאן
• נימה - קנה כאן

שלב 1: הדפס תלת מימד את רכיבי הפלסטיק

עיצבתי את 7 תצוגות הקטע שיהיו פשוטות ככל האפשר. הסרוו הוא גם סוגר התמיכה שמחזיק את הקטע שמעליו. ישנם שני רכיבים מודפסים בתלת -ממד הנדרשים עבור כל קטע, בלוק מרווח לתמיכה בצד התחתון של הסרוו וקטע התצוגה המודבק ישירות על זרוע הסרוו.

הורד את קבצי ההדפסה התלת מימדית - מכני 7 פלחי תצוגה של שעון תצוגת 3D

הדפס את פלחי הסרוו והנקודות באמצעות PLA בצבע בהיר. השתמשתי בירוק שקוף, אבל גם אדום, כתום או צהוב אמור לעבוד טוב. השתמשתי ב- PLA שחור עבור בלוקי המרווח ותומכי הנקודות, כך שהם אינם נראים כאשר הקטעים הופכים למצב כבוי.

אם אין לך גישה למדפסת תלת מימד, נסה את אחד משירותי ההדפסה המקוונים. ישנם מספר שירותים במחירים נוחים שידפיסו את הרכיבים ויעבירו אותם עד הבית תוך מספר ימים.

שלב 2: הכינו את לוחות הבקרה והחיווט שלכם

יהיה עליך להשתמש בשני מנהלי התקן PWM 16 ערוצים PCA9685 בכדי להניע את סרוו השעון שלך 28. הפרדתי את סרוו לספרות השעות והדקות, כאשר כל זוג ספרות מונע על ידי לוח אחד. אז יש לי לוח אחד ששולט בסרווס במשך הספרות של שעתיים והשני שולט בסרווס במשך שתי הספרות הדקות.

כדי לשרשר את השניים, יהיה עליך להרכיב מחבר כבל סרט בעל 6 חוטים ולהלחם פס כותרת שני בקצה השני של לוח הבקרה הראשון של סרוו. יהיה עליך גם לשנות את כתובת I2C בלוח השני כך שהיא תהיה שונה מהראשון וניתן לזיהוי ייחודי.

יהיה עליך גם להרכיב את רתמת החיווט כדי לחבר את שלושת הלוחות (שני לוחות סרוו ומודול השעון) ל- Arduino שלך. תצטרך 5V ו- GND לכל לוח, כמו גם את חיבורי I2C לסיכות הארדואינו A4 ו- A5 (I2C ב- Arduino Uno) ואת סיכות מודול השעון CLK, DAT & RST לסיכות 6, 7 & 8 בארדואינו שלך בהתאמה.

החשמל מסופק ל- Arduino ישירות מספק החשמל של 12V ולסרווסים באמצעות 5V 5A BEC המחובר לאחר מכן לשני המסופים בחלק העליון של מנהל ההתקן PWM. אתה רק צריך לחבר מנהל התקן סרוו אחד לחשמל והוא יזין את החשמל לשני באמצעות חיבור כבל סרט 6 החוטים.

שלב 3: מרכיבים את סרוווס

לאחר שהדפסת את הקטעים שלך יהיה עליך לרסס את החלק האחורי והצדדים בשחור כך שהם פחות נראים כאשר הם מופנים 90 מעלות למצב כבוי.

לאחר מכן עליך להדביק את הקטעים על זרועות הסרוו שלך בעזרת דבק חם. זה עוזר להדביק אותם על הסרוו כשהזרוע כבר נמצאת על הסרוו, כך תוכל לבדוק שאתה מדביק אותם ישר וישר.

יהיה עליך גם להדביק בלוק מרווח על החלק התחתון של כל סרוו.

מרכיבים את הנקודות על ידי הדבקת מקלון קטן או מקל קבב בחלק האחורי של הנקודות ולאחר מכן לתוך קוביות הבסיס. ריססתי את המקלות האלה גם בשחור כך שהם פחות נראים אם מסתכלים עליהם מזווית.

שלב 4: הגדרה ובדיקה

ספרתי את כל הסרבים וכתבתי את המספר על כל הפניה כך שקל יותר לעקוב אחריהם. התחלתי עם הקטע העליון על ספרת היחידות ועבדתי עד הקטע האמצעי על ספרת העשרות. זהו גם הסדר שבו חיברתי אותם ללוחות הבקרה של סרוו, נזכר שהמזהים בלוחות נספרים מ -0 עד 13 ולא מ -1 עד 14.

לאחר מכן הנחתי את הקטעים על שולחן עם מספיק מקום ביניהם לבדיקה כך שלא יזוזו לאחד ולשני תוך קביעת גבולות הנסיעה וההוראות. אם תנסה להגדיר אותם מקרוב, סביר להניח שתנסו אחד או שניים לזוז בכיוון הלא נכון או על נסיעה בשלב כלשהו ופגעו באחר שיכול לפגוע בקטע, בזרוע סרוו או להפשיט את ההילוכים בסרוו.

שלב 5: העלאת הקוד

הקוד נראה מסובך במבט ראשון, אך למעשה הוא פשוט יחסית הודות לשתי הספריות שבהן נעשה שימוש. יש גם הרבה חזרה מכיוון שישנן ארבע תצוגות שונות של 7 קטעים שצריך לעדכן אותן.

להלן תיאור סיכום של הקוד, עיין במדריך המלא להסבר מפורט יותר וקישור להורדת הקוד - שעון תצוגה מכני 7 פלחים

אנו מתחילים בייבוא של שתי ספריות, virtuabotixRTC.h עבור מודול השעון ו- Adafruit_PWMServoDriver.h עבור מנהלי ההתקנים של סרוו. ניתן להוריד ולהתקין את ספריית Adafruit ישירות דרך מנהל הספרייה ב- IDE.

לאחר מכן אנו יוצרים אובייקט לכל לוח בקרה עם הכתובת הרלוונטית, אחד למספר השעות ואחד לספרות הדקות.

לאחר מכן יש לנו ארבעה מערכים לאחסון עמדות ההפעלה והכיבוי של כל סרוו. יהיה עליך לבצע התאמות למספרים אלה בשלבים הבאים כדי לוודא שהשרוואות שלך זקופים כשהם מופעלים, מסתובבים ב -90 מעלות כשהם כבויים ולא עולים על נסיעות.

מערך ספרות מאחסן את המיקומים של כל קטע עבור כל ספרה שתוצג.

לאחר מכן הגדרנו את מודול השעון ויצרנו משתנים לאחסון הספרות הבודדות הנוכחיות והעבר.

בפונקציית ההתקנה אנו מתחילים ומקימים את לוחות הבקרה של PWM וכן מעדכנים את זמן השעון במידת הצורך. לאחר מכן אנו עוברים דרך לולאה כדי להגדיר את התצוגה ל- 8 8: 8 8 כך שנדע את עמדת ההתחלה של כל הסרווואים. זה משמש גם כדי להגדיר את סרוו כך שכולם פונים כלפי מעלה בצורה נכונה.

בלולאה הראשית אנו מקבלים את השעה המעודכנת ממודול השעון, נשפך אותו לארבע הספרות ולאחר מכן בודקים אם הזמן השתנה מהבדיקה האחרונה. אם הזמן השתנה, אנו מעדכנים את התצוגה ולאחר מכן מעדכנים את הספרות הקודמות.

בפונקציית תצוגת העדכון, אנו מזיזים תחילה את הקטעים האמצעיים. הדבר נעשה קודם כי יש צורך בהיגיון כלשהו כדי להזיז את שני הקטעים העליונים הסמוכים לפלח האמצעי מעט מהדרך לפני הזזת הקטע האמצעי, אחרת הוא יתקל בהם. ברגע שהקטעים האמצעיים מועברים אז החלקים הנותרים מועברים במיקומים הנכונים.

שלב 6: הרכבת השעון בלוח האחורי

לאחר שסיימתי את הבדיקה, הרכיבתי את סרוווס על הלוח האחורי בעזרת הפריסה לעיל כמדריך.

השטח הלבן הוא גודל הלוח הכולל, האפור הבהיר יותר הוא השטח המקיף כל ספרה שאליה נעים קטעי הסרוו והקווי המתאר על האזור האפור הכהה הוא קו המרכז של 6 הקטעים החיצוניים לכל ספרה.

חתכתי את הלוח, סימנתי את הפריסה ולאחר מכן הדבקתי את הספרות למקומם כדי לפצות את לוח השעון.

לאחר מכן קידחתי חורים ליד כל סרוו והזנתי את החוטים לחלק האחורי של הלוח כך שהם פחות נראים.

הרכבתי את האלקטרוניקה על גב השעון בעזרת סרט דו צדדי.

שלב 7: התקנה סופית ותפעול

לאחר שהשרווסים היו מוכנים, הסרתי את כל זרועות הסרוו לצורך ההתאמות האחרונות למיקומי הקטעים. עליך להפעיל את הארדואינו במצב זה כך שיוצג 8 8: 8 8 ולאחר מכן לנתק את החשמל, זה ממקד מחדש את כל סרווייך כך שתוכל להחזיר את זרועות הסרוו כשהקטעים פונים קרוב לאנכי. ככל האפשר.

לאחר מכן תצטרך להפעיל את הרדואינו שלך ברצף ולבצע התאמות למיקומי הפעל והכיבוי של הפלח שלך בארבעת המערכים שלך כך שהשרווסים יהיו אנכיים לחלוטין כאשר הם מופעלים ויעברו 90 מעלות כאשר הם כבויים ללא נסיעה יתרה. שלב זה דורש זמן רב ודורש מעט סבלנות אך התוצאה הסופית שווה את זה!

ניתן להשאיר את השעון מופעל באמצעות ספק הכוח 12V ולחבר אליו 5V BEC. אם הכוח יורד, הסוללה במודול RTC תשמור את הזמן כך שכאשר הכוח ישוחזר, השעון יתאפס אוטומטית לשעה הנכונה.

אם נהנית מהמדריך הזה, אנא הצביע עבורו בתחרות השעון וספר לי על שיפורים או הצעות שתוכל להעלות בסעיף ההערות למטה.

פרס שני בתחרות השעונים