שעון לינארי (MVMT 113): 13 שלבים (עם תמונות)

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

פרויקטים של Fusion 360 »

לא משנה מה דיפאק צ'ופרה אומר לך, הזמן הוא לינארי. יש לקוות שהשעון הזה קצת יותר קרוב למציאות מאשר המעגלים שכולנו רגילים אליהם. מרווחי חמש הדקות מרגישים פחות נוירוטיים מאשר לדייק עד הדקה, וכל מספר מוגדל ומזכיר לך להתמקד בהווה.

הכנתי את זה כמעט בכל מכונה במזח 9 (סילון מים, פצץ חול, חותך לייזר, מדפסת תלת מימד, מעבדת אלקטרוניקה וכו '). הוא עשוי מאלומיניום 6061, חומרת פלדה (ברגים, אגוזים, מסבים), גלגלי שיניים מודפסים בתלת -ממד, אונו ארדואינו ולוחות השעה והדקה הם דיקט חתוך / חרוט בלייזר.

כמובן שאני יודע שהפרויקט הזה אינו נגיש כמעט לכל מי שאין לו את המזל המטורף שיש לו גישה לחנות כזו, אבל אני מקווה שתמצא את זה מעורר השראה.

Fusion 360 הוא ללא תשלום לסטודנטים ולחובבים, ויש בו המון תמיכה חינוכית. אם אתה רוצה ללמוד לדגם תלת מימד את סוג העבודה שאני עושה, אני חושב שזו הבחירה הטובה ביותר בשוק. לחצו על הקישורים למטה להרשמה:

סטודנט/מחנך

חובבנית/סטארט -אפ

הובלתי גם סדרה של שיעורי וובינר הקשורים לפרויקטים של דוגמנות תלת מימד עם חלקים נעים. בסמינרים אלה תלמדו תכונות Fusion 360 כמו מכלולים מכניים מתקדמים (כלומר שני מפרקים או יותר אינטראקציה) ועיבוד. הוובינר האחרון התמקד בדגמן עיצוב שעון זה ב- Fusion 360. תוכלו לצפות בסרטון כולו כאן:

אם אתה מעוניין, בדוק את שני הסמינרים האחרים בסדרה זו שבהם תלמד לעצב מנורת כפתור ענקית ושעון תמידי עם Arduino.

שלב 1: 507 תנועות מכניות

507 תנועות מכניות היא אנציקלופדיה של מנגנונים נפוצים משנות ה -60 של המאה העשרים המשמשת התייחסות טובה לדברים מסוג זה. מנגנון זה מבוסס על תנועה 113, "מתלה ופיניון". זה הולך להיות פרויקט ארוך, כך שאם יש לך מנגנון ספציפי שאתה רוצה שאני אעשה, אתה מוזמן להגיש בקשה בתגובות!

שלב 2: עיצוב ומודל תלת מימד

הסרטון שלמעלה הוא הקלטה של וובינר שעשיתי עבור החלק המתכנן של עיצוב הפרויקט.

החלק הכי קשה בעיצוב להבין היה מכלול ההילוכים. המתמטיקה לעיצוב ציוד יכולה להסתבך למדי (למעשה, ישנם מהנדסים שבעצם מעצבים רק מכלולי ציוד מסיבה זו ממש), אך בהתבסס על הדרכה מעולה של יוטיוב מאת רוב דוארטה, הכנתי תבנית משלי שעובדת עם הגרסה העדכנית ביותר. של התוסף Spur Gear ל- Fusion.

הסרטון למעלה מלווה אותך בתהליך יצירת מכלול המתלים, אבל אם אתה רוצה הדרכה יסודית יותר, אנא הצטרף אליי לסמינר הוועד לעיצוב עכשיו שעושה בתנועה ב -5 באפריל. אם אתה מתגעגע לוובינר, זה ' אני יוקלט ואפרסם את הסרטון כאן.

התבנית (הקישור למטה) כל הפרמטרים המוצגים למעלה כבר הוזנו. אני לא אכנס כאן למתמטיקה, אבל אם תעקוב אחר ההוראות, זה אמור לעבוד עבורך.

השתמש בתוסף Spur Gear על ידי מעבר ל- ADD-INS> Scripts ותוספות …> Spur Gear> Run. כאשר אתה מקבל את החלון המוצג למעלה, הזן את הפרמטרים. מספר השיניים לא יאפשר לך להשתמש בפרמטר לערך, אז רק וודא שהוא תואם את ערך השיניים מספר אם תשנה אותו. עליך גם להכפיל את הפרמטרים הנקובים ב -1 כפי שמוצג למעלה.

זכור שברגע שיוצרים את הציוד, תוכל לערוך אותו בדיוק כמו כל אובייקט אחר ב- Fusion.

כפי שמוצג בהדגמת הווידאו, זוהי דוגמה לאופן שבו היית בונה פרופיל שיניים באמצעות הפרמטרים.

להלן הקישורים לתבנית שבה תוכל להשתמש כדי ליצור מתלה וסיבוב משלך ב- Fusion:

תבנית עם פרמטרים:

לאחר שהוחלפו ציוד המתלים והאחיזה, ביליתי הרבה זמן בדגמן מנועים, מתגים וחלקים אלקטרוניים אחרים, ואז הבנתי את כל הפרטים. עם קישור התנועה שתואר לעיל, הצלחתי לקבל תמונה טובה של איך זה יראה בתנועה.

אתה יכול לגשת לקובץ דרך הקישור שלהלן, לשחק איתו או אפילו לנסות ליצור מהקובץ גרסה משלך. היו לא מעט התעסקויות ושינויים לאחר יצירת החלקים, אז אל תצפה להיות מסוגל פשוט לחתוך בלייזר את כל החלקים ולקבל מוצר מוגמר. הפרויקט הזה היה יקר ולקח הרבה זמן! אם אתה באמת רציני לעשות את זה וזקוק לעזרה, פשוט הגיב למטה ואני אעשה כמיטב יכולתי כדי שתצא לדרך.

עיצוב שעון סיים:

אם אתה עדיין לא משתמש ב- Fusion 360, הירשם לשיעור ההדפסה התלת -ממדית החינמי שלי. זהו קורס מזורז ב- Fusion לייצור, ולשיעור 2 יש את כל המידע הדרוש לך כדי לקבל Fusion בחינם.

שלב 3: עדכון 12/1/2020

לאחר יצירת האב טיפוס הראשון התחלתי מחדש עם כמה שיפורים בעיצוב. אחד מעמיתי מצוות האלקטרוניקה תכנן מעגל מותאם אישית להנעת המנועים, וישנם חיישנים מגנטיים המסייעים באיתור המיקום (צמודה ממגנטים תוך לחיצה על המסילה).

לכל הרכיבים בדגם יש מספרים, רובם מקמסטר קאר או DigiKey. זהו עיצוב הרבה יותר טוב מכיוון שהוא נמנע מבעיית המתלים ממשקל המעקה כשהוא מורחב במלואו, ומכיוון שחיישן אינדקס חיישן המגנט מבטיח את המיקום הנכון בכל פעם שהמנועים זזים.

מכלול Fusion 360 מלא:

שלב 4: חומרה

• לוחות: אלומיניום 6061 בעובי 6 מ"מ (יש להניח שגם דיקט יעבוד)
• לוח מספר: דיקט 3 מ"מ
• Arduino Uno:
• מגן מנוע Adafruit:
• מנועי צעד 5V: https://www.adafruit.com/products/858 (אני ממליץ להשתמש במנועי 12V במקום אלה)
• מתגי גבול (4):
• מתגים רגעיים (2):

שלב 5: אלקטרוניקה ותכנות

האלקטרוניקה נעשית כולו עם Arduino Uno ומגן מנוע Adafruit.

להלן הרעיון הבסיסי כיצד אני רוצה שזה יעבוד:

1. כאשר היחידה מופעלת, הצעדים מפעילים את המתלים לאחור עד שמתגי הגבול בצד שמאל מופעלים. זה מגדיר את המיקום לאפס. הצעדים מריצים את המדפים קדימה עד שמרכז אחד הוא בלוח השעות ו -00 מרוכז בלוח הדקות.
2. ברגע שהשעה והדקה מרוכזים, המדפים מתקדמים בזמן. תנוחה של מיקום מלא בתחתית בכל מהירות בכל 5 דקות, ותנועה של מיקום מלא על העליונה כל שעה.
3. המתגים הרגעיים (סיכות 6-7) כדי להזיז את המדפים קדימה במיקום אחד (כ -147 צעדים), ולאחר מכן להמשיך בספירת השעון.
4. לתנועות השעה והדקה יש מונים ששולחים את הסורגים חזרה למתגי הגבול השמאלי ומאפסים אותם לאפס לאחר שהשעה חלפה על פני 12, והדקות חלפו אחרי 55.

עדיין לא ברור לי מה בדיוק אני צריך לעשות עם הקוד. יש לי את זה עובד בתיאוריה עם הקוד למטה שקיבל מרנדופו. קוד זה מזיז את סרגל הדקות קדימה צעד אחד כל 200 אלפיות השנייה (אני חושב) ברגע שאחד ממתגי הגבול מופעל. זה עובד, אבל די מהר יצאתי מהעומק שלי מהעבודה הבסיסית שעשיתי כאן. זו נראית כמו בעיה די קלה עבור משתמש Arduino מתמצא, אבל אני עושה רק פרויקט עם אחד אולי פעם בשנה, ובכל פעם שאני עושה זאת, בעצם שכחתי את כל מה שלמדתי בפרויקט האחרון.

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

הדגמת צעד מגן מנוע מאת רנדי סרפן

למידע נוסף ראו:

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

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

#include #include #include "כלי השירות/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// צור את אובייקט מגן המנוע עם כתובת ברירת המחדל של I2C

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // או, צור אותה עם כתובת I2C אחרת (נניח לערימה) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// חבר מנוע צעד עם 200 צעדים לכל סיבוב (1.8 מעלות)

// ליציאת המנוע מספר 2 (M3 ו- M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

הגדרת בטל () {

// התחל חיבור טורי Serial.begin (9600); // הגדר את pin2 כקלט והפעל את pinMode הנגד הפנימי פנימי (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // הגדר את הספרייה הטורית ב 9600 bps

Serial.println ("מבחן צעדים!");

AFMS.begin (); // צור בתדר ברירת המחדל 1.6KHz

//AFMS.begin(1000); // או עם תדר שונה, נניח myKotor1-> setSpeed 1KHz (100); // 10 סל"ד}

לולאת חלל () {

// קראו את ערך הלחצן לתוך משתנה int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == LOW; int delayL = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("דקות ++"); // myMotor1-> שלב (1640, אחורה, כפול); for (int i = 0; i step (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println ("שעות ++"); myMotor1-> שלב (1615, קדימה, כפולה);

// myMotor2-> שלב (1600, אחורה, כפול);

myMotor2-> שלב (220, קדימה, כפולה); // עיכוב (delayL); } אחר {

//Serial.println("שלבים של סליל כפול ");

myMotor1-> שלב (0, קדימה, כפולה); myMotor1-> שלב (0, אחורה, כפול); }}

שלב 6: הרכבת הבסיס

הבסיס עשוי משתי צלחות עם מרווחים המחזיקים אותן יחד. הברגים נצמדים לצלחת דרך חורים מפותחים. חלק מספר 6 בשרטוט זה הוא חלק נוסף המודפס בתלת-ממד- מרווח המשמש גם לעריסה למסוף הכוח של מנועי הצעדים.

שלב 7: הוסף מתגים רגעיים

המתגים הרגעיים, מתגי Arduino ומגבלת כולם נצמדים ללוח הקדמי, כך שהגישה אל האלקטרוניקה לביצוע שינויים קלה- פשוט הסר את הצלחת האחורית ותוכל להגיע לכל דבר.

שלב 8: הוסף לוחית הרכבה והגבלים

לוחית ההרכבה מחזיקה את מתגי הגבול ואת מכלול הנושא למדפים. חלק זה יכול להישאר גם יחד בעת עריכת האלקטרוניקה.

שלב 9: הוסף מנועי צעדים ומילוכים

מנועי הצעדים נצמדים ללוח בעזרת ברגי M4 דרך חורים מושחלים, וההילוכים המודפסים בתלת-ממד מודפסים על עמודי המנוע. השתמשתי במדק הדק כדי לגרום להם להידבק ולשטוף.

שלב 10: הוספת מתלים

במתלים יש חריצים חתוכים לתוכם הנושאים את שני מיסבי הכדור. יש פער קטן (.1 מ מ) בין המסבים לחריצים, מה שמאפשר למתלה לנוע בחופשיות.

המסבים נעוצים בין מרווחים מותאמים אישית המודפסים בתלת -ממד כדי לקבל את ההתאמה המדויקת שהייתי צריך. יש צלחת מתלה בחזית המתפקדת כמכונת כביסה המחזיקה את המדפים במקומם.

שלב 11: הוספת שעות ודקות

הסורגים של שעה ודקה נצמדים למדפים בעזרת מרווחי 12 מ מ היוצרים פער המאפשר פינוי בין הסורגים למדפים.

שלב 12: הוסף מגדילים

המגדלים הם זכוכית מגדלת כיס זולה שמצאתי באמזון. הם מקוזזים מחזית הסורגים עם מרווחי 25 מ מ.

שלב 13: לקחים

למדתי הרבה על תנועה לינארית עם הפרויקט הזה. הסובלנות שהשתמשתי בין המסבים והחריצים במדפים הייתה קצת יותר מדי, כך שאם הייתי עושה את זה שוב אני חושב שכנראה הייתי חותך אותו לשניים. גם הפער בצדדי הפערים היה קצת גדול מדי.

המנועים עובדים, אך ככל שהקזזיל מתקדם יותר כך הם צריכים לעבוד יותר. סביר להניח שהייתי הולך עם צעדים 12V במקום 5V.

גם תגובת הגב הייתה צריכה להיות גדולה יותר, אולי 0.25 מ מ. ההילוכים נשבו על המדפים חזק מדי עם ההילוכים הראשונים שניסיתי.