שעון קיר מגנטי מהפנט: 24 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

שעונים מכניים תמיד ריתקו אותי. הדרך שבה כל ההילוכים הפנימיים, הקפיצים והבריחות פועלים יחד כדי לגרום לשעון אמין קבוע תמיד נראתה מחוץ להישג יד עבור מערך הכישורים המוגבל שלי. למרבה המזל האלקטרוניקה המודרנית וחלקים מודפסים בתלת מימד יכולים לגשר על הפער כדי ליצור משהו פשוט שאינו מסתמך על חלקים מתכתיים מדויקים קטנים.

שעון קיר מינימליסטי זה מסתיר זוג ציוד טבעות מודפס בתלת מימד המונע על ידי מנועי צעד לא יקרים המסתובבים מגנטים מאחורי פורניר אגוז קלאסי.

בהתחלה בהשראת שעון STORY, רציתי קטע זמן המציין את השעה ביום תוך שימוש במיסבי כדור בלבד לעומת הקריאה הדיגיטלית והכדור הנע עם השימוש במוצר שלהם.

שלב 1: כלים וחומרים

חומרים:

• 13 x 13 x 2 אינץ דיקט/לוח חלקיקים (הדבקתי יחד 3 חתיכות עץ גרוטאות)
• 13 x 13 אינץ 'לוח קשיח
• ארדואינו ננו
• שעון בזמן אמת
• מנועי צעדים ונהגים
• חיישני אפקט הול
• מגנטים
• כבל חשמל
• מתאם למזגן
• תֶקַע
• ברגי מכונות שונים
• ברגי עץ שונים
• חלקים מודפסים בתלת מימד (שלב אחרון)
• ציפוי (12 x 12 אינץ ' - פנים, רצועה ארוכה 40 אינץ')
• ריסוס לכה
• צבע ריסוס שחור

כלים:

• מדפסת תלת מימד
• מצפן
• סכין X-acto
• דֶבֶק
• מהדקים
• ג'יג חיתוך מעגלים
• מסור האק
• מלטשת דיסקים
• מהדק מחגר
• אִזְמֵל
• סרגל
• מַשׁחֵז
• תרגילים
• מברגים
• מלחם
• אקדח דבק חם

שלב 2: הדבק יחד מסגרת עץ

הדביקו שלוש חתיכות עץ שיהוו את מסגרת השעון. השתמשתי בלוח חלקיקים משוחזרים ממסגרת מיטה ישנה.

שלב 3: חיתוך מסגרת באמצעות ג'יג חיתוך מעגל

סמנו את מרכז הלוח והרכבו על ג'יג חיתוך עיגול. חותכים חמישה עיגולים בקטרים הבאים:

• 12 אינץ '.
• 11 1/4 אינץ '.
• 9 1/4 אינץ '.
• 7 1/4 אינץ '.
• 5 3/8 אינץ '.

שלב 4: הדפס והרכב הילוכים

גלגלי הטבעת נחלקים למקטעים כך שניתן להדפיס אותם במדפסת קטנה ולהיצמד זה לזה. כל החלקים הודפסו ב- ABS כדי לסייע בתהליך ההיתוך המוצג בשלב הבא. מלטשים את כל הקצוות והמשטחים של החלקים.

הדפס את כמויות החלקים הבאות שנמצאו בשלב 22:

• 1 - מגנט פלח ציוד טבעות לשעה
• 6 - פלח ציוד טבעות לשעות בסיסי
• 1 - הר קטע קטע של טבעת שמירה על שעות
• 6 - קטע טבעת שמירה בסיסית
• 1 - מחזיק חיישן אפקט האולם לשעה
• 1 - מגנט קטע ציוד טבעות לדקה
• 7 - פלח ציוד טבעת דקות
• 1 - הר קטע קטע של טבעת שימור דקות
• 6 - קטע טבעת שימור דקות בסיסי
• 1 - מחזיק חיישן אפקט דקה באולם
• 2 - ציוד דורבן
• 1 - הר אלקטרוניקה

שלב 5: "הדבק" חלקים יחד

בבקבוק זכוכית עם קצת אצטון, ממיסים הדפסות כושלות חומר תומך ישן וכו '. צבע את תערובת האצטון על כל תפר כדי להתיך את החלקים. לאחר ריפוי, חול כל תפר שטוח.

שלב 6: גזור הקלות במסגרת

הנח את גלגלי הטבעת וטבעות ההחזקה במסגרת וחתך תבליטות עבור מנועי הצעד. מדדתי וחתכתי את הטבעת הפנימית גדולה מדי אז הרחפתי אותה לגודל בעזרת איזו חבילה עם קצה מייפל שהיה לי בחנות.

שלב 7: פינוי חיתוך לחיישני אפקט האולם

חותכים חור פינוי דרך הטבעת הפנימית לחיישן אפקט האולם הדקות וחריץ לחיישן אפקט האולם לשעה. השתמשתי במזלזל, בקובץ ובמסור יד קטן כדי לחתוך את המרווחים האלה.

שלב 8: הדבק טבעת חיצונית

הדביקו והדביקו את הטבעת החיצונית בגודל טבעת השמירה הדקה.

שלב 9: ברגי התאמת חיישן אפקט לחיתוך האולם

חותכים ברגי מכונה עם מסור לפריצה כך שהם רק ארוכים יותר מעובי טבעת השמירה ומחזיק חיישן אפקט האולם. חותכים חריץ בחוטים כך שניתן לכוונן אותו מקצה ההברגה בעזרת מברג שטוח.

שלב 10: הדבק טבעות ללוח קשיח

חותכים עיגול של לוח קשיח גדול מהטבעת החיצונית. הדביקו את הטבעת החיצונית והפנימית לפנים הקשיחות. השתמש בטבעת ההחזקה הדקה ובציוד הטבעת כדי למקם את הטבעת הפנימית. שימו לב טוב יותר מאשר לא כדי להדביק את הטבעת הפנימית לאחור. תמונה שנייה מציגה חיתוך חדש לחיישן אפקט דקה.

השתמש במלטש דיסק כדי לקצץ את הלוח עד לגודל הטבעת החיצונית.

שלב 11: הדבק דיסק פנימי

הדבק את הדיסק הפנימי במקומו בעזרת טבעת השמירה וציוד הטבעת למיקום הדיסק הפנימי.

שלב 12: צרף פורניר

חותכים רצועת פורניר רחבה יותר מהשעון עמוקה וארוכה מספיק כדי לעטוף את כל השעון (3.14 * קוטר השעון, יחזיר את האורך הדרוש. הוסיפו סנטימטר כדי להיות בטוחים שיש לכם מספיק.) התאימו את הפורניר יבש ל לחתוך לאורך. מריחת דבק רב על הפורניר והדק במקום בעזרת מהדק רצועה. הניחו לייבוש כמה שעות כדי להבטיח הדבקה.

שלב 13: חיתוך פורניר

בעזרת אזמל חד חותכים את הציפוי העודף מלפנים ומאחור של השעון.

שלב 14: חותכים פורניר

בציפוי שלי היו כמה סדקים. כדי להקל על העבודה איתה, מרחתי סרט ציירים כדי להחזיק אותו יחד. בעזרת סכין x-acto במצפן, חותכים את הפורניר רק גדול יותר מאשר פני השעון.

שלב 15: הדבקת פורניר

השתמש בטבעות החתוכות המנותקות כדי לפזר את הלחץ על פני השעון. יש למרוח דבק רב על הצד הלא -קלטת של הפורניר. כוון את התבואה בצורה אנכית על לוח השעון והנח מלחציים רבים מהדקים כל אחד מעט כל פעם. זה יבטיח שהפורניר לא יזוז ויש לו לחץ אפילו על הפנים.

השתמשתי בכמה לוחות שטוחים בצד הפנימי של השעון וכמה אטימות על הגב.

שלב 16: מלטשים ומסיימים

בעזרת נייר זכוכית, הסר בזהירות את הפורניר העודף מעל פני השעון וחול החל מ -220 גריסים עד 600 גרוס.

מרחו בין 10 ל -20 שכבות לכה. זה יבנה את המשטח שאליו נושאת הכדור. באופן בלתי נמנע בשל אבק וחלקיקים אחרים באוויר, אני חושב שקווים יופיעו לאורך כל מסב הכדור. יישום שכבות גימור נוספות אמור לעכב זאת זמן רב ככל האפשר. זה גם יקל על חידוש העתיד. אעדכן את השלב הזה אם יופיעו שורות בשעון שלי.

שלב 17: התקן את החשמל

בעזרת מקדח 27/64 אינץ ', קדח חור בתחתית השעון והברג את תקע החשמל במקומו.

שלב 18: הרכבת אלקטרוניקה

חבר לנהגים האלקטרוניים נהגי צעדים ושעון בזמן אמת. הייתי צריך למצוא דרך לאבטח את הארדואינו, כך שנקדחו חורים וחריץ נחתך לקשירת רוכסן. תכונות אלה נוספו לקובץ שנמצא בשלב 22.

שלב 19: הלחמה וחבר אלקטרוניקה

בעקבות תרשים הבלוק, הלחם את כל הרכיבים יחד. הדבק חם את הטבעות במקומן ואבטח כל חוטי תועה גם בעזרת דבק חם.

שלב 20: לוח אחורי

צור את הצלחת האחורית על ידי חיתוך עיגול נוסף בגודל 1/2 אינץ 'מפנים השעון וטבעת בקוטר הפנימי זהה לגב השעון. מדביקים את הטבעת ומעגלים יחד עם כמה מלחציים קפיצים.

לאחר ייבוש, כותבים קו בגודל של 1/8 אינץ 'מהטבעת הפנימית וחותכים לפי מידה בעזרת מסור הלהקה או מלטשת הדיסק.

חותכים חריץ ברוחב 1 אינץ 'ברוחב העליון בחלקו האחורי בעזרת נתב או מקדחים. כווץ ארבעה חורים כדי לאבטח את הגב לתוך מסגרת השעון.

מרחו צבע ריסוס שחור והצמידו לשעון לאחר ייבושו.

שלב 21: קוד ארדואינו

קוד הארדואינו מועיר בצורה הטובה ביותר האפשרית. זכור שאני לא מתכנת, יש לי ניסיון מינימלי בארדואינו (תהיה אדיב). הקוד פועל כל הזמן כדי לבדוק אם הזמן הנוכחי תואם את "איפוס הזמן". מכיוון שלא יכולתי לחשוב על דרך לתרגם את הזמן הנוכחי לשלבים, הוא מתקן את עצמו רק פעם ביום (חצות כברירת מחדל). בחצות ההילוכים מסתובבים למצב חצות ואז ממתינים עד 00:01 ועוברים לאותה שעה ואז ממשיכים משם. כפי שהוא יושב כרגע, השעון מאבד כ -5 שניות בלבד במשך 24 שעות.

יהיה עליך להתקין את ספריות Stepper ו- RTClib.

אני יודע שניתן לייעל את הקוד על ידי מישהו בעל ניסיון רב ממני. אם אתה עומד באתגר, אנא צור מחדש את הפרויקט הזה בעצמך ושתף את הידע שלך.

#לִכלוֹל

#כלול "RTClib.h" RTC_DS1307 rtc; #define oneRotation 2038 // מספר הצעדים במהפכה אחת של מנוע צעד 28BYJ-48 Stepper hourHand (oneRotation, 3, 5, 4, 6); Stepper minuteHand (oneRotation, 7, 9, 8, 10); #define hourStopSensor 12 #define minuteStopSensor 11 int endStep = 0; // זמן בחירום למהירות השעון. int setDelay1 = 168; int setDelay2 = 166; int setDelay3 = 5; // הזמן הנוכחי לעשות איתו מתמטיקה. צף hr = 0; צף mn = 0; צף sc = 0; // הגדר את השעה ביום לאיפוס השעון (פורמט 24 שעות). int resetHour = 0; int resetMinute = 0; // משתנים לקביעת השעה הנכונה בעת ההפעלה והאפס. float setTimeStepHour = 0; float setTimeStepMinute = 0; float handDelay = 0; float hourTest = 0; float minuteTest = 0; הגדרת חלל () {Serial.begin (115200); // הגדר שעון בזמן אמת ואיפוס חיישני אפקט אולם. pinMode (hourStopSensor, INPUT_PULLUP); pinMode (minuteStopSensor, INPUT_PULLUP); rtc.begin (); // שורת הודעה למטה לקביעת הזמן. // rtc.adjust (DateTime (2020, 2, 19, 23, 40, 30)); // rtc.adjust (DateTime (F (_ DATE_), F (_ TIME_))); // הגדר מהירות מרבית של מנועי צעד. hourHand.setSpeed (15); minuteHand.setSpeed (15); // לולאה עד שדקה ושעה הן בצהריים בעוד (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }}} // קבל את השעה הנוכחית DateTime עכשיו = rtc.now (); hr = now.hour (); mn = now.minute (); sc = now.second (); // שנה לפורמט של 12 שעות אם (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // ראה איזו יד חייבת לנסוע לרוחב הפנים עוד יותר והשתמש במרחק זה // כדי להתאים את זמן ההגדרה בהתאם. hourTest = hr / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } else {handDelay = minuteTest; } // הגדר את השעה הנוכחית setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // הגדר את הדקה הנוכחית setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // בדוק איזו יד תצטרך עוד שלבים והגדר את זה לספירת הצעדים הארוכה ביותר עבור הלולאה for. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } אחר {endStep = setTimeStepMinute; } עבור (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }}} // הגדר את השעון בהפעלת סל"ד hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); } לולאת חלל () {// התחלת לולאת ריצת השעון. for (int i = 0; i <22; i ++) {minuteHand.step (1); עיכוב (setDelay1); // בדוק את זמן האיפוס, אם מוכן לאיפוס, שברו. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {הפסקה; }} עיכוב (setDelay3); for (int i = 0; i <38; i ++) {hourHand.step (1); עיכוב (setDelay1); // בדוק את זמן האיפוס, אם מוכן לאיפוס, שברו. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {הפסקה; } עבור (int i = 0; i <20; i ++) {minuteHand.step (1); עיכוב (setDelay2); // בדוק את זמן האיפוס, אם מוכן לאיפוס, שברו. if (rtc.now (). hour () == resetHour && rtc.now (). minute () == resetMinute) {הפסקה; }}}} // אפס את השעון בזמן האיפוס אם (rtc.now (). Hour () == resetHour && rtc.now (). Minute () == resetMinute) {// שנה את מהירות השעון hourHand.setSpeed (10); minuteHand.setSpeed (10); // לולאה עד שהדקה והשעה מגיעים עד הצהריים. while (digitalRead (hourStopSensor) == LOW || digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor) == LOW) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor) == LOW) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }} while (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW || digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {if (digitalRead (hourStopSensor)! = LOW) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (digitalRead (minuteStopSensor)! = LOW) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }}} // המתן כאן עד שחלף זמן האיפוס. while (rtc.now (). minute () == resetMinute) {עיכוב (1000); } // קבל את השעה הנוכחית DateTime עכשיו = rtc.now (); hr = now.hour (); mn = now.minute (); sc = now.second (); // שנה לפורמט של 12 שעות אם (hr> = 12) {hr = hr - 12; } // ראה איזו יד חייבת לנסוע לרוחב הפנים עוד יותר והשתמש במרחק זה // כדי להתאים את זמן ההגדרה בהתאם. hourTest = hr / 12; minuteTest = mn / 60; if (hourTest> minuteTest) {handDelay = hourTest; } else {handDelay = minuteTest; } // הגדר את השעה הנוכחית setTimeStepHour = (hr * 498) + (mn * 8.3) + ((sc + (handDelay * 36)) *.1383); // הגדר את הדקה הנוכחית setTimeStepMinute = (mn * 114) + ((sc + (handDelay * 45)) * 1.9); // בדוק איזו יד תזדקק לשלבים נוספים והגדר את זה לספירת הצעדים הארוכה ביותר עבור לולאת ה- for. if (setTimeStepHour> setTimeStepMinute) {endStep = setTimeStepHour; } אחר {endStep = setTimeStepMinute; } עבור (int i = 0; i <= endStep; i ++) {if (i <setTimeStepHour) {hourHand.step (2); } אחר {עיכוב (3); } if (i <setTimeStepMinute) {minuteHand.step (3); } אחר {עיכוב (4); }} hourHand.setSpeed (1); minuteHand.setSpeed (1); }}

שלב 22: קבצי STL

יהיה עליך להדפיס את הכמויות הבאות של הקבצים:

• 1 - מגנט פלח ציוד טבעות לשעה
• 6 - פלח ציוד טבעות לשעות בסיסי
• 1 - הר קטע קטע של טבעת שמירה על שעות
• 6 - קטע טבעת שמירה על בסיס בסיסי
• 1 - מחזיק חיישן אפקט האולם לשעה
• 1 - מגנט קטע ציוד טבעות לדקה
• 7 - פלח ציוד טבעת דקות
• 1 - הר קטע קטע של טבעת שימור דקות
• 6 - קטע טבעת שימור דקות בסיסי
• 1 - מחזיק חיישן אפקט דקה באולם
• 2 - ציוד דורבן
• 1 - הר אלקטרוניקה

שלב 23: קבצי Solidworks

אלה הם קבצי Solidworks המקוריים המשמשים ליצירת STLs שנמצאו בשלב הקודם. אתה מוזמן לערוך ולשנות את הקבצים שלי כראות עיניך.

שלב 24: סיכום

השעון הזה יצא טוב יותר משציפיתי. לאחר ניסיון מינימלי של Arduino, אני שמח עם איך שזה יצא וכמה זה מדויק. זה נראה נהדר ומתפקד בדיוק כפי שקיוויתי.