שעון: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מדריך זה נוצר להגשמת דרישת הפרויקט של Makecourse באוניברסיטת דרום פלורידה (www.makecourse.com).

שלב 1: קונספט

כשאני מנסה לעלות סיעור מוחות לרעיון לפרויקט הזה, החלטתי להכין משהו שמיש ויהיה שימושי לחיי היומיום שלי. לא הרבה דברים כאלה יכולים להיות בעלי דרגת חופש של שתי דרגות ולכן החלטתי להכין שעון פשוט שיענה על הדרישה וכן להציג אותו על שולחני כדי להציג את השעה. הרעיון במקור היה לייצר שעון יד, אך החלק המודפס בתלת מימד יהיה קטן מדי והמנועים המניעים את השעון עדיין יהיו גדולים מדי עבור שעון יד.

מכאן שהפרויקט הזה, מצאתי חלקי חילוף ברחבי הדירה שלי והחלטתי לעבוד על זה.

שלב 2: חלקים

- חלקים מודפסים בתלת מימד

- 2 מנוע צעדים 28BYJ-48 5V DC

- 2 נהגי מנוע צעד מסוג ULN2003

- ארדואינו אונו

- מודול בלוטות 'HC-05

כל החלקים האלה מיוצרים על ידיי למעט ידי השעון. אני לא מאוד יצירתי. להלן הקישור ליוצרו.

www.thingiverse.com/thing:1441809

שלב 3: הרכבת חלקים

(1)- עליך לשים את Gear_1 ו- 2 למנועי הצעד. הם יהיו בכושר הדוק ולכן יש צורך במעט כוח בכדי שהם יישארו במקום.

(2)- Base_0 יישאר בתחתית המכלול.

(3)- Base_1 יוצב על גבי SpurGear_1, זהו המרכיב העיקרי ביד הדקה. אתה יכול להדביק את שני המרכיבים האלה יחד, וודא שהבסיס נמצא על גבי הציוד.

(4)- Base_2 יוצב על גבי SpurGears_2, זהו המרכיב העיקרי ביד השעה. אותו הדבר חל על חלק זה כמו שלב (3)

(5)- הידיים של השעונים יכולות להיות דבק על גבי Base_1 ו- Base_2, או שאתה יכול לקדוח חור קטן כדי שיתאימו למקומן.

(6)- כדי שההילוך של הדקה תואם את הילוך הדורבן, אתה צריך פלטפורמה של 1 ס מ כדי לשים את כל ההרכבה למעלה עם אחד מנועי הצעדים.

הסיבה לכך היא מכיוון שהבסיס הראשי לא יכול להיות גבוה מכיוון שמנוע הצעד השני לא יוכל להגיע להילוך הגבוה. כך או כך, דרושה פלטפורמה לאחד מנועי הצעדים.

שלב 4: ספרייה עבור Arduino IDE

הקוד לפרויקט זה מבוסס על ספרייה של tyhenry בשם CheapStepper.h

github.com/tyhenry/CheapStepper

כדי להתקין את הספרייה הזו עבור הארדואינו שלך. לחץ על שיבוט או הורד על הקישור למעלה והורד אותו כקובץ zip.

ב- IDE של Arduino. סקיצה -> כלול ספרייה -> הוסף ספריית ZIP

מתוך כל הספרייה שעובדת, זו ניצלה את מנוע הצעד בצורה הטובה ביותר והקלה ביותר לשימוש.

שלב 5: הגדרת לוח הלחם

השתמשתי במגן Arduino כדי ללכת עם UNO Arduino שלי. זה נראה נקי יותר, אבל אתה יכול להשיג קרש לחם קטן ולהניח אותו על גבי ה- Arduino UNO במקום זאת. עקוב אחר הצבע שבסכימה מכיוון שכמה חוטים נמצאים זה על זה. סיכות 4-7 מיועדות למדרגה אחת וסיכות 8-11 מיועדות לשלב השני.

מודול ה- Bluetooth חייב להיות מחובר RX -> TX ו- TX -> RX ללוח Arduino.

חוטים כחולים הם חיבורים מהנהגים ל- UND Arduino

חוטים ירוקים הם חיבורי RX ו- TX

חוטים שחורים נטחנים.

חוטים אדומים הם 5V.

שלב 6: קוד

להלן הקוד לפרויקט זה.

ההסבר על הקוד יופיע כאן.

צעד Stepper (8, 9, 10, 11); CheapStepper stepper_2 (4, 5, 6, 7);

move boolean Clockwise = true;

//37.5 דקות = 4096;

// דקה אחת = 106.7;

// 5 דקות = 533.3;

// 15 דקות = 1603;

// 30 דקות = 3206;

// 60 דקות = 6412;

int מלא = 4096;

int half = מלא/2; // 2048

צף במשרה מלאה = 6412; // 1 שעות

צף חצי שעה = מלא_זמן/2; // 30 דקות 3026

float fif_time = half_time/2; // 15 דקות 1603

float one_time = full_time/60; // 1 דקה 106

צף חמש_זמן = פעם אחת*5; // 5 דקות 534.3

float one_sec = one_time/60; // 1 שניות 1.78

// אנחנו יכולים לעשות 30 דקות כל אחד על ידי סיבוב המנוע 3206 ואיפוס

זהו החישוב העיקרי לפרויקט זה. המדרגה ייקח 4096 צעדים כדי לסובב 360 מעלות מלאות, אך מכיוון שגלגלי ההילוכים גדולים יותר מההילוכים המחוברים למדרגה ולכן נדרש יותר צעדים לסיבוב מלא. כמו הילוך השלוחה הוא המרכיב העיקרי שמסובב את הידיים. אני צריך לבצע בדיקות שונות כדי לוודא שהערכים נכונים.

full_time הוא המשתנה שהקצתי לסיבוב מלא של היד. זה די עקבי, אך ככל שהשלבים מתחלקים ב -2 בכדי לקבל תנועה ספציפית, ערך הצוף הולך וקטן, מה שהקשה על הנהג לבצע את עבודתו.

המהלך Clockwise = true; הוא לגרום למנוע הצעד לנוע בכיוון השעון, אך מכיוון שהוא מסובב את הילוך השלוחה נגד כיוון השעון, עלינו להפוך את השקר הבולאני בהגדרה. אתה יכול גם להכריז שזה שקר בהתחלה אבל זה כדי להסביר איך זה עובד.

הגדרת void () {Serial.begin (9600);

Serial.println ("מוכן להתחיל לזוז!");

pos = פעם_פעם; del = 900; יחס = 60;

moveClockwise = false; }

כאן אני מצהיר שהצעד בוליאני בכיוון השעון הוא שקר. pos יהיה מספר השלבים, del יהיה העיכוב, והיחס הוא לדקה/שניות = 60 או לשעה/דקה = 12

אנו שולטים בידיים בעזרת מודול בלוטות '. ראשית, אתה צריך מסוף Bluetooth טורי ממכשיר האנדרואיד שלך. התחבר ל- Hc-05 באמצעות PIN 0000 או 1234. תוכל להשתמש בקוד דוגמה כלשהו של Arduino IDE כדי לראות אם הוא פועל כראוי. כשהוא מחובר הוא אמור למצמץ לאט מאוד במקום במהירות כשהוא לא מחובר.

לולאת חלל () {מצב = 0;

אם (Serial.available ()> 0) {

state = Serial.read (); }

עבור (float s = 0; s <(pos); s ++) {

stepper.step (הזז עם כיוון השעון); }

עבור (float s = 0; s <(pos/ratio); s ++) {

stepper_2.step (הזז עם כיוון השעון); }

עיכוב (del);

Serial.available ()> 0 חשוב מכיוון שזהו אופן הפעולה של מודול ה- Bluetooth שלך. הצהרה זו אם תהיה נכונה כשיש תקשורת בין ה- Arduino למכשיר שלך. משתנה המצב יקבע את שלושת המשתנים האחרים שהצהרתי בראש ההתקנה (), הוא גם ידפיס איזו פעולה פועל הקוד. שני הלולאה היא הפונקציה העיקרית המניעה את אופן תנועת מנוע הצעד.

if (state == '1') {

pos = פעם_פעם; del = 0; יחס = 12;

Serial.println ("מבצע 1: אין עיכוב"); }

זוהי דוגמה אחת לשימוש בקלט ממכשיר ה- Bluetooth שלך כדי לשנות את אופן הפעולה של המערכת. אתה יכול לערוך את המשתנים האלה בכל דרך שתרצה לשלוט בידיים.

שלב 7: הדגמה ומסקנה

זוהי הדגמה של המערכת, המראה כיצד היא פועלת. עבור המארז אתה יכול להשתמש בכל דבר שיתאים לכל הרכיבים שבתוכו. הפרויקט הזה היה פשוט ומהנה לביצוע מכיוון שזו הפעם הראשונה שהדפסתי תלת מימד. מודול ה- Bluetooth היה כיף להבין ולהשתמש. יש כמה טעויות שעשיתי שהיה מאוחר מדי לשנות אבל התוצר הסופי בסדר.