Ρολόι μαγνήτη ψυγείου: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Πάντα με γοήτευαν τα ασυνήθιστα ρολόγια. Αυτή είναι μια από τις τελευταίες μου δημιουργίες που χρησιμοποιεί αριθμούς αλφαβήτου ψυγείου για να εμφανίσει την ώρα.

Οι αριθμοί τοποθετούνται σε ένα κομμάτι λεπτού λευκού πλεξιγκλάς που έχει λεπτή λαμαρίνα πλαστικοποιημένη στο πίσω μέρος. Υπάρχουν μικροί μαγνήτες σε καθέναν από τους αριθμούς που κάνουν τον αριθμό να προσκολλάται στο λαμαρίνα όταν δεν μετακινείται.

Οι αριθμοί μετακινούνται χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό CoreXY που μετακινεί μια άμαξα πίσω από έναν αριθμό, στη συνέχεια εμπλέκει δύο μαγνήτες που προσελκύουν τους μαγνήτες στον αριθμό και επιτρέπει στον αριθμό να ακολουθήσει την κίνηση του φορείου. Μόλις φτάσουν στον προορισμό τους, οι μαγνήτες μεταφοράς απενεργοποιούνται και ο αριθμός θα παραμείνει στη θέση του λόγω του λεπτού λαμαρίνας που υποστηρίζει το πλεξιγκλάς.

Προμήθειες

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC ShieldStepper Motor Shield
• 2 x A4988 Πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα
• 2 × Usongshine Stepper Motor 42BYGH
• 1 x Servo Motor
• Τροχαλία ιμάντα χρονισμού 2 × GT2, 16 δοντιών, πλάτους 5 mm
• Τροχαλία 2 × GT2 Idler, 5mm Bore, οδοντωτό
• Μικροδιακόπτης μοχλού 2 με ρολό
• 6 × τροχαλία GT2 Idler, διάτρηση 5 mm, 20 δόντια
• Ζώνη χρονισμού 1 × GT2, 8μ5
• Μαγνήτες ψυγείου βουρτσισμένου νικελίου 54 × 6x2mm
• Μαγνήτες 2 × 10x3mm Βούρτσα Νικελίου Refυγείου
• 2 × 8mm x 600mm Ράβδος οδηγού
• 2 × 8mm x 500mm Ράβδος οδηγού
• 1 × LM7805, ρυθμιστής τάσης 5v
• Τροφοδοσία 1 × 12V, 10A
• 1 x 1/16 "λευκό πλεξιγκλάς παχύ, 21" x19"
• 1 λαμαρίνα x36ga, 20 "x18"
• Κόντρα πλακέ 1 x3/4 ", 24" x24"
• Διάφορο Υλικό

Βήμα 1: Δημιουργήστε το πλαίσιο

Το πλαίσιο αποτελείται από κόντρα πλακέ 3/4 "με λευκό ακρυλικό 1/16" τοποθετημένο σε ένα άνοιγμα στο κόντρα πλακέ.

Το άνοιγμα είναι 16 "x20" με ένα κουνελάκι 17 "x21" x1/16 "γύρω από την άκρη, ώστε το ακρυλικό φύλλο να ταιριάζει με την επιφάνεια του κόντρα πλακέ. Χρησιμοποίησα μια σούπερ κόλλα τζελ για να στερεώσω το ακρυλικό στο κόντρα πλακέ. Χρησιμοποίησα ένας δρομολογητής CNC για να κόψει το κόντρα πλακέ, αλλά θα μπορούσε να γίνει με παζλ και δρομολογητή. Επειδή ο δρομολογητής CNC αφήνει στρογγυλεμένες γωνίες (1/8 "στην περίπτωσή μου), χρησιμοποίησα Laser Engraver για να κόψω το ακρυλικό για να ταιριάξει.

Βήμα 2: Τρισδιάστατη εκτύπωση των τμημάτων

Σχεδίασα και εκτύπωσα 3D όλα τα μέρη που απαιτούνται για τη συγκράτηση των κινητήρων και των γραναζιών του μηχανισμού CoreXY. Χρησιμοποιώ υλικό PETG αλλά το PLA πρέπει να λειτουργεί καλά.

Υπάρχουν συνολικά 11 μέρη, 9 μοναδικά. Τα αρχεία μπορούν να βρεθούν στο Thingiverse.

• Βάση βηματικού κινητήρα x 2
• Γωνιακή αγκύλη x 2
• Άνω Μεταφορά
• Κάτω μεταφορά
• Μεταφορά μαγνήτη
• Μαγνητικός κάτοχος
• Βίδα
• Μηχανισμός
• Βραχίονας μικροδιακόπτη

Τρισδιάστατη εκτύπωση όλων των αριθμών που χρησιμοποιούνται στο ρολόι. Υπάρχουν 10 ψηφία για τα λεπτά και τις ώρες (0-9), 6 ψηφία (0-5) για τα δεκάδες λεπτά και 1 ψηφία (1) για τις δεκάδες ώρες. Αυτά εκτυπώθηκαν χρησιμοποιώντας διάφορα χρώματα PLA για να προσθέσετε ποικιλία.

Βήμα 3: Συναρμολογήστε τον μηχανισμό CoreXY

Λεπτομέρειες για το πώς λειτουργεί το σχέδιο CoreXY μπορείτε να βρείτε στο CoreXY.com Χτίσιμο του φορέα μαγνήτη Ο φορέας μαγνήτη είναι αυτό που βρίσκεται στην πίσω πλευρά του ρολογιού, τοποθετείται πίσω από έναν δεδομένο αριθμό και οι μαγνήτες στο φορέα χαμηλώνουν για να κάνουν μαγνητική σύνδεση μεταξύ ο φορέας και ο αριθμός. Ο αριθμός μπορεί στη συνέχεια να μετακινηθεί σε μια νέα θέση και οι μαγνήτες στον φορέα να σηκωθούν για να απεμπλακούν και να αφήσουν τον αριθμό στη νέα του θέση.

Sidenote: Αρχικά είχα προγραμματίσει να χρησιμοποιήσω ηλεκτρομαγνήτες για να εμπλακώ και να αποδεσμευτώ τον αριθμό. Για κάποιο λόγο εγκατέλειψα αυτήν την ιδέα νωρίς στη διαδικασία σχεδιασμού. Δεν θυμάμαι γιατί. Σκοπεύω να δοκιμάσω ηλεκτρομαγνήτες και ίσως καταλήξω να αντικαταστήσω αυτόν τον φορέα στο μέλλον.

Οι μαγνήτες ανυψώνονται και κατεβαίνουν χρησιμοποιώντας μια βίδα και ένα σερβο. Η βίδα έχει ένα πολύ χοντρό σπείρωμα έτσι ώστε η μισή στροφή της βίδας να ανεβάζει τους μαγνήτες περίπου 4mm, το οποίο είναι αρκετό για να αποσυνδεθεί η σύνδεση με τους αριθμούς. Συναρμολόγηση των εξαρτημάτων CoreXY

1. Το πρώτο βήμα είναι να στερεώσετε το βραχίονα βηματικού κινητήρα Beta (ο κάτω κινητήρας). Το τοποθέτησα έτσι ώστε η άκρη του βραχίονα να είναι στο ίδιο επίπεδο με την άκρη του κόντρα πλακέ.
2. Προσθέστε τα γρανάζια στο ρελαντί στον κάτω και τον άνω φορείο και τα γωνιακά στηρίγματα.
3. Σύρετε το κάτω φορείο πάνω στη ράβδο οδήγησης και στη συνέχεια στερεώστε το γωνιακό στήριγμα.
4. Τρισδιάστατα εκτύπωσα ένα εργαλείο ευθυγράμμισης για να βεβαιωθώ ότι η κάτω ράβδος οδηγού ήταν παράλληλη με την άκρη του κόντρα πλακέ. Το χρησιμοποίησα για να καθορίσω πού θα βιδώσω το γωνιακό στήριγμα.
5. Προσθέστε τις κάθετες ράβδους οδήγησης, τον φορέα μαγνήτη και, στη συνέχεια, επαναλάβετε τα παραπάνω βήματα για τον άνω φορέα και τον κινητήρα Alpha.
6. Για να ευθυγραμμίσω τις πάνω ράβδους οδήγησης πήρα ένα κομμάτι κόντρα πλακέ και έβαλα μια βίδα στο ένα άκρο. Στη συνέχεια, ρύθμισα τη βίδα έτσι ώστε να αγγίζει τη ράβδο στο άκρο του κινητήρα. Στη συνέχεια, το γλιστράω στο άλλο άκρο και το βιδώνω με γωνιακό οδηγό.
7. Τοποθετήστε τους βηματικούς κινητήρες και κινήστε τα γρανάζια
8. Βιδώστε τον ιμάντα χρονισμού και συνδέστε τον στον φορέα μαγνήτη

Βήμα 4: Προσθέστε τους διακόπτες Home

Το CoreXY πρέπει να βαθμονομείται μετά από κάθε κύκλο ισχύος για να γνωρίζει πού βρίσκονται οι συντεταγμένες 0, 0. Αυτό το κάνει μετακινώντας προς τα επάνω αριστερά (0, 0) μέχρι να ενεργοποιήσει δύο μικροδιακόπτες που υποδεικνύουν την αρχική θέση. Η θέση όπου αυτοί οι διακόπτες δεν είναι κρίσιμης σημασίας, πρέπει απλώς να τοποθετηθούν κοντά στη γωνία, έτσι ώστε τόσο ο άνω φορέας όσο και ο μαγνητικός φορέας να πιέζουν τον διακόπτη κατά τη διάρκεια του κύκλου εισόδου.

Βήμα 5: Ηλεκτρονικά

Το σχήμα δείχνει τις απαραίτητες συνδέσεις μεταξύ του M0-mini, του RTC και του CNC Shield. Οι βηματικοί κινητήρες συνδέονται στην ασπίδα CNC.

Η ισχύς ασπίδας CNC που πηγαίνει στους βηματικούς κινητήρες προέρχεται από τροφοδοτικό 12v, 10A. Αυτό το 12V τροφοδοτείται επίσης μέσω ενός ρυθμιστή τάσης LM7805 που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του M0-mini και του RTC.

Οι μικροδιακόπτες X και Y Zero συνδέονται απευθείας στην πλακέτα M0-mini.

Βήμα 6: Προσθέστε λαμαρίνα

Δυσκολεύτηκα να προμηθευτώ ένα μεγάλο φύλλο χάλυβα 36 gauge, οπότε χρησιμοποίησα φύλλα 10 "x4" που ήταν διαθέσιμα από πολλές πηγές. Για να τα στερεώσω στο ακρυλικό χρησιμοποίησα ταινία ταινίας διπλής όψης 3M Polyester, πλάτους 1/2 "τοποθετημένη κατά μήκος ραφών. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια λεία χαλύβδινη επιφάνεια.

Βήμα 7: Λογισμικό

Το λογισμικό αποτελείται από πολλές ενότητες

• Διεπαφή RTC
• Επιτάχυνση/επιβράδυνση του κινητήρα γίνεται με χρονοδιακόπτες και διακοπές
• Η λειτουργικότητα CoreXY χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση σε ένα δεδομένο σύνολο συντεταγμένων
• Το ρολόι - αυτό καθόρισε τον τρόπο μετακίνησης των αριθμών από την αρχική τους θέση στη θέση του ρολογιού και πίσω.

Όλος ο πηγαίος κώδικας μπορεί να βρεθεί στο Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Βήμα 8: Προετοιμασία των αριθμών

Κάθε αριθμός έχει δύο μαγνήτες 6x2mm κολλημένους στο πίσω μέρος. Αυτά προσαρτήθηκαν χρησιμοποιώντας σούπερ κόλλα τζελ. Είναι σημαντικό όλοι οι μαγνήτες να βλέπουν προς την ίδια κατεύθυνση. Φρόντισα οι μαγνήτες να έχουν τον βόρειο πόλο προς τα πάνω. Δεν έχει σημασία ποιος πόλος είναι στραμμένος προς τα επάνω, απλώς πρέπει να είναι το αντίθετο των μαγνητών στον φορέα CoreXY, έτσι ώστε οι αριθμοί να προσελκύονται από τον φορέα.

Βήμα 9: Αρχικοποίηση του ρολογιού

Η αρχική τοποθέτηση των αριθμών γίνεται την πρώτη φορά που τρέχει το ρολόι. Η άμαξα CoreXY μετακινείται σε μια κενή θέση κοντά στη μέση του προσώπου και εμπλέκει τους μαγνήτες της.

Ο χρήστης τοποθετεί έναν αριθμό απέναντι από τον φορέα και λέει στο λογισμικό ποιος αριθμός και αν είναι ένας αριθμός λεπτών, δεκάδων λεπτών, ωρών ή δεκάδων ωρών. Το λογισμικό στη συνέχεια θα αποθηκεύσει τον αριθμό στην αρχική του θέση. Αυτό επαναλαμβάνεται μέχρι να τοποθετηθούν και οι 27 αριθμοί.

Σε εκείνο το σημείο μπορεί να ξεκινήσει το ρολόι και το λογισμικό θα μετακινήσει τους κατάλληλους αριθμούς για να εμφανίσει την ώρα. Σημείωση: αυτή η προετοιμασία πρέπει να γίνει μόνο μία φορά. Μόλις οι αριθμοί βρεθούν στη θέση τους, το λογισμικό γνωρίζει πού βρίσκονται ακόμη και αν υπάρχει κύκλος ισχύος.

Μεγάλο Βραβείο στο Διαγωνισμό Make it Move 2020