Jam Geser: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saya menikmati merancang dan membuat jam yang menarik dan selalu mencari cara unik untuk menampilkan waktu. Jam ini menggunakan 4 slide vertikal yang berisi angka-angka. Empat motor stepper memposisikan slide sehingga waktu yang benar ditampilkan di area tampilan jam. Stepper dikendalikan menggunakan Arduino Uno dengan CNC Shield. Ini menggunakan papan RTC Adafruit PCF8523 untuk menjaga waktu. Casing dan aspek mekanis semuanya dicetak 3D dan slide yang menampilkan angka terbuat dari kayu dengan angka yang diukir laser. Saya menggunakan rak cetak 3d dan roda gigi pinion yang dipasang di bagian belakang slide kayu untuk memindahkan slide ke atas dan ke bawah. Sistem rak dan pinion diturunkan dari perangkat gerak linier yang dibuat oleh Trigubovich di Thingiverse.

Versi samar

Saya membuat dua versi satu menggunakan angka normal dan versi samar berdasarkan Cryptic Calendar Instructable cfb70.

Perlengkapan

• Arduino Uno
• Pelindung Motor CNC
• A4988 Pengemudi Motor (qty 4)
• Adafruit PCF8523 RTC
• Stepper 28BYJ 5V (qty 4)
• Konektor Daya - Jenis barel
• Saklar Tombol Tekan (qty 2)
• Catu Daya 12v
• Baut dan mur 3mm lainnya
• Sekrup 2mm untuk papan RTC (qty 2)
• 1,5 kaki papan dari 4/4 kayu keras (saya menggunakan Birdseye Maple)

Langkah 1: Bagian Cetakan 3D

Ada total 14 - bagian cetak 3D. Saya mencetaknya menggunakan PLA pada printer Prusa i3 Mk3.

• Pengangkut Motor
• Roda Gigi Pinion (qty 4)
• Rak Gigi (qty 7)
• Sampul belakang
• bingkai

Rak geser terlalu panjang untuk muat di tempat tidur printer 3d saya, jadi saya memecahnya menjadi dua dan menggunakan sambungan pas untuk menghubungkan dua bagian (A & B) bersama-sama.

• Rak Geser A - 500mm (qty 2)
• Rak Geser B - 500mm (qty 2)
• Rak Geser A - 300mm (qty 2)
• Rak Geser B - 300mm

File STL untuk Jam Slide dapat ditemukan di

Langkah 2: Mempersiapkan Pelindung Motor Stepper CNC

Menambahkan Driver Stepper A4988

CNC Stepper Motor Shield dapat menggunakan berbagai jenis driver stepper. Saya menggunakan Driver Stepper Pololu A4988. Saya mengendarai motor menggunakan langkah penuh.

Setelah dipasang pastikan untuk mengatur tegangan Vref untuk membatasi arus yang mengalir ke motor. Saya mengatur Vref ke.15vMengatur Motor A menjadi Independen

Pelindung motor mendukung 4 motor, motor "A" dapat digerakkan sebagai motor ke-2 yang meniru salah satu motor utama X, Y, atau Z atau dapat berupa motor independen. Untuk Jam Geser harus independen dan akan dikendalikan oleh D12 dan D13 dari Arduino.

Untuk membuatnya menjadi jumper independen harus dipasang seperti yang ditunjukkan pada foto di atas untuk menghubungkan pin A. Stp dan A. Dir ke D12 dan D13.

Daya Motor Stepper

Motor stepper 5V sebenarnya digerakkan menggunakan 12V. Pasokan 12V ini terhubung ke konektor daya motor CNC Motor Shield.

Menghidupkan Arduino Uno

Daya untuk Arduino Uno disuplai oleh suplai 12v yang terhubung ke CNC Motor Shield. Pin Vin pada perisai terbuka dan tidak terhubung ke header pada perisai. Jadi kabel terhubung dari terminal positif 12V dan disolder ke pin Vin pada pelindung seperti yang ditunjukkan pada foto di atas.

Langkah 3: Modifikasi Motor Stepper

Motor Stepper 28BYJ adalah motor bipolar dan memiliki konektor 5-pin, Pelindung Motor CNC dirancang untuk menggerakkan motor unipolar dan memiliki header 4-pin untuk menghubungkan motor. Untuk memasang stepper langsung ke pelindung, saya memodifikasi kabel konektor stepper. Khususnya kabel #2 (merah muda) dan #3 (kuning) perlu ditukar. Untuk melakukannya saya menggunakan obeng kecil untuk mendorong tab yang menahan kabel di rumah konektor dan menariknya keluar dari rumah dan menukar keduanya. Saya kemudian memberi tanda pada konektor untuk mengetahui bahwa itu telah dimodifikasi.

Saat menghubungkan steker motor ke pelindung kabel merah tidak digunakan, jadi saya memposisikan steker di header sehingga hanya pin 1-4 yang terhubung dan pin merah 5 yang mengambang.

Motor Jam Geser terhubung sebagai berikut:

Sumbu X = Menit Sumbu SliderY = Puluhan Menit Sumbu SliderZ = Jam Sumbu SliderA = Puluhan Jam Sumbu Slider

Langkah 4: Menambahkan RTC dan Switch

Koneksi Jam Waktu Nyata

Adafruit PFC8523 Real Time Clock menggunakan I2C untuk berkomunikasi dengan Arduino namun CNC Motor Shield tidak terhubung ke pin I2C SDA dan SCL pada Arduino. Untuk mengatasinya saya menggunakan dua buah wire jumper dengan konektor pin dan memasukkannya ke posisi header SDA dan SCL pada board Arduino kemudian memasang shield di atasnya.

Koneksi Tombol Tekan

Kedua tombol tersebut terhubung ke A1 dan A2 di Arduino. CNC Motor Shield membawa pin ini ke header di tepi pelindung dan menyebutnya Tahan dan Lanjutkan. Sakelar dicolokkan ke header ini.

Langkah 5: Skema

Langkah 6: Mempersiapkan Slide Kayu

Saya membeli 4/4 Birdseye Maple untuk slide. Untuk mendapatkan ketebalan yang tepat saya memotong kayu menjadi dua dan kemudian menggunakan drum sander untuk membuat ketebalan seragam 3/8 (9,5mm) untuk semua papan awal. Saya kemudian melakukan pengamplasan akhir dengan 150 grit.

Papan-papan tersebut kemudian dirobek dan dipotong-potong dengan ukuran di bawahnya.

• Slide menit: 500mm x 40mm x 9.5mm
• Slide Puluhan Menit: 300mm x 40mm x 9.5mm
• Jam geser: 500mm x 40mm x 9.5mm (sama dengan menit)
• Slide Puluhan Jam: 150mm x 40mm x 9.5mm

Langkah 7: Laser Mengukir Angka

Sebelum mengukir slide dengan laser, saya menerapkan selotip pelukis biru ke permukaan atas papan. Ini membantu mencegah hangus dan residu di tepi angka.

Saya menggunakan Epilog Helix Laser 45W yang memiliki ukuran tempat tidur 24" x 18". Karena menit dan jam slide lebih panjang dari 18" saya memutar semua slide 90* saat mengukirnya. Pengaturan laser saya adalah kecepatan 13 dan daya 90.

Saya mengampelas slide berukir dengan amplas 150 dan 180 grit untuk persiapan finishing.

.dxf untuk nomor dapat ditemukan di repositori Github untuk proyek inihttps://github.com/moose408/SlideClock

FinishingSetelah engraving kayu diamplas sampai grit 180 lalu diolesi Boiled Linseed Oil (BLO), tunggu 10 menit dilap dan didiamkan selama 24 jam, kemudian saya amplas lagi dengan 180 grit dan dioles lagi BLO lapis dan dilap, tunggu 24 jam, diampelas hingga 180 dan dioleskan Clear Gloss Polyurethane. Setelah sembuh, saya mengampelasnya dari 180 hingga 600 untuk mendapatkan hasil akhir yang bagus.

Langkah 8: Menambahkan Rack Gears ke Wood Slides

Roda gigi rak ditambahkan ke bagian belakang seluncuran kayu, mereka dipusatkan di sepanjang bagian belakang baik secara vertikal maupun horizontal.

• Untuk slide Menit dan Jam, dua bagian rak 500mm harus dihubungkan bersama.
• Untuk slide Puluhan Menit, dua dari bagian rak 300mm dihubungkan bersama.
• Untuk slide Puluhan Jam saya menggunakan salah satu dari dua bagian slide rak 300mm.

Gigi persneling harus berada di sisi kanan saat melihat bagian belakang seluncuran.

Langkah 9: Merakit Jam

Perakitan cukup lurus ke depan. Saya menggunakan baut kepala hex 3mm untuk semua perakitan. Berikut ini daftar langkah-langkah perakitan:

1. Pasang stepper ke pembawa motor
2. Tambahkan roda gigi pinon ke motor, mereka longgar dan akan ditahan di tempatnya oleh rak geser

3. Pasang elektronik di penutup belakang

   • Arduino terpasang dengan baut melalui bagian belakang dan mur untuk menahan papan
   • RTC menggunakan dua sekrup 2mm ke dalam plastik
   • Konektor daya dipasang dengan pas ke dalam housing
   • Sakelar dipasang di dua lubang yang disediakan.
4. Penutup belakang memiliki sambungan pas yang menempel pada bagian belakang pembawa motor, satu sisi ditekuk untuk memungkinkan kedua sisi terhubung dengan pas. Baut 3mm disekrup dari depan untuk menahan penutup belakang.
5. Tambahkan bezel
6. Slide nomor ditempatkan di slot dan beristirahat di tepi roda gigi taji. Mereka akan terlibat ketika daya diterapkan ke jam.

Ada slot lubang kunci di penutup belakang untuk menggantung jam di dinding. File STL menyertakan braket L opsional yang dapat digunakan untuk memasang jam ke meja atau meja kerja untuk pengujian.

Langkah 10: Perangkat Lunak

Kode sumber ditemukan di GitHub di

Perpustakaan

Jam Slide menggunakan perpustakaan SpeedyStepper oleh Stan Reifel yang dapat ditemukan di

Saya awalnya mencoba menggunakan perpustakaan AccelStepper karena sepertinya itu yang digunakan banyak orang. Ini bekerja dengan baik untuk satu stepper tetapi ketika saya mencoba untuk memindahkan keempat stepper secara bersamaan, itu melambat menjadi merangkak. Jadi saya beralih ke perpustakaan SpeedyStepper dan sangat senang. Saya akan menggunakan perpustakaan ini untuk semua kebutuhan stepper saya ke depan.

Rintisan

Saat memulai kode mencari penekanan tombol pada port serial.

• Jika pengguna menekan tombol itu akan mengaktifkan menu debugging yang memungkinkan kontrol manual dari semua motor stepper.
• Jika tidak ada aktivitas pada port serial, perangkat lunak menginisialisasi jam dengan mengarahkan slide dan kemudian menampilkan waktu saat ini.

Menghadirkan Slide

Saat menggunakan motor stepper, Anda perlu menginisialisasinya ke "posisi awal" sehingga perangkat lunak mengetahui posisi fisik setiap slide. Saya awalnya akan menambahkan sensor efek hall dan magnet ke setiap slide untuk mendeteksi posisi rumah. Ini akan membutuhkan elektronik tambahan dan setelah memikirkan sedikit, saya menyadari bahwa saya hanya dapat menjalankan slide sampai ke atas untuk jumlah langkah maksimal. Jika slide sampai di sana sebelum jumlah langkah maksimal, itu akan memantul pada roda gigi pacu dan ketika motor berhenti semua slide akan bertumpu pada roda gigi pacu di bagian paling atas dari batasnya. Ini sedikit bising dan seiring waktu dapat menyebabkan keausan pada gigi taji, tetapi cukup jarang sehingga seharusnya tidak menjadi masalah.

Langkah 11: Operasi

Memulai Jam

Saat jam pertama kali dicolokkan, itu akan menampilkan semua 4 slide dan kemudian menampilkan waktu saat ini.

Mengatur Waktu

Untuk mengatur waktu, tekan dan tahan tombol Mode biru di bagian bawah jam selama 1 detik. Penggeser puluhan jam akan bergerak ke atas dan ke bawah 1/2 untuk menunjukkan bahwa itu dipilih. Tekan tombol Pilih kuning untuk mengubah waktu, atau tekan tombol Mode untuk pindah ke slide berikutnya (jam). Ulangi hingga waktu telah diatur dan kemudian lakukan satu penekanan terakhir pada tombol Mode untuk memulai jam.

Langkah 12: Kesimpulan

Ada banyak pilihan yang bisa dieksplorasi dengan desain ini. Salah satu idenya adalah mengganti angka dengan huruf dan menggunakannya untuk menampilkan kata 4 huruf yang menyampaikan informasi seperti cuaca, pasar saham, atau afirmasi.

Misalnya istri saya ingin saya membuat versi yang menampilkan status pekerjaannya; Sibuk, Bebas, Panggilan, dll. Ini dapat dengan mudah dilakukan hanya dengan menukar slide dan mengubah sedikit perangkat lunak. Kemungkinannya tidak terbatas.

Juara Kedua dalam Lomba Remix