Jam Magnet Kulkas: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya selalu terpesona oleh jam yang tidak biasa. Ini adalah salah satu kreasi terbaru saya yang menggunakan angka alfabet kulkas untuk menampilkan waktu.

Angka-angka ditempatkan pada selembar Plexiglas putih tipis yang memiliki lembaran logam tipis yang dilaminasi di bagian belakang. Ada magnet kecil di setiap nomor yang menyebabkan nomor menempel pada lembaran logam saat tidak dipindahkan.

Angka-angka dipindahkan menggunakan mekanisme CoreXY yang menggerakkan kereta di belakang nomor, kemudian melibatkan dua magnet yang menarik magnet pada nomor dan memungkinkan nomor untuk mengikuti gerakan kereta. Begitu sampai di tujuannya, magnet kereta dilepaskan dan nomornya akan tetap di tempatnya karena lembaran logam tipis yang menopang Plexiglas.

Perlengkapan

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC ShieldStepper Motor Shield
• 2 x A4988 Pengemudi Motor
• 2 × Motor Stepper Usongshine 42BYGH
• 1 x Motor Servo
• 2 × Katrol Timing Belt GT2, 16 gigi, lebar 5mm
• 2 × Katrol Pemalas GT2, Lubang 5mm, Tanpa Gigi
• 2 × Tuas Microswitch dengan roller
• 6 × Katrol Pemalas GT2, Lubang 5mm, 20 Gigi
• 1 × Sabuk Waktu GT2, 8m5
• 54 × 6x2mm Magnet Kulkas Nikel Disikat
• 2 × 10x3mm Magnet Kulkas Nikel Disikat
• Batang Pemandu 2 × 8mm x 600mm
• 2 × 8mm x 500mm Batang Panduan
• 1 × LM7805, pengatur tegangan 5v
• 1 × 12V, Catu Daya 10A
• 1 x 1/16" Plexiglas putih tebal, 21"x19"
• 1 x36ga lembaran logam, 20"x18"
• 1x3/4" Kayu Lapis, 24"x24"
• Perangkat Keras Lain-lain

Langkah 1: Bangun Bingkai

Bingkai terdiri dari kayu lapis 3/4" dengan akrilik putih 1/16" yang dipasang pada lubang di kayu lapis.

Bukaannya 16"x20" dengan rabet berukuran 17"x21"x1/16" di sekeliling tepinya agar lembaran akrilik pas dengan permukaan kayu lapis. Saya menggunakan lem super gel untuk merekatkan akrilik ke kayu lapis. Saya menggunakan router CNC untuk memotong kayu lapis, tetapi bisa dilakukan dengan gergaji ukir dan router. Karena router CNC meninggalkan sudut membulat (1/8" dalam kasus saya), saya menggunakan Pengukir Laser untuk memotong akrilik agar sesuai.

Langkah 2: Cetak Bagian 3D

Saya merancang dan mencetak 3D semua bagian yang diperlukan untuk menahan motor dan roda gigi untuk mekanisme CoreXY. Saya menggunakan bahan PETG tetapi PLA seharusnya berfungsi dengan baik.

Ada 11 bagian total, 9 unik. File dapat ditemukan di Thingiverse.

• Dudukan motor stepper x 2
• Braket sudut x 2
• Kereta Atas
• Kereta Bawah
• Kereta Magnet
• pemegang magnet
• Baut
• Gigi
• Braket Saklar Mikro

Saya 3D mencetak semua angka yang digunakan dalam jam. Ada 10 digit untuk menit dan jam (0-9), 6 digit (0-5) untuk puluhan menit, dan 1 digit (1) untuk puluhan jam. Ini adalah pencetakan menggunakan berbagai warna PLA untuk menambah variasi.

Langkah 3: Merakit Mekanisme CoreXY

Detail tentang cara kerja desain CoreXY dapat ditemukan di CoreXY.comMembangun pembawa magnetPembawa magnet adalah apa yang ada di bagian belakang jam, diposisikan di belakang nomor tertentu dan magnet pada pembawa diturunkan untuk membuat koneksi magnetik antara pembawa dan nomornya. Nomor tersebut kemudian dapat dipindahkan ke posisi baru dan magnet pada pembawa dinaikkan untuk melepaskan diri dan meninggalkan nomor pada posisi barunya.

Sidenote: Saya awalnya berencana menggunakan elektromagnet untuk menghubungkan dan melepaskan nomor tersebut. Untuk beberapa alasan saya meninggalkan ide itu di awal proses desain. Saya tidak ingat mengapa. Saya berencana untuk menguji elektromagnet dan mungkin akan mengganti kereta ini di masa mendatang.

Magnet dinaikkan dan diturunkan menggunakan sekrup dan servo. Sekrup memiliki ulir yang sangat kasar sehingga setengah putaran sekrup akan menaikkan magnet kira-kira 4mm yang cukup untuk memutuskan sambungan ke angka. Merakit komponen CoreXY

1. Langkah pertama adalah memasang braket motor stepper Beta (motor bawah). Saya meletakkannya sehingga tepi braket rata dengan tepi kayu lapis.
2. Tambahkan roda gigi idler ke gerbong bawah dan atas serta braket sudut.
3. Geser kereta bawah ke batang pemandu lalu pasang braket sudut.
4. Saya mencetak 3D alat pelurus untuk memastikan batang pemandu bawah sejajar dengan tepi kayu lapis. Saya menggunakannya untuk menentukan di mana harus memasang braket sudut.
5. Tambahkan batang pemandu vertikal, pembawa magnet, lalu ulangi langkah di atas untuk kereta atas dan motor Alpha.
6. Untuk menyelaraskan batang pemandu atas, saya mengambil sepotong kayu lapis dan memasang sekrup di salah satu ujungnya. Saya kemudian menyesuaikan sekrup sehingga hanya menyentuh batang di ujung motor. Saya kemudian menggesernya ke ujung yang lain dan memasang pemandu sudut.
7. Pasang motor stepper dan gigi penggerak
8. Masukkan timing belt dan pasang ke pembawa magnet

Langkah 4: Tambahkan Sakelar Rumah

CoreXY perlu mengkalibrasi dirinya sendiri setelah setiap siklus daya untuk mengetahui di mana koordinat 0, 0 berada. Ini dilakukan dengan bergerak ke kiri atas (0, 0) sampai memicu dua mikro-switch yang menunjukkan posisi rumah. Posisi di mana sakelar ini tidak kritis, mereka hanya perlu ditempatkan dekat dengan sudut sehingga carriage atas dan carriage magnetik menekan sakelar selama siklus homing.

Langkah 5: Elektronik

Skema menunjukkan koneksi yang diperlukan antara M0-mini, RTC, dan CNC Shield. Motor stepper dihubungkan ke pelindung CNC.

Daya pelindung CNC yang masuk ke motor stepper berasal dari catu daya 12v, 10A. 12V ini juga diumpankan melalui regulator tegangan LM7805 yang dapat digunakan untuk memasok daya ke M0-mini dan RTC.

Microswitch X dan Y Zero dihubungkan langsung ke board M0-mini.

Langkah 6: Tambahkan Lembaran Logam

Saya mengalami kesulitan mencari lembaran besar baja ukuran 36 jadi saya menggunakan lembaran 10"x4" yang tersedia dari berbagai sumber. Untuk menempelkannya ke akrilik saya menggunakan 3M Polyester Double Sided Film Tape, lebar 1/2" yang ditempatkan di sepanjang jahitan. Ini menghasilkan permukaan baja yang halus.

Langkah 7: Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini terdiri dari beberapa modul

• Antarmuka RTC
• Akselerasi/perlambatan motor dilakukan dengan menggunakan timer dan interupsi
• Fungsionalitas CoreXY digunakan untuk berpindah ke set koordinat tertentu
• Jam - ini menentukan cara memindahkan angka dari posisi awal ke posisi jam dan kembali.

Semua kode sumber dapat ditemukan di Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Langkah 8: Mempersiapkan Angka

Setiap nomor memiliki dua magnet 6x2mm yang direkatkan ke belakang. Ini dilekatkan menggunakan lem super gel. Adalah penting bahwa semua magnet menghadap ke arah yang sama. Saya memastikan magnet memiliki kutub utara menghadap ke atas. Tidak masalah kutub mana yang menghadap ke atas, itu harus menjadi kebalikan dari magnet pada pembawa CoreXY sehingga angka-angka tertarik ke pembawa.

Langkah 9: Inisialisasi Jam

Penempatan awal angka dilakukan saat pertama kali jam dijalankan. Kereta CoreXY bergerak ke posisi kosong di dekat bagian tengah wajah dan menggunakan magnetnya.

Pengguna menempatkan nomor di seberang operator dan memberi tahu perangkat lunak nomor berapa dan apakah itu nomor menit, puluhan menit, jam, atau puluhan jam. Perangkat lunak kemudian akan menyimpan nomor di posisi awal itu. Ini diulang sampai semua 27 nomor telah ditempatkan.

Pada saat itu jam dapat dimulai dan perangkat lunak akan memindahkan angka yang sesuai untuk menampilkan waktu. Catatan: inisialisasi ini harus dilakukan satu kali saja. Setelah angka berada di posisi, perangkat lunak mengetahui di mana mereka berada bahkan jika ada siklus daya.

Hadiah Utama dalam Kontes Make it Move 2020