Jääkaapin magneettikello: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Olen aina kiehtonut epätavallisista kelloista. Tämä on yksi uusimmista luomuksistani, joka käyttää jääkaapin aakkosnumeroita ajan näyttämiseen.

Numerot on sijoitettu ohuelle valkoiselle pleksilasille, jonka taakse on laminoitu ohutlevy. Jokaisessa numerossa on pieniä magneetteja, jotka saavat numeron tarttumaan peltiin, kun niitä ei siirretä.

Numeroita siirretään käyttämällä CoreXY -mekanismia, joka siirtää vaunua numeron taakse, ja sitten se kytkee kaksi magneettia, jotka vetävät puoleensa magneetteja ja mahdollistavat numeron seurata vaunun liikettä. Kun se on määränpäässä, vaunun magneetit irrotetaan ja numero pysyy paikallaan, koska pleksilasia tukevat ohutlevyt.

Tarvikkeet

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC -kilpi Askelmoottorisuoja
• 2 x A4988 -moottorin ohjain
• 2 × Usongshine -askelmoottori 42BYGH
• 1 x servomoottori
• 2 × GT2 Hammashihnapyörä, 16 hammasta, leveys 5 mm
• 2 × GT2 -juoksupyörä, 5 mm: n reikä, hampaaton
• 2 × Vipu Mikrokytkin telalla
• 6 × GT2 -välipyörä, 5 mm: n reikä, 20 hammasta
• 1 × GT2 jakohihna, 8m5
• 54 × 6x2 mm harjatut nikkelijääkaappimagneetit
• 2 × 10x3 mm harjattua nikkelijääkaappimagneettia
• 2 × 8 mm x 600 mm ohjaustanko
• 2 × 8 mm x 500 mm ohjaustanko
• 1 × LM7805, 5v jännitesäädin
• 1 × 12V, 10A virtalähde
• 1 x 1/16 "paksu valkoinen pleksi, 21" x19"
• 1 x36ga peltiä, 20 "x18"
• 1 x3/4 "vaneri, 24" x24"
• Sekalaisia laitteita

Vaihe 1: Rakenna kehys

Runko koostuu 3/4 "vanerista, jonka 1/16" valkoinen akryyli on asennettu vanerin aukkoon.

Aukko on 16 "x20" ja reunan ympärillä on 17 "x21" x1/16 "kangas, joten akryylilevy sopii vanerin pinnan tasolle. Käytin geeli -superliimaa kiinnittääksesi akryylin vaneriin. CNC -jyrsin vanerin leikkaamiseen, mutta se voidaan tehdä palapelin ja jyrsimen avulla. Koska CNC -reititin jättää pyöristetyt kulmat (1/8 "minun tapauksessani), leikkain akryylin laserleikkaajalla.

Vaihe 2: Tulosta osat 3D -muodossa

Suunnittelin ja 3D -tulostin kaikki CoreXY -mekanismin moottoreiden ja hammaspyörien pitämiseen tarvittavat osat. Käytän PETG -materiaalia, mutta PLA: n pitäisi toimia hyvin.

Yhteensä 11 osaa, 9 ainutlaatuista. Tiedostot löytyvät Thingiversesta.

• Askelmoottorin kiinnike x 2
• Kulmakannatin x 2
• Ylävaunu
• Alempi vaunu
• Magneettivaunu
• Magneetin pidike
• Ruuvi
• Vaihde
• Mikrokytkimen kiinnike

3D -tulostin kaikki kellossa käytetyt numerot. On 10 numeroa minuutteille ja tunneille (0-9), 6 numeroa (0-5) kymmenille minuutteille ja 1 numero (1) kymmenille tunneille. Nämä tulostivat käyttämällä erilaisia PLA -värejä lisätäkseen vaihtelua.

Vaihe 3: Kokoa CoreXY -mekanismi

Lisätietoja CoreXY -mallin toiminnasta löytyy osoitteesta CoreXY.com Magneettikannattimen rakentaminen Magneettikannatin on kellon takana, se on sijoitettu tietyn numeron taakse ja telineen magneetteja lasketaan magneettisen yhteyden muodostamiseksi operaattori ja numero. Numero voidaan sitten siirtää uuteen paikkaan ja telineen magneetteja nostetaan irrottaakseen ja jättää numeron uuteen paikkaan.

Sidenote: Olin alun perin suunnitellut käyttävänsä sähkömagneetteja numeron kytkemiseen ja irtautumiseen. Jostain syystä hylkäsin tämän ajatuksen suunnitteluprosessin alussa. En muista miksi. Aion testata sähkömagneetteja ja saatan päätyä korvaamaan tämän vaunun tulevaisuudessa.

Magneetteja nostetaan ja lasketaan ruuvilla ja servolla. Ruuvissa on erittäin karkea kierre, joten puolet ruuvin kierrosta nostaa magneetteja noin 4 mm, mikä riittää irrottamaan yhteyden numeroihin.

1. Ensimmäinen askel on kiinnittää Beta -askelmoottorin kiinnike (alempi moottori). Laitoin sen niin, että kannattimen reuna oli samalla tasolla vanerin reunan kanssa.
2. Lisää välipyörät alempaan ja ylempään vaunuun ja kulmakiinnikkeisiin.
3. Liu'uta alempi kelkka ohjaustankoon ja kiinnitä sitten kulmatuki.
4. 3D -tulostin kohdistustyökalun varmistaakseni, että alempi ohjaussauva oli yhdensuuntainen vanerin reunan kanssa. Määritin sen avulla, minne ruuvaan kulmakannattimen alas.
5. Lisää pystysuorat ohjaustangot, magneetin pidike ja toista sitten yllä olevat vaiheet ylemmälle vaunulle ja alfa -moottorille.
6. Ylempien ohjaussauvojen kohdistamiseksi otin vaneripalan ja laitoin ruuvin toiseen päähän. Säädin ruuvia niin, että se kosketti vain moottorin päässä olevaa tankoa. Työnnän sen sitten toiseen päähän ja ruuvatan sisään kulmaohjaimen.
7. Asenna askelmoottorit ja käyttövaihteet
8. Pujota jakohihna ja kiinnitä se magneettipidikkeeseen

Vaihe 4: Lisää kotikytkimet

CoreXY: n on kalibroitava itsensä jokaisen käynnistysjakson jälkeen tietääkseen, missä koordinaatit 0, 0 sijaitsevat. Se tekee tämän siirtymällä vasempaan yläkulmaan (0, 0), kunnes se laukaisee kaksi mikrokytkintä, jotka osoittavat kotiasennon. Asento, jossa nämä kytkimet eivät ole kriittisiä, ne on vain sijoitettava lähelle kulmaa niin, että sekä ylempi vaunu että magneettivaunu painavat kytkintä asennussyklin aikana.

Vaihe 5: Elektroniikka

Kaaviossa esitetään tarvittavat liitännät M0-mini, RTC ja CNC Shield. Askelmoottorit kytketään CNC -suojaan.

Askelmoottoreihin tuleva CNC -suojateho tulee 12V, 10A virtalähteestä. Tämä 12 V syötetään myös LM7805-jännitesäätimen kautta, jolla voidaan syöttää virtaa M0-minille ja RTC: lle.

X- ja Y Zero -kytkimet on kytketty suoraan M0-mini-korttiin.

Vaihe 6: Lisää peltiä

Minulla oli vaikeuksia hankkia suuri 36 arkin teräslevy, joten käytin 10 "x4" arkkia, jotka olivat saatavilla useista lähteistä. Niiden kiinnittämiseen akryyliin käytin 3M polyesteriä, kaksipuolista kalvoteippiä, 1/2 "leveä saumoja pitkin. Tämä johti sileään teräspintaan.

Vaihe 7: Ohjelmisto

Ohjelmisto koostuu useista moduuleista

• RTC -rajapinta
• Moottorin kiihdytys/hidastus suoritetaan ajastimilla ja keskeytyksillä
• CoreXY -toimintoa käytetään siirtymään tiettyyn koordinaattisarjaan
• Kello - tämä määräsi kuinka siirtää numerot kotiasennostaan kelloasentoon ja taaksepäin.

Kaikki lähdekoodit löytyvät Githubista

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Vaihe 8: Numeroiden valmistelu

Jokaisessa numerossa on kaksi 6x2 mm magneettia, jotka on liimattu taakse. Nämä kiinnitettiin geeliliimalla. On tärkeää, että kaikki magneetit ovat samaan suuntaan. Varmistin, että magneettien pohjoisnapa on ylöspäin. Ei ole väliä, mikä napa osoittaa ylöspäin, sen on vain oltava CoreXY -telineen magneettien vastakohta, joten numerot houkuttelevat telineeseen.

Vaihe 9: Kellon alustaminen

Numeroiden alkuperäinen sijoitus tehdään kellon ensimmäisen käynnistyksen yhteydessä. CoreXY -kelkka siirtyy tyhjään asentoon lähellä kasvojen keskikohtaa ja kiinnittää sen magneetit.

Käyttäjä asettaa numeron operaattoria vastapäätä ja kertoo ohjelmistolle, mikä numero ja onko se minuutti, kymmeniä minuutteja, tunti vai kymmeniä tunteja. Ohjelmisto tallentaa sitten numeron perusasentoonsa. Tämä toistetaan, kunnes kaikki 27 numeroa on asetettu.

Tässä vaiheessa kello voidaan käynnistää ja ohjelmisto siirtää oikeat numerot näyttämään ajan. Huomautus: tämä alustus on tehtävä vain kerran. Kun numerot ovat oikeassa asennossa, ohjelmisto tietää, missä ne ovat, vaikka virta olisi käynnissä.

Pääpalkinto Make it Move -kilpailussa 2020