Kühlschrankmagnetuhr - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Ausgefallene Uhren haben mich schon immer fasziniert. Dies ist eine meiner neuesten Kreationen, die Kühlschrank-Alphabetzahlen verwendet, um die Zeit anzuzeigen.

Die Zahlen sind auf einem Stück dünnen weißen Plexiglases platziert, das auf der Rückseite mit dünnem Blech laminiert ist. In jeder der Zahlen befinden sich kleine Magnete, die dazu führen, dass die Zahl am Blech haften bleibt, wenn sie nicht bewegt wird.

Die Zahlen werden mit dem CoreXY-Mechanismus bewegt, der einen Wagen hinter einer Zahl bewegt, dann greift er zwei Magnete an, die die Magnete auf der Zahl anziehen und es der Zahl ermöglichen, der Wagenbewegung zu folgen. Am Ziel angekommen, werden die Magnete des Wagens ausgerastet und die Nummer bleibt aufgrund der dünnen Blechrückseite des Plexiglases an Ort und Stelle.

Lieferungen

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC-SchildSchrittmotor-Schild
• 2 x A4988 Motortreiber
• 2 × Usongshine-Schrittmotor 42BYGH
• 1 x Servomotor
• 2 × GT2 Zahnriemenscheibe, 16 Zähne, 5mm Breite
• 2 × GT2 Umlenkrolle, 5mm Bohrung, zahnlos
• 2 × Hebel-Mikroschalter mit Rolle
• 6 × GT2 Umlenkrolle, 5mm Bohrung, 20 Zähne
• 1 × GT2 Zahnriemen, 8m5
• 54 × 6x2 mm Kühlschrankmagnete aus gebürstetem Nickel
• 2 × 10x3mm Kühlschrankmagnete aus gebürstetem Nickel
• 2 × 8 mm x 600 mm Führungsstange
• 2 × 8 mm x 500 mm Führungsstange
• 1 × LM7805, 5V Spannungsregler
• 1 × 12V, 10A Netzteil
• 1 x 1/16" dickes weißes Plexiglas, 21"x19"
• 1 x36ga Blech, 20"x18"
• 1 x 3/4" Sperrholz, 24" x 24"
• Sonstige Hardware

Schritt 1: Erstellen Sie den Rahmen

Der Rahmen besteht aus 3/4" Sperrholz mit 1/16" weißem Acryl, das in eine Öffnung im Sperrholz montiert ist.

Die Öffnung ist 16 "x 20" mit einem 17 "x 21" x 1/16" Falz um die Kante, so dass die Acrylplatte bündig mit der Oberfläche des Sperrholzes abschließt. Ich habe einen Gel-Superkleber verwendet, um das Acryl am Sperrholz zu befestigen ein CNC-Router, um das Sperrholz zu schneiden, aber es könnte mit einer Stichsäge und einem Router gemacht werden. Da der CNC-Router abgerundete Ecken (1/8 "in meinem Fall) hinterlässt, habe ich einen Lasergravierer verwendet, um das Acryl passend zu schneiden.

Schritt 2: 3D-Druck der Teile

Ich habe alle Teile entworfen und in 3D gedruckt, die zum Halten der Motoren und Getriebe für den CoreXY-Mechanismus benötigt werden. Ich verwende PETG-Material, aber PLA sollte gut funktionieren.

Es gibt insgesamt 11 Teile, 9 einzigartig. Die Dateien sind auf Thingiverse zu finden.

• Schrittmotorhalterung x 2
• Eckhalterung x 2
• Oberwagen
• Unterwagen
• Magnetwagen
• Magnethalter
• Schrauben
• Gang
• Mikroschalterhalterung

Ich habe alle in der Uhr verwendeten Zahlen in 3D gedruckt. Es gibt 10 Ziffern für die Minuten und Stunden (0-9), 6 Ziffern (0-5) für die Minuten und 1 Ziffer (1) für die Stunden. Diese wurden mit verschiedenen PLA-Farben gedruckt, um Abwechslung zu schaffen.

Schritt 3: Zusammenbau des CoreXY-Mechanismus

Details zur Funktionsweise eines CoreXY-Designs finden Sie unter CoreXY.comAufbau des MagnetträgersDer Magnetträger befindet sich auf der Rückseite der Uhr, er wird hinter einer bestimmten Zahl positioniert und die Magnete auf dem Träger werden abgesenkt, um eine magnetische Verbindung zwischen den herzustellen der Träger und die Nummer. Die Nummer kann dann an eine neue Position verschoben werden und die Magnete am Träger werden angehoben, um sich zu lösen und die Nummer an ihrer neuen Position zu belassen.

Randbemerkung: Ich hatte ursprünglich geplant, Elektromagnete zu verwenden, um die Nummer zu aktivieren und zu deaktivieren. Aus irgendeinem Grund habe ich diese Idee früh im Designprozess aufgegeben. Ich kann mich nicht erinnern warum. Ich habe vor, Elektromagnete zu testen und werde diesen Wagen möglicherweise in Zukunft ersetzen.

Die Magnete werden mit einer Schraube und einem Servo angehoben und abgesenkt. Die Schraube hat ein sehr grobes Gewinde, so dass eine halbe Umdrehung der Schraube die Magnete um ca. 4 mm anhebt, was ausreicht, um die Verbindung zu den Zahlen zu lösen. Zusammenbau der CoreXY-Komponenten

1. Der erste Schritt besteht darin, die Beta-Schrittmotorhalterung (den unteren Motor) anzubringen. Ich platzierte es so, dass die Kante der Halterung bündig mit der Kante des Sperrholzes war.
2. Bringen Sie die Zwischenräder an den unteren und oberen Schlitten und den Eckhalterungen an.
3. Schieben Sie den Unterwagen auf die Führungsstange und befestigen Sie dann die Eckhalterung.
4. Ich habe ein Ausrichtungswerkzeug in 3D gedruckt, um sicherzustellen, dass die untere Führungsstange parallel zur Kante des Sperrholzes war. Ich habe es verwendet, um zu bestimmen, wo die Eckhalterung angeschraubt werden soll.
5. Fügen Sie die vertikalen Führungsstangen und den Magnetträger hinzu und wiederholen Sie dann die obigen Schritte für den Oberwagen und den Alpha-Motor.
6. Um die oberen Führungsstangen auszurichten, nahm ich ein Stück Sperrholz und steckte eine Schraube in ein Ende. Ich habe dann die Schraube so eingestellt, dass sie nur die Stange am Motorende berührt. Ich schiebe es dann zum anderen Ende und schraubte die Eckführung ein.
7. Montieren Sie die Schrittmotoren und Antriebszahnräder
8. Zahnriemen einfädeln und am Magnetträger befestigen

Schritt 4: Fügen Sie die Home-Switches hinzu

Der CoreXY muss sich nach jedem Einschaltzyklus selbst kalibrieren, um zu wissen, wo sich die Koordinaten 0, 0 befinden. Dies geschieht, indem er sich nach oben links (0, 0) bewegt, bis er zwei Mikroschalter auslöst, die die Ausgangsposition anzeigen. Die Position dieser Schalter ist nicht kritisch, sie müssen nur in der Nähe der Ecke platziert werden, damit sowohl der Oberschlitten als auch der Magnetschlitten den Schalter während der Referenzfahrt drücken.

Schritt 5: Elektronik

Das Schema zeigt die notwendigen Verbindungen zwischen dem M0-mini, der RTC und dem CNC-Shield. Die Schrittmotoren werden in das CNC-Schild eingesteckt.

Die CNC-Schildleistung, die an die Schrittmotoren geht, kommt von einem 12V, 10A Netzteil. Diese 12 V werden auch durch einen Spannungsregler LM7805 gespeist, der verwendet werden kann, um den M0-mini und die RTC mit Strom zu versorgen.

Die X- und Y-Zero-Mikroschalter sind direkt mit der M0-Mini-Platine verdrahtet.

Schritt 6: Blech hinzufügen

Ich hatte Schwierigkeiten, ein großes Blech aus 36-Gauge-Stahl zu beschaffen, also habe ich 10 "x 4" Bleche verwendet, die von mehreren Quellen erhältlich waren. Um sie am Acryl zu befestigen, habe ich 3M Polyester doppelseitiges Filmband verwendet, 1/2 "breit entlang der Nähte. Dies führte zu einer glatten Stahloberfläche.

Schritt 7: Software

Die Software besteht aus mehreren Modulen

• RTC-Schnittstelle
• Beschleunigung/Verzögerung des Motors über Timer und Interrupts
• CoreXY-Funktionalität zum Bewegen zu einem bestimmten Koordinatensatz
• Die Uhr - Dies bestimmt, wie die Zahlen von ihrer Ausgangsposition zur Uhrposition und zurück bewegt werden.

Der gesamte Quellcode ist auf Github zu finden

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Schritt 8: Vorbereiten der Zahlen

Jede Zahl hat zwei 6x2mm Magnete auf der Rückseite geklebt. Diese wurden mit Gel-Sekundenkleber befestigt. Es ist wichtig, dass alle Magnete in die gleiche Richtung zeigen. Ich stellte sicher, dass die Magnete den Nordpol nach oben hatten. Es spielt keine Rolle, welcher Pol nach oben zeigt, es muss nur das Gegenteil der Magneten auf dem CoreXY-Träger sein, damit die Zahlen vom Träger angezogen werden.

Schritt 9: Initialisieren der Uhr

Die anfängliche Platzierung der Zahlen erfolgt beim ersten Lauf der Uhr. Der CoreXY-Schlitten bewegt sich in eine leere Position in der Nähe der Mitte des Gesichts und greift in seine Magnete ein.

Der Benutzer platziert eine Zahl gegenüber dem Träger und teilt der Software mit, welche Zahl und ob es sich um eine Minuten-, Zehner-, Stunden- oder Zehnerstundenzahl handelt. Die Software speichert die Nummer dann in ihrer Ausgangsposition. Dies wird wiederholt, bis alle 27 Zahlen platziert wurden.

An diesem Punkt kann die Uhr gestartet werden und die Software bewegt die entsprechenden Zahlen, um die Zeit anzuzeigen. Hinweis: Diese Initialisierung muss nur einmal durchgeführt werden. Sobald die Nummern in Position sind, weiß die Software, wo sie sich befinden, selbst wenn es einen Stromzyklus gibt.

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