Clockception - So bauen Sie eine Uhr aus Uhren! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Hallo zusammen! Dies ist meine Einreichung für den Erstautorenwettbewerb 2020! Wenn Ihnen dieses Projekt gefällt, würde ich mich sehr über Ihre Stimme freuen:) Danke!

Dieses anweisbare führt Sie durch den Prozess zum Bau einer Uhr aus Uhren! Ich habe es geschickt "Clockception" genannt. Ich weiß, sehr originell.

Es ist eigentlich eine Nachbildung der ClockClock, die von Humans Since 1982 entworfen und gebaut wurde. Ich bin vor einigen Jahren auf die Uhr gestoßen und war sofort von ihrem synchronisierten Uhrwerk und ihrer minimalistischen Schönheit fasziniert. Wenn Sie es noch nicht gesehen haben, werfen Sie einen Blick auf ihre Website, da es sich wirklich um ein Kunstwerk handelt.

Allerdings hat maßgeschneiderte Kunst in der Regel ihren Preis. In diesem Fall 6.000 bis 11.000 US-Dollar, je nach Ausführung. Wenn Sie die Mittel haben, würde ich Ihnen dringend empfehlen, sich einen zuzulegen. Aber wenn Sie wie ich sind und keine 6.000 Dollar übrig haben, dann haben Sie Glück, denn heute zeige ich Ihnen, wie Sie mit einigen grundlegenden Werkzeugen eine einfachere Version für etwa 200 Dollar bauen können und ein 3D-Drucker!

Hinweis: Das Sprichwort "Sie bekommen, wofür Sie bezahlen" gilt in diesem Fall, da mein Design nicht in der Lage ist, die komplexen synchronisierten Momente zu erzeugen, die das Original tut. Aber ich finde es trotzdem ziemlich cool, zumal man sagen kann, dass man es geschafft hat!

Schritt 1: Design überprüfen

Das erste, was im Design herausgearbeitet werden musste, war die Bewegung.

Ich glaube, die echte Version der Uhr verwendet konzentrische Doppelwellen-Schrittmotoren, um die Zeiger zu bewegen, ähnlich wie in Automobil-Instrumenten, um die Zeiger zu bewegen, bevor alles digital wurde. Mit ein wenig Recherche fand ich einen handelsüblichen Motor, der anscheinend die Arbeit erledigen könnte, aber sie waren ziemlich teuer und hatten eine sehr lange Vorlaufzeit (1 m +). Wird nicht arbeiten.

Servos hingegen sind billig, leicht verfügbar und sehr einfach zu programmieren. Lösung gefunden.

Nach einiger Zeit im CAD kam ich auf ein Design. Der Plan war, 24 kleine Uhren zu bauen, bei denen die Zeiger jeder Uhr unabhängig mit zwei Servomotoren gesteuert werden konnten, diese Uhren auf einer Platine in einem 8x3-Raster zu montieren und ein wenig Code zu schreiben, um die Bewegungen zu steuern, damit die Zeiger Zahlen machen. Missionsplan abgeschlossen.

Nachdem das sortiert war, verlagerte ich den Fokus darauf, die Positionen der Hände für jede Zahl, die sie bilden mussten, abzubilden.

Dies beinhaltete das Durchsuchen des Internets nach Bildern und Videos der ClockClock in Aktion. Ich habe Bilder für einige der Zahlen gefunden, aber ich bin auch für eine gute Menge trocken gekommen. Nach einiger Frustration schien ein Licht von oben und ich stieß auf eine Seite, auf der jemand eine digitale Version der ClockClock erstellt und ein Bild aller Positionen hatte. Punktzahl!! Gutschrift an Manuel bei manu.ninja. Schauen Sie sich seinen Blogbeitrag mit dem Projekt an! Sehr cooles Zeug!

Auf diese Weise kartierte ich die Position und Bewegungen, die jeder Zeiger von einer Zahl zur nächsten machen musste, um die Ziffern zu bilden, während die Uhr durch die Zeit lief. (Ein halber Tag Arbeit in 26 Wörtern zusammengefasst.. seufz..) Zeit, etwas zu bauen!

Schritt 2: Materialien bestellen

Haftungsausschluss: Ich habe die meisten Materialien für dieses Projekt im Laufe mehrerer Reisen zum Baumarkt und Elektronikgeschäft vor Ort gekauft. Diese Links dienen mir als Möglichkeit, diese Materialien mit Ihnen zu teilen und zu zeigen, was zum Bau dieser Uhr benötigt wird. Ich möchte Sie ermutigen, ein wenig herumzustöbern, um sicherzustellen, dass Sie die besten Angebote erhalten.

3D-Drucker und -Filiment

Wenn Sie keinen 3D-Drucker haben, müssen Sie sich für dieses Projekt einen besorgen. Sie könnten die Teile über einen Druckservice drucken lassen, aber ich würde diesen Weg nicht empfehlen, da es aufgrund der Anzahl der Teile, die Sie drucken müssen, wahrscheinlich wirtschaftlicher ist, nur Ihren eigenen Drucker zu kaufen. Und wenn Sie Ihren eigenen kaufen, haben Sie einen Drucker, der in Zukunft alles kann, was Sie wollen! Wenn Sie einen benötigen, empfehle ich Ihnen den Ender 3 von Creality. Dies ist der Drucker, den ich für dieses Projekt verwendet habe, und ich habe gerade einen zweiten abgeholt. Sie sind für rund 250 US-Dollar zu haben und für den Preis sehr gut zu drucken.

Ender 3 von Creality 3D -

Ich habe mich für die einzelnen Uhren entschieden, schwarzes und weißes PLA-Material zu verwenden, aber Sie können so kreativ sein, wie Sie möchten! Zum Beispiel habe ich am Ende etwas Grau verwendet, das ich herumgelegt hatte, als mir das Material ausging. Wenn Sie neu im 3D-Druck sind, würde ich empfehlen, PLA über ABS zu verwenden, da es viel einfacher zu drucken ist.

• (2) HATCHBOX PLA 3D Drucker Filament - SCHWARZ -
• (1) HATCHBOX PLA 3D Drucker Filament - WEISS -

Insgesamt benötigt dieses Projekt 1416g Material oder 470m. Angenommen, Sie möchten, dass die Uhrenkörper eine andere Farbe haben als die Zeiger, benötigen Sie 1176 g für die Körper und 96 g für die Zeiger. Der Rest der Komponenten könnte in beiden Farben gedruckt werden und das erfordert 144 g.

Elektronik

• (48) SG90 9g Micro Servo -
• (3) PCA9685 16-Kanal-PWM-Servomotortreiber -
• (1) DS1302 Echtzeituhrmodul -
• (1) Arduino Nano V3.0 Mikrocontroller -
• (1) 5v 2a DC-Netzteil -
• Verschiedene Überbrückungsdrähte -

Baumaterial

Ich habe das billigste Hartholz verwendet, das ich im Holzladen finden konnte (Pappel) und mich für eine Mahagoni-All-in-One-Beize / Poly von Varathane entschieden. Seien Sie wieder so kreativ, wie Sie möchten! Ahorn? Kirsche? Es ist deine Entscheidung!

• 3' x 16" x 3/4" Pappelbrett - Lokaler Holzladen
• Varathane Mahagoni Satinbeize und Polyurethan -
• 320 feines Schleifpapier -
• Schleifpapier mittlerer Körnung 100 -
• Fleckenapplikatorpinsel (oder gleichwertig) -
• (100) #4 3/8" Kreuzschlitz Flachkopf Blechschraube -
• (96) M2.5 6mm Innensechskantschrauben -
• Sekundenkleber Gel -
• (Optional) Mehrzweckschmiermittel -

Werkzeuge

Sie sollten eingestellt sein, wenn Sie die grundlegenden Heimwerkerwerkzeuge (Bohrer und Bohrer, Schraubendreher, Maßband und ein Quadrat) haben. Ich brauchte eine Tischkreissäge, um das Stück Hartholz zu kürzen, das ich aus dem Holzladen bekam, aber sie können es vielleicht im Laden für Sie zuschneiden.

Außerdem habe ich mich dafür entschieden, einen 1/4 Radius-Router-Bit zu verwenden, um die Kanten der Platine abzurunden, aber dieser Schritt ist optional. Wenn Sie keinen Router haben oder ihn für dieses Projekt nicht ausbrechen möchten, Schleifen Sie einfach die scharfen Kanten etwas ab, um Splitter zu vermeiden und die Uhr einfacher zu handhaben.

Das einzige Werkzeug, das ich für dieses Projekt kaufen musste, war eine 3-1/2 -Lochsäge. Ich habe mich für den Milwaukee Ice Hardened Hole Dozer entschieden! Wenn Sie den Namen nicht erkennen können, macht dieses Werkzeug fast perfekte Löcher, sehr Wenn Sie den gleichen Weg gehen, benötigen Sie auch das Adapterbit, an dem die Säge befestigt wird.

• Milwaukee 3-1/2-Zoll eisgehärtete Lochsäge -
• Milwaukee Schnellwechsel-Lochsägedorn, 1/4"

Schritt 3: Teile drucken

Ich habe diesen Schritt an erster Stelle gesetzt, da er wahrscheinlich am längsten dauern wird. Für mich dauerte der Druck der Uhrenkörper etwa 3 Stunden und es gibt 24 davon (72 Stunden insgesamt ohne Ausfallzeit). Habe ich gesagt, dass der zweite Drucker, den ich gekauft habe, speziell für dieses Projekt war? Nun, es war.

Insgesamt müssen Sie die folgenden Teile drucken. Zur Orientierung siehe Bilder. Die Zahnräder und Ringe sind einfach liegend bedruckt.

Uhrenbaugruppen

• (24) Uhrenkörper
• (24) Minutenzeiger
• (24) Stundenzeiger
• (24) 12T Zahnrad mit kleinem Loch
• (24) 12T Zahnrad mit großem Loch
• (24) Sicherungsringe
• (48) 32T Servogetriebe

Sonstiges

• (2) Ständerhalterungen
• (1) Uhrkörperbohrlehre

Ich habe alles ohne Unterstützung und ohne Rand gedruckt und die Teile kamen gut ohne Druckfehler heraus. Außerdem habe ich eine niedrige Auflösung und eine sehr hohe Geschwindigkeit verwendet, um die Drucke schneller fertigzustellen, aber ich würde dies nicht empfehlen. Wenn Sie sich die Zeit leisten können, drucken Sie alles in mittlerer bis hoher Auflösung, um die beste Maßgenauigkeit zu erzielen. Drucken Sie mindestens die Zeiger und Zahnräder in hoher Auflösung. Es ist einfach, die Mitte des Uhrengehäuses mit einem entsprechend großen Bohrer auszubohren, aber es ist viel schwieriger, die Außenseite der Zeigerwellen konsequent abzuschleifen.

Schritt 4: Schneiden Sie die Frontplatte

Jetzt, da das Panel fertig ist und Sie diese TV-Show geangelt haben, sollten die 3D-gedruckten Teile fertig sein, dh es ist Zeit, die Uhren zusammenzubauen!

Auf den Fotos habe ich eine Explosionsansicht der Uhren eingefügt.

Testen Sie die Passgenauigkeit aller Teile. Wenn Sie in hoher Auflösung gedruckt haben, sollte alles gut zusammenpassen. Höchstens müssen Sie möglicherweise die Kante am Uhrgehäuse brechen, wo der Stundenzeiger durchgeht. Wenn Sie wie ich sind und die Teile in niedriger Auflösung gedruckt haben oder die Dinge nicht zusammenpassen, müssen Sie die Teile ein wenig schleifen, bohren und schneiden.

Die folgenden Schritte beschreiben den Prozess zum Testen und Ändern der Teile nach Bedarf.

1. Testen Sie die Passung des 12T Zahnrads mit kleinem Loch zum Minutenzeiger. Es sollte eng sein, aber nicht unmöglich, den Gang anzuziehen. (Leider habe ich kein Bild davon)

   Wenn die Teile nicht passen, bohren Sie nach und nach die Mitte des Zahnrads auf, bis es auf die Hand passt. Diese Teile müssen geklebt werden, also machen Sie es nicht zu eng

2. Testen Sie die Passung des 12T Zahnrads mit großem Loch zum Stundenzeiger. Die Passform sollte auch eng sein.

   Wenn die Teile nicht passen, bohren Sie nach und nach nach Bedarf

3. Testen Sie den Sitz des Halterings auf dem Stundenzeiger. Der Ring sollte auf der Lippe sitzen, die in den Stundenzeiger eingearbeitet ist. Die Passform sollte eng sein.

   Wenn die Teile nicht passen, verwenden Sie feines Sandpapier (ca. 320), um die Außenseite des Stundenzeigers zu schleifen, über die der Ring gleiten soll. HINWEIS: Versuchen Sie, Ihren Schleifvorgang zu isolieren, um nur Material von der Stelle zu entfernen, an der der Haltering sitzt

4. Schauen Sie sich die Basis der Welle am Minutenzeiger an und prüfen Sie, ob Ausbeulungen oder Materialansammlungen vorhanden sind.

   Entfernen Sie überschüssiges Material von der Basis oder dem Schaft. Die Welle sollte einen 90-Grad-Winkel mit der Basis um den gesamten Umfang bilden

5. Prüfen Sie den Sitz des Minutenzeigers auf der Innenseite des Stundenzeigers. Passen die Teile zusammen, drehen Sie den Minutenzeiger, um die Reibung zu testen. Die Passung sollte reibungsfrei sein, da sich die Teile ineinander drehen müssen.

   Wenn die Teile nicht passen oder eine Fiktion vorliegt, während sich die Minute dreht, sollten Sie die Mitte des Stundenzeigers aufbohren. Für mich wurde dies mit einem Bohrer Nr. 18 (0,1695 "Durchmesser) erreicht. HINWEIS: Den Stundenzeiger nicht überbohren und dies wird im zusammengebauten Zustand zu Spiel führen. Ich würde empfehlen, einen Satz Bremssättel zu verwenden, um Messen Sie den Durchmesser der Welle am Stundenzeiger und kaufen Sie einen Bohrer, der etwa ".005 -.010" größer ist als dieser Durchmesser

6. Testen Sie den Sitz des Stundenzeigers an der Innenseite des Uhrgehäuses sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite des Uhrgehäuses. Die Passung sollte reibungsfrei sein, da sich die Teile ineinander drehen müssen.

   • Wenn es von hinten und nicht von vorne passt, befindet sich wahrscheinlich eine Lippe auf der Vorderseite des Gehäuses, die sich auf der Bauplatte des Druckers befand. Dies kann entfernt werden, indem eine Rasierklinge um den Umfang des Schafts am Körper herumgeführt wird.
   • Wenn es von hinten oder von vorne nicht passt, werfen Sie einen Blick auf den äußeren Schaft des Stundenzeigers. Wenn der 3D-Drucker Unebenheiten oder Pickel aufweist, müssen Sie diese abschleifen und dann die Passform testen.
   • Wenn es nach dem Schleifen immer noch nicht passt, müssen Sie die Mittelwelle am Uhrengehäuse ausbohren. Für mich wurde dies mit einem 21/64 "Durchmesser-Bohrer erreicht. Verwenden Sie wie beim Stundenzeiger einen Satz Bremssättel, um den Schaft des Stundenzeigers zu messen, und verwenden Sie einen Bohrer, der ungefähr "0,005" beträgt -.010" größerer Durchmesser zum Bohren des Uhrengehäuses.

Wenn Sie einen dieser Schritte ausführen müssen, müssen Sie wahrscheinlich für jeden Teilesatz dasselbe tun. Spülen Sie diesen Vorgang aus und wiederholen Sie diesen Vorgang, bis alle 24 Teilesätze wie gewünscht zusammenpassen.

Schritt 7: Montieren Sie die Uhren - Kleber und Schraube

Hoffentlich konnten Sie den vorherigen Schritt überspringen, aber wenn nicht, ist mein Herz bei Ihnen.

Wenn alle Teile zusammenpassen, ist es Zeit zu kleben und zu schrauben! d.h. die Uhren zusammenbauen.

Montage

1. Stecken Sie den Stundenzeiger durch das Uhrengehäuse und greifen Sie nach einem Haltering. Tragen Sie eine kleine Menge Sekundenkleber auf den Innendurchmesser (ID) des Halterings auf und schieben Sie ihn von hinten auf den Stundenzeiger. Stellen Sie sicher, dass der Ring vollständig sitzt, damit der Stundenzeiger kein Translationsspiel hat. HINWEIS: Seien Sie konservativ mit dem Kleber. Sie möchten nicht versehentlich mit Klebstoff auf den oberen Teil des Schafts schlagen, wenn Sie den Ring installieren, und Sie möchten nicht, dass der Kleber über den Schaft fließt und die Hand am Körper festhält.
2. Schnappen Sie sich ein 12T-Zahnrad mit dem großen Loch und tragen Sie etwas Kleber auf die ID des Zahnrads auf.
3. Schieben Sie das Zahnrad auf den Stundenzeiger. Stellen Sie sicher, dass es richtig sitzt, damit das Zahnrad am Servo richtig ausgerichtet ist.
4. Schnappen Sie sich ein Servo, führen Sie das Kabel durch die Halterung und setzen Sie es ein. HINWEIS: Das Servo muss mit der Welle direkt gegenüber der Mittelwelle installiert werden (siehe Bild)
5. Schrauben Sie das Servo mit den M2-Schrauben fest und wiederholen Sie dies für die andere Seite.
6. Greifen Sie zwei der Servozahnräder und schieben Sie sie nacheinander auf die Servowellen. HINWEIS: Diese Zahnräder haben keine Zähne auf der Innenseite und sie haben eine Presspassung. Sie werden am besten installiert, indem Sie allmählich in einer kreisförmigen Bewegung Druck auf die Oberseite des Zahnrads ausüben.
7. Verwenden Sie die mit dem Servo gelieferte Schraube, um das Getriebe zu montieren. Wiederholen Sie für die andere Seite.
8. Stellen Sie den Stundenzeiger so ein, dass er sich in der Nähe der 12-Uhr-Position befindet, indem Sie etwas Druck auf das Servogetriebe ausüben, um es vom Zeiger zu lösen, und den Zeiger nach Bedarf drehen.
9. Setzen Sie den Minutenzeiger in die Mitte des Stundenzeigers ein und drehen Sie ihn in die 12-Uhr-Position.
10. Schnappen Sie sich ein 12T-Zahnrad mit dem kleinen Loch und tragen Sie etwas Kleber auf die ID des Zahnrads auf. Schieben Sie das Zahnrad von der Rückseite der Uhr auf den Minutenzeiger. Stellen Sie sicher, dass das Getriebe richtig sitzt.

Sie sollten jetzt 1 montierte Uhr haben! Umwerben!

Nun zu den anderen 23.. HINWEIS: Geduld ist erforderlich.

Schritt 8: Uhr an Panel montieren

Du hast es geschafft. Alle 24 Uhr. Gut gemacht.

Dieser Schritt ist einer der einfachsten. Wir müssen nur die Befestigungslöcher für die Uhrenkörper bohren und alles montieren. Wir werden die 3D-gedruckte Schablone verwenden, um die Löcher zu bohren und sicherzustellen, dass die Uhrenkörper ausgerichtet sind.

Bohren der Befestigungslöcher

1. Ergreifen Sie die Holzplatte wieder und stellen Sie sie mit der Rückseite nach oben auf einige Blöcke. Decken Sie die Blöcke mit Handtüchern ab, damit Sie die Vorderseite nicht zerkratzen.
2. Installieren Sie einen 1/16-Zoll-Bit in den Bohrer und setzen Sie die Schablone in das erste Loch ein.
3. Drehen Sie die Schablone mit einem Quadrat (oder Ihrem Augapfel) parallel zur Kante der Platte.
4. Setzen Sie die Spitze des Bohrers in das Loch auf der Vorrichtung und bohren Sie die Löcher vorsichtig bis zu einer Tiefe von 1/2". Gehen Sie langsam vor, da Sie nicht durch die Vorderseite der Platte bohren möchten. Ein einfacher Hack für die Platzierung einen kleinen O-Ring auf den Bohrer 1/2" von der Spitze entfernt und bohren, bis der O-Ring die Schablone berührt. Der Ring wird Überstunden machen und Sie müssen sich möglicherweise neu einstellen, aber es ist besser, als es blind zu machen.
5. Wiederholen Sie dies für die restlichen 23 Löcher.
6. Positionieren Sie die beiden Stützwinkel auf der Rückseite des Paneels etwa 1,5" von der Außenkante und in einer Linie mit der Unterkante. Bohren Sie auf die gleiche 1/2" Tiefe.

Installation der Uhren

1. Nimm eine Uhr und lege sie mit der Vorderseite nach unten auf die Tafel.
2. Befestigen Sie die Uhr mit 4 der Blechschrauben Nr. 4 an ihrem Platz. Ich habe dafür einen normalen Schraubendreher verwendet, um sicherzustellen, dass ich es nicht übertreibe.
3. Wiederholen Sie dies für die verbleibenden 23 Uhren.
4. Montieren Sie die beiden Stützwinkel mit den gleichen Schrauben.
5. Drehen Sie die Uhr um und genießen Sie Ihre Arbeit!

Machen Sie hier eine gute Pause, denn Sie haben die Hälfte geschafft und Sie haben es sich verdient!

Schritt 9: Alles zusammen verdrahten

Auf zur Elektronik!

Bevor wir beginnen, müssen wir einige Änderungen an den PWM-Servotreibern vornehmen, damit wir sie alle miteinander verketten können.

PWM-Treiber

1. Wenn Ihre Treiber nicht zusammengebaut geliefert wurden, müssen Sie sie zusammenbauen. Wenn Sie unmontierte gekauft haben, gehe ich davon aus, dass Sie wissen, wie das geht.
2. Löten Sie bei zwei der Treiber einen Header an die Seite der Platine, die keinen hat. Auf diese Weise können sie in Gänseblümchen miteinander verkettet werden. Legen Sie einen beiseite.
3. Als nächstes müssen wir zwei Kontakte auf der Platine überbrücken, die wir nicht beiseite gelegt haben, um ihr eine eindeutige Adresse zu geben. Für dieses Board sind das die "A0"-Kontakte. Ziehen Sie das Lötmittel mit einem Lötkolben und etwas Lötmittel hinüber, um die Pads zu verbinden. Stellen Sie sicher, dass die anderen Pads intakt und nicht überbrückt bleiben.
4. Schließlich, auf der Platine, an die Sie keinen zusätzlichen Header gelötet haben, überbrücken Sie die beiden mit A1 gekennzeichneten Kontakte.

Wenn die Treiber einsatzbereit sind, ist es an der Zeit, alles miteinander zu verkabeln. Es gibt viele Servoverbindungen, so dass es etwas haarig wird, aber ich konnte es passen, ohne eine der Servoleitungen verlängern zu müssen. Schauen Sie sich die Fotos an, um zu sehen, wie ich das umsetzen konnte.

Verdrahtung

1. Verlegen Sie die Servoleitungen so durch und um die Uhrkörper, dass Sie 16 Leitungen an jede Platine anschließen können. Wenn Sie mein Routing kopieren möchten, sehen Sie sich das Foto an. Wenn Sie mein Routing nicht kopieren, müssen Sie sich merken, mit welcher Platine und Pin jedes Servo verbunden ist. In den obigen Fotos gibt es eine Matrix, die die Namenskonvention zeigt, die ich im Code verwendet habe. Verwenden Sie dieselbe Konvention, damit der Code später nicht geändert werden muss.
2. Verketten Sie die drei Treiber mit den Überbrückungsdrähten geradeaus. Überprüfen Sie Ihre Arbeit, um sicherzustellen, dass die Grenzen nicht überschritten werden. Die Pins sind sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Treiber beschriftet und wenn Sie verschiedenfarbige Drähte verwendet haben, sollte es leicht zu erkennen sein.
3. Befestigen Sie den Arduino Nano mit einigen weiteren Überbrückungsdrähten an den ersten Servotreiber gemäß dem beigefügten Bild. Ich habe diese in das untere rechte Uhrengehäuse geleitet, damit ich das Arduino darin verstecken konnte. Theres viel Platz, überprüfen Sie einfach, um sicherzustellen, dass die Drähte nicht die Zahnräder treffen.
4. Verbinden Sie mit ein paar weiteren Überbrückungsdrähten die Echtzeituhr (RTC) mit dem Arduino gemäß dem beigefügten Bild. Ich konnte dies mit dem Arduino direkt über der Uhr im Körper verstecken.
5. Schließen Sie zuletzt das 5-V-Netzteil an die grünen Schraubklemmen des ersten PWM-Treibers an.

Die Uhr sollte jetzt ziemlich gut aussehen!! Aber leider ist es Zeit für den schwierigsten Teil.

Schritt 10: Kalibrieren der Positionen

Ok, vollständige Offenlegung, hier habe ich gelernt, dass ich die Uhrenbaugruppe besser hätte entwerfen sollen, um diesen Schritt zu erleichtern.

Das Problem ist, dass die Zahnräder nicht mit den Zeigern verbunden sind, sodass die 100-Grad-Position des einen nicht mit dem anderen übereinstimmt. Daher muss jeder Zeiger einzeln kalibriert werden, um zu bestimmen, welcher Gradbefehl mit den Positionen 12, 3, 6 und 9 Uhr korreliert.

Das ist mühsam, aber nicht unmöglich. Ich habe ein bisschen Code geschrieben, um dies zu tun, und ein Diagramm erstellt, um die Ergebnisse zu speichern. Der Code ermöglicht es Ihnen, eine Position in Grad über den Serial Monitor zu senden, um die Position des zu kalibrierenden Servos zu steuern. Kurz gesagt, sobald Sie herausgefunden haben, welche Position 12, 3 usw. entspricht, stellen Sie fest, dass im Diagramm und in den Formeln automatisch der Hauptcode zum Ausführen der Uhr generiert wird. In Zukunft werde ich das Design möglicherweise aktualisieren, um Zahnräder zu verwenden, aber im Moment müssen Sie die folgenden Schritte ausführen.

Bevor Sie beginnen, ist dieser Vorgang viel einfacher, wenn Sie jede Uhr mit der Stift- und Treiberplatine für jeden Zeiger beschriften. Schnappen Sie sich ein paar Haftnotizen (am besten in drei Farben) und einen Stift. Machen Sie von jeder Farbe 8 Notizen und schreiben Sie die folgenden Paare. „0-1“, „2-3“, „4-5“… usw. Dies sind die Minuten-Stunde-Pin-Paare für jede Uhr. Stellen Sie Ihre Uhr auf und legen Sie diese Notizen auf die Vorderseite neben dem entsprechenden Uhrgehäuse.

Kalibrieren der Positionen

1. Laden Sie das Arduino Coding-Programm herunter und installieren Sie es, wenn Sie es noch nicht haben.
2. Laden Sie die Excel-Arbeitsmappe mit dem Titel "Clock Calibration and Code" unter dem folgenden Link herunter und öffnen Sie sie, und navigieren Sie zum Blatt "Calibration Table".
3. Laden Sie die Adafruit-PWM-Servo-Driver-Library unter dem folgenden Link herunter und legen Sie sie in Ihrem Arduino-Bibliotheksordner ab. Der Bibliotheksordner befindet sich normalerweise in der Dokumente\Arduino-Blume auf Ihrem Computer.
4. Laden Sie die unten angehängte Arduino-Skizze mit dem Titel "Calibrating_the_Positions" herunter und öffnen Sie sie.
5. Ändern Sie in der Hauptschleife von void die Codezeile für den Stundenzeiger der untersten Zeile der ersten Spalte (C1H gemäß der Namenskonvention). Ersetzen Sie die "3" durch die Platine, mit der Ihr Stundenzeiger verbunden ist, und ersetzen Sie die "14" durch die Pinnummer, mit der der Zeiger verbunden ist. "board3.setPWM(14, 0, pulse2);"
6. Stellen Sie sicher, dass Ihr Board auf Nano eingestellt ist und der richtige serielle Port in der Arduino-Software ausgewählt ist. Öffnen Sie den Serial Monitor und laden Sie die Skizze hoch. Der serielle Monitor sollte "Ready for Command" anzeigen.
7. Senden Sie "120" an das Servo. Der Stundenzeiger sollte auf seine entsprechende 120-Position stehen.
8. Jetzt müssen Sie das Zahnradnetz überspringen, um den Arm in die Nähe der 12-Uhr-Position zu bringen, während Sie das Servo in Position lassen. Dies kann durch leichtes Ziehen des Servozahnrads vom entsprechenden Stundenzahnrad und Drehen des Zeigers bis zur 12-Position erfolgen. HINWEIS: Es muss nicht perfekt sein, nur in der Nähe von 12 Uhr.
9. Wenn diese Einstellung abgeschlossen ist, senden Sie "80" an das Servo. Die Hand sollte sich im Uhrzeigersinn bewegen.
10. Jetzt müssen Sie zwischen einem Befehl um "120" und dem Befehl "80" wechseln und die Zahl 120 so lange ändern, bis Sie herausfinden, welcher Befehl 12 Uhr entspricht. Sobald Sie es erhalten haben, notieren Sie dies in der Excel-Tabelle für die C1-Stunde-CCW-Spalte.
11. Wechseln Sie als nächstes zwischen Ihrem 12-Wert und etwas um "80", bis Sie die Zahl für die 3-Uhr-Position aus dem Uhrzeigersinn erhalten. Beachten Sie dies in der Tabelle in der Spalte C1 Stunde CW.
12. Wechseln Sie dann zwischen Ihrem Wert 3 und einer Zahl von etwa "40" für die 6-Uhr-Position im Uhrzeigersinn. Merken Sie sich diesen Wert.
13. Die 7,5-Uhr-Position wird in der Tabelle berechnet, also machen Sie sich keine Sorgen.
14. Wechseln Sie zwischen Ihrem Wert 6 und etwas um die "10", um den Wert für 9 Uhr in Richtung CCW zu erhalten.
15. Da die Gänge nicht perfekt sind, müssen Sie dies jetzt gegen den Uhrzeigersinn wiederholen, da die Werte wahrscheinlich etwas unterschiedlich sind und jeder Zeiger die Positionen aus beiden Richtungen für die verschiedenen Zahlen treffen muss.

Sie sollten jetzt einen Zeiger auf die erste Uhr kalibrieren haben!!

Ändern Sie die Zahlen in "board3.setPWM(14, 0, pulse2);" Code für den Minutenzeiger C1 und wiederholen Sie den Vorgang. Sobald Sie fertig sind, müssen Sie dies für die verbleibenden 23 Baugruppen wiederholen.

Im Diagramm werden Sie feststellen, dass einige Zellen ausgegraut sind. Dies liegt daran, dass diese Positionen nicht benötigt werden, um die größeren Zahlen für diese bestimmte Hand zu bilden.

Ich entschuldige mich im Voraus dafür, wie mühsam dies ist, aber sobald es fertig ist, kann ich ehrlich sagen, dass der schwierigste Teil vorbei ist.

Schritt 11: Kalibrieren der Zahlen

Wenn Sie es jedoch bis zu diesem Punkt geschafft haben, wird die Uhr hier lebendig!

Ich habe mir bereits die Mühe gemacht, zu bestimmen, wohin jede Hand gehen muss, um jede größere Ziffer zu machen, und noch besser, der Code wird automatisch in der Excel-Tabelle generiert!

Sie müssen nur diesen Code nehmen, ihn hochladen und einige Feineinstellungen für jede Nummer vornehmen.

Kalibrieren der Zahlen

1. Öffnen Sie die unten angehängte Skizze "Calibrating_the_Numbers".
2. Navigieren Sie in der Excel-Arbeitsmappe zum Blatt "Winkel für Code".
3. WENN UND NUR WENN Sie andere Servo-Pin-Anschlüsse verwendet haben als ich, tragen Sie diese jetzt in die Tabelle "Servoplatine und Pinbelegung" ein.
4. Scrollen Sie andernfalls über die schwarze Linie hinaus und kopieren Sie den Code für die erste Ziffer.
5. Fügen Sie es ganz unten in die Arduino-Skizze ein.
6. Ändern Sie in dem gerade eingefügten Code die fettgedruckte Zahl in dieser Zeile in "11". "wenn (Zahl == 0) {". Dies wird verwendet, um eine "0" an die Uhr zu senden.
7. Ändern Sie in der Hauptschleife die fettgedruckte Zahl für die zu kalibrierende Ziffer. "Ziffer4(Zahl);"
8. Laden Sie die Skizze hoch und öffnen Sie den seriellen Monitor. Sie sollten "Bereit für Befehl" sehen.
9. Die Nummern sollen nur in sequentieller Reihenfolge funktionieren. 1, 2, 3 usw. Gehen Sie voran und senden Sie eine "11" an das Board, aber flippen Sie nicht aus, wenn es ausgeschaltet ist. Es wurde angenommen, dass vorher eine "2" da war. Durchlaufen Sie die anderen Zahlen 1, 2 und 11. Sie sollten jetzt etwas in der Nähe einer "0" sehen
10. Jetzt müssen Sie die Winkel so weit ändern, wie Sie möchten, um die Positionen der Hände zu perfektionieren. Wenn Sie die Stickies noch haben, ist dies nicht so schwer, wie es sich anhört. Angenommen, Sie bewegen sich von einer 0 zu einer 1, aber Ihnen gefällt die Position einer der Hände nicht. Notieren Sie sich das Board und die Nadel dieser Hand und scrollen Sie durch den Code zu den Zeilen unter "else if (number == 1) {". Suchen Sie die Linie, in der sich diese Hand bewegt, und addieren oder subtrahieren Sie Bit, wenn Sie möchten, dass sich die Hand etwas mehr in CW- bzw. CCW-Richtung bewegt.
11. Wenn Sie die Codezeile nicht sehen, in die sich diese Hand bewegt, liegt das daran, dass sie sich nicht von ihrer vorherigen Position bewegen musste, um diese Zahl zu bilden, und sie vor der Hand festgelegt wurde. Gehen Sie in diesem Fall rückwärts durch die Zahlen 0 oder 2, suchen Sie diese Zeile und nehmen Sie dort Ihre Änderungen vor.
12. Wenn Sie zufrieden sind, kopieren Sie Ihren geänderten Code und fügen Sie ihn einige Spalten gegenüber dem Original in das Excel-Blatt ein. WICHTIG: Sie müssen die "11" in der Zeile "if (number == 11) {" BACK in eine "0" ändern. Wenn Sie dies nicht tun, funktioniert der spätere Code nicht richtig.
13. Wiederholen Sie dies für die 2., 3. und 4. Stelle. Für die 2. und 4. Stelle kalibrieren Sie die Zahlen 0-9 und für die 3. Stelle 0-5.

Das ist es! Sie haben jetzt den Code, der die Zahlen macht, die wir brauchen, um die Zeit anzuzeigen!

Schritt 12: Einstellen der Uhrzeit

Fast dort! Das verspreche ich.

Das DS1302 Real Time Clock (RTC)-Modul ist cool, da es über eine unabhängige Batterie verfügt und die Zeit auch dann speichert, wenn der Arduino Nano keinen Strom hat. Aber wie bei jeder anderen Uhr muss die Uhrzeit eingestellt werden.

Einstellen der Uhrzeit

1. Laden Sie die Bibliothek "DS1302" unter diesem Link herunter und legen Sie sie in Ihrem Arduino-Bibliotheksordner ab.
2. Öffnen Sie die Arduino-Umgebung und öffnen Sie die Beispielskizze "set_clock", indem Sie zu File/Examples/arduino-ds1302-master/set_clock navigieren.
3. Dies ist das Code-Bit, das die Zeit einstellt, aber zuerst müssen wir zwei Überbrückungsdrähte vom 3,3-V- und End-Pin des Arduino Nano an den VCC und den End-Pin an der RTC anschließen. Diese Zeilen dienen nur zum Einstellen der Uhrzeit. Wenn Sie sie angeschlossen lassen, wird die Zeit jedes Mal zurückgesetzt, wenn der Arduino mit Strom versorgt wird.
4. Als nächstes müssen wir den Code ändern, um ihm mitzuteilen, wo unsere Uhr angeschlossen ist. Dies geschieht durch Ändern der fett gedruckten Zahlen in "const int kCePin = 5; // Chip Enable" "const int kIoPin = 6; // Input/Output" "const int kSclkPin = 7; // Serial Clock" von 5, 6, 7 BIS 4, 3, 2.
5. Scrollen Sie zur Hauptschleife und suchen Sie die Zeile "Time t(2013, 9, 22, 1, 38, 50, Time::kSunday);" dies hat das Format "Time t(Year, Month, Day, Hour, Minute, Second, Time::kDayOfTheWeek);"
6. Wir brauchen nur die Zeit, aber machen Sie weiter und ändern Sie alles, um richtig zu sein, und laden Sie den Code hoch.
7. Öffnen Sie den Serial Monitor, um zu überprüfen, ob der Code erfolgreich hochgeladen wurde. Sie sollten einen Ausdruck im Format "Sonntag, 22. September 2013 um 01:38:50 Uhr" sehen.
8. Trennen Sie die Jumper.

Schritt 13: Laden Sie den Hauptcode hoch

Du hast es geschafft! Sie haben es geschafft! Noch ein Schritt und der Preis gehört Ihnen.

Sie müssen nur noch den Hauptcode mit den benutzerdefinierten Werten Ihrer Kalibrierung aktualisieren und Ihr schönes Kunstwerk genießen.

Wie bereits erwähnt, sollen sich die Nummern in sequentieller Reihenfolge ändern. Wenn vor einer Änderung die falsche Nummer vorhanden ist, funktioniert es wahrscheinlich nicht richtig. Als solcher initialisiert sich dieser Code, indem jede Zahl von 0 bis zum Maximum für diese Ziffer und dann zurück zur Zahl der aktuellen Zeit durchlaufen wird. Sagen wir also, an der zweiten Stelle brauchen wir eine "4", diese Ziffer geht von 0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-0-1-2-3-4, um sicherzustellen, dass a "4" wird tatsächlich angezeigt.

Ansonsten ist der Code ziemlich einfach. Es überprüft die Zeit alle 15 Sekunden und vergleicht sie mit der Zeit von 15 Sekunden in der Vergangenheit. Wenn sich die Zeit geändert hat, sendet es die neue Zeit an die Stellen, die sich bewegen müssen, und bewegt diese Zeiger! Ich habe mein Bestes im Code getan, um Dinge zu kommentieren, um zu beschreiben, was passiert.

Laden Sie den Hauptcode hoch

1. Öffnen Sie die Skizze "Clockception_Main_Code" in der Arduino-Software.
2. Kopieren Sie Ihren benutzerdefinierten Code aus dem Excel-Blatt und fügen Sie ihn ganz am Ende in die Skizze ein.
3. Laden Sie die Skizze hoch und lehnen Sie sich zurück, um zu sehen, wie Ihre Arbeit zum Leben erweckt wird.

Wenn ich einen guten Job gemacht habe, um dieses instructable zu skizzieren, sollten Sie jetzt auf die aktuelle Zeit schauen! Lehnen Sie sich ein oder zwei Minuten zurück, um sicherzustellen, dass sich die Zeit ändert.

Sobald Sie fertig sind, können Sie die Uhr zu ihrem Zuhause bringen!

Schritt 14: Genießen Sie Ihre Uhr

Nun, das ist alles Leute! Sie haben erfolgreich eine Replik der ClockClock zu einem Bruchteil der Kosten erstellt.

Ich hoffe, Sie haben dieses instructable genossen! Wenn ja, würde ich mich sehr über Ihre Stimme im Wettbewerb für Erstautoren freuen.

Bei Fragen oder Anmerkungen können Sie sich gerne melden! Fragen beantworte ich gerne:)

Großer Preis beim Erstautorenwettbewerb