Magnetické hodiny chladničky: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Vždy ma fascinovali neobvyklé hodiny. Toto je jeden z mojich najnovších výtvorov, ktorý na zobrazenie času používa čísla v chladničke podľa abecedy.

Čísla sú umiestnené na kúsku tenkého bieleho plexiskla, ktoré má na zadnej strane laminovaný tenký plech. V každom z čísel sú malé magnety, ktoré spôsobujú, že sa číslo pri premiestňovaní prilepí na plech.

Čísla sa presúvajú pomocou mechanizmu CoreXY, ktorý posúva vozík za číslom, potom zapojí dva magnety, ktoré priťahujú magnety k číslu a umožní číslu sledovať pohyb vozíka. Keď sú na mieste určenia, magnety vozíka sa odpojia a číslo zostane na svojom mieste kvôli tenkému plechu, ktorý kryje plexisklo.

Zásoby

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC ShieldStepper Motor Shield
• 2 x Ovládač motora A4988
• 2 × krokový motor Usongshine 42BYGH
• 1 x servomotor
• 2 × remenica rozvodového remeňa GT2, 16 zubov, šírka 5 mm
• Napínacia kladka 2 × GT2, 5 mm, bezzubá
• 2 × Páčkový mikrospínač s valčekom
• Napínacia kladka 6 × GT2, vŕtanie 5 mm, 20 zubov
• 1 × rozvodový remeň GT2, 8m5
• Magnety na chladničku z kartáčovaného niklu s rozmermi 54 × 6 x 2 mm
• Magnety na chladničku z brúseného niklu 2 × 10x3 mm
• Vodiaca tyč 2 × 8 mm x 600 mm
• Vodiaca tyč 2 × 8 mm x 500 mm
• 1 × LM7805, regulátor napätia 5V
• Napájanie 1 × 12V, 10A
• 1 x 1/16 "hrubý biely plexisklo, 21" x19"
• 1 x 36ga plech, 20 "x18"
• 1 x 3/4 "preglejka, 24" x 24"
• Rôzny hardvér

Krok 1: Zostavte rám

Rám sa skladá z 3/4 "preglejky s 1/16" bielym akrylom namontovaného do otvoru v preglejke.

Otvor je 16 "x20" s 17 "x21" x1/16 "rabetom okolo okraja, takže akrylová fólia je v jednej rovine s povrchom preglejky. Na pripevnenie akrylu na preglejku som použil gélové super lepidlo. Použil som CNC router na rezanie preglejky, ale dalo sa to zvládnuť aj skladačkou a routerom. Pretože CNC router necháva zaoblené rohy (v mojom prípade 1/8 "), použil som laserový gravír na rezanie akrylu, aby zodpovedal.

Krok 2: 3D tlač dielov

Navrhol som a 3D vytlačil všetky diely potrebné na uchytenie motorov a ozubených kolies mechanizmu CoreXY. Používam materiál PETG, ale PLA by mal fungovať dobre.

Existuje 11 častí, 9 unikátnych. Súbory nájdete na Thingiverse.

• Držiak krokového motora x 2
• Rohová konzola x 2
• Horný kočiar
• Dolný vozík
• Magnetický vozík
• Magnetický držiak
• Skrutka
• Výbava
• Konzola mikrospínača

3D vytlačil som všetky čísla použité v hodinách. Existuje 10 číslic pre minúty a hodiny (0-9), 6 číslic (0-5) pre desiatky minút a 1 číslica (1) pre desiatky hodín. Išlo o tlač pomocou rôznych farieb PLA, aby bola rozmanitosť.

Krok 3: Zostavte mechanizmus CoreXY

Podrobnosti o tom, ako dizajn CoreXY funguje, nájdete na stránke CoreXY.com. Vytvorenie nosiča magnetov Nosič magnetu je ten, ktorý je na zadnej strane hodín, je umiestnený za daným číslom a magnety na nosiči sú spustené, aby vytvorili magnetické spojenie medzi dopravcu a číslo. Číslo je potom možné presunúť do novej polohy a magnety na nosiči sa zdvihnú, aby sa odpojili a ponechali číslo v novej polohe.

Sidenote: Pôvodne som plánoval použiť elektromagnety na zapojenie a odpojenie čísla. Z nejakého dôvodu som túto myšlienku opustil už na začiatku procesu navrhovania. Nepamätám si prečo. Mám v pláne testovať elektromagnety a v budúcnosti môžem tento vozík vymeniť.

Magnety sa zdvíhajú a spúšťajú pomocou skrutky a serva. Skrutka má veľmi hrubý závit, takže polovica otáčky skrutky zdvihne magnety približne o 4 mm, čo stačí na odpojenie spojenia s číslami. Zostavenie komponentov CoreXY

1. Prvým krokom je pripevnenie konzoly krokového motora Beta (spodný motor). Umiestil som ho tak, aby okraj konzoly bol v jednej rovine s okrajom preglejky.
2. Pridajte voľnobežné prevody do dolného a horného vozíka a do rohových konzol.
3. Nasuňte spodný vozík na vodiacu tyč a potom pripevnite rohovú konzolu.
4. Vytlačil som 3D nástroj na vyrovnanie, aby som sa ubezpečil, že spodná vodiaca tyč je rovnobežná s okrajom preglejky. Použil som to na určenie, kam priskrutkovať rohovú konzolu.
5. Pridajte zvislé vodiace tyče, nosič magnetov a potom zopakujte vyššie uvedené kroky pre horný vozík a alfa motor.
6. Aby som vyrovnal horné vodiace tyče, vzal som kus preglejky a na jeden koniec dal skrutku. Potom som nastavil skrutku tak, aby sa dotýkala tyče na konci motora. Potom som ho posunul na druhý koniec a zaskrutkoval rohové vedenie.
7. Namontujte krokové motory a hnacie prevody
8. Navlečte rozvodový remeň a pripevnite ho k nosiču magnetu

Krok 4: Pridajte domáce prepínače

CoreXY sa musí po každom cykle napájania kalibrovať, aby vedel, kde sa nachádzajú súradnice 0, 0. Robí to tak, že sa pohybuje vľavo hore (0, 0), kým nespustí dva mikrospínače, ktoré indikujú domácu polohu. Poloha, kde tieto spínače nie sú kritické, stačí ich umiestniť blízko rohu, aby horný vozík aj magnetický vozík spínač počas cyklu navádzania stlačili.

Krok 5: Elektronika

Schéma ukazuje potrebné spojenia medzi M0-mini, RTC a CNC štítom. Krokové motory sú zapojené do CNC štítu.

Výkon CNC štítu, ktorý ide do krokových motorov, pochádza z napájania 12 V, 10 A. Toto 12 V je napájané aj regulátorom napätia LM7805, ktorý je možné použiť na napájanie M0-mini a RTC.

Mikrospínače X a Y Zero sú zapojené priamo do dosky M0-mini.

Krok 6: Pridajte plech

Mal som problémy so získavaním veľkého plechu z ocele 36 s rozchodom, takže som použil listy 10 x 4 palcov, ktoré boli k dispozícii z viacerých zdrojov. Na ich prichytenie na akryl som použil 3M polyesterovú obojstrannú filmovú pásku, 1/2 širokú umiestnenú pozdĺž švíkov. Výsledkom bol hladký oceľový povrch.

Krok 7: Softvér

Softvér sa skladá z viacerých modulov

• Rozhranie RTC
• Zrýchlenie/spomalenie motora sa vykonáva pomocou časovačov a prerušení
• Funkcia CoreXY slúžiaca na presun na danú sadu súradníc
• Hodiny - to určovalo, ako presunúť čísla z ich domovskej polohy do polohy hodín a späť.

Všetky zdrojové kódy nájdete na Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Krok 8: Príprava čísel

Každé číslo má na zadnej strane prilepené dva magnety 6x2 mm. Tieto boli pripevnené pomocou gélového super lepidla. Je dôležité, aby všetky magnety smerovali rovnakým smerom. Zaistil som, aby magnety mali severný pól smerom hore. Nezáleží na tom, ktorý pól je otočený nahor, musí to byť opak magnetov na nosiči CoreXY, takže čísla sú k nosiču priťahované.

Krok 9: Inicializácia hodín

Počiatočné umiestnenie čísel sa vykoná pri prvom spustení hodín. Vozík CoreXY sa presunie do prázdnej polohy v blízkosti stredu tváre a zapojí svoje magnety.

Užívateľ umiestni číslo oproti operátorovi a povie softvéru, aké číslo a či je to minúta, desiatky minút, hodina alebo desiatky hodín. Softvér potom číslo uloží do svojej domovskej polohy. Toto sa opakuje, kým nie je umiestnených všetkých 27 čísel.

V tom mieste je možné spustiť hodiny a softvér presunie príslušné čísla na zobrazenie času. Poznámka: túto inicializáciu je potrebné vykonať iba raz. Akonáhle sú čísla na svojom mieste, softvér vie, kde sa nachádzajú, aj keď dôjde k cyklu napájania.

Veľká cena v súťaži Make it Move 2020