Сөз сааты 114 сервос тарабынан башкарылат: 14 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Fusion 360 долбоорлору »

Эмне 114 LED бар жана дайыма иштейт? Белгилүү болгондой, жооп - бул саат сааты. Эмне 114 LED + 114 сервосу бар жана дайыма кыймылда? Жооп бул серво көзөмөлдөгөн сөз сааты.

Бул долбоор үчүн мен бир досум менен иштештим, анткени бул курулуштун чоң күч -аракетинен улам керек болуп калды. Мындан тышкары, менин электрондук жана анын механикалык жөндөмдөрү бири -бирин абдан жакшы толуктады. Популярдуу сааттын мындай ыңгайлаштыруу идеясы бизге Рождество белеги катары кадимки саатты жасап жатканда келген. Ал жерде каттарды арткы бетинен ак баракка чагылдыруу мүмкүн экенин байкадык. Ал кезде бул биздин чебер усталыкты жашыруунун бир гана жолу болчу, анткени биз айнек табактын артына тамгалары бар винил стикерин жабыштырып, көбүкчөлөр менен бүтүп калдык. Биз анда тамгалар өлчөмүн өзгөртүп, бүдөмүк болуп калгандыктан, баракты бүгүүдө кызыктуу эффекттерге жетүүгө болорун байкадык. Бул бизге тамгалар экрандын артына чагылдырылган жана проекттелген сүрөттүн өлчөмүн өзгөртүү үчүн алдыга жана артка жылдырыла турган сөз саатын жасоо идеясын пайда кылды. Башында биз 114 проектин ар бирин жекече жылдыргыңыз келгендиктен, бул чыгымды жана күчтү талап кылгандыктан, биз бул долбоорду курууга бир аз даяр эмеспиз. Ошентип, биз убакытты көрсөтүү үчүн колдонулган ар бир сөздү алдыга жана артка жылдырууга мүмкүн болгон версияны жасоо идеясын көтөрдүк. Бирок, Epilog конкурсу Instructables программасында эпикалык долбоорлорду сурап келе жатканын көргөндөн кийин, жана салыштырмалуу арзан servo моторлорду тапкандан кийин, биз бардык жолдорго барып, ар бир тамга өзүнчө серво көзөмөлдөгөн туура версиясын чыгарууну чечтик.

ЭСКЕРТҮҮ: Бул бир күндүк курулуш эмес!

Бул долбоорго тартылган күч жөнүндө түшүнүк берүү үчүн төмөнкү сандарды карап көрүңүз. Даяр саат камтылган

• 798 жеке 3D басылган моделдер (жалпы басып чыгаруу убактысы ~ 200 саат)
• ~ 600 бурамалар + ~ 250 гайкалар жана шайбалар
• ~ 500 зым (жалпы узундугу ~ 50 м). Серволорго мурунтан эле тиркелген зымдарды эсепке албаганда.

1 -кадам: Дизайн

Саат Autodesk Fusion 360 жана Inventor менен иштелип чыккан. Көрүнүп тургандай, саат 114 кат кутучаларынан турат, алар сызыктуу кыймылдаткычтар тарабынан жылдырылат, алар өз кезегинде servo моторлор тарабынан башкарылат. Ар бир кат кутучасында ак PVC фольгадан жасалган экрандын артына катты чагылдырган LED бар. Бардык компоненттер жыгач алкакта жайгашкан.

2 -кадам: материалдарды чогултуу

Электрондук компоненттер

114x SG90 микро servo моторлор (ebay.de)

Серво популярдуу "Tower Pro" брендинин аталышы менен жазылганы менен, албетте арзаныраак нокаут. Бирок, нокаут баасы болжол менен 1 еврону 3 евро менен салыштырганда, бул бүтүндөй проектти кыйла жеткиликтүү кылат. Кыязы, нокауттар дагы аз ток тартат (албетте бул азыраак моментти билдирет), бул бүтүндөй проект үчүн ылайыктуу электр менен камсыздоону табууну жеңилдетти.

• 5 м WS2812B LED тасмасы, 60 LED/m (ebay.de)
• 8x 16 Ch PWM servo айдоочу PCA9685 (ebay.de)
• DS3231 RTC модулу (ebay.de)
• Arduino nano (ebay.de)
• VS1838B IR алуучу + алыскы (ebay.de)
• 5 В, 10 А электр булагы (ebay.de)
• 20x 15 см servo узартуу кабели (ebay.de)
• жылаңач зымга DC кабели кабели (conrad.de)
• 300-500 Ом каршылыгы
• 1000 µF конденсатор (> 5 V)

Рамка үчүн материалдар

• жыгач тактайчалар

  • 2 даана 40 x 10 x 497 мм
  • 2 даана 12 x 12 x 461 мм
  • 2 даана 12 x 12 x 20 мм

• мультиплекс

  • 2 даана 12 x 77 x 481 мм
  • 2 даана 12 x 84 x 489 мм
• ак PVC фольга (700 x 1000 x 0,3 мм) (modulor.de)
• 500 x 500 мм HDF тарелкасы, калыңдыгы 3 мм

Бурамалар, кабелдер ж

• 228х М2 бурамалар, 8 мм узундуктагы + шайбалар + алты бурчтуу гайкалар
• 228х өз алдынча таптап туруучу M2.2, узундугу 6,5 мм
• ар кандай жыгач бурамалар
• 50 м, 0,22 мм2 (24 AWG) зым

Мындан тышкары, бул долбоорго 3D басып чыгаруу жана ширетүү чоң көлөмдө керек болгон. Арткы табак лазердик кесүү аркылуу өндүрүлгөн. Кадр тегерек араа, пазл жана бургулоо менен курулган. Ар бир татыктуу долбоорго келсек, биз дагы ысык клейди, эпоксиддик жана пластикалык клейди көп колдондук.

Бул долбоордун жалпы чыгымдары болжол менен 350 еврону түздү.

3 -кадам: 3D басылган компоненттер

Кат кутучалары

Ар бир тамга кутучасы көлөкө маскасы катары иштеген 3D басылган мукабадан жана LED тиркеле турган негизги табактан турат. Негизги плитада жетектөөчүгө тууралоого жардам берүү үчүн төрт дубал казык жана LED кабелдери аркылуу азыктандыруу үчүн алты тешик бар. Жалпысынан бул 228 моделди түзөт, алардын баары кара PLAдан (Formfutura EasyFill PLA) 0,4 мм бийиктикте басылган. Anycubic Kossel Linear Plusте жалпы басып чыгаруу убактысы тамгалар үчүн 23 саат жана базалык плиталар үчүн 10 саат болгон. Бардык stl файлдарын тиркелген zip файлынан тапса болот.

Аткаруучулар

Актуатордун дизайны Rojer Rabbit тарабынан Linear Servo Extenderдан ылайыкташтырылган, ал абдан пайдалуу болгон. Бөлүктөр бири -бирине тыгыз дал келгендиктен, алар татыктуу 3D принтерде басылышы керек. Чакан катмардын бийиктиги кичинекей мордун диаметри сыяктуу маанилүү эмес (0,2 мм жакшы) (биз 0,4 мм сунуштайбыз). Бөлүктөр көрсөтүлгөн багытта басылышы керек. Ар бир кыймылдаткыч 5 жеке бөлүктөн турат, анткени бизге 114 аткаруучу керек болгондуктан, бул жалпысынан 570 бөлүктү (!) Билдирет. Буларды басып чыгаруу үчүн биз бир нече кесипкөй 3D принтерлердин (Ultimaker S2+, Ultimaker S5, Lulzbot TAZ6, Sindoh 3D Wox DP200) бириккен күчүн колдондук. Ошентсе да бизде тетиктерде көптөгөн ийгиликсиз басылмалар бар болчу жана мен сиздин көңүл ачууңуз үчүн кээ бир сүрөттөрдү коштум. Жалпы басып чыгаруу убактысы болжол менен 150 саатты (!) Түздү. Дагы stl файлдарын тиркелген ZIP файлынан тапса болот.

4 -кадам: Кадрды куруу

Рамка жыгач тактайдан жана мультиплекс тактасынан курулган. Бөлүктөр тегерек араа менен пазлдын жардамы менен кесилип, андан кийин жыгач клейи жана жыгач бурамалары менен бириктирилген. Үстүнкү жана астыңкы капкагы дагы жакшы көрүнүшү үчүн боёлгон. Бардык өлчөмдөрдү камтыган бөлүктөрдүн деталдуу сүрөттөмөсүн тиркелген чиймелерден тапса болот.

5 -кадам: Кат кутучаларын чогултуу

Почта кутуларын чогултуу көп жумушту талап кылды жана абдан көп убакытты талап кылды, айрыкча ширетүү. Себеби, сиз жасаган ар бир кадам 114 жолу кайталанууга тийиш.

1. LED тилкесинен 114 жеке бөлүктү кесип алыңыз
2. Бардык LED төшөмөлөрдү калай
3. Ар бир LEDди кат кутучасынын 3D басылган тактайына тиркеңиз. LED борборлоштурулган болушу керек. Биз аны ысык желим менен да бекемдедик.
4. Андан кийин биз 3x114 = 442 зымдарды даярдадык, б.а. узундугуна чейин кесүү, учтарын сыйрып алуу жана калайлоо. Ар бир зымдын узундугу 10 см болгон, акыркы тамганы чекиттерге узунураак (~ 25 см) туташтырган зымдарды кошпогондо. Ошондой эле arduino жана электр булагына туташтырыла турган биринчи тамга менен байланышкан зымдар узунураак болушу керек.
5. Диас чынжыр диоддору зымдарды колдонуп. Зымдар ар бир кат кутучасынын 3D басылган тактайындагы тешиктер аркылуу берилет.
6. Кат кутучасынын алдыңкы мукабасы клей менен бекитилген
7. Кыймылдаткычтын линиялык стелегинин бөлүктөрү бири -бирине жабыштырылышы керек
8. Сызыктуу стойка почта кутусунун артына клей менен бекитилет

6 -кадам: Актуаторлорду чогултуу

Кыймылдаткычтарды чогултуу дагы абдан татаал жол -жобо болуп, көп убакытты алды.

1. Камтылган бурамаларды колдонуу менен 3D басып чыгарылган корпуска сервону тиркеңиз
2. Тегерек тиш servoго камтылган пластикалык кресттин жардамы менен бекитилет, бирок адегенде кресттин формасын кесип, эпоксидин жардамы менен тишке тиркөө керек.
3. Камтылган бураманы колдонуп редукторду бекиңиз
4. Сызыктуу стойканы киргизүүдөн мурун, ар бир серво ошол эле абалга нөлгө түшүрүлгөн
5. Сызыктуу стойканы кат кутусу менен салуу
6. 3D басма корпусуна эки М2 гекснутту киргизүү, аны кийинчерээк тактага тиркөө үчүн колдонулат
7. M2.2 самолёттун жардамы менен 3D басылган капкагы бар корпусту жабыңыз

Жыйынтыгында биз жогоруда сүрөттө көрсөтүлгөндөй, диассивдүү чынжырлуу кыймылдаткычтардын чоң бүдөмүк баш аламандыгы менен аяктадык

7 -кадам: Арткы такта жасоо

Арткы табак биздин жергиликтүү жаратуучу мейкиндигибизден CO2 лазер кескичти колдонуп, 3 мм коюу HDF жыгачынан лазер менен кесилген. Башында биз фанераны сынап көрдүк, бирок бардык компоненттердин салмагын көтөрүү үчүн өтө жука болуп чыкты. Бул учурда алюминийди колдонуу жакшы болмок, бирок, албетте, кымбатыраак жана аны CO2 лазери менен кесүү мүмкүн эмес. Арткы такта үчүн dxf файлы тиркелет.

8 -кадам: Компоненттерди Backplate жана Wiringге тиркөө

Адегенде PCA9685 такталары PCB тирешүүлөрүн колдонуп тактага тиркелиши керек. Андан кийин Arduino нано жана RTC модулу жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй жайгаштырылышы мүмкүн. Акыркы экөө үчүн биз ысык желим менен бекитилген 3D баскычтарын колдондук. Компоненттер зымдардын схемасында көрсөтүлгөндөй туташтырылган. Ар бир PCA9685ти терминал блогу аркылуу өзүнчө иштетүү эң жакшы экенин эске алыңыз. Башында биз V+ жана GND коннекторлорун чынжырлап, биринчи платанын терминалдык блогун гана туташтырдык (adafruit баракчасында сунушталгандай), бирок, бул учурда бардык ток биринчи тактадан өтүп жатат жана биз MOSFETти күйгүзүп салдык. тескери коргоо чынжыры. Серволордун кабелин көрсөтүүчү электрондук жадыбал дагы бар. Керек болгондо колдонулган серволор үчүн узартуу кабелдери. Adafruit баракчасында түшүндүрүлгөндөй, ар бир PCA9685ке ар кандай I2C даректерин дайындоого туура келет.

Кыймылдаткычтар 228x M2 бурамаларын колдонуу менен тактага бекитилген. Иш дагы бир калыпта болду, бирок ал бүткөндөн кийин саат калыптана баштады. Биз ошондой эле servo кабелдерди мүмкүн болушунча жакшы уюштурууга аракет кылдык, бирок аягында кабель дагы эле башаламан болчу.

Электр кубаты арткы такта аркылуу DC кабелин берүү жана терминалдык блокко туташтыруу аркылуу камсыздалган.

9 -кадам: Backplate'ди Frameге тиркөө

Бардык компоненттер орнотулуп, кабелдер уюштурулгандан кийин, биз 6x M4 бурамаларын колдонуп, арткы плитаны алкакка бекиттик. Тилекке каршы, биз бардык кабелдерге туура келиши үчүн өтө аз боштук калтырдык, андыктан алар бир аз сыгылышы керек болчу.

10 -кадам: Серволорду калибрлөө

Бардык почта кутуларынын бийиктиги орнотулгандан кийин бир аз башкача болгондуктан, кат кутучалары минималдуу жана максималдуу позицияларга ээ болушу үчүн, бардык серволорду калибрлөө үчүн тиркелген кодду колдондук. Максималдуу позиция үчүн кат кутучасын экранга мүмкүн болушунча жакын жайгаштырууга аракет кылдык. Ар бир серво үчүн калибрленген мин/макс позициясы кийин негизги кодго киргизилет.

11 -кадам: Кодду жүктөө

Саат сөзүнүн негизги коду тиркелет. Убакытты көрсөтүү үчүн эффекттердин үч түрү бар.

1. Бардык тамгаларды тез артка жылдырыңыз (биринин артынан бири) жана жарык диоддору бирдей туш келди түстө. Андан кийин убакытты көрсөтүүчү тамгаларды биринин артынан бирин жылдырып, ар бир сөздү туш келди түс менен жарык кылыңыз.
2. Бардык тамгаларды тез артка жылдырыңыз (биринин артынан бири) жана жарык диоддору бирдей туш келди түстө. Убакытты көрсөткөн ар бир сөздү акырын жылдырыңыз (бардык тамгалар бир убакта) жана түсү фондук түстөн туш келди мааниге чейин өчөт.
3. Бардык тамгаларды туш келди жерге (биринин артынан бири) тез жылдырып, ар кандай туш келди түстөгү жарык диоддорун жарыкка чыгарыңыз. Анан акырындык менен бардык тамгаларды артка жылдырып, түсүн өчүрүңүз. 1. же 2 менен улантыңыз.

Мен ошондой эле учурдагы мүнөттү көрсөткөн чекит акырындык менен алдыга жылып, түсү өчүп бараткан эффектти ишке ашыргым келди, мүнөттүн аягында туура түс менен алдыңкы позитондо. Тилекке каршы, мен ал иштей элекмин, анткени ал IR кабылдагычты жооп бербей жаткандай сезилет.

12 -кадам: Экранды тиркөө

Башында экранда ак кездемени колдонууну кааладык. Көйгөй рамага бекитилгенден кийин, кездеменин ортосу эңкейип, биз чымчым бурмалоо менен аяктадык. Андан кийин экранга ичке ак PVC пленканы колдонууну чечтик. Фольга ошондой эле лампа көлөкөлөрүн жасоо үчүн жарнамаланат, андыктан ал акылга сыярлык өткөргүчкө ээ, бирок ал көрүнбөйт, ошондуктан кара кат кутучалары жашыруун бойдон калат. Биринчи сынообузда фольганы эпоксиден колдонуп жабыштырдык, бирок ал жакшы жабышпады, ошондуктан ысык желимге өттүк. Абайлаңыз, эгер клей өтө ысык болсо, анда фольга эрип кетиши мүмкүн. Ашыкча фольга тактык бычак менен алынып салынды.

13 -кадам: Үстүнкү жана астыңкы мукабаны бекитүү

Акыры боёлгон жыгач капкактары үстү менен астына бекитилди. Кара түс ак экранга жакшы контраст түзөт. IR кабылдагыч арткы плитанын тешигинен өткөрүлүп, үстүнкү капкакка ысык желим менен бекитилген.

14 -кадам: Бүткөн саат жана кыскача маалымат

Эки айлык интенсивдүү жумуштан кийин саат акыры бүтүп, иштеп калды. Жалпысынан жыйынтыкка абдан кубанычтабыз. Экрандын артындагы тамгаларды жылдыруу LED диоддорунун түсүн өзгөртүү менен коштолуп, абдан сонун көрүнүштөрдү жаратат. Акыр -аягы, тамгалар бири -бирине төп келген эмес жана экран 100% тегиз болгон эмес, бирок бул дээрлик андан да сонун көрүнөт. Албетте, жакшыртыла турган нерселер бар, бирок, эгерде биз кийинки жолу өндүрүштү Кытайга бербесе, бул курулуштун монументалдуу аракетинен улам 2.0 версиясы болот деп ойлобойм.

Эгерде сиз бул курулушту жактырсаңыз жана аягына чейин ылдый жылдыра алсаңыз, бизге эпилог конкурсунда добуш бериңиз.

Эпилог X конкурсунда биринчи сыйлык