MechWatch - Ыңгайлаштырылган санариптик саат: 9 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

MechWatch - ийкемдүүлүк жагынан Arduino'нун артыкчылыктарына ээ болуу үчүн иштелип чыккан саат, бирок мен анын профессионалдуу түрдө жасалышын кааладым. Ушул максатта, бул көрсөтмө абдан өнүккөн жер үстүндөгү электрониканы (ширетүүгө ачык туташуусу жок) жана CNC фрезер жабдууларын колдонот.

Мен экинчи сүрөттөгү мисал менен, убакыттын кантип окулганынан баштайм. Эки LED шакеги бар, бири-сааттын жебеси, экинчиси-аналогдук сааттын бетиндегидей 1-12ди көрсөтүп, мүнөт жебесинин ролун аткарат. Мүнөт колу 5 мүнөттүк кадам менен гана кыймылдай ала тургандыктан, ар бир мүнөттү көрсөтүү үчүн 4 өзүнчө LED бар. Мисал катары үчүнчү сүрөттө саат 9:41 көрсөтүлгөн саат көрсөтүлгөн.

Сааттын өз ара аракети кулакка карай (алдыга/артка) жылган тараптагы эки тараптуу которгуч аркылуу ишке ашат. Убакытты коюу үчүн:

1. жарык өчкөнчө которгучту басып, кармап туруңуз. Ал бошогондо, убакыт жарк этип калат жана саатты өзгөртүү үчүн которгучту өйдө/ылдый түртсө болот

2. Минуттарды ошол эле жол менен жөндөө үчүн жарык өчкөнчө которгучту кайра басыңыз

3. Убакытты үнөмдөө үчүн которгучту жарыктар кайра өчкөнчө басып туруңуз

4. Эгер убакытты кнопканы баспай туруп көп убакыт күтсөңүз, саат эч кандай өзгөрүүлөрдү сактабай эле уктап калат

Бул көрсөтмө толук саатты кантип жасоону жана керектүү бардык баштапкы файлдарды камсыз кылат.

1 -кадам: Электроника дизайны

Бул кадам электрониканын өзгөчөлүктөрүн сүрөттөйт. Биринчи сүрөт - электр схемасы, анда тетиктердин бардыгы кантип көрсөтүлгөнү көрсөтүлгөн. Экинчи сүрөттө тактанын кантип жайгашканы көрсөтүлгөн, үстү кызыл, асты көк.

Бардык электроникалык тетиктерге, ошондой эле аларды сатып алган жерлерге так эсепке кызыккандар үчүн, мен бардыгын узун тизме менен жылдыруунун ордуна, шилтемелери бар Excel файлын тиркеп койгом.

Мен схеманын үстүн ырааттуу дизайн эстетикасы менен салыштырмалуу так сактоону кааладым, ошондуктан микроконтроллерди ортосуна коюп, РТК, Кристалл жана анын айланасындагы резисторлорду тизип койдум. Светодиоддор сыртын курчап турат, ал тургай сыртындагы издер тегерек дизайн эстетикасын чагылдырат.

Жарык диоддорун микроконтроллер менен интерфейске салуу үчүн аларды торго жайгаштырса болот, аларды айдоого 12 санариптик I/O казыгы керек. Ошондой эле мен убакытты сактоо үчүн реалдуу убакыт саатын (RTC) колдонгум келет, ошондуктан мен микроконтроллерди энергияны үнөмдөө үчүн терең уйкуга коё алам. RTC микроконтроллерге караганда бир кыйла азыраак энергияны колдонот жана айыптоолордун ортосунда 5 күнгө чейин убакыт берет. Микроконтроллер менен байланышуу үчүн RTC I2C байланышын талап кылат. Мен ATMEGA328Pти тандадым, анткени ал бул талаптарга жооп берет жана мен аны колдонуу менен таанышмын (ал көптөгөн Arduinosдо да колдонулат).

Саат менен иштөө үчүн колдонуучуга кандайдыр бир которгуч керек, ошондуктан мен булактардын жардамы менен борборго кайтып келген эки тараптуу жылдыргычты таптым. Тышкы жылдыргыч орнотулган бураманын жардамы менен электр которгучка бекитилет.

Мен литий батареясын колдонуп, баарын кубаттоо үчүн жана Qi индуктивдүү кубаттоо үчүн аны кайра толтурууну чечтим. Мен сааттын зарядын толтуруу үчүн ар кандай туташтыргычтарды колдонбогум келди, анткени алар кирге жана сууга кире турган тешиктерди көрсөтүшкөн жана убакыттын өтүшү менен териге жакын болгондуктан коррозияга учурайт. Кимдир бирөө каалагандан көбүрөөк маалымат баракчаларын окугандан кийин, мен BQ51050BRHLTге жайгаштым. Бул жакшы маалымдама диаграммалары жана литий батарейкасына орнотулган (мейкиндик премиум).

Үстүндө Qi заряддоо электроникасын уюштуруунун жакшы жолу болбогондуктан, аны батарея менен тактанын артына коюуга туура келди. Которуу дагы арткы жагында жайгашкан, бирок бул тышкы которгучту тиркөө үчүн жакшы жер.

2 -кадам: Электрондук Ассамблея

Мен биринчи сүрөттөгү электроника бөлүктөрүнүн дээрлик бардыгын иреттеп койгом. Мен конденсаторлордун жана резисторлордун бир нечесин таштап койгом, анткени алардын баары окшош жана аралаштырууга же жоготууга оңой.

Төшөктөргө ширеткич алуу үчүн, мен трафареттин трафаретин колдоном. Экинчи сүрөттөгү кармагычты трафареттин астына тегиз кылып туруу үчүн жасадым, бирок бир нече оңой варианттар бар, эң жөнөкөйи - бул скотч.

Үчүнчү сүрөттө трафарет тактага тегизделген. Төртүнчү сүрөттө трафареттин тешиктерине ширетүүчү пастаны сүртүү көрсөтүлгөн. Трафаретти ширеткенден кийин түз өйдө көтөрүү маанилүү. Бул сүрөттө мен муну кантип жасоо керектиги да көрсөтүлөт, анткени мен буга чейин трафарет колдонгон эмесмин. Кийинки жолу кадрды сатып албайт элем. Кичирээк баракты бир четине скотч менен жабыштыруу, жашоо жана үйрөнүү оңой болмок.

Эми түйшүктүү жана оор тапшырма; деталдардын ар бирин доскага пинцет менен коюңуз. 7 -сүрөт жайгаштырылган бөлүктөрдү жана 8 -сүрөттө алардын ширетилгенин көрсөтөт.

6 -сүрөттүн ордуна видео ширетүү процессин көрсөтөт. Мен тетиктерди бузбастан, ээритүү үчүн 450С орнотулган ысык аба менен ширетүүчү станцияны колдоном, кезек менен ошол эле нерсени жасоо үчүн ширетүүчү мешти колдонсо болот. Түбүн ширеткенден кийин, ICдеги жанаша казыктардын ортосундагы шорттарды текшерүү үчүн үзгүлтүксүз режимге коюлган мультиметрди колдонуңуз. Кыска нерсе табылганда, аны чиптен сүйрөө үчүн сындыруучу темирди колдонуңуз.

Мындай эритип жатканда, ээритүүгө кирерден мурун тактайды бир нече мүнөт акырын жылытуу маанилүү. Болбосо, термикалык шок тетиктерди бузушу мүмкүн. Эгерде сиз бул ыкма менен тааныш эмес болсоңуз, кененирээк көрсөтмөлөрдү кароону сунуштаар элем.

Андан кийин, катушканы 2 зым туташтыргычка туташтырып, кубаттоочу базанын үстүндө кармоо керек. Эгерде баары ойдогудай болсо, анда жашыл заряддын жарыгы бир секундага күйүп, анан өчүп калышы керек. Батарея туташтырылган болсо, жашыл кубаттоочу жарык заряддалып бүткүчө күйүп турушу керек.

Заряддоо күтүлгөндөй иштегенден кийин, тактанын үстүнкү жагын ширетүү ошол эле процесс. 9 -сүрөттөгү светодиоддор үчүн эскертүү, багытты көрсөтүү үчүн светодиоддордун ылдый жагында кичинекей белги бар. Кичинекей сызыктын көздөй чыккан тарабы - LED схемасындагы үч бурчтуктун тар учу. Муну сиз колдонгон ар бир беттик LED диапазону үчүн текшерүү маанилүү, анткени белгилөө ар кандай өндүрүүчүлөрдүн ортосунда ар кандай болушу мүмкүн.

3 -кадам: Электрондук программалоо жана тестирлөө

Микроконтроллерди программалоо үчүн AVRISP mkII колдонуңуз (Arduino IDEде жүктөөнү чыкылдатып, жылышты басып туруңуз). Аны жөн эле жүктөгүчтү кадимкидей күйгүзүү үчүн жана FTDI кабели менен сааттын артындагы сериялык туташууну колдонуу үчүн дагы колдонсо болот. Бирок жүктөгүчтү айланып өтүү жана AVR ISP mkII менен түз программалоо аркылуу код тезирээк иштей баштайт.

Мен бул кадамга кодду да коштум. Эгерде кимдир бирөө тереңирээк карап чыгууну кааласа, мен ар бир бөлүктүн эмне кылаарын түшүндүрүү үчүн кодго комментарий бердим. Коддун жалпы структурасы - мамлекеттик машина. Ар бир штатта иштей турган коддун бир бөлүгү жана башка мамлекетке өтүү шарттары бар.

I/O казыктарын башкарган коддун көбү регистрлерди түздөн -түз көзөмөлдөйт, аны окуу бир аз кыйыныраак, бирок ал санарипке караганда 10 эсе ылдамыраак аткарылышы мүмкүн.

4 -кадам: Machining Setup

Саат корпусунун иштетүү орнотуусу кыйла татаал жана жакшы даярдыкты талап кылат.

Мен колдонгон тегирмен башка манил v2 (азыр Bantam Tools деп аталат), манжаларды кысуучу комплект менен. Кыскычтар мага биринчи орнотуу үчүн колдонгон жумушчу бөлүктү капталдарынан кармоого мүмкүндүк берет.

Саатты иштетүү үч орнотууда жүргүзүлөт. Биринчи орнотууда жөн эле баштапкы материал CNC керебетине бекитилген жана тегирмен сааттын ички формасын кесип, бир аз бетин алып салат. Иштетүү программалык камсыздоо 6 -сүрөттө көрүнүп турат.

Экинчи орнотуу, саатты корпусун ичинен кармоо үчүн ыңгайлаштырылган жабдууну талап кылат, андыктан сааттын сырткы формасын толугу менен кесип алууга болот. Ыңгайлаштырылган жабдууну биринчи сүрөттө, экинчи сүрөттө жарылган көрүнүш менен көрүүгө болот. Чакан борбордук бөлүктө тыкан тешик бар, андыктан бураманы бекемдегенде ал бөлүктү көтөрүп, эки каптал бөлүгүн саат коргосуна күч менен кармап турат. Экинчи орнотуу үчүн иштетүү программасы 7 -сүрөттө көрүнүп турат.

Үчүнчү орнотуу саатты кармоо үчүн дагы бир ыңгайлаштырылган жабдууну талап кылат; бул бир аз жөнөкөй. Арматура сааттын ичине кирген базадан жана бөлүктөн турат. Сааттын ичиндеги бөлүк түбүндө эки мамы бар жана сааттардын капкагын тескери кармоо үчүн бурамалар менен катталган.

Мен алюминийдин чоң бөлүктөрүнөн арматуранын бөлүктөрүн иштетип, аларды өтмөктөр аркылуу туташтырдым. Эки тарабы тең иштетилгенден кийин, мен табактарды жылдыруучу араа менен кесип, тегиз кылып тегиздейм.

Мен бардык бөлүктөрдү жасоо үчүн колдонгон fusion360 CAD файлдарын коштум (анын ичинде саат корпусу жана каптал которгуч), бирок бөлүктөрдү жасоого аракет кылсаңыз, өзүңүздүн оюңузду колдонуңуз. Бир нерсе туура эмес болуп, бузулуп калса, мен жооп бербейм.

Арматураларды тагыраак кылуу үчүн кыйытма: алгач машина менен интерфейстин кайсы бир бөлүгүн иштетип, андан соң акыркы жерге коюп, андан соң акыркы өлчөмдөргө чейин иштетүү. Бул көптөгөн кичинекей каталардын саат корпусун татаалдаштырбоону жана кармабоону камсыз кылат. Бул билим сизге үйүлгөн алюминий менен келди.

5 -кадам: Ишти иштетүү

Алюминийден боштукту биринчи сүрөттө көрүүгө болот. Мен борборду алып салуу үчүн 1-1/4 дюймдук араа колдоном, бул иштетүү убактысын бир топ үнөмдөйт.

Мурунку кадамда айтылгандай, ишти иштетүү үчүн 3 орнотуу бар. Машинаны иштетүүдөн кийинки биринчи орнотуу 2 -сүрөттө көрүнүп турат. Мен көбүнчө материалдын көбүн алып салуу үчүн 1 1/8 "учтуу тегирменди (түбүндө жалпак) колдоном. Мен андан кийин 4 бураманы кесүү үчүн 1/32" учтуу тегирменге которулам. тешиктер. Винт тешиктериндеги жиптерди кесүү үчүн мен M1.6 жип тегирменин колдоном (Harvey шаймандарынан). Мен колдонгон конкреттүү жөндөөлөр Fusion360 CAD файлында камтылган.

3 -сүрөт иштетүү бүткөн экинчи орнотууну көрсөтөт жана 4 -сүрөт иштетүүдөн мурун үчүнчү орнотууну көрсөтөт.

Экинчи орнотуу 1/8 "учтуу тегирменди колдонуп, материалдын көпчүлүгүн тез арада алып салат, андан кийин ийилген беттерди кесүү үчүн 1/8" шар тегирменин (тегерек учу) колдоном. Үчүнчү орнотуу үчүн операциялар бирдей.

Экинчи орнотуу башка атайын куралды колдонууну талап кылат, 3/4 дюймдук араа модификацияланган арбор менен, ал саат корпусунун кармагычы менен тыгыз байланышта болот. Кесүүчү араа 16500 RPMде айланат жана 30 мм/мин ылдамдыкта кыймылдайт. Бул ылдамдык Башка тегирмен эмнеге жөндөмдүү экенин түртөт, андыктан аны дагы да жайыраак кылуу керек болушу мүмкүн. Бул кадам жогорудагы видеодо көрсөтүлгөн.

Эгерде сиз CNC иштетүү боюнча өзгөчөлүктөр жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, мен сизге YouTubeдагы NYC CNC көрсөтөм, алар бул жерде мен кыла алгандан да жакшы иштешет.

Бул эмнени билдирерин билүү үчүн, 1/8 дюйм тегирмени үчүн v2 фрезеринде 16400 RPM (163,5 м/мүн), 300 мм/мүн, 1 мм тереңдик жана 1,3 мм туурасы колдонулат. кесүү

Башка тегирменде саатты капталында кармоо үчүн z бийиктиги жетишсиз болгондуктан, кол сааттын тешигин жана капталдык которгучтун тешигин кол менен бурушум керек. Аларды сааттын туура эмес формасындагы капталдарында табууга жардам берүү үчүн, мен 3D сүрөттөрдүн 5-7синде көрсөтүлгөн кээ бир гиддерди басып чыгардым. Бургулоонун тактыгына жардам берүү үчүн, бургучу мүмкүн болушунча патронго алуу маанилүү; бул азгырууну кыйындатат.

Каптал которгуч тешиги тегерек эмес формада болгондуктан, бургулоону баштагандан кийин аны тазалоо керек, ал швейцариялык файлдарды колдонуу менен жасалат. Калиперлердин жардамы менен мен учурдагы тешикти өлчөп, аны туура өлчөмгө тапшырам. Тешик үстүңкү бетинен 4,6 мм, астыңкы бетинен 3,8 мм жана ар бир кулактын эң алыскы жеринен 25,8 мм болушу керек. Мен тешикти толтуруп жатканда илхам алуу үчүн YouTubeдан Clickspring көрүүнү сунуштайм.

6 -кадам: Side Switch иштетүү

Бул кадамда колдонулган файлдар кайра иштетүү орнотууларында zip файлына киргизилген.

Каптал которгуч MechWatch корпусуна абдан окшош иштетилген. Ал 1/8 дюймдук тегирмен менен тегизделет, кийинчерээк ошол эле параметрлерди колдонуңуз. Андан кийин ийри беттерде 1/8 шар тегирменди колдонуңуз, мурунку эле параметрлер.

Экинчи орнотуу 3-4-сүрөттөрдө иштетүүдөн мурун жана кийин көрүнүп турат. 1/8 "учтуу тегирмен, 1/8" шар тегирмени, 1/32 "учтуу тегирмен, андан кийин M1.6 жип тегирмени. (Борттогу которгучка кармоо үчүн сайылган тешик бар).

Мен алмаштыргычты чоңураак алюминийден эки себептен улам иштетем. Биринчи себеби, мен капталдарын кыса алам жана кокусунан кармап турган кесимди тегирменге сала албайм. Экинчиси, мен үчүнчү операция үчүн уячага койгондо дагы эле кысылып калышы мүмкүн (5 -сүрөттү караңыз).

7 -кадам: Делону кайра иштетүү

Сааттын түбү акрилден жасалган, индуктивдүү заряддан улам металл эмес болушу керек. Мен алюминийдин кээ бир жерлерин кырынан (ар биринин калыңдыгы 12,7 мм) жана эки тараптуу скотчтон кармап туруу үчүн колдоном.

Пластмассаны алюминийге караганда иштетүү оңой болгондуктан, CNC орнотуулары менен агрессивдүү болууга болот. 1/8 дюймдук тегирменден баштап, орнотуулар 16500 RPM, 600 мм/мүн кесүү ылдамдыгы, 1,5 мм тереңдик жана 1 мм туурасы. Майда деталдарды кесүү үчүн 1/32 тегирменди колдонуңуз. ошол эле орнотуулар, бирок 0,25 мм тереңдик жана.3 мм туурасы.

Кирпичтен тиш чукугучту бургандан кийин (мен ичке запастарды колдонушум керек, бирок менде бар) сааттын арткы бөлүгү бүтүп калды. Саатты ичке кармоо үчүн электромагниттик формасы бар.

Аны төшөктөн алып салуу үчүн мен т-слотуна аллен ачкычын салып, акырын көтөрөм, ал бошоно баштаганда кийинки чекитке өтөм.

Акыркы кадам - бул бургулоочу битти алуу жана түбүндөгү тешиктерди акырын эсептөө. Мен муну бургулоону колум менен бурам. Мага борбордо жана көзөмөлдө болуу оңой деп ойлойм.

Бул кадамда колдонулган файлдар кайра иштетүү орнотууларында zip файлына киргизилген.

8 -кадам: Ассамблеяны көрүү

Бул эң пайдалуу кадам, бардык тетиктерди алып, аларды акыркы күзөткө чогултуу. Бардык уюштурулган бөлүктөр (минус 24мм туурасы саат тилкеси жана 24мм узундугу 1,5мм диаметри тез чыгаруучу пружина куймалары) 1 -сүрөттө көрүнүп турат.

Биринчи бөлүгү татаал, анткени мен буйруткан диаметри 40мм болгон о-шакектери 37ммге жакыныраак, ошондуктан аларды жайып, тез орнотуу керек. 2 -сүрөттө көрүнүп тургандай, оюк боюнча жылдырып, аны басуу үчүн топ Аллен ачкычын колдонуңуз.

O-шакеги туура отурганда кристаллды (диаметри 40 мм диаметри 1,5 мм) саат корпусуна бекем басыңыз. О-ринг дээрлик көрүнбөгөн жерде кармап турушу керек.

Эми электрониканы орнотууга убакыт келди. Биринчиден, кристаллдын ичин түксүз чүпүрөк менен аарчып, оригиналды туура кармоо үчүн ачкычка көңүл буруп, электрониканы корпуска отургузуңуз. ПХБ бул учурда бекем отурушу керек, бирок бош болсо, аны кармап туруу үчүн ачкычка кичинекей тамчы супер желим менен бекитсе болот.

Электроника киргенден кийин, капталдык которгуч тешик аркылуу жана ПХБга орнотулган которгучтун үстүнө туура келет. M1.6 орнотулган бурама 4 -сүрөттө көрүнүп тургандай, эки бөлүктү бириктирет.

Андан кийин, катушкадагы узунураак кабелдер бүктөлүп, эч кандай ачык электр байланыштарын сүртпөй турган жерге тыгылышы керек.

Акыркы кадам - бул баарын жабуу жана пластикалык корпусту 4 M1.6 бурамасы менен кайра бекитүү. Арткы жагындагы форма катушка формасына окшош экенине көңүл буруу маанилүү. Зымдын жайгашуусун тууралоо керек болушу мүмкүн, андыктан ал жакшы жарашат.

Акыркы кадам-тез чыгаруучу пружина тилкелерин колдонуу менен саат тилкесин бекитүү (8-9-сүрөттөр). Тандалган топко жараша, жазгы тилкелер менен иштөө үчүн тилкени өзгөртүү керек болушу мүмкүн. Көрсөтүлгөн акула сеткасы үчүн мен тез чыгаруучу механизмди орнотуу үчүн кичинекей тешикти түзүү үчүн зым кескичтерди колдоном.

9 -кадам: Акыркы эскертүүлөр

Саат эми бүттү!

Жөн гана жубайлар белгилешет: каптал которгуч кээде бир аз жабышчаак болуп калышы мүмкүн, муну чечүү үчүн тешикти чоңойтуу же которгучтун ордун жөндөө бурамасын бошотуп, которгучту денеге жакын кармап, кайра бекемдөө керек болушу мүмкүн. буроо.

Саатты кубаттоо үчүн, мен экинчи сүрөттө көрүнгөн Adafruit Qi заряддагычынын (https://www.adafruit.com/product/2162) тегерегиндеги ыңгайлаштырылган кубаттоочу стенд жасадым, бирок бул башка убакыттын темасы.

Кандай заряддоочу тандалбасын, катушка менен заряддагычтын ортосунда эч кандай металл болушу мүмкүн эместигин белгилей кетүү маанилүү. Мен тандаган топ металл болгондуктан, ал заряддагычты айланып өтүшү керек

Аягына чейин окуганыңыз үчүн рахмат, сиз бир нерсе үйрөндүңүз деп үмүттөнөм. Мен бир нече айдан кийин MechWatch менен бөлүшүүгө кубанычтамын.

Сааттар конкурсунда биринчи сыйлык