MechWatch - një orë dixhitale e personalizuar: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

MechWatch është një orë që kam krijuar për të pasur përparësitë e Arduino në aspektin e fleksibilitetit, por doja që ajo të dukej dhe të ndihej sa më profesionalisht të bëra. Për këtë qëllim, ky udhëzues përdor pajisje elektronike mjaft të përparuara të montimit në sipërfaqe (pa lidhje të ekspozuara me saldim) dhe pajisje bluarëse CNC.

Do të filloj me mënyrën se si lexohet koha, me një ilustrim në figurën e dytë. Ka dy unaza LED, njëra është akrepi i orës dhe tjetra vepron si një minutë, duke treguar nga 1-12 si në një faqe analoge të orës. Meqenëse dora e minutës mund të lëvizë vetëm me 5 minuta rritje, ka 4 LED të veçantë për të treguar çdo minutë të vetme. Si shembull, fotografia e tretë tregon orën që shfaq 9:41.

Ndërveprimi i orës bëhet përmes një ndërprerës të dyanshëm në anën që rrëshqet drejt grykave (përpara/prapa). Për të vendosur kohën:

1. shtyjeni dhe mbani çelësin derisa dritat të fiken. Kur lëshohet koha do të ndizet dhe çelësi mund të shtyhet lart/poshtë për të ndryshuar orën

2. Shtyjeni dhe mbani përsëri çelësin derisa dritat të fiken për të kaluar në rregullimin e minutave në të njëjtën mënyrë

3. Shtyjeni dhe mbani çelësin derisa dritat të fiken përsëri për të kursyer kohë

4. Nëse prisni shumë gjatë caktimit të kohës pa shtypur një buton, ora thjesht do të flejë pa kursyer asnjë ndryshim

Ky udhëzues përshkruan se si të bëni orën e plotë dhe siguron të gjithë skedarët burim të nevojshëm.

Hapi 1: Dizajni elektronik

Ky hap përshkruan specifikat e elektronikës. Imazhi i parë është skematik elektrik, duke treguar se si janë përvijuar të gjitha pjesët. Imazhi i dytë tregon se si është rregulluar bordi, pjesa e sipërme është e kuqe dhe fundi është blu.

Për këdo që është i interesuar në faturën e saktë të materialeve për të gjitha pjesët elektronike, si dhe ku i blej ato, unë kam bashkangjitur një skedar excel me lidhje, në vend që t'i bëj të gjithë të lëvizin sipas listës së gjatë.

Doja të mbaja pjesën e sipërme të tabelës qarkore relativisht të qartë me një estetikë të qëndrueshme të dizajnit, kështu që vendosa mikrokontrolluesin në mes dhe vendosa RTC, Kristal dhe rezistorë rreth tij. LED -të rrethojnë pjesën e jashtme dhe madje edhe gjurmët rreth jashtme pasqyrojnë estetikën e dizajnit rrethor.

Për të ndërlidhur LED -të me mikrokontrolluesin ato mund të vendosen në një rrjet, duke kërkuar 12 kunja dixhitale I/O për t'i drejtuar ato. Gjithashtu dua të përdor një orë në kohë reale (RTC) për të mbajtur kohën në mënyrë që të mund ta vendos mikrokontrolluesin në një gjumë të thellë për të kursyer energji. RTC përdor dukshëm më pak energji sesa një mikrokontrollues, duke lejuar deri në 5 ditë midis ngarkimeve. Për të komunikuar me mikrokontrolluesin RTC kërkon komunikim I2C. Zgjodha ATMEGA328P sepse i plotëson këto kërkesa dhe tashmë jam njohur me përdorimin e tij (përdoret gjithashtu në shumë Arduinos).

Për të bashkëvepruar me orën, përdoruesi ka nevojë për një lloj ndërprerës, kështu që gjeta një ndërprerës rrëshqitës me dy drejtime që kthehet në qendër duke përdorur burime. Një çelës rrëshqitës i jashtëm i bashkëngjitet çelësit elektrik duke përdorur një vidë të vendosur.

Vendosa të përdor një bateri litiumi për të fuqizuar gjithçka dhe karikim induktiv Qi për ta rimbushur atë. Doja të shmangja përdorimin e çdo lloji të lidhësve për të rimbushur orën sepse ato paraqesin hapje për të lënë papastërtinë dhe ujin dhe ndoshta do të gërryhen me kalimin e kohës, duke qenë aq afër lëkurës. Pasi lexova më shumë fletë të dhënash nga sa do të donte dikush, u vendosa në BQ51050BRHLT. Ka diagrame të mira referimi dhe një karikues të integruar të baterisë litium (hapësira është me çmim të lartë).

Meqenëse nuk kishte asnjë mënyrë të mirë për të rregulluar pajisjet elektronike të karikimit Qi në krye, më duhej ta vendosja në pjesën e pasme të tabelës me baterinë. Ndërprerësi është gjithashtu i vendosur në anën e pasme, por kjo sepse është një vend më i mirë për të bashkangjitur një ndërprerës të jashtëm.

Hapi 2: Asambleja e elektronikës

Unë kam rregulluar pothuajse të gjitha pjesët elektronike në foton e parë. Kam lënë jashtë disa nga kondensatorët dhe rezistorët, sepse të gjithë duken shumë të ngjashëm dhe janë të lehtë për t'u përzier ose humbur.

Për të marrë lidhësin në jastëkë, unë do të përdor një klishe lidhëse. Bëra shpejt mbajtësen në figurën e dytë për të mbajtur bordet e qarkut të rreshtuar nën klishe, por ka disa opsione më të lehta në dispozicion, më e thjeshta është kaseta.

Fotografia e tretë tregon klishen e rreshtuar mbi tabelë. Fotografia e katërt tregon njollosjen e pastës së saldimit në vrimat e klisheve. Importantshtë e rëndësishme që klisheja të ngrihet drejt pas aplikimit të saldimit. Kjo foto gjithashtu zbulon mënyrën e improvizuar që po e bëj këtë sepse kurrë nuk kam përdorur një klishe më parë. Herën tjetër nuk do ta blija kornizën. Do të ishte më e lehtë të ngjitni një fletë më të vogël përgjatë njërës skaj pa kornizën, të jetoni dhe të mësoni.

Tani një detyrë e lodhshme dhe e vështirë; vendosni secilën nga pjesët në tabelë me një piskatore. Figura 7 tregon pjesët e vendosura dhe figura 8 i tregon ato të lidhura.

Videoja në vend të figurës së 6 -të tregon procesin e bashkimit. Unë përdor një stacion saldimi me ajër të nxehtë të vendosur në 450C për të shkrirë saldimin pa prishur pjesët, në mënyrë alternative është e mundur të përdorni një furrë saldimi për të bërë të njëjtën gjë. Pas bashkimit të pjesës së poshtme përdorni një multimetër të vendosur në modalitetin e vazhdimësisë për të kontrolluar për pantallona të shkurtra midis kunjave ngjitur në IC. Kur të gjendet një e shkurtër, përdorni një hekur bashkues për ta tërhequr atë nga çipi dhe për ta thyer atë.

Kur bashkoni kështu, është e rëndësishme të ngrohni ngadalë pllakën për disa minuta para se të shkoni në shkrirje. Përndryshe goditja termike mund të shkatërrojë pjesët. Unë do të sugjeroj të shikoni udhëzimet më të hollësishme nëse nuk jeni të njohur me këtë metodë.

Tjetra, është e nevojshme të lidhni spiralën me lidhësin 2 tela dhe ta mbani atë mbi bazën e karikimit. Nëse gjithçka shkoi mirë, drita jeshile e ngarkimit duhet të ndizet për rreth një sekondë, pastaj fikeni. Nëse një bateri është e lidhur, drita jeshile e ngarkimit duhet të qëndrojë e ndezur derisa të përfundojë karikimin.

Pasi karikimi të funksionojë siç pritej, është i njëjti proces për të ngjitur pjesën e sipërme të bordit. Një shënim për LED -të në figurën 9, ka një shenjë të vogël në pjesën e poshtme të LED -ve për të treguar orientimin. Ana nga e cila del linja e vogël është skaji i ngushtë i trekëndëshit në skemën LED. Importantshtë e rëndësishme ta kontrolloni këtë për secilën LED të montimit në sipërfaqe që përdorni sepse shenjat mund të ndryshojnë midis prodhuesve të ndryshëm.

Hapi 3: Programimi dhe Testimi i Elektronikës

Përdorni një AVRISP mkII për të programuar mikrokontrolluesin (shtyjeni dhe mbani ndërrimin gjatë klikimit të ngarkimit në Arduino IDE). Alsoshtë gjithashtu e mundur që ta përdorni atë vetëm për të djegur ngarkuesin normal dhe përdorni lidhjen serike në pjesën e pasme të orës me një kabllo FTDI. Por duke anashkaluar ngarkuesin dhe programuar drejtpërdrejt me AVR ISP mkII, kodi fillon më shpejt me ndezjen.

I kam bashkangjitur kodin edhe këtij hapi. Nëse dikush dëshiron të shikojë më thellë, unë kam komentuar kodin për të shpjeguar se çfarë bën secila pjesë. Struktura e përgjithshme e kodit është një makinë shtetërore. Çdo shtet ka një pjesë të kodit që drejton, si dhe kushtet për të kaluar në një gjendje të ndryshme.

Pjesa më e madhe e kodit që kontrollon kunjat I/O kontrollon drejtpërdrejt regjistrat, është pak më e vështirë të lexohet, por mund të jetë deri në 10x më e shpejtë në ekzekutim sesa dixhitale. Shkruani ose Lexoni.

Hapi 4: Konfigurimi i përpunimit

Instalimi i përpunimit për kutinë e orës është mjaft kompleks dhe kërkon një përgatitje të mirë.

Mulliri që po përdor është një Othermill v2 (tani quhet Bantam Tools) me një çantë për fiksimin e gishtit. Kapëset më lejojnë të mbaj pjesën e punës nga anët, të cilën e përdor për konfigurimin e parë.

Përpunimi i orës bëhet në tre konfigurime. Instalimi i parë sapo ka kapur materialin fillestar në shtratin CNC dhe mulliri pret formën e brendshme të orës dhe heq pak nga sipërfaqja. Konfigurimi i softverit të përpunimit mund të shihet në foton e 6 -të.

Konfigurimi i dytë kërkon një pajisje fikse për të mbajtur kutinë e orës nga brenda, kështu që është e mundur të pritet e gjithë pjesa e sipërme e jashtme e orës. Pajisja me porosi mund të shihet në foton e parë me një pamje të shpërthyer në foton e dytë. Pjesa e vogël qendrore ka një vrimë të përgjuar, kështu që kur një vidë shtrëngohet, ajo e heq copën dhe i fut dy pjesët anësore në kutinë e orës, duke e mbajtur atë në vend. Softueri i përpunimit për konfigurimin e dytë shihet në figurën 7.

Konfigurimi i tretë kërkon një pajisje tjetër me porosi për të mbajtur orën; kjo është pak më e thjeshtë. Pajisja përbëhet nga një bazë dhe një copë që futet brenda orës. Pjesa brenda orës regjistrohet me dy shtylla në bazë dhe vida në vend për të mbajtur kasën e orës me kokë poshtë.

I përpunova pjesët e fiksimit nga copa më të mëdha alumini dhe i lashë të lidhura me skeda. Pasi të jenë përpunuar të dyja anët, unë i pres skedat me një sharrë rrotulluese dhe i lëmoj ato të qetë.

Kam përfshirë skedarët fusion360 CAD që kam përdorur për të bërë të gjitha pjesët (përfshirë kutinë e orës dhe çelësin anësor), por përdorni gjykimin tuaj nëse përpiqeni t'i bëni pjesët. Unë nuk jam përgjegjës nëse diçka shkon keq dhe prishet.

Një këshillë për t'i bërë pajisjet më të sakta: përpunoni çdo pjesë që ndërlidhet me makinën dhe më pas vendoseni në vendin përfundimtar dhe më pas përpunojeni në dimensionet përfundimtare. Kjo siguron që shumë gabime të vogla të mos përzihen dhe të mbajnë kutinë e orës në vendin e gabuar. Kjo njohuri ju solli nga një grumbull skrap alumini.

Hapi 5: Përpunimi i rastit

Boshllëku fillestar i aluminit mund të shihet në foton e parë. Unë përdor një sharrë vrimë 1-1/4 për të hequr qendrën, kjo kursen mjaft kohë për përpunim.

Siç u përmend në hapin e mëparshëm, ka 3 konfigurime për përpunimin e rastit. Vendosja e parë pas përpunimit shihet në figurën 2. Unë së pari përdor 1 1/8 "mulli fundor (të sheshtë në pjesën e poshtme) për të hequr pjesën më të madhe të materialit. Pastaj kaloj në një mulli fundor 1/32" për të prerë vidën 4 vrima. Për të prerë fijet në vrimat e vidhave, atëherë përdor një mulli fije M1.6 (nga mjetet Harvey). Cilësimet specifike që përdor janë të përfshira në skedarin Fusion360 CAD.

Figura 3 tregon konfigurimin e dytë me përpunimin e përfunduar dhe fotografia e katërt tregon konfigurimin e tretë para përpunimit.

Vendosja e dytë është përpunuar duke përdorur një mulli fundor 1/8 "për të hequr shpejt pjesën më të madhe të materialit, atëherë unë përdor një mulli topi 1/8" (fundi i rrumbullakët) për të prerë sipërfaqet e lakuara. Operacionet janë të njëjta edhe për konfigurimin e tretë.

Konfigurimi i dytë kërkon përdorimin e një mjeti tjetër të specializuar, një sharre me prerje 3/4 me një arbor të modifikuar kështu që mund të përshtatet ngushtë me mbajtësen e kutisë së orës. Sharra e prerë rrotullohet me 16500 RPM dhe lëviz me 30 mm/min. Kjo shpejtësi shtyn atë që është e aftë për Othermill, kështu që mund të jetë e nevojshme ta ngadalësoni edhe më shumë. Ky hap tregohet në videon e mësipërme.

Nëse jeni duke kërkuar të mësoni më shumë për specifikat në lidhje me përpunimin e CNC, unë do t'ju tregoj në NYC CNC në YouTube, Ata bëjnë një punë më të mirë se unë kurrë këtu.

Vetëm për referencë për ata që e dinë se çfarë do të thotë, cilësimet e përdorura në mullin tjetër v2 për mullirin 1/8 janë 16400 RPM (163.5 m/min), 300 mm/min, 1 mm thellësi të prerjes dhe 1.3 mm gjerësi prerje.

Për shkak se mulliri tjetër nuk ka lartësi të mjaftueshme z për ta mbajtur orën në anën e tij, më duhet të bëj me dorë vrimat për brezin e orës dhe vrimën për ndërprerësin anësor. Për të ndihmuar në gjetjen e tyre në anët me formë të parregullt të orës, unë printova 3D disa udhëzues, të parë në fotot 5-7. Për të ndihmuar në saktësinë e shpimit është e rëndësishme që të futni stërvitjen sa më shumë që të jetë e mundur në kapak; kjo e bën më të vështirë për bitin të endet.

Vrima e kalimit anësor është një formë jo-rrethore, kështu që ka nevojë për rafinim pasi të filloni me stërvitjen, e cila bëhet duke përdorur skedarë zviceranë. Duke përdorur calipers, unë mat vrimën aktuale dhe e fut atë në dimensionin e duhur. Vrima duhet të jetë 4.6 mm nga sipërfaqja e sipërme, 3.8 mm nga sipërfaqja e poshtme dhe 25.8 mm nga pika më e largët e secilës grykë. Unë sugjeroj të shikoni Clickspring në YouTube për frymëzim ndërsa regjistroni vrimën.

Hapi 6: Përpunimi i ndërprerësit anësor

Skedarët e përdorur në këtë hap u përfshinë në skedarin zip përsëri në konfigurimin e përpunimit.

Ndërprerësi anësor është i përpunuar shumë i ngjashëm me kutinë MechWatch. Isshtë bluar me një mulli fundor 1/8 "duke përdorur të njëjtat cilësime si rasti. Tjetra përdorni një mulli topi 1/8" në sipërfaqet e lakuara, të njëjtat cilësime si më parë.

Konfigurimi i dytë shihet në fotografitë 3-4 para dhe pas përpunimit. 1/8 "mulli fundor, 1/8" mulli topi, 1/32 "fund mulli pastaj m1.6 mulli fije. (Ka një vrimë të filetuar për ta mbajtur atë në çelësin në tabelë).

Unë e përpunoj kalimin nga një pjesë më e madhe alumini për dy arsye. Arsyeja e parë është kështu që unë mund të shtrëngoj anët dhe jo rastësisht të bluaj copën që e mban. E dyta është kështu kur e vendos në çarë për operacionin e tretë mund të shtrëngohet akoma (shiko figurën 5).

Hapi 7: Përpunimi i rastit mbrapa

Fundi i orës është bërë nga akrilik, duhet të jetë jo metalik për shkak të karikimit induktiv. Unë përdor disa prerje alumini për ta ndarë atë nga buza (secila me trashësi 12,7 mm) dhe shirit të dyanshëm për ta mbajtur atë në vend.

Për shkak se plastika është shumë më e lehtë për tu përpunuar sesa alumini, është e mundur të jeni më agresiv me cilësimet e CNC. Duke filluar me një mulli fundor 1/8 "cilësimet janë 16500 RPM, shpejtësia e prerjes 600 mm/min, thellësia e prerjes 1.5 mm dhe gjerësia e prerjes 1 mm. Për të prerë detajet e imta përdorni një mulli fundor 1/32" me cilësimet e njëjta por 0.25 mm thellësi të prerjes dhe.3 mm gjerësi të prerjes.

Pasi e ktheva një kruese dhëmbësh nga një dërrasë (duhet të përdor stok më të hollë, por kjo është ajo që kam) e kam orën mbaruar. Ka formën e elektromagnetit të prerë në të për ta mbajtur orën të hollë.

Për ta hequr nga shtrati, vendos një çelës allen në slotin t dhe ngadalë ngrihem lart, duke lëvizur në pikën tjetër kur fillon të lirohet.

Hapi i fundit është marrja e një stërvitjeje dhe butësisht kundërvëni vrimat në anën e poshtme. Unë e bëj këtë duke e kthyer stërvitjen pak me dorë. E kam më të lehtë të mbaj në qendër dhe nën kontroll.

Përsëri skedarët e përdorur në këtë hap u përfshinë në skedarin zip përsëri në konfigurimin e përpunimit.

Hapi 8: Kuvendi i shikimit

Ky është hapi më shpërblyes, marrja e të gjitha pjesëve dhe montimi i tyre në orën përfundimtare. Të gjitha pjesët e rregulluara (pa brezin e orës 24 mm të gjerë dhe shiritat e pranverës me diametër të gjatë 24 mm 1.5 mm) shihen në figurën 1.

Pjesa e parë është e ndërlikuar pasi unazat me diametër 40 mm që kam porositur janë në të vërtetë më afër 37 mm, kështu që ato duhet të shtrihen dhe instalohen shpejt. Përdorni fundin e një çelësi Allen për ta shtypur në vend duke e rrotulluar përgjatë brazdës siç shihet në figurën 2.

Kur unaza O është e vendosur siç duhet, shtypni kristalin (diametër 40 mm 1.5 mm trashësi) në kutinë e orës. Unaza o duhet ta mbajë atë në vend ndërsa është pothuajse e padukshme.

Tani është koha për të instaluar pajisjet elektronike. Së pari, fshijeni pjesën e brendshme të kristalit me një leckë pa garzë dhe vendosni pajisjet elektronike në kuti, duke i kushtuar vëmendje çelësit për të mbajtur orientimin drejt. PCB duhet të vendoset fort në kasë, por nëse është e lirshme mund të fiksohet me një pikë të vogël super zam në çelës për ta mbajtur atë në vend.

Pasi të futen pajisjet elektronike, çelësi anësor futet në vrimë dhe mbi çelësin e montuar në PCB. Një vidë e vendosur M1.6 mban të dy pjesët së bashku siç shihet në figurën 4.

Tjetra, kabllot më të gjata në spirale duhet të palosen dhe të futen aty ku nuk do të fërkojnë asnjë kontakt elektrik të ekspozuar.

Hapi i parafundit është mbyllja e gjithçkaje dhe ngjitja e kutisë plastike me 4 vida M1.6. Importantshtë e rëndësishme t'i kushtohet vëmendje që forma në pjesën e pasme të përputhet me formën e spirales. Mund të jetë e nevojshme të ndryshoni vendosjen e telit në mënyrë që të përshtatet më mirë.

Hapi i fundit është të lidhni brezin e orës duke përdorur shufrat e pranverës me lëshim të shpejtë (figurat 8-9). Në varësi të grupit të zgjedhur, mund të jetë e nevojshme të modifikoni grupin për të punuar me shufrat e pranverës. Për brezin e rrjetës së peshkaqenëve të treguar, unë përdor hapëse teli për të krijuar një vrimë të vogël për të akomoduar mekanizmin e lëshimit të shpejtë.

Hapi 9: Shënimet përfundimtare

Ora tani ka përfunduar!

Vetëm disa shënime: çelësi anësor ndonjëherë mund të ngjitet pak, për ta rregulluar këtë mund të jetë e nevojshme të zmadhoni vrimën ose të rregulloni vendndodhjen e ndërprerësit duke liruar vidën e vendosur, duke e mbajtur çelësin pranë trupit dhe duke e shtrënguar përsëri vidhos.

Për të ngarkuar orën, bëra një mbajtës karikimi të personalizuar bazuar në ngarkuesin Adafruit Qi (https://www.adafruit.com/product/2162) të parë në foton e dytë, por kjo është një temë për një herë tjetër.

Çfarëdo ngarkuesi të zgjidhet, është e rëndësishme të theksohet se asnjë metal nuk mund të jetë midis spirales dhe ngarkuesit. Për shkak se grupi që zgjodha është metal, duhet të shkojë rreth karikuesit

Faleminderit që lexuat deri në fund, shpresoj se keni mësuar diçka. Jam i lumtur të ndaj MechWatch pas muajsh në përgatitje.

Çmimi i Parë në Konkursin e Orëve