Сызықтық сағат (MVMT 113): 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Fusion 360 жобалары »

Дипак Чопра сізге не айтса да, уақыт сызықты. Бұл сағат бәріміз үйренген шеңберге қарағанда шындыққа жақынырақ деп үміттенемін. Бес минуттық интервал минутқа дейінгі дәлдікке қарағанда невротикалық сезімге ие емес және әр сан ұлғайтылған, бұл сізге қазіргі уақытқа назар аударуды еске салады.

Мен мұны Pier 9 -дағы барлық машиналарды қолдандым (су ағатын, құмды жарғыш, лазерлік кескіш, 3D принтер, электроника зертханасы және т.б.). Ол 6061 алюминийден, болаттан жасалған бұйымдардан (бұрандалар, жаңғақтар, мойынтіректер), 3D басып шығарылған редукторлардан, Arduino Uno және сағат пен минут тақталары лазермен кесілген / оюланған фанерден жасалған.

Әрине, мен білемін, бұл жоба мұндай дүкенге кіру мүмкіндігі жоқ барлық адамдар үшін қол жетімді емес, бірақ сіз оны шабыттандырады деп үміттенемін.

Fusion 360 студенттер мен әуесқойлар үшін ақысыз және онда көптеген білім беру қолдау бар. Егер сіз менің жұмысымның 3D моделін үйренгіңіз келсе, менің ойымша, бұл нарықтағы ең жақсы таңдау. Тіркелу үшін төмендегі сілтемелерді басыңыз:

Оқушы/тәрбиеші

Хобби/стартап

Мен сонымен қатар жылжымалы бөлшектері бар 3D модельдеу жобаларына қатысты вебинар сабақтарының сериясын жүргіздім. Бұл вебинарларда сіз Fusion 360 -тың жетілдірілген механикалық жинақтары (екі немесе одан да көп буындардың өзара әрекеттесуін білдіреді) және бейнелеу сияқты мүмкіндіктерін үйренесіз. Соңғы вебинар Fusion 360 -та осы сағат дизайнын модельдеуге бағытталған. Сіз бұл бейнені мына жерден көре аласыз:

Егер сізді қызықтыратын болсаңыз, осы сериядағы басқа екі вебинарды қараңыз, онда сіз үлкен түйме шамы мен Arduino көмегімен мәңгілік сағатты құрастыруды үйренесіз.

1 -қадам: 507 механикалық қозғалыстар

507 Механикалық қозғалыстар - бұл 1860 -шы жылдардағы жалпы механизмдердің энциклопедиясы, ол мұндай нәрсеге жақсы сілтеме болып табылады. Бұл механизм «Rack and Pinion» 113 -ші қозғалысқа негізделген. Бұл ұзақ жоба, сондықтан егер сізде нақты механизм болса, мен жасағым келеді, түсініктемелерде сұраныс жасаңыз!

2 -қадам: Дизайн және 3D моделі

Жоғарыдағы бейне - бұл жобаның тіреуіш пен пиниондық дизайн бөлігінде жасаған вебинардың жазбасы.

Дизайнды анықтаудың ең қиын бөлігі тірек пен тісті доңғалақты құрастыру болды. Редукторларға арналған математика өте күрделі болуы мүмкін (шын мәнінде, тек осы себептен де редукторларды құрастыратын инженерлер бар), бірақ Роб Дуарттың Youtube -тегі керемет оқулығына сүйене отырып, мен өзімнің соңғы нұсқасымен жұмыс істейтін шаблон жасадым. Fusion үшін Spur Gear қондырмасының.

Жоғарыдағы бейне сізге тірек пен пионды құрастыру процесін көрсетеді, бірақ егер сіз егжей -тегжейлі оқығыңыз келсе, 5 сәуірде «Design Now in Making in Motion» вебинарына қосылыңыз. Егер сіз вебинарды жіберіп алсаңыз, бұл Мен жазамын, мен видеоны осында орналастырамын.

Үлгіде (төмендегі сілтеме) жоғарыда көрсетілген барлық параметрлер бар. Мен мұнда математикаға кірмеймін, бірақ егер сіз нұсқауларды орындасаңыз, ол сіз үшін жұмыс істеуі керек.

ADD-INS> Сценарийлер мен қондырмалар …> Spur Gear> Іске қосу бөліміне өту арқылы Spur Gear қондырмасын пайдаланыңыз. Жоғарыда көрсетілген терезені алған кезде параметрлерді енгізіңіз. Тістердің саны сізге параметрді пайдалануға мүмкіндік бермейді, сондықтан оны өзгертсеңіз, тістіңNum мәніне сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Сондай -ақ, жоғарыда көрсетілгендей аталған параметрлерді 1 -ге көбейту керек.

Есіңізде болсын, редуктор дайын болғаннан кейін оны Fusion кез келген басқа объектілер сияқты өңдеуге болады.

Бейне демонстрацияда көрсетілгендей, бұл параметрлерді қолдана отырып, тіс профилін қалай құруға болатынының мысалы.

Міне, Fusion -да жеке тірек пен пион жасау үшін қолдануға болатын үлгіге сілтемелер:

Параметрлері бар үлгі:

Тіректер мен тісті доңғалақтар анықталғаннан кейін мен моторларды, қосқыштарды және басқа электронды бөлшектерді модельдеуге көп уақыт жұмсадым, содан кейін барлық бөлшектерді анықтадым. Жоғарыда сипатталған қозғалыс сілтемесінің көмегімен мен оның қозғалыста қалай болатынын жақсы суретке түсіре алдым.

Сіз төмендегі сілтеме арқылы файлға қол жеткізе аласыз, онымен ойнай аласыз немесе файлдан өзіңіздің жеке нұсқаңызды жасауға тырысасыз. Бөлшектерді дайындағаннан кейін сәл бұралу мен өзгерту болды, сондықтан барлық бөлшектерді лазермен кесіп, дайын өнімге ие боламын деп күтпеңіз. Бұл жоба қымбат болды және көп уақытты қажет етті! Егер сіз шынымен байыпты болсаңыз және көмекке мұқтаж болсаңыз, төменде түсініктеме беріңіз, мен сізді жіберу үшін бар күшімді саламын.

Аяқталған сағат дизайны:

Егер сіз әлі Fusion 360 қолданушысы болмасаңыз, менің тегін 3D басып шығару класына жазылыңыз. Бұл Fusion -дағы апаттық курс, және 2 -сабақта Fusion -ды тегін алу үшін қажет барлық ақпарат бар.

3 -қадам: 01.12.12020 ЖАҢАРТУ

Бірінші прототипті жасағаннан кейін мен дизайнды жақсартудан бастадым. Электроника тобындағы менің әріптестерімнің бірі қозғалтқыштарды басқаруға арналған арнайы схеманы құрды, сонымен қатар позицияны анықтауға көмектесетін магниттік сенсорлар бар (магниттерден рельстерге бекітілген).

Модельдегі барлық компоненттердің бөлшек нөмірлері бар, олардың көпшілігі McMaster Carr немесе DigiKey. Бұл әлдеқайда жақсы дизайн, себебі ол толық ұзартылған кезде рельстің салмағынан пайда болатын проблеманы болдырмайды және магнит сенсорының индекстелуі қозғалтқыштар қозғалған сайын дұрыс орналасуды қамтамасыз етеді.

Толық Fusion 360 құрастыру:

4 -қадам: Жабдық

• Панельдер: 6мм қалыңдығы 6061 алюминий (фанера да жұмыс істейтін шығар)
• Сан тақтасы: 3 мм фанера
• Arduino Uno:
• Adafruit мотор қалқаны:
• 5V Stepper Motors: https://www.adafruit.com/products/858 (мен олардың орнына 12В қозғалтқыштарды қолдануды ұсынар едім)
• Шектік қосқыштар (4):
• Лездік қосқыштар (2):

5 -қадам: Электроника және бағдарламалау

Электроника Arduino Uno және Adafruit Motor Shield көмегімен жасалады.

Міне, мен қалай жұмыс жасағым келетіні туралы негізгі идея:

1. Құрылғы қосылған кезде, степперлер тіректерді сол жақтағы шектік қосқыштар іске қосылғанша артқа қарай іске қосады. Бұл позицияны нөлге орнатады. Содан кейін қадамшылар тіректерді алға қарай 1 сағат тақтасында және 00 минуттық тақтада ортасына дейін алға қарай жүргізеді.
2. Сағат пен минутты ортаға қойғаннан кейін тіректер уақыт бойынша алға жылжиды. Толық позиция төменгі жылдамдықпен әр 5 минут сайын, ал толық позиция жоғарғы жағында сағат сайын қозғалады.
3. Тіректерді бір позицияға (шамамен 147 қадам) алға жылжыту үшін уақытша қосқыштар (6-7 түйреуіштер), содан кейін сағат санауды жалғастырыңыз.
4. Сағаттық және минуттық қозғалыстарда жолақтарды сол жақ шектік қосқыштарға қайтаратын және оларды нөлге қайтаратын есептегіштер бар, олар сағат 12 -ден, ал минуттар 55 -тен асады.

Мен кодпен нақты не істеу керектігін әлі түсінбеймін. Мен оны теориялық түрде Randofo -дан алынған кодпен жұмыс істедім. Бұл код минуттық жолақты 200 мс сайын бір қадам алға жылжытады (менің ойымша) шектік қосқыштардың бірі іске қосылғаннан кейін. Бұл жұмыс істейді, бірақ мен бұл жерде жасаған негізгі жұмысымнан тез өтіп кетемін. Бұл қарапайым Arduino қолданушысы үшін өте оңай мәселе сияқты көрінеді, бірақ мен тек жылына бір рет жобамен айналысамын, және мен жасаған сайын мен соңғы жобада білгенімнің бәрін ұмытып кетемін.

/*************************************************************

Motor Shield Stepper демонстрациясы, Рэнди Сарафан

Қосымша ақпарат алу үшін қараңыз:

www.instructables.com/id/Arduino-Motor-Shi…

*************************************************************/

#қосу #қосу #қосу «утилитасы/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h»

// Қозғалтқыш экраны объектісін әдепкі I2C адресімен жасаңыз

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Немесе, оны басқа I2C адресімен жасаңыз (мысалы, жинақтау үшін) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// бір айналымға 200 қадаммен қадамдық қозғалтқышты қосыңыз (1,8 градус)

// №2 мотор портына (M3 және M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

жарамсыз орнату () {

// сериялық қосылуды бастау Serial.begin (9600); // pin2-ді кіріс ретінде конфигурациялаңыз және pinMode ішкі тартқыш резисторын қосыңыз (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // Сериялық кітапхананы 9600 бит/ с жылдамдықпен орнатыңыз

Serial.println («Stepper test!»);

AFMS.begin (); // әдепкі 1.6 кГц жиілікте құру

//AFMS.begin(1000); // НЕМЕСЕ басқа жиілікпен, мысалы 1КГц myMotor1-> setSpeed (100); // 10 айн/ мин}

void loop () {

// батырманың мәнін int sensVV = digitalRead айнымалы мәніне оқыңыз (2); sensorVal == LOW; int delayL = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println («Минут ++»); // myMotor1-> қадам (1640, АРТҚА, ҚОС); for (int i = 0; i қадам (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println («Hours ++»); myMotor1-> step (1615, Алға, екі есе);

// myMotor2-> қадам (1600, АРТҚА, ҚОС);

myMotor2-> қадам (220, АЛҒА, ҚОС); // кешіктіру (delayL); } басқа {

//Serial.println( Қос катушкалар қадамдары »);

myMotor1-> қадам (0, АЛҒА, ҚОС); myMotor1-> қадам (0, АРТҚА, ҚОС); }}

6 -қадам: негізді жинаңыз

Негіз екі пластинадан жасалған, оларды бір -бірімен ұстайтын аралықтар бар. Бұрандалар табаққа бекітілген тесіктер арқылы бекітіледі. Бұл сызбадағы 6-нөмір- бұл 3D басып шығарылған тағы бір бөлік, ол аралық қозғалтқыштардың қуат терминалына арналған бесік.

7 -қадам: лездік қосқыштарды қосыңыз

Уақытша қосқыштар, Arduino және шектік қосқыштар алдыңғы тақтаға бекітіледі, сондықтан өзгерістер енгізу үшін электроникаға қол жеткізу оңай- артқы тақтаны алыңыз, сонда сіз бәріне қол жеткізе аласыз.

8 -қадам: бекіту тақтасы мен шектеу қосқыштарын қосыңыз

Бекіту тақтасы тіректерге арналған шектегіштер мен мойынтіректер жинағын ұстайды. Бұл бөлік электрониканы өңдеу кезінде бірге бола алады.

9 -қадам: Stepper Motors & Gears қосыңыз

Қадамдық қозғалтқыштар панельге бұрандалы тесіктер арқылы M4 бұрандалармен бекітіледі, ал 3D басып шығарылған редукторлар қозғалтқыш тіректеріне басылады. Мен оларды тегістеу және тазарту үшін триггер қысқышын қолдандым.

10 -қадам: тіректерді қосыңыз

Тартпаларда екі шарикті мойынтіректерге бекітілген ойықтары бар. Мойынтіректер мен слоттар арасында кішкене алшақтық (.1мм) бар, бұл тіректің еркін қозғалуына мүмкіндік береді.

Мойынтіректер маған дәл сәйкес келу үшін арнайы 3D басып шығарылатын аралықтардың арасына салынған. Алдыңғы жағында тіректерді орнында ұстайтын жуғыш рөлін атқаратын тірек табақшасы бар.

11 -қадам: Сағат пен минут жолақтарын қосыңыз

Сағаттық және минуттық жолақтар тіректерге 12 мм аралықтармен бекітіледі, бұл штангалар мен тіректер арасындағы аралықты қамтамасыз етеді.

12 -қадам: үлкейткіштерді қосыңыз

Үлкейткіштер - бұл мен амазонкадан тапқан арзан қалта лупалары. Олар 25 мм аралықтармен барлардың алдыңғы жағынан ығысқан.

13 -қадам: алынған сабақтар

Мен бұл жобамен сызықтық қозғалыс туралы көп нәрсе білдім. Мойынтіректер мен тіректердегі саңылаулар арасындағы төзімділік шамалы болды, сондықтан егер мен оны қайтадан жасайтын болсам, мен оны екіге бөлетін шығармын деп ойлаймын. Саңылаулардың бүйіріндегі алшақтық тым үлкен болды.

Қозғалтқыштар жұмыс істейді, бірақ консоль неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым көп жұмыс істеу керек. Мен 5 В орнына 12 В қадаммен жүретін шығармын.

Кері соққы үлкен болуы керек еді, мүмкін 0,25 мм. Тісті берілістер тіректерге тым қатты түсіп кетті, мен қолданған алғашқы беріліспен.