MechWatch - арнайы сандық сағат: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

MechWatch - бұл Arduino -ның икемділігі жағынан артықшылықтары бар етіп жасалған сағат, бірақ мен оның мүмкіндігінше кәсіби түрде жасалғанын сезгім келді. Осы мақсатта нұсқаулық беттік электрониканы (дәнекермен байланысы жоқ) және CNC фрезерлік жабдықты қолданады.

Мен екінші суреттегі иллюстрациямен уақыттың қалай оқылатынынан бастаймын. Екі жарықдиодты сақина бар, олардың бірі-сағат тілі, екіншісі-сағат тілінің аналогтық бетіндегі сияқты 1-12 аралығында көрсететін минуттық тіл. Минуттық қол 5 минуттық қадаммен ғана қозғала алатындықтан, кез келген бір минутты көрсететін 4 бөлек жарық диоды бар. Үшінші суретте мысал ретінде сағат 9:41 көрсетілген.

Сағаттардың өзара әрекеттесуі құлақтарға қарай (алға/артқа) сырғытатын екі жақты қосқыш арқылы жүзеге асады. Уақытты орнату үшін:

1. сөндіргішті жарық сөнгенше басып тұрыңыз. Босатылған кезде уақыт жыпылықтайды және сағатты өзгерту үшін қосқышты жоғары/төмен итеруге болады

2. Минуттарды дәл осылай орнатуға ауысу үшін қосқышты қайтадан шамдар сөнгенше басып тұрыңыз

3. Уақытты үнемдеу үшін қосқышты шамдар қайтадан сөнгенше басып тұрыңыз

4. Егер сіз уақытты түймені баспай ұзақ уақыт күтіп отырсаңыз, сағат еш өзгерісті сақтамай ұйықтап қалады

Бұл нұсқаулық толық сағатты қалай жасау керектігін көрсетеді және барлық бастапқы файлдарды ұсынады.

1 -қадам: электроника дизайны

Бұл қадам электрониканың ерекшеліктерін көрсетеді. Бірінші сурет - бұл электрлік схема, онда барлық бөліктер қалай көрсетілген. Екінші суретте тақтаның қалай орналасқаны көрсетілген, жоғарғы жағы қызыл, асты көк.

Электрониканың барлық бөлшектері мен оларды сатып алатын жердің нақты есепшотына қызығушылық танытқандар үшін мен барлығын ұзын тізім бойынша жылжытпай, сілтемелері бар excel файлын тіркедім.

Мен контурлық эстетикамен схеманың үстіңгі бөлігін салыстырмалы түрде таза ұстағым келді, сондықтан мен микроконтроллерді ортаға қойып, РТК, Кристалл мен оның айналасындағы резисторларды орналастырдым. Светодиодтар сыртын қоршап алады, тіпті сыртындағы іздер дөңгелек дизайн эстетикасын көрсетеді.

Светодиодтарды микроконтроллермен байланыстыру үшін оларды торға орналастыруға болады, оларды басқару үшін 12 цифрлық енгізу -шығару түйреуіштері қажет. Мен уақытты үнемдеу үшін нақты уақыт сағатын (RTC) қолданғым келеді, сондықтан мен қуатты үнемдеу үшін микроконтроллерді терең ұйқыға қоя аламын. РТЖ микроконтроллерге қарағанда әлдеқайда аз қуатты пайдаланады, бұл зарядтардың арасында 5 күнге дейін уақыт береді. Микроконтроллермен байланысу үшін RTC I2C байланысын қажет етеді. Мен ATMEGA328P таңдадым, себебі ол осы талаптарды қанағаттандырады және мен оны қолдануды жақсы білемін (ол көптеген Arduino -да қолданылады).

Сағатпен әрекеттесу үшін пайдаланушыға қандай да бір қосқыш қажет, сондықтан мен серіппелердің көмегімен орталыққа оралатын екі жақты жылжымалы қосқышты таптым. Сыртқы жылжымалы қосқыш бұранданың көмегімен электр қосқышына бекітіледі.

Мен бәрін қуаттандыру үшін литий батареясын және оны қайта зарядтау үшін Qi индуктивті зарядтауды қолдануды шештім. Мен сағаттарды зарядтау үшін кез келген коннекторды қолданудан аулақ болғым келді, себебі олар кір мен суды кіргізетін тесіктерді ұсынады және теріге жақын болғандықтан уақыт өте келе коррозияға ұшырайды. Деректер парақтарын кез келген адам қалағаннан көп оқығаннан кейін, мен BQ51050BRHLT -те тұрдым. Онда жақсы анықтамалық диаграммалар мен кіріктірілген литий зарядтағыш бар (бос орын өте жақсы).

Жоғарыда Qi зарядтау электроникасын ұйымдастырудың жақсы әдісі болмағандықтан, мен оны батареямен тақтаның артына қоюға тура келді. Коммутатор да артқы жағында орналасқан, бірақ бұл сыртқы қосқышты бекіту үшін жақсы орын.

2 -қадам: электрониканы құрастыру

Мен бірінші суреттегі электроника бөлшектерінің барлығын дерлік орналастырдым. Мен конденсаторлар мен резисторлардың бірнешеуін тастап кеттім, себебі олардың барлығы өте ұқсас, оларды араластыру немесе жоғалту оңай.

Дәнекерлегішке дәнекер алу үшін мен дәнекерлік трафаретті қолданамын. Мен екінші суреттегі ұстағышты трафареттің астына туралау үшін жасадым, бірақ бірнеше қарапайым опциялар бар, олардың ең қарапайымы - таспа.

Үшінші суретте тақтаға салынған трафарет көрсетілген. Төртінші суретте трафареттің тесіктеріне дәнекерленген пастаны жағу көрсетілген. Дәнекерленгеннен кейін трафаретті жоғары көтеру маңызды. Бұл фотосурет мұны қалай жасайтынымды көрсетеді, өйткені мен бұрын трафарет қолданған емеспін. Келесіде мен жақтауды сатып алмас едім. Кішкене парақты жақтаусыз бір жиекке таспамен жабу оңайырақ болар еді, өмір сүру және үйрену.

Енді жалықтыратын және қиын міндет; бөлшектердің әрқайсысын пинцетпен тақтаға қойыңыз. 7 -суретте орналастырылған бөлшектер көрсетілген, ал 8 -суретте олардың дәнекерленгендігі көрсетілген.

6 -суреттің орнына бейне дәнекерлеу процесін көрсетеді. Мен бөлшектерге кедергі келтірместен дәнекерлеу үшін 450С температурада ыстық дәнекерлеу станциясын қолданамын, кезекпен дәл солай істеу үшін дәнекерлеу пешін қолдануға болады. Төменгі жағын дәнекерлегеннен кейін, IC -дегі іргелес түйреуіштер арасындағы қысқа тұйықтарды тексеру үшін үздіксіздік режиміне орнатылған мультиметрді қолданыңыз. Қысқасы табылғанда, дәнекерлеуішті қолданып, оны чиптен сүйреп апарып, сындырыңыз.

Дәнекерлеу кезінде балқытуға кірер алдында тақтаны бірнеше минут бойы баяу қыздыру керек. Әйтпесе, жылу соққысы бөлшектерді бұзуы мүмкін. Егер сіз бұл әдіспен таныс болмасаңыз, мен егжей -тегжейлі нұсқауларды қарауды ұсынамын.

Әрі қарай, катушканы 2 сымды қосқышқа қосып, зарядтау негізінің үстінде ұстау қажет. Егер бәрі ойдағыдай болса, онда жасыл заряд шамы бір секундқа жанып, сөнуі керек. Егер батарея қосылған болса, зарядтаудың жасыл шамы зарядтау аяқталғанша жанып тұруы керек.

Зарядтау күткендей жұмыс істегеннен кейін, тақтаның үстіңгі жағын дәнекерлеу процесі бірдей. 9 -суреттегі светодиодтарға арналған ескерту, бағдарды көрсету үшін светодиодтардың төменгі жағында шағын белгі бар. Кішкене сызықтың шығатын жағы - жарықдиодты схемадағы үшбұрыштың тар шеті. Мұны сіз қолданатын әр беттік жарықдиодты жарықтандыру үшін тексеру маңызды, себебі таңбалау әр түрлі өндірушілерде әр түрлі болуы мүмкін.

3 -қадам: Электрониканы бағдарламалау және тестілеу

Микроконтроллерді бағдарламалау үшін AVRISP mkII пайдаланыңыз (Arduino IDE жүктеуді басу кезінде ауысымды басып тұрыңыз). Сонымен қатар, оны жүктеушіні қалыпты күйде күйге келтіру үшін және FTDI кабелі арқылы сағаттың артқы жағындағы сериялық қосылымды пайдалану үшін де қолдануға болады. Бірақ жүктеушіні айналып өту және AVR ISP mkII-мен тікелей бағдарламалау арқылы код қосылған кезде код тезірек басталады.

Мен бұл қадамға кодты тіркедім. Егер біреу тереңірек қарағысы келсе, мен әр бөліктің не істейтінін түсіндіру үшін кодқа түсініктеме бердім. Кодтың жалпы құрылымы - мемлекеттік машина. Әр штатта жұмыс істейтін код бөлігі және басқа күйге көшу шарттары бар.

Енгізу -шығару түйреуіштерін басқаратын кодтың көп бөлігі регистрлерді тікелей басқарады, оқу қиынырақ, бірақ цифрлыққа қарағанда 10 есе жылдам орындалуы мүмкін.

4 -қадам: өңдеуді реттеу

Сағат корпусының өңделуі өте күрделі және жақсы дайындықты қажет етеді.

Мен қолданатын диірмен - саусақ қысқыш жиынтығы бар Othermill v2 (қазір Bantam Tools деп аталады). Қысқыштар маған бірінші баптауда қолданылатын жұмыс бөлігін екі жағынан ұстауға мүмкіндік береді.

Сағатты өңдеу үш қондырғыда орындалады. Алғашқы қондырғыда бастапқы материал CNC төсегіне бекітілген, ал диірмен сағаттың ішкі пішінін кесіп алып, бетін аздап алып тастайды. Өңдеу бағдарламалық жасақтамасын 6 -суреттен көруге болады.

Екінші қондырғыға сағат корпусын ішінен ұстап тұру үшін реттелетін қондырғы қажет, сондықтан сағаттардың үстіңгі сыртын кесуге болады. Арнайы қондырғыны бірінші суретте, екінші суретте жарылған көрініспен көруге болады. Кішкене ортаңғы бөлікте тесік тесік бар, сондықтан бұранда қатайған кезде ол бөлікті көтереді және екі бүйір бөлікті сағат корпусына күштеп бекітеді. Екінші орнатуға арналған өңдеу бағдарламасы 7 -суретте көрсетілген.

Үшінші қондырғы сағатты ұстау үшін басқа реттелетін қондырғыны қажет етеді; бұл сәл қарапайым. Бекіткіш негіз мен сағаттың ішіне кіретін бөліктен тұрады. Сағаттың ішіндегі бөлік тіреуіште екі тірек бар және сағат корпусын төңкеріп қою үшін бұрандалары бар.

Мен арматура бөлшектерін алюминийдің үлкен бөліктерінен өңдеп, оларды ілгектермен байланыстырдым. Екі жағы өңделгеннен кейін мен ілгектерді айналдыратын арамен кесіп, тегістеп тегістеймін.

Мен барлық бөлшектерді (сағаттар мен бүйірлік қосқышты қоса) жасау үшін қолданған fusion360 CAD файлдарын қостым, бірақ егер сіз бөлшектерді жасауға тырыссаңыз, өз пікіріңізді қолданыңыз. Егер бірдеңе дұрыс болмай, бұзылса, мен жауапты емеспін.

Арматураны дәлірек етуге арналған кеңес: алдымен машинамен байланысатын кез келген бөлікті өңдеңіз, содан кейін оны соңғы орынға қойыңыз, содан кейін оны соңғы өлшемдерге дейін өңдеңіз. Бұл көптеген кішігірім қателіктердің сағат корпусын дұрыс емес жерде ұстамауын қамтамасыз етеді. Бұл білім сізге алюминий үйіндісімен келді.

5 -қадам: Істі өңдеу

Бастапқы алюминий қабығын бірінші суретте көруге болады. Мен ортаны алу үшін 1-1/4 дюймдік араны қолданамын, бұл өңдеу уақытын едәуір үнемдейді.

Алдыңғы қадамда айтылғандай, корпусты өңдеуге арналған 3 қондырғы бар. Өңдеуден кейінгі алғашқы қондырғы 2 -суретте көрсетілген. Мен алдымен материалдың көп бөлігін алып тастау үшін 1 1/8 дюймдік фрезерді (төменгі жағында тегіс) қолданамын. Содан кейін 4 бұранданы кесу үшін 1/32 дюймдік диірменге ауысамын. тесіктер. Бұрандалы тесіктердегі жіптерді кесу үшін мен M1.6 жіп диірменін қолданамын (Харви құралдарынан). Мен қолданатын арнайы параметрлер Fusion360 CAD файлында бар.

3 -суретте өңдеу аяқталған екінші қондырғы көрсетілген, ал 4 -суретте өңдеу алдында үшінші қондырғы көрсетілген.

Екінші қондырғы материалдың көп бөлігін тез кетіру үшін 1/8 дюймдік диірмен көмегімен өңделеді, содан кейін қисық беттерді кесу үшін 1/8 дюймдік диірменді (дөңгелек ұшы) қолданамын. Үшінші орнату үшін де операциялар бірдей.

Екінші қондырғы басқа мамандандырылған құралды қолдануды талап етеді, ол 3/4 дюймдік арамен модификацияланған арбамен қапсырма ұстағышына тығыз орналасады. Аралау арасы 16500 айн/мин жылдамдықпен айналады және 30 мм/мин жылдамдықпен қозғалады. Бұл жылдамдық Басқа диірменнің қабілеттілігін итермелейді, сондықтан оны одан да баяулату қажет болуы мүмкін. Бұл қадам жоғарыдағы бейнеде көрсетілген.

Егер сіз CNC өңдеудің ерекшеліктері туралы көбірек білгіңіз келсе, мен сізге YouTube -тегі CNC CNC нұсқаймын, олар бұл жерде мен істегеннен де жақсы жұмыс жасайды.

Бұл нені білдіретінін білетіндер үшін, v2 басқа диірменде 1/8 дюймдік диірмен үшін қолданылатын параметрлер 16400 айн/мин (163,5 м/мин), 300 мм/мин, кесу тереңдігі 1 мм және ені 1,3 мм. кесу

Басқа диірменде сағатты бүйірінде ұстап тұру үшін z биіктігі жеткіліксіз болғандықтан, мен сағаттарға арналған тесіктерді және бүйірлік қосқыштың тесіктерін қолмен бұрғылауым керек. Оларды сағаттың біркелкі емес бүйірлерінен табуға көмектесу үшін мен 5-7 суреттерде көрсетілген кейбір нұсқаулықтарды басып шығардым. Бұрғылау дәлдігіне көмектесу үшін бұрғылау ұңғысын патронға мүмкіндігінше жақынырақ алу маңызды; бұл биттердің адасуын қиындатады.

Бүйірлік қосқыштың тесігі дөңгелек емес пішінді, сондықтан оны швейцариялық файлдардың көмегімен жасалатын бұрғылауды бастағаннан кейін тазарту қажет. Калибрлерді қолдана отырып, мен ағымдағы тесікті өлшеп, оны дұрыс өлшемге жіберемін. Тесік жоғарғы бетінен 4,6 мм, төменгі бетінен 3,8 мм және әр құлақтың ең алыс нүктесінен 25,8 мм қашықтықта орналасуы керек. Мен тесікті толтыру кезінде шабыт алу үшін YouTube -те Clickspring -ті көруді ұсынамын.

6 -қадам: Бүйірлік қосқышты өңдеу

Бұл қадамда пайдаланылған файлдар өңдеуді қайта орнату кезінде zip файлына қосылды.

Бүйірлік қосқыш MechWatch корпусына өте ұқсас өңделген. Ол 1/8 дюймдік фрезермен өңделеді, сол кездегі параметрлерді қолдана отырып. Алдыңғы тәрізді қисық беттерде 1/8 дюймдік диірменді пайдаланыңыз.

Екінші орнату 3-4 суреттерде өңдеуге дейін және кейін көрінеді. 1/8 дюймдік диірмен, 1/8 допты диірмен, 1/32 дюймдік диірмен, содан кейін M1.6 жіп диірмені. (Тақтадағы қосқышқа бекіту үшін бұрандалы тесік бар).

Мен қосқышты алюминийдің үлкен бөлігінен екі себеппен өңдеймін. Бірінші себеп - мен бүйірлерді қыса аламын және кездейсоқ оны ұстап тұрған бөлікті тегістемеймін. Екіншісі - мен оны үшінші операцияға арналған ұяға салғанда, оны әлі де қысуға болады (5 суретті қараңыз).

7 -қадам: Істі қайта өңдеу

Сағаттың төменгі жағы акрилден жасалған, индуктивті зарядтауға байланысты металл емес болуы керек. Мен оны алюминиймен кесіп тастаймын (оның қалыңдығы 12,7 мм) және оны ұстап тұру үшін екі жақты таспа.

Пластмассаны өңдеу алюминийден әлдеқайда жеңіл болғандықтан, CNC параметрлерінде агрессивті болады. 1/8 дюймдік фрезадан бастап, параметрлер - 16500 айн/мин, кесу жылдамдығы 600 мм/мин, кесу тереңдігі - 1,5 мм, ені 1 мм. Жіңішке бөлшектерді кесу үшін 1/32 дюймдік фрезерді қолданыңыз. бірдей параметрлер, бірақ кесу тереңдігі 0,25 мм және кесу ені.3 мм.

Тіс тазартқышты бөренеден айналдырғаннан кейін (мен жұқа қойманы қолданған жөн, бірақ менде бар) сағатты аяқтадым. Ол сағатты жұқа ұстау үшін электромагниттік пішінге ие.

Оны төсектен алып тастау үшін мен ұяшыққа аллен кілтін салып, ақырын көтеремін, ол босатыла бастаған кезде келесі нүктеге өтеді.

Соңғы қадам - бұрғылау ұңғысын алу және төменгі жағындағы тесіктерді абайлап бұру. Мен мұны бұрғылау ұшын қолмен айналдырамын. Менің ойымша, орталықта және бақылауда ұстау оңайырақ.

Тағы да осы қадамда пайдаланылған файлдар өңдеуді қайта орнату кезінде zip файлына қосылды.

8 -қадам: сағат жиналысы

Бұл барлық бөлшектерді алып, оларды соңғы сағатқа жинаудың ең пайдалы қадамы. Барлық реттелген бөлшектер (минус 24 мм ені сағат белбеуі мен ұзындығы 24 мм диаметрі 1,5 мм жылдам шығарылатын серіппелі жолақтар) 1 суретте көрсетілген.

Бірінші бөлік қиын, себебі мен тапсырыс берген диаметрі 40 мм сақиналар 37 мм-ге жақын, сондықтан оларды тез созып, орнату қажет. 2 -суретте көрсетілгендей ойық бойымен айналдыру арқылы оны орнына қою үшін Аллен кілтінің ұшын пайдаланыңыз.

Сақинаны дұрыс орнатқан кезде кристалды (қалыңдығы 40 мм диаметрі 1,5 мм) сағат корпусына мықтап басыңыз. Ол сақина оны көрінбейтін күйінде ұстап тұруы керек.

Енді электрониканы орнататын кез келді. Алдымен, кристаллдың ішкі жағын түксіз матамен сүртіңіз және бағытты түзу ұстау үшін кілтке назар аударыңыз. ПХД корпуста мықтап отыруы керек, бірақ егер ол бос болса, оны ұстап тұру үшін кілтке супер желімнің кішкене тамшысымен бекітуге болады.

Электроника кіргеннен кейін, бүйірлік қосқыш саңылау арқылы және ПХД -ге орнатылған қосқыштың үстіне орнатылады. M1.6 бұрандалы бұрандасы 4 суретте көрсетілгендей екі бөлікті біріктіреді.

Әрі қарай, катушкалардағы ұзынырақ кабельдерді бүктеп, бекітілген жерге қою керек, олар ашық контактілерді ысқыламайды.

Соңғы қадам - бәрін жабу және пластикалық қаптаманы 4 M1.6 бұрандамен қайта бекіту. Артқы жағындағы пішін катушка пішініне сәйкес келетініне назар аударған жөн. Сымның орналасуын жақсарту үшін оны бұрау қажет болуы мүмкін.

Соңғы қадам-жылдам босатылатын серіппелі жолақтардың көмегімен сағат белдеуін бекіту (8-9 суреттер). Таңдалған жолаққа байланысты, серіппелі жолақтармен жұмыс істеу үшін жолақты өзгерту қажет болуы мүмкін. Көрсетілген акула торының жолағы үшін мен сым кескіштерді пайдаланып, жылдам босату механизмін орналастыру үшін кішкене тесік жасаймын.

9 -қадам: Қорытынды жазбалар

Сағат енді аяқталды!

Бірнеше ерлі-зайыптылар ескертеді: бүйірлік қосқыш кейде жабысқақ болуы мүмкін, оны түзету үшін бұранданы бұрап босатып, қосқышты корпустың жанында ұстап, қайта қысу арқылы саңылауды үлкейту немесе ауыстырғыштың орнын реттеу қажет болуы мүмкін. бұрау.

Сағатты зарядтау үшін мен екінші суретте көрсетілген Adafruit Qi зарядтағышына (https://www.adafruit.com/product/2162) негізделген арнайы зарядтау стендін жасадым, бірақ бұл басқа тақырып.

Қандай зарядтағыш таңдалса да, катушка мен зарядтағыш арасында ешқандай металл бола алмайтынын ескеру қажет. Мен таңдаған топ металл болғандықтан, зарядтағышты айналып өту керек

Соңына дейін оқығаныңыз үшін рахмет, сіз бірдеңе білдіңіз деп үміттенемін. Бірнеше ай өткеннен кейін MechWatch -пен бөлісуге қуаныштымын.

Сағат байқауының бірінші жүлдесі