MechWatch - Xüsusi Rəqəmsal Saat: 9 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

MechWatch, Arduinonun rahatlıq baxımından üstünlüklərinə sahib olmaq üçün hazırladığım bir saatdır, amma bacardığım qədər peşəkar şəkildə hazırlanmasını və hiss edilməsini istəyirdim. Bunun üçün bu təlimatlandırıcı kifayət qədər inkişaf etmiş səth montaj elektronikası (lehimlə əlaqəsi yoxdur) və CNC freze avadanlıqlarından istifadə edir.

Vaxtın necə oxunduğu ilə başlayacağam, ikinci şəkildəki bir təsvirlə. İki LED halqası var, biri saat əli, digəri isə saat əqrəbi kimi işləyir, analog saat üzündə olduğu kimi 1-12 arasıdır. Dəqiqə əli yalnız 5 dəqiqəlik addımlarla hərəkət edə biləcəyi üçün hər bir dəqiqəni göstərmək üçün 4 ayrı LED var. Nümunə olaraq üçüncü şəkil 9:41 göstərən saatı göstərir.

Saat qarşılıqlı əlaqəsi, qollara doğru sürüşən tərəfdə (irəli/geri) iki tərəfli keçid vasitəsi ilə həyata keçirilir. Vaxtı təyin etmək üçün:

1. işıqlar sönənə qədər düyməni basıb saxlayın. Sərbəst buraxıldıqda zaman yanıb -sönəcək və saatı dəyişdirmək üçün keçid yuxarı/aşağı itələ bilər

2. Dəqiqələri eyni qaydada təyin etmək üçün işıqlar sönənə qədər düyməni yenidən basıb saxlayın

3. Zamana qənaət etmək üçün işıqlar yenidən sönənə qədər düyməni basıb saxlayın

4. Düyməni basmadan vaxtı təyin edərkən çox uzun gözləsəniz, saat heç bir dəyişikliyi saxlamadan yuxuya gedəcək

Bu təlimat, tam bir saatın necə ediləcəyini və lazım olan bütün mənbə fayllarını təmin edir.

Addım 1: Elektronika Dizaynı

Bu addım elektronikanın xüsusiyyətlərini təsvir edir. İlk şəkil, bütün hissələrin necə təsvir edildiyini göstərən elektrik sxemidir. İkinci şəkil, lövhənin necə düzəldildiyini göstərir, üstü qırmızı, alt hissəsi mavi.

Bütün elektronika hissələri üçün materialların dəqiq hesablanması və satın aldığım yerlə maraqlanan hər kəs üçün, hər kəsin uzun siyahı ilə sürüşməsini yerinə, bağlantıları olan bir Excel faylı əlavə etmişəm.

Ardıcıl bir dizayn estetiği ilə elektron lövhənin üst hissəsini nisbətən aydın tutmaq istədim, buna görə mikro nəzarətçini ortasına qoydum və ətrafındakı RTC, Crystal və rezistorları düzdüm. LEDlər kənarı əhatə edir və hətta ətrafdakı izlər dairəvi dizayn estetikasını əks etdirir.

LED -lərin mikrokontrolörlə əlaqələndirilməsi üçün onları idarə etmək üçün 12 rəqəmsal I/O pimi tələb olunan bir şəbəkədə yerləşdirilə bilər. Vaxt saxlamaq üçün real vaxt saatı (RTC) istifadə etmək istəyirəm, buna görə gücə qənaət etmək üçün mikro nəzarətçini dərin yuxuya qoya bilərəm. RTC, mikrokontrolördən xeyli az enerji sərf edir və şarjlar arasında 5 günə qədər vaxt verir. Mikro nəzarətçi ilə əlaqə qurmaq üçün RTC I2C əlaqəsini tələb edir. ATMEGA328P -ni seçdim, çünki bu tələbləri yerinə yetirir və artıq istifadə etməyi bilirəm (bir çox Arduinoda da istifadə olunur).

İstifadəçinin bir növ açar ehtiyacı olan saatı ilə əlaqə qurmaq üçün yaylardan istifadə edərək mərkəzə qayıdan iki tərəfli sürüşmə açarı tapdım. Xarici bir sürüşmə açarı elektrik açarına bir vida istifadə edərək bağlanır.

Hər şeyi gücləndirmək üçün lityum batareyadan və onu doldurmaq üçün Qi induktiv şarjından istifadə etmək qərarına gəldim. Saatı doldurmaq üçün hər hansı bir bağlayıcıdan istifadə etməkdən çəkinmək istədim, çünki kir və suyu içəri buraxmaq üçün açıqlıqlar təqdim edirlər və dəriyə çox yaxın olduqları üçün zaman keçdikcə korroziyaya uğrayacaqlar. Hər kəsin istəyəcəyindən daha çox məlumat vərəqi oxuduqdan sonra BQ51050BRHLT -də məskunlaşdım. Yaxşı istinad diaqramları və quraşdırılmış lityum batareya şarj cihazına malikdir (yer mükafatlıdır).

Üst hissədə Qi şarj elektronikasını düzəltməyin gözəl bir yolu olmadığından, onu batareya ilə lövhənin arxasına taxmalı oldum. Açar da arxa tərəfdədir, amma bunun səbəbi xarici bir keçid bağlamaq üçün daha yaxşı bir yerdir.

Addım 2: Elektronika Quraşdırması

İlk şəkildəki elektronikanın demək olar ki, hamısını düzəltmişəm. Bir neçə kondansatör və rezistoru buraxdım, çünki hamısı çox oxşardır və qarışdırmaq və ya itirmək asandır.

Lehimləri yastiqciklərə qoymaq üçün bir lehim şablonu istifadə edəcəyəm. Dövr lövhələrini trafaretin altına hizalamaq üçün tez bir şəkildə ikinci şəkildəki tutucunu düzəltdim, amma bir neçə daha asan variant var, ən sadə lentdir.

Üçüncü şəkil, lövhənin üzərində hizalanmış şablonu göstərir. Dördüncü şəkil, lehim pastasının şablonun deliklərinə sürtülməsini göstərir. Lehim tətbiq edildikdən sonra şablonun yuxarı qaldırılması vacibdir. Bu fotoşəkil, bunu əvvəllər heç bir şablon istifadə etmədiyim üçün bunu necə etdiyimi göstərir. Növbəti dəfə çərçivəni almazdım. Kiçik bir vərəqi çərçivəsiz bir kənara yapışdırmaq, yaşamaq və öyrənmək daha asan olardı.

İndi yorucu və çətin bir iş; hər bir hissəni bir cımbız ilə lövhəyə qoyun. Şəkil 7 yerləşdirilmiş hissələri, şəkil 8 isə onların lehimlənməsini göstərir.

6 -cı şəklin yerinə qoyulan video lehimləmə prosesini göstərir. Parçaları narahat etmədən lehimi əritmək üçün 450C -ə qoyulmuş isti hava lehimləmə stansiyasından istifadə edirəm, alternativ olaraq eyni şeyi etmək üçün bir lehimləmə sobasından istifadə etmək mümkündür. Dibini lehimlədikdən sonra, IC -də bitişik sancaqlar arasındakı şortları yoxlamaq üçün davamlılıq rejiminə qoyulmuş bir multimetr istifadə edin. Qısa tapıldıqda, çipdən uzaqlaşdırmaq və qırmaq üçün bir lehimləmə dəmiri istifadə edin.

Bu cür lehimləmə zamanı, əriməyə girməzdən əvvəl taxtanı bir neçə dəqiqə yavaş -yavaş qızdırmaq vacibdir. Əks təqdirdə, istilik şoku hissələri məhv edə bilər. Bu üsulla tanış deyilsinizsə, daha ətraflı təlimatlara baxmağı təklif edərdim.

Sonra, bobini 2 telli bağlayıcıya bağlamaq və şarj bazası üzərində tutmaq lazımdır. Hər şey yaxşı gedirsə, yaşıl şarj işığı təxminən bir saniyə yanmalı və sonra sönməlidir. Batareya bağlıdırsa, şarj bitənə qədər yaşıl şarj lampası yanmalıdır.

Şarj gözlənildiyi kimi işlədikdən sonra, lövhənin üst tərəfini lehimləmək də eyni prosesdir. Şəkil 9 -da LED -lər üçün bir qeyd, oriyentasiyanı göstərmək üçün LED -lərin altındakı kiçik bir işarə var. Kiçik xəttin çıxdığı tərəf, LED sxemindəki üçbucağın dar ucudur. İstifadə etdiyiniz hər bir yerüstü LED üçün bunu yoxlamaq vacibdir, çünki işarələr fərqli istehsalçılar arasında dəyişə bilər.

Addım 3: Elektronika Proqramlaşdırma və Test

Mikro nəzarətçini proqramlaşdırmaq üçün AVRISP mkII istifadə edin (Arduino IDE -də yükləmə düyməsini basıb saxlayın). Yükləyicini normal olaraq yandırmaq və FTDI kabeli ilə saatın arxasındakı serial bağlantısını istifadə etmək üçün də istifadə etmək mümkündür. Ancaq önyükleyicini aşaraq və birbaşa AVR ISP mkII ilə proqramlaşdırmaqla kod açıldıqda kod daha sürətli başlayır.

Kodu da bu addıma əlavə etdim. Hər kəs daha dərindən baxmaq istəsə, hər hissənin nə etdiyini izah etmək üçün kodu şərh etdim. Kodun ümumi quruluşu bir dövlət maşınıdır. Hər bir dövlətin işlədiyi bir kod parçası və fərqli bir vəziyyətə keçmə şərtləri var.

I/O sancaqlarını idarə edən kodların çoxu qeydləri birbaşa idarə edir, oxumaq bir az çətindir, lakin rəqəmsaldan 10 qat daha sürətli ola bilər. Yaz və ya Oxu.

Addım 4: İşləmə Quraşdırması

Saat qutusu üçün işləmə quruluşu olduqca mürəkkəbdir və yaxşı hazırlıq tələb edir.

İstifadə etdiyim dəyirman, barmaq sıxma dəsti olan Othermill v2 (indi Bantam Tools adlanır). Kelepçeler, iş parçasını ilk quraşdırma üçün istifadə etdiyim tərəflərdən tutmağa imkan verir.

Saat emalı üç qurğuda aparılır. İlk qurğunun başlanğıc materialı CNC yatağına bərkidilir və dəyirman saatın iç formasını kəsir və səthinin bir hissəsini çıxarır. İşləmə proqramının qurulmasını 6 -cı şəkildə görə bilərsiniz.

İkinci quraşdırma, saat qutusunu içəridən tutmaq üçün xüsusi bir armatur tələb edir, buna görə də saatın bütün üst kənar formasını kəsmək mümkündür. Xüsusi qurğunu birinci şəkildə, ikinci şəkildəki partlamış görünüşlə görmək olar. Kiçik orta hissədə vurulmuş bir çuxur var, buna görə də bir vida sıxıldıqda parçanı qaldırır və iki yan hissəni saat kassasına sıxışdıraraq yerində saxlayır. İkinci quraşdırma üçün emal proqramı Şəkil 7 -də göstərilmişdir.

Üçüncü quraşdırma saatı tutmaq üçün başqa bir xüsusi armatur tələb edir; bu biraz daha asandır. Armatur, saatın içərisinə daxil olan bir baza və parçadan ibarətdir. Saat içərisindəki parça, baza üzərində iki dirək və saat korpusunu tərs tutmaq üçün vintlər ilə qeyd olunur.

Armatur parçalarını daha böyük alüminium parçalardan emal etdim və onları lövhələrlə bağladım. Hər iki tərəf işləndikdən sonra lövhələri bir sürüşmə mişarı ilə kəsdim və hamarlaşdırdım.

Bütün hissələri hazırlamaq üçün istifadə etdiyim fusion360 CAD fayllarını daxil etdim (saat çantası və yan keçid də daxil olmaqla), ancaq hissələri düzəltmək istəsəniz öz mülahizənizi istifadə edin. Bir şey səhv gedirsə və pozulursa, məsuliyyət daşımıram.

Armaturları daha dəqiq etmək üçün bir işarə: əvvəlcə maşınla əlaqəli olan hər hansı bir hissəni işləyin və sonra son yerə qoyun və sonra son ölçülərə qədər işləyin. Bu, bir çox kiçik səhvlərin saat korpusunu səhv yerdə saxlamamasını təmin edir. Bu məlumat alüminium yığınları ilə sizə gətirildi.

Addım 5: Davanın işlənməsi

Başlanğıc alüminium boşluğu ilk şəkildə görə bilərsiniz. Mərkəzdən çıxarmaq üçün 1-1/4 deşik mişarından istifadə edirəm, bu işləmə vaxtına xeyli qənaət edir.

Əvvəlki addımda qeyd edildiyi kimi, işin işlənməsi üçün 3 quraşdırma var. İşlənmədən sonra ilk quraşdırma şəkil 2 -də görülür. Əvvəlcə materialın çox hissəsini çıxarmaq üçün 1 1/8 "uclu dəyirmanı (altda düz) istifadə edirəm. Sonra 4 vidayı kəsmək üçün 1/32" uçlu dəyirmana keçirəm. deşiklər. Vida deliklərində ipləri kəsmək üçün M1.6 iplik dəyirmanı istifadə edirəm (Harvey alətlərindən). İstifadə etdiyim xüsusi parametrlər Fusion360 CAD sənədindədir.

Şəkil 3, emal bitmiş ikinci qurğunu, 4 -cü şəkil emaldan əvvəl üçüncü quruluşu göstərir.

İkinci qurğu, materialın çox hissəsini tez bir zamanda çıxarmaq üçün 1/8 "bit freze istifadə edərək işlənir, sonra əyri səthləri kəsmək üçün 1/8" top dəyirmanı (yuvarlaq uc) istifadə edirəm. Üçüncü quraşdırma üçün də əməliyyatlar eynidır.

İkinci quraşdırma, başqa bir xüsusi vasitənin, dəyişdirilmiş bir çubuqlu 3/4 kəsmə mişarının istifadəsini tələb edir, belə ki, saat çantasının tutucusuna sıx uyğunlaşa bilər. Dilimləmə mişarı 16500 RPM -də fırlanır və 30 mm/dəqdə hərəkət edir. Bu sürət Digər dəyirmanın nəyə qadir olduğunu itələyir, ona görə də daha da yavaşlatmaq lazım ola bilər. Bu addım yuxarıdakı videoda göstərilmişdir.

CNC emalı ilə bağlı xüsusiyyətlər haqqında daha çox məlumat əldə etmək istəyirsinizsə, sizi YouTube -da NYC CNC -yə göstərəcəyəm, burada edə biləcəyimdən daha yaxşı bir iş görürlər.

Yalnız bunun nə demək olduğunu bilənlər üçün, 1/8 bit freze üçün digər freze v2 -də istifadə olunan parametrlər 16400 RPM (163.5 m/dəq), 300 mm/dəq, 1 mm kəsmə dərinliyi və 1.3 mm eni kəsmək

Digər dəyirmanın saatı yan tərəfində tutmaq üçün kifayət qədər z hündürlüyü olmadığından, saat bandı üçün delikləri və yan keçid üçün deliyi əl ilə qazmalıyam. Onları saatın düzensiz formalı tərəflərində tapmağa kömək etmək üçün 5-7-ci şəkillərdə görünən bəzi bələdçiləri çap etdim. Qazma dəqiqliyinə kömək etmək üçün matkapı bacaya mümkün qədər daxil etmək vacibdir; bu, azğınlığın gəzməsini çətinləşdirir.

Yan keçid çuxuru dairəvi olmayan bir formadadır, buna görə də İsveçrə sənədlərindən istifadə edərək qazmağa başladıqdan sonra təmizlənməlidir. Kaliperlərdən istifadə edərək cari çuxuru ölçürəm və düzgün ölçüyə verirəm. Çuxur üst səthdən 4.6 mm, alt səthdən 3.8 mm və hər qolun ən uzaq nöqtəsindən 25.8 mm məsafədə olmalıdır. Deliyi doldurarkən ilham üçün YouTube -da Clickspring -ə baxmağı təklif edirəm.

Addım 6: Yan açarın işlənməsi

Bu addımda istifadə olunan fayllar, emal quruluşunda yenidən zip faylına daxil edildi.

Yan keçid MechWatch korpusuna çox bənzəyir. Kassa ilə eyni parametrləri istifadə edərək 1/8 "bit freze ilə öğütülür. Daha sonra əyri səthlərdə 1/8" top dəyirmanı istifadə edin, əvvəlki parametrlər.

İkinci quraşdırma, emaldan əvvəl və sonra 3-4 şəkillərdə görülür. 1/8 "son dəyirman, 1/8" top dəyirman, 1/32 "son dəyirman sonra M1.6 iplik dəyirmanı. (Lövhədəki açarı tutmaq üçün yivli bir çuxur var).

İki səbəbdən açarı daha böyük bir alüminiumdan hazırlayıram. Birinci səbəb budur ki, yanları sıxacam və təsadüfən tutan parçanı dəyirməyim. İkincisi, üçüncü əməliyyat üçün yuvaya yerləşdirdiyim zaman hələ də sıxıla bilər (şəkil 5 -ə baxın).

Addım 7: Davanın Geri İşlənməsi

Saatın alt hissəsi akrilikdən hazırlanmışdır, induktiv şarj səbəbindən metal olmamalıdır. Kenarından (hər biri 12.7 mm qalınlığında) boşluq qoymaq üçün bir az alüminium kəsiklər və yerində saxlamaq üçün iki tərəfli lent istifadə edirəm.

Plastikin işlənməsi alüminiumdan daha asan olduğundan CNC parametrləri ilə daha aqressiv olmaq mümkündür. 1/8 bit freze ilə başlayaraq, ayarlar 16500 RPM, 600 mm/dəq kəsmə dərəcəsi, 1,5 mm kəsmə dərinliyi və 1 mm eni kəsmədir. İncə detalları kəsmək üçün eyni parametrlər lakin 0,25 mm kəsik dərinliyi və.3 mm kəsik eni.

Bir diş çubuğunu bir logdan döndərdikdən sonra (daha incə ehtiyat istifadə etməliyəm, amma əlimdədir) saatın arxası bitdi. Saatı incə saxlamaq üçün kəsilmiş elektromaqnit formasına malikdir.

Yataqdan çıxarmaq üçün t yuvasına bir açar qoydum və gevşetməyə başladıqda növbəti nöqtəyə keçərək yumşaq bir şəkildə yuxarı qaldırdım.

Son addım, bir qazma ucu almaq və alt tərəfdəki delikləri yumşaq bir şəkildə havalandırmaqdır. Bunu qazmağı əllə çevirərək edirəm. Mərkəzdə və nəzarət altında olmağı daha asan görürəm.

Yenə bu addımda istifadə olunan fayllar emal quruluşunda yenidən zip faylına daxil edildi.

Addım 8: Montajı izləyin

Bu, bütün hissələri götürüb son saata yığaraq ən sərfəli addımdır. Bütün tənzimlənmiş hissələr (eksi 24 mm genişlikdə saat bandı və 24 mm uzunluğunda 1,5 mm diametrli tez açılan yay çubuqları) şəkil 1 -də göstərilmişdir.

Sifariş verdiyim 40 mm diametrli halqalar əslində 37 mm-ə yaxın olduğu üçün birinci hissə çətindir, buna görə də tez uzanmalı və quraşdırılmalıdır. Şəkil 2 -də göründüyü kimi yiv boyunca yuvarlanaraq yerinə basılması üçün Allen düyməsinin ucundan istifadə edin.

O-üzük düzgün oturduqda, kristalı (40 mm diametri 1,5 mm qalınlığı) saat korpusuna sıxın. O halqa, demək olar ki, görünməz olduğu halda, yerində saxlamalıdır.

İndi elektronikanı quraşdırmağın vaxtı gəldi. Birincisi, kristalın içini tiftiksiz bir parça ilə silin və oriyentasiyanı düz saxlamaq üçün açara diqqət yetirərək çantanın içərisindəki elektronikanı yerləşdirin. PCB bu vəziyyətdə möhkəm oturmalıdır, ancaq boş olarsa, onu tutmaq üçün açarın üstünə kiçik bir damla super yapışqan ilə bərkidilə bilər.

Elektronika daxil olduqdan sonra, yan keçid çuxurdan və PCB -yə quraşdırılmış açarın üstündən keçir. Bir M1.6 vidası, şəkil 4 -də göründüyü kimi iki parçanı bir araya gətirir.

Bundan sonra, bobindəki daha uzun kabellər, açılmış elektrik təmaslarını sürtməyəcəyi yerə qatlanmalı və yapışdırılmalıdır.

Sonuncu addım hamısını bağlamaq və plastik qutunu 4 M1.6 vintlə geri bağlamaqdır. Arxa tərəfdəki formanın bobin şəkli ilə üst -üstə düşdüyünə diqqət yetirmək vacibdir. Telin yerləşdirilməsini daha yaxşı uyğunlaşdırmaq üçün düzəltmək lazım ola bilər.

Son addım, tez açılan yay çubuqlarından istifadə edərək saat bandını bağlamaqdır (şəkillər 8-9). Seçilən banddan asılı olaraq, yay çubuqları ilə işləmək üçün bandın dəyişdirilməsi lazım ola bilər. Göstərilən köpəkbalığı mesh bandı üçün, tez buraxma mexanizmini yerləşdirmək üçün kiçik bir çuxur yaratmaq üçün tel kəsicilərdən istifadə edirəm.

Addım 9: Son Qeydlər

Saat artıq bitdi!

Yalnız bir neçə qeyd: yan keçid bəzən bir az yapışqan ola bilər, bunu düzəltmək üçün, vintini gevşetməklə, açarı gövdəyə yaxın tutaraq və yenidən bərkitməklə çuxuru genişləndirmək və ya keçid yerini tənzimləmək lazım ola bilər. vida etmək

Saatı doldurmaq üçün ikinci şəkildəki Adafruit Qi şarj cihazının (https://www.adafruit.com/product/2162) ətrafında xüsusi bir şarj dayağı düzəltdim, amma bu başqa vaxt üçün mövzudur.

Hansı şarj cihazı seçilsə də, bobin və şarj cihazı arasında heç bir metal ola bilməyəcəyini qeyd etmək vacibdir. Seçdiyim qrup metal olduğundan, şarj cihazının ətrafında dolaşmaq lazımdır

Sona qədər oxuduğunuz üçün təşəkkürlər, ümid edirəm bir şey öyrəndiniz. Aylar keçdikdən sonra MechWatch -ı paylaşmaqdan məmnunam.

Saat Yarışmasında Birinci Mükafat