So'z soati 114 servo tomonidan boshqariladi: 14 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Fusion 360 loyihalari »

114 ta LED nima va u doimo ishlaydi? Siz bilganingizdek, javob - bu so'z soati. 114 LED + 114 servo nima va u doimo harakatda? Javob - bu servo boshqariladigan so'z soati.

Bu loyiha uchun men bir do'stim bilan birlashdim, bu qurilishning katta sa'y -harakatlari tufayli majburiy bo'lib chiqdi. Bundan tashqari, mening elektron va uning mexanik mahorati bir -birini juda yaxshi to'ldirdi. Ommabop soatni moslashtirish g'oyasi bizni oddiy Rojdestvo sovg'asi sifatida tayyorlaganimizda paydo bo'lgan. U erda biz harflarni orqa tomondan oq qog'ozga yozib qo'yish mumkinligini ham payqadik. O'sha paytda bu bizning mahoratli hunarmandchiligimizni yashirish uchun vaqtinchalik echim edi, chunki biz shisha plastinkaning orqa tomoniga harflar qo'yilgan vinil stikerni yopishtirib, pufakchalarga duch keldik. Biz shuni payqadikki, qog'ozni burish paytida qiziqarli effektlarga erishish mumkin, chunki harflar o'lchamlari o'zgarib, xiralashadi. Bu bizni harflar orqa tomondan ekranga chiqariladigan va loyihalashtirilgan tasvir hajmini o'zgartirish uchun oldinga va orqaga siljitish mumkin bo'lgan so'z soati yaratish g'oyasini tug'dirdi. Dastlab biz har bir 114 harfni alohida -alohida ko'chirishni talab qiladigan xarajatlar va harakat tufayli bu loyihani qurishdan biroz bosh tortdik. Shunday qilib, biz vaqtni ko'rsatish uchun ishlatiladigan har bir so'zni oldinga va orqaga siljitish mumkin bo'lgan versiyani yaratish g'oyasini oldik. Biroq, Epilog tanlovi Instructables -da epik loyihalarni so'rashini kutayotganini ko'rib, shuningdek, nisbatan arzonroq servo dvigatellarni topgandan so'ng, biz oxirigacha borishga va har bir harfni servo boshqaradigan to'g'ri versiyani yaratishga qaror qildik.

DIQQAT: Bu bir kunlik qurilish emas!

Sizga ushbu loyihada qanday kuch sarflangani haqida tushuncha berish uchun quyidagi raqamlarga e'tibor bering. Tayyor soat o'z ichiga oladi

• 798 ta 3D bosma modellar (umumiy bosib chiqarish vaqti ~ 200 soat)
• ~ 600 vint + ~ 250 yong'oq va yuvish
• ~ 500 ta sim (umumiy uzunligi ~ 50 m). Servoga ulangan simlarni hisobga olmaganda.

1 -qadam: Dizayn

Soat Autodesk Fusion 360 va Inventor bilan yaratilgan. Ko'rib turganingizdek, soat 114 ta pochta qutilaridan iborat bo'lib, ular servo dvigatellar tomonidan boshqariladigan chiziqli aktuatorlar yordamida harakatlanadi. Har bir pochta qutisida oq PVX plyonkadan qilingan ekranning orqa tomoniga maktubni chiqaradigan LED mavjud. Barcha komponentlar yog'och ramkada joylashgan.

2 -qadam: materiallarni yig'ish

Elektron komponentlar

114x SG90 mikro servo dvigatellari (ebay.de)

Servolarga mashhur "Tower Pro" brendi nomi yozilgan bo'lsa -da, ular arzonroq nokautdir. Biroq, nokautning narxi taxminan 1 evroga teng, chunki 3 evroga qaraganda, bu butun loyihani yanada arzonroq qiladi. Ko'rinib turibdiki, nokautlar ham kamroq tokni tortadi (albatta, bu ham kam momentni nazarda tutadi), bu butun loyiha uchun mos keladigan quvvat manbasini topishni osonlashtirdi.

• 5 m WS2812B LED tasmasi, 60 LED/m (ebay.de)
• 8 x 16 Ch PWM servo haydovchi PCA9685 (ebay.de)
• DS3231 RTC moduli (ebay.de)
• Arduino nano (ebay.de)
• VS1838B IR qabul qilgich + masofadan boshqarish pulti (ebay.de)
• 5 V, 10 A quvvat manbai (ebay.de)
• 20x15 sm uzunlikdagi servo uzatma kabeli (ebay.de)
• yalang'och simga doimiy shahar rozetkasi (conrad.de)
• 300-500 Ohm qarshilik
• 1000 mF kondansatör (> 5 V)

Ramka uchun materiallar

• yog'och panjaralar

  • 2 dona 40 x 10 x 497 mm
  • 2 dona 12 x 12 x 461 mm
  • 2 dona 12 x 12 x 20 mm

• multipleks

  • 2 dona 12 x 77 x 481 mm
  • 2 dona 12 x 84 x 489 mm
• oq PVX folga (700 x 1000 x 0,3 mm) (modulor.de)
• Qalinligi 3 mm bo'lgan 500 x 500 mm HDF plastinka

Vintlar, kabellar va boshqalar

• 228x M2 vintlardek, 8 mm uzunlikdagi + yuvish mashinalari + olti burchakli
• 228x o'z -o'zidan tejamkor vintlardek M2.2, uzunligi 6,5 mm
• har xil yog'och vintlardek
• 50 m, 0,22 mm2 (24 AWG) sim

Bunga qo'shimcha ravishda, bu loyiha katta hajmdagi 3D bosib chiqarish va lehimlashni talab qildi. Orqa plastinka lazer yordamida kesilgan. Ramka dumaloq arra, pichoq va matkap yordamida qurilgan. Har bir yaxshi loyihaga kelsak, biz juda ko'p issiq elim, shuningdek, epoksi va plastmassa elim ishlatardik.

Loyihaning umumiy qiymati taxminan 350 evroni tashkil etdi.

3 -qadam: 3D bosma komponentlar

Xatlar qutilari

Har bir harf qutisi soyali niqob vazifasini bajaradigan 3D bosilgan qopqoqdan va unga LED o'rnatilgan asosiy plastinadan iborat. Asosiy plastinka aktuatorga moslashishga yordam beradigan to'rtta dublonli pinni va LED kabellari orqali oziqlantirish uchun oltita teshikni o'z ichiga oladi. Hammasi bo'lib, balandligi 0,4 mm bo'lgan qora PLA (Formfutura EasyFill PLA) dan bosilgan 228 ta model. Anycubic Kossel Linear Plus -da chop etishning umumiy vaqti harflar uchun 23 soat va taglik plitalari uchun 10 soatni tashkil etdi. Barcha stl fayllarini biriktirilgan zip faylida topish mumkin.

Aktuatorlar

Aktivator dizayni Rojer Rabbit tomonidan ishlab chiqarilgan Lineer Servo Extender -dan moslashtirilgan bo'lib, u juda foydali bo'ldi. Qismlar bir -biriga mahkam o'rnashgani uchun ularni yaxshi 3D printerda chop etish kerak. Kichik qatlam balandligi kichik diametrli diametr kabi muhim emas (0,2 mm yaxshi) (biz 0,4 mm tavsiya qilamiz). Qismlar ko'rsatilgan yo'nalishda chop etilishi kerak. Har bir aktuator 5 ta alohida qismdan iborat, chunki bizga 114 aktuator kerak edi, bu jami 570 qism (!). Ularni chop etish uchun biz bir nechta professional 3D printerlarning (Ultimaker S2+, Ultimaker S5, Lulzbot TAZ6, Sindoh 3D Wox DP200) umumiy quvvatidan foydalanganmiz. Shunday bo'lsa -da, bizda qismlarga juda ko'p muvaffaqiyatsiz izlar bor edi va men sizning o'yin -kulgingiz uchun ba'zi rasmlarni qo'shdim. Umumiy bosib chiqarish vaqti taxminan 150 soatni tashkil etdi (!). Yana stl fayllarini biriktirilgan zip faylida topish mumkin.

4 -qadam: ramkani qurish

Ramka yog'och panjaralar va multipleks taxtalardan yasalgan. Qismlar dumaloq arra va pichoq yordamida kesilgan, so'ngra yog'och elim va yog'och vintlar yordamida biriktirilgan. Yuqori va pastki qopqoq ham chiroyli ko'rinishga ega bo'lish uchun bo'yalgan. Barcha o'lchovlarni o'z ichiga olgan qismlarning batafsil tavsifini biriktirilgan chizmalarda topish mumkin.

5 -qadam: Xatlar qutilarini yig'ish

Pochta qutilarini yig'ish juda ko'p mehnat talab qildi va juda ko'p vaqtni oldi, ayniqsa lehimlash. Chunki har bir qadamingiz 114 marta takrorlanishi kerak.

1. LED tasmasidan 114 ta alohida bo'lakni kesib oling
2. Barcha LED yostiqchalarini qalamlang
3. Har bir LEDni pochta qutisining 3D bosilgan orqa paneliga ulang. LED markazlashtirilgan bo'lishi kerak. Biz uni issiq elim bilan mahkamladik.
4. Keyin biz 3x114 = 442 simlarni tayyorladik, ya'ni uzunligini kesib, uchlarini olib tashlab, kalayladik. Har bir simning uzunligi har birining uzunligi 10 sm edi, oxirgi harfni nuqta bilan bog'laydigan simlar bundan mustasno (~ 25 sm). Bundan tashqari, arduino va quvvat manbaiga ulanadigan birinchi harfga ulangan simlar uzunroq bo'lishi kerak.
5. Simlar yordamida diasion zanjirli LEDlar. Simlar har bir pochta qutisining 3D bosilgan orqa panelidagi teshiklar orqali uzatiladi.
6. Xat qutisining old qopqog'i elim bilan biriktirilgan
7. Aktuator uchun chiziqli tokchaning qismlarini bir -biriga yopishtirish kerak
8. Chiziqli tokcha pochta qutisining orqa tomoniga elim yordamida biriktiriladi

6 -qadam: aktuatorlarni yig'ish

Yana aktuatorlarni yig'ish juda zerikarli protsedura bo'lib, uzoq davom etdi.

1. Kiritilgan vintlar yordamida servo 3D bosilgan korpusga ulang
2. Dumaloq tishli servo biriktirilgan plastik xoch yordamida biriktiriladi, lekin avval xochni kesish va epoksi yordamida tishli qutiga ulash kerak.
3. Berilgan vint yordamida vitesni servoga ulang
4. Chiziqli raftni o'rnatishdan oldin, har bir servo bir xil holatga nolga o'rnatildi
5. Chiziqli tokchani pochta qutisi bilan joylashtirish
6. 3D bosilgan korpusga ikkita M2 oltita yong'oqni joylashtiring, uni keyinchalik orqa panelga yopishtirish uchun ishlatiladi.
7. M2.2 o'z -o'zidan tejamkor vintlar yordamida 3D bosilgan qopqoqli korpusni yoping

Oxir -oqibat, biz yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek, diasiyasi zanjirli aktuatorlarning katta chalkashliklariga duch keldik

7 -qadam: orqa panelni yasash

Orqa plastinka 3 mm qalinlikdagi HDF yog'ochdan mahalliy ishlab chiqaruvchimizdan olingan CO2 lazerli kesgich yordamida lazer bilan kesilgan. Avvaliga biz kontrplakni sinab ko'rdik, lekin barcha komponentlarning og'irligini qo'llab -quvvatlash uchun juda nozik bo'lib chiqdi. Bu holda alyuminiydan foydalanish yaxshiroq bo'lardi, lekin, albatta, qimmatroq va uni CO2 lazer bilan kesish mumkin emas. Orqa panel uchun dxf fayli biriktirilgan.

8 -qadam: Komponentlarni orqa panelga va simlarga ulang

Dastlab, PCA9685 taxtasi, orqa panelga tenglikni to'xtatib qo'yilgan holda ulanishi kerak. Keyin Arduino nano va RTC modulini yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek joylashtirish mumkin. Ikkinchisida biz issiq elim bilan biriktirilgan 3D bosma ushlagichlardan foydalanganmiz. Komponentlar ulanish sxemasida ko'rsatilganidek ulangan. E'tibor bering, har bir PCA9685 -ni terminal bloki orqali alohida quvvatlantirish yaxshiroqdir. Avvaliga biz V+ va GND konnektorlarini zanjir bilan bog'ladik va faqat birinchi kartaning terminal blokini uladik (adafruit sahifasida tavsiya etilganidek), lekin bu holda barcha oqim birinchi platadan o'tadi va biz MOSFETni yoqib yuboramiz. teskari himoya davri. Servo kabellari ko'rsatilgan elektron jadval ham mavjud. Servo uchun uzatma kabellari kerak bo'lganda ishlatiladi. E'tibor bering, har bir PCA9685 uchun adafruit sahifasida tushuntirilganidek, har xil I2C manzillarini belgilash kerak.

Keyin aktuatorlar 228x M2 vintlar yordamida orqa panelga ulangan. Ish yana monoton edi, lekin u tugagandan so'ng, soat allaqachon shakllana boshladi. Shuningdek, biz servo kabellarni iloji boricha yaxshi tashkil qilishga harakat qildik, lekin oxir -oqibat kabellar juda tartibsiz edi.

Quvvat shahar kabelini orqa panel orqali etkazib berish va uni terminal blokiga ulash orqali ta'minlandi.

9 -qadam: orqa panelni ramkaga ulash

Barcha komponentlar o'rnatilgandan va kabellar tartibga solingandan so'ng, biz 6x M4 vintlar yordamida orqa panelni ramkaga biriktirdik. Afsuski, biz barcha kabellarni joylashtirish uchun juda kam joy qoldirdik, shuning uchun ularni biroz siqib qo'yish kerak edi.

10 -qadam: Servolarni kalibrlash

O'rnatilganidan so'ng barcha pochta qutilarining balandligi biroz boshqacha bo'lganligi sababli, biz biriktirilgan koddan foydalanib, barcha servolarni kalibrlash uchun pochta qutilari bir xil minimal va maksimal pozitsiyalarga ega bo'ldik. Maksimal joylashuv uchun biz pochta qutisini ekranga iloji boricha yaqinroq joylashtirishga harakat qildik. Har bir servo uchun sozlangan min/maksimal pozitsiyalar keyinchalik asosiy kodga kiritiladi.

11 -qadam: Kodni yuklash

Soat so'zining asosiy kodi biriktirilgan. Vaqtni ko'rsatish uchun uchta turdagi effekt mavjud.

1. Tezda barcha harflarni orqaga (birin -ketin) siljiting va bir xil tasodifiy rangdagi LEDlarni yoqing. Keyin vaqtni ko'rsatadigan harflarni birin -ketin oldinga siljiting va har bir so'zni tasodifiy rang bilan yoriting.
2. Tezda barcha harflarni orqaga (birin -ketin) o'tkazing va bir xil tasodifiy rangdagi LEDlarni yoqing. Vaqtni ko'rsatadigan har bir so'zni asta -sekin oldinga siljiting (bir vaqtning o'zida barcha harflar) va rangni fon rangidan tasodifiy qiymatga o'tkazing.
3. Tezda barcha harflarni tasodifiy holatga o'tkazing (birin -ketin) va har xil tasodifiy rangdagi LEDlarni yoqing. Keyin asta -sekin barcha harflarni orqaga siljiting va rangini yo'qoting. 1. yoki 2 bilan davom eting.

Men, shuningdek, joriy daqiqani ko'rsatadigan nuqta asta -sekin oldinga siljiydi va rang o'chadi, shunday qilib effektni amalga oshirishni xohlardim, shuning uchun u tugaganidan keyin to'g'ri rang oldingi pozitsiyada bo'ladi. Afsuski, men hali ishlamadim, chunki u IR qabul qiluvchini javob bermayapti.

12 -qadam: Ekranni ulash

Avvaliga biz oq matodan ekran sifatida foydalanmoqchi edik. Muammo shundaki, uni ramkaga mahkamlagandan so'ng, mato o'rtada egilib, biz chimchilash buzilishi bilan yakunlandik. Keyin biz ekran uchun ingichka oq PVX folga ishlatishga qaror qildik. Folga, shuningdek, lampalar soyasini yasash uchun reklama qilinadi, shuning uchun u oqilona uzatishga ega, lekin u ko'rinmaydi, shuning uchun qora harfli qutilar yashirin qoladi. Birinchi sinovda biz epoksi yordamida folga yopishtirdik, lekin u yaxshi yopishmadi, shuning uchun biz issiq elimga o'tdik. Ehtiyot bo'ling, agar elim juda issiq bo'lsa, u folga eritib yuborishi mumkin. Ortiqcha plyonka aniq pichoq bilan olib tashlandi.

13 -qadam: Yuqori va pastki qopqoqni yopish

Oxir -oqibat, bo'yalgan yog'ochdan yasalgan qopqoqlar yuqori va pastki qismga yopishtirilgan. To'q rang oq ekranga yaxshi kontrast beradi. IQ qabul qilgich orqa paneldagi teshikdan o'tib, yuqori yopishqoq bilan issiq yopishtiruvchi bilan mahkamlangan.

14 -qadam: tugagan soat va xulosa

Ikki oylik tinimsiz ishdan so'ng, soat nihoyat tugadi va ishlay boshladi. Umuman olganda, biz natijadan juda xursandmiz. Harflarni ekranning orqasida siljitish, LEDlarning rangini o'zgartirish bilan birga juda ajoyib ko'rinishga ega bo'ladi. Oxir -oqibat, harflar bir -biriga to'g'ri kelmadi va ekran 100% tekis bo'lmadi, lekin bu uni yanada chiroyli ko'rinishga olib keldi. Albatta, yaxshilanishi mumkin bo'lgan narsalar bor, lekin agar biz keyingi safar ishlab chiqarishni Xitoyga topshirmasak, bu qurilishning ulkan sa'y -harakatlari tufayli 2.0 versiyasi bo'ladi deb o'ylamayman.

Agar sizga bu qurilish yoqqan bo'lsa va uni oxirigacha aylantira olgan bo'lsangiz, Epilog tanlovida bizga ovoz bering.

Epilog X tanlovining birinchi sovrini