MechWatch - maxsus raqamli soat: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

MechWatch - bu men moslashuvchanlik nuqtai nazaridan Arduino -ning afzalliklariga ega bo'lish uchun ishlab chiqilgan soat, lekin men uni iloji boricha professional tarzda yaratilganini va his qilishini xohlardim. Shu maqsadda, bu yo'riqnomada sirtga o'rnatiladigan elektronika (lehim bilan aloqa o'rnatilmagan) va CNC frezalash uskunalari qo'llaniladi.

Men vaqtni qanday o'qish bilan boshlayman, ikkinchi rasmdagi rasm bilan. Ikkita LED halqasi bor, ulardan biri-soat qo'li, ikkinchisi-analog soat yuzidagi kabi 1-12 gacha ishora qiluvchi, minutli qo'l. Chunki daqiqali qo'l 5 daqiqali qadam bilan harakatlanishi mumkin, chunki har bir daqiqani ko'rsatish uchun 4 ta alohida LED mavjud. Masalan, uchinchi rasmda soat 9:41 ko'rsatilgan.

Soatlarning o'zaro aloqasi ikki tomonli tugmachaning yon tomoniga qarab siljiydi (oldinga/orqaga). Vaqtni sozlash uchun:

1. chiroqlar o'chmaguncha kalitni bosib turing. Chiqarilganda, vaqt miltillaydi va soatni o'zgartirish uchun kalitni yuqoriga/pastga surish mumkin

2. Chiroqlar o'chmaguncha kalitni yana bosib turing va xuddi shu tarzda daqiqalarni belgilashga o'ting

3. Vaqtni tejash uchun chiroqlar qayta o'chmaguncha kalitni bosib turing

4. Agar siz vaqtni tugmachani bosmasdan juda uzoq kutsangiz, soat hech qanday o'zgarishlarni saqlamasdan uxlab qoladi

Bu yo'riqnomada to'liq soatni qanday qilish kerakligi ko'rsatilgan va kerakli barcha manba fayllari keltirilgan.

1 -qadam: Elektron dizayn

Ushbu bosqichda elektronikaning o'ziga xos xususiyatlari ko'rsatilgan. Birinchi rasm elektr sxemasi bo'lib, unda barcha qismlar qanday tasvirlanganligi ko'rsatilgan. Ikkinchi rasmda taxtaning qanday joylashtirilgani ko'rsatilgan, tepasi qizil, pastki qismi ko'k.

Barcha elektron qismlar uchun materiallarning aniq hisob -kitobi va ularni qayerdan sotib olishni bilishni istaganlar uchun men har bir kishini uzun ro'yxat bo'yicha aylantirishni emas, balki havolalar bilan Excel faylini biriktirdim.

Men elektron kartaning yuqori qismini izchil dizayn estetikasi bilan nisbatan toza saqlashni xohlardim, shuning uchun mikrokontrollerni o'rtasiga qo'ydim va RTC, Crystal va uning atrofidagi rezistorlarni joylashtirdim. LEDlar tashqi tomonni o'rab oladi va hatto tashqi izlar dumaloq dizayn estetikasini aks ettiradi.

LEDlarni mikrokontroller bilan ulash uchun ularni tarmoqqa joylashtirish mumkin, ularni boshqarish uchun 12 ta raqamli kirish -chiqish pinlari kerak. Quvvatni tejash uchun men mikrokontrollerni qattiq uyquga qo'yishim uchun vaqtni ushlab turish uchun real vaqtli soatni (RTC) ishlatmoqchiman. RTC mikrokontrolderga qaraganda ancha kam quvvat sarflaydi, bu zaryadlar orasidagi 5 kungacha davom etadi. Mikrokontroller bilan aloqa qilish uchun RTC I2C aloqasini talab qiladi. Men ATMEGA328P ni tanladim, chunki u bu talablarga javob beradi va men uni ishlatishni allaqachon bilaman (u ko'plab Arduinoslarda ham ishlatiladi).

Soat bilan ishlash uchun foydalanuvchiga qandaydir kalit kerak, shuning uchun men buloqlar yordamida markazga qaytadigan ikki tomonlama toymasin kalitni topdim. Tashqi toymasin kalit vint yordamida elektr kalitga ulanadi.

Men hamma narsani quvvatlantirish uchun lityum batareyani va uni zaryad qilish uchun Qi induktiv zaryadini ishlatishga qaror qildim. Men soatni zaryad qilish uchun har qanday ulagichni ishlatmaslikni xohlardim, chunki ular axloqsizlik va suv kirishi uchun teshiklarni ochadi va vaqt o'tishi bilan korroziyaga uchraydi. Ma'lumotlar varaqlarini har kim xohlagandan ko'ra o'qib bo'lgach, men BQ51050BRHLTga joylashdim. U yaxshi mos yozuvlar diagrammalariga va o'rnatilgan lityum batareya zaryadlovchisiga ega (bo'sh joy yuqori narxda).

Qi zaryadlovchi elektronikani tepada joylashtirishning yaxshi usuli bo'lmaganligi uchun, men uni batareyaning yonida taxtaning orqa tomoniga qo'yishim kerak edi. Kommutator ham orqa tomonda joylashgan, lekin bu tashqi kalitni ulash uchun yaxshiroq joy.

2 -qadam: elektronika yig'ilishi

Men birinchi rasmdagi deyarli barcha elektron qismlarni joylashtirdim. Men bir nechta kondansatör va rezistorlarni tashlab qo'ydim, chunki ularning barchasi juda o'xshash va aralashishi yoki yo'qotilishi oson.

Yostiqchalarga lehim olish uchun men lehim stencilidan foydalanaman. Men tezda ikkinchi rasmdagi ushlagichni trafaret ostida elektron platalarni bir hil holatga keltirish uchun qildim, lekin bir nechta qulay variantlar mavjud, eng sodda lenta.

Uchinchi rasmda shablonni taxtaga tekislab qo'yish ko'rsatilgan. To'rtinchi rasmda lehim pastasini stencil teshiklariga surtish ko'rsatilgan. Shablonni lehimdan keyin to'g'ridan -to'g'ri yuqoriga ko'tarish juda muhim. Bu fotosuratda, shuningdek, men hech qachon stencil ishlatmaganim uchun buni qanday qilishim mumkinligi ko'rsatilgan. Keyingi safar men ramka sotib olmagan bo'lardim. Kichkina varaqni ramkasiz bir chetiga yopishtirish, yashash va o'rganish osonroq bo'lardi.

Endi zerikarli va qiyin vazifa; har bir qismni cımbızla doskaga joylashtiring. 7 -rasmda joylashtirilgan qismlar ko'rsatilgan va 8 -rasmda ular lehimlangan.

6 -rasm o'rniga videoda lehim jarayoni ko'rsatilgan. Men qismlarni bezovta qilmasdan, lehimni eritish uchun 450C ga o'rnatilgan issiq havodagi lehim stantsiyasidan foydalanaman, xuddi shu ishni bajarish uchun lehim pechidan foydalanish mumkin. Pastki qismni lehimlagandan so'ng, uzluksiz rejimga o'rnatilgan multimetrdan foydalanib, IC -dagi ulashgan pinlar orasidagi qisqa chiziqlarni tekshiring. Qisqa topilsa, uni payvandlash moslamasidan foydalanib, chipdan tortib olib, sindirib tashlang.

Bunday lehimlashda, eritishdan oldin taxtani bir necha daqiqa davomida sekin qizdirish kerak. Aks holda, termal zarba qismlarni yo'q qilishi mumkin. Agar siz ushbu usulni bilmasangiz, batafsil ko'rsatmalarni ko'rib chiqishni taklif qilaman.

Keyinchalik, rulonni 2 simli ulagichga ulash va uni zaryadlovchi tayanch ustida ushlab turish kerak. Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, yashil chiroq bir soniya yonib turishi kerak, keyin o'chadi. Agar batareya ulangan bo'lsa, zaryadlash tugaguncha yashil zaryad nuri yonib turishi kerak.

Zaryadlash kutilganidek ishlagandan so'ng, taxtaning yuqori qismini lehimlash ham xuddi shunday. 9 -rasmdagi LEDlar uchun eslatma, LEDlarning pastki qismida yo'nalishni ko'rsatish uchun kichik belgi bor. Kichik chiziq chiqadigan tomon - LED sxemasidagi uchburchakning tor uchi. Buni siz ishlatadigan har bir sirtga o'rnatiladigan LED uchun tekshirish juda muhim, chunki markirovka turli ishlab chiqaruvchilarda farq qilishi mumkin.

3 -qadam: Elektron dasturlash va test

Mikrokontrollerni dasturlash uchun AVRISP mkII -dan foydalaning (Arduino IDE -da yuklashni bosish paytida shiftni bosib turing). Bundan tashqari, bootloaderni odatdagidek yoqish va soatning orqa qismidagi ketma -ket ulanishni FTDI kabeli bilan ishlatish uchun ham foydalanish mumkin. Ammo bootloader-ni chetlab o'tib, AVR ISP mkII-ni to'g'ridan-to'g'ri dasturlash orqali kod ishga tushganda tezroq boshlanadi.

Men bu qadamga kodni biriktirdim. Agar kimdir chuqurroq ko'rishni istasa, men har bir qism nima qilishini tushuntirish uchun kodni sharhladim. Kodning umumiy tuzilishi - davlat mashinasi. Har bir shtat o'z kodini va boshqa holatga o'tish shartlarini o'z ichiga oladi.

Kirish/chiqish pimlarini boshqaradigan kodlarning aksariyati to'g'ridan -to'g'ri registrlarni boshqaradi, o'qish biroz qiyinroq, lekin bajarilishida raqamliga qaraganda 10 barobar tezroq bo'lishi mumkin.

4 -qadam: ishlov berishni sozlash

Soat qutisi uchun ishlov berish moslamasi ancha murakkab va yaxshi tayyorgarlikni talab qiladi.

Men foydalanadigan tegirmon - bu barmoq qisqichlari to'plami bo'lgan Othermill v2 (hozir Bantam Tools deb ataladi). Qisqichlar menga ish qismini yon tomondan ushlab turish imkonini beradi, men uni birinchi sozlash uchun ishlataman.

Soatni qayta ishlash uchta uskuna bo'yicha amalga oshiriladi. Birinchi sozlashda CNC yotog'iga boshlang'ich materiali mahkamlangan va tegirmon soatning ichki shaklini kesib, sirtini biroz olib tashlagan. Ishlov berish dasturini 6 -rasmda ko'rish mumkin.

Ikkinchi o'rnatish uchun soat korpusini ichkaridan ushlab turish uchun maxsus moslama kerak bo'ladi, shuning uchun soatning yuqori tashqi qismini kesib tashlash mumkin. Maxsus moslamani birinchi rasmda ko'rish mumkin, ikkinchi rasmda esa portlashi bor. Kichkina markaziy qismda teshik bor, shuning uchun vintni mahkamlanganda, u qismni ko'taradi va ikki yon qismini soat korpusiga majburlab ushlab turadi. Ikkinchi o'rnatish uchun ishlov berish dasturi 7 -rasmda ko'rsatilgan.

Uchinchi sozlash soatni ushlab turish uchun boshqa maxsus moslamani talab qiladi; bu biroz sodda. Armatura taglikdan va soatning ichiga kiradigan qismdan iborat. Soat ichidagi bo'lak tagida ikkita tirgak va vintlardek o'rnatilgan bo'lib, soat korpusini teskari ushlab turadi.

Men armatura qismlarini alyuminiydan yasalgan katta qismlardan ishlov berdim va ularni bir -biriga bog'lab qo'ydim. Ikkala tomon ham ishlov berilgandan so'ng, tirnoqlarni arra bilan kesib, silliq silliqlayman.

Men fusion360 SAPR fayllarini o'z ichiga olganman, uning barcha qismlarini (shu jumladan soat qutisi va yon tugmachasini) yasaganman, lekin agar siz qismlarni yasashga harakat qilsangiz, o'z fikringizdan foydalaning. Agar biror narsa noto'g'ri ketsa va buzilsa, men javobgar emasman.

O'rnatish moslamalarini aniqroq qilish uchun maslahat: dastgoh bilan aloqa qiladigan har qanday qismni dastgoh bilan ishlov berish, so'ng uni oxirgi joyga qo'yish va keyin oxirgi o'lchamlarga ishlov berish. Bu shuni anglatadiki, ko'plab kichik xatolar soat korpusini noto'g'ri joyda ushlab turmaydi. Bu ma'lumotni sizga alyuminiy qoldiqlari olib keldi.

5 -qadam: Kosonni qayta ishlash

Boshlang'ich alyuminiy bo'shliqni birinchi rasmda ko'rish mumkin. Men markazni olib tashlash uchun 1-1/4 dyuymli arra ishlataman, bu ishlov berish vaqtini ancha tejaydi.

Oldingi bosqichda aytib o'tilganidek, ishni qayta ishlash uchun 3 ta sozlash mavjud. Mashinadan keyin birinchi sozlash 2 -rasmda ko'rsatilgan. Men birinchi navbatda materialning ko'p qismini olib tashlash uchun 1 1/8 dyuymli tegirmonni (pastda tekis) ishlataman. Keyin 4 vintni kesish uchun 1/32 dyuymli tegirmonga o'taman. teshiklar. Vintli teshiklardagi iplarni kesish uchun men M1.6 ip tegirmonidan foydalanaman (Harvey asboblaridan). Men foydalanadigan maxsus sozlamalar Fusion360 CAD faylida mavjud.

3 -rasmda ishlov berish tugallangan ikkinchi sozlash ko'rsatilgan va 4 -rasmda ishlov berishdan oldin uchinchi o'rnatish ko'rsatilgan.

Ikkinchi o'rnatish 1/8 dyuymli tegirmon yordamida ishlov berilib, materialning ko'p qismini tezda olib tashlanadi, keyin men egri yuzalarni kesish uchun 1/8 dyuymli tegirmondan (yumaloq uchi) foydalanaman. Uchinchi sozlash uchun ham xuddi shunday.

Ikkinchi sozlash uchun boshqa maxsus asbob - 3/4 dyuymli arra o'zgartirilgan arbor bilan jihozlangan bo'lishi kerak, shuning uchun u soat ushlagichi ushlagichiga mahkam o'rnashishi mumkin. Kesuvchi arra 16500 RPM da aylanadi va 30 mm/min tezlikda harakat qiladi. Bu tezlik Boshqa tegirmon nimaga qodirligini bildiradi, shuning uchun uni sekinlashtirishga to'g'ri keladi. Bu qadam yuqoridagi videoda ko'rsatilgan.

Agar siz CNC ishlov berish xususiyatlari haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, men sizni YouTube -dagi NYC CNC -ga ko'rsataman, ular bu erda men qila olmaganimdan yaxshiroq ish qilishadi.

Faqat nimani anglatishini biladiganlar uchun, 1/8 dyuymli tegirmon v2 -dagi boshqa tegirmonda 16400 RPM (163,5 m/min), 300 mm/min, 1 mm chuqurlik va 1,3 mm kengligida ishlatiladi. kesmoq

Boshqa tegirmonda soatni yon tomonda ushlab turish uchun z balandligi etarli emasligi sababli, qo'lda soat tasmasi va yon tugmachaning teshigini qo'lda burg'ulashim kerak. Ularni soatning notekis shaklidagi yon tomonlariga joylashtirishga yordam berish uchun, men 5-7 rasmlarda ko'rsatilgan qo'llanmalarni chop etdim. Burg'ilash aniqligiga yordam berish uchun matkapni qisqichga iloji boricha yaqinroq olib borish kerak; bu bitning yurishini qiyinlashtiradi.

Yon burilish teshigi dumaloq bo'lmagan shaklga ega, shuning uchun uni shveytsariya fayllari yordamida bajariladigan matkapni boshlashdan keyin tozalash kerak. Kaliperlardan foydalanib, men hozirgi teshikni o'lchayman va uni to'g'ri o'lchamda yozaman. Teshik yuqori yuzadan 4,6 mm, pastki yuzadan 3,8 mm va har bir quloqning eng uzoq nuqtasidan 25,8 mm masofada joylashgan bo'lishi kerak. Men teshik ochish paytida ilhom olish uchun YouTube -da Clickspring -ni ko'rishni taklif qilaman.

6 -qadam: Yon kalitni qayta ishlash

Ushbu bosqichda ishlatilgan fayllar qayta ishlash sozlamalarida zip faylga kiritilgan.

Yon kalit MechWatch korpusiga juda o'xshash tarzda ishlangan. U 1/8 dyuymli tegirmon bilan xuddi shunday sozlamalar yordamida tegirmonlanadi. Keyin egri yuzalarda 1/8 dyuymli tegirmonni ishlating, avvalgi sozlamalar.

Ikkinchi sozlash 3-4-rasmlarda ishlov berishdan oldin va keyin ko'rinadi. 1/8 dyuymli tegirmon, 1/8 dyuymli bilya tegirmoni, 1/32 dyuymli tegirmon, keyin M1.6 tishli tegirmon. (Taxtadagi kalitni ushlab turish uchun tishli teshik bor).

Men ikkita sababga ko'ra kalitni alyuminiydan yasalgan katta qismdan ishlayman. Birinchi sabab shundaki, men yon tomonlarini qisib, tasodifan ushlab turgan bo'lakni tegirmayman. Ikkinchisi, agar men uni uchinchi operatsiya uchun uyaga joylashtirsam, uni mahkamlash mumkin (5 -rasmga qarang).

7 -qadam: Kosonni qayta ishlash

Soatning pastki qismi akrildan qilingan, induktiv zaryad tufayli metall bo'lmagan bo'lishi kerak. Men uni chetidan (har birining qalinligi 12,7 mm) ajratish uchun alyuminiydan yasalgan bir nechta kesim va uni ushlab turish uchun ikki tomonlama lentani ishlataman.

Plastmassa alyuminiyga qaraganda ancha oson ishlov berilgandir, shuning uchun CNC sozlamalariga nisbatan ancha tajovuzkor bo'lish mumkin. 1/8 dyuymli tegirmondan boshlab sozlamalar 16500 aylanish/min, kesish tezligi 600 mm/min, kesish chuqurligi 1,5 mm va kengligi 1 mm. Nozik detallarni kesish uchun 1/32 dyuymli tegirmondan foydalaning. bir xil sozlamalar lekin 0,25 mm kesim chuqurligi va.3 mm kesim kengligi.

Tish pichog'ini jurnaldan aylantirgandan so'ng (men ingichka zaxiradan foydalanishim kerak, lekin menda shunday), men soatni tugatdim. Soat ingichka bo'lishi uchun uning ichida elektromagnit shakli kesilgan.

Uni to'shakdan olib tashlash uchun men uyaga kalit qo'yaman va bo'shashganda keyingi nuqtaga o'taman.

Oxirgi qadam - burg'ulash uchini olish va pastki qismidagi teshiklarni muloyimlik bilan teskari burish. Men buni matkapni qo'l bilan aylantiraman. Menga markazda va nazorat ostida bo'lish osonroq.

Yana bu bosqichda ishlatilgan fayllar qayta ishlash sozlamalarida zip faylga kiritildi.

8 -qadam: Assambleyani tomosha qiling

Bu eng foydali qadam, barcha qismlarni olib, ularni oxirgi soatda yig'ish. Barcha tartibga solingan qismlar (minus 24 mm kenglikdagi soat tasmasi va 24 mm uzunlikdagi 1,5 mm diametrli tez ochiladigan kamon panjaralari) 1 -rasmda ko'rsatilgan.

Birinchi qism juda qiyin, chunki men buyurtma bergan diametri 40 mm bo'lgan halqalar aslida 37 mm ga yaqin, shuning uchun ularni tezda cho'zish va o'rnatish kerak. To'pning uchini Allen tugmachasidan foydalanib, 2 -rasmda ko'rinib turganidek, yiv bo'ylab siljiting.

O-ring to'g'ri joylashtirilganda, kristallni (qalinligi 40 mm, diametri 1,5 mm) soat qutisiga mahkam bosing. O-ring deyarli ko'rinmas holatda, uni ushlab turishi kerak.

Endi elektronikani o'rnatish vaqti keldi. Birinchidan, kristallning ichki qismini tuklarsiz mato bilan artib oling va yo'nalishni to'g'rilash uchun kalitga e'tibor berib, korpusdagi elektronikani joylashtiring. PCB korpusga mahkam o'rnashishi kerak, lekin agar u bo'sh bo'lsa, uni ushlab turish uchun kalitga ozgina tomchi yopishtiruvchi yopishtiruvchi bilan yopishtirish mumkin.

Elektron qurilmalar joylashtirilgandan so'ng, yon tugma teshikdan o'tib, tenglikka o'rnatilgan kalit ustiga o'rnatiladi. M1.6 vint 4 -rasmda ko'rinib turganidek, ikkala qismni bir -biriga mahkamlaydi.

Keyinchalik, uzunroq simlarni burab, ularni hech qanday ochiq elektr kontaktlarini silamaydigan joyga yopishtirish kerak.

Oxirgi qadam - bu hammasini yopish va plastik qutini 4 ta M1.6 vint bilan mahkamlash. Orqa tarafdagi shakli lasan shakliga to'g'ri kelishiga e'tibor qaratish lozim. Simning joylashishini to'g'rilash kerak bo'lishi mumkin, shunda u yaxshiroq joylashadi.

Oxirgi qadam-tez chiqariladigan kamon panjaralari yordamida soat tasmasini ulash (8-9-rasmlar). Tanlangan tasmaga qarab, kamon panjaralari bilan ishlash uchun tasmani o'zgartirish zarur bo'lishi mumkin. Ko'rsatilgan akula to'ri tasmasi uchun men tez kesish mexanizmini joylashtirish uchun kichik teshik yaratish uchun tel kesgichlardan foydalanaman.

9 -qadam: Yakuniy eslatmalar

Endi soat tugadi!

Faqat bir nechta er-xotin eslatib o'tadi: yon tugmachani yopishtirish vaqti-vaqti bilan bo'lishi mumkin, buning uchun teshikni kattalashtirish yoki vintni bo'shatib, kalitni tanaga yaqinroq ushlab, kalitni joyini o'zgartirish kerak bo'ladi. burama

Soatni zaryad qilish uchun men ikkinchi rasmda ko'rilgan Adafruit Qi zaryadlovchisiga (https://www.adafruit.com/product/2162) asoslangan maxsus zaryad stendini yasadim, lekin bu boshqa mavzu.

Qaysi zaryadlovchini tanlasangiz ham, shuni esda tutish kerakki, rulon va zaryadlovchi o'rtasida hech qanday metall bo'lishi mumkin emas. Men tanlagan guruh metall bo'lgani uchun, zaryadlovchini aylanib o'tish kerak

Oxirigacha o'qiganingiz uchun tashakkur, umid qilamanki, siz biror narsa o'rgandingiz. MechWatch -ni bir necha oy ishlab chiqarilganidan keyin baham ko'rishdan xursandman.

Soatlar tanlovida birinchi sovrin