Magnetické hodiny chladničky: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Vždy mě fascinovaly neobvyklé hodiny. Toto je jeden z mých nejnovějších výtvorů, který používá k zobrazení času čísla abecedy lednice.

Čísla jsou umístěna na kousku tenkého bílého plexiskla, které má na zadní straně laminovaný tenký plech. V každém z čísel jsou malé magnety, které způsobují přilepení čísla k plechu, když se nepohybují.

Čísla se přesouvají pomocí mechanismu CoreXY, který posouvá vozík za číslem, poté zapojí dva magnety, které přitahují magnety na číslo a umožní číslu sledovat pohyb vozíku. Jakmile jsou na místě určení, magnety vozíku se odpojí a číslo zůstane na svém místě kvůli tenkému plechu, který kryje plexisklo.

Zásoby

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC ShieldStepper Motor Shield
• 2 x ovladač motoru A4988
• 2 × krokový motor Usongshine 42BYGH
• 1 x servomotor
• 2 × Řemenice rozvodového řemene GT2, 16 zubů, šířka 5 mm
• 2 × napínací kladka GT2, 5 mm, bezzubá
• 2 × Páčkový mikrospínač s válečkem
• Napínací kladka 6 × GT2, vrtání 5 mm, 20 zubů
• 1 × rozvodový řemen GT2, 8m5
• Magnety na lednici z kartáčovaného niklu 54 × 6x2 mm
• Magnety na lednici z kartáčovaného niklu 2 × 10x3 mm
• Vodicí tyč 2 × 8 mm x 600 mm
• Vodicí tyč 2 × 8 mm x 500 mm
• 1 × LM7805, regulátor napětí 5V
• 1 × 12V, 10A napájecí zdroj
• 1 x 1/16 "silný bílý plexisklo, 21" x19"
• 1 x 36ga plech, 20 "x18"
• 1 x 3/4 "překližka, 24" x 24"
• Různý hardware

Krok 1: Sestavte rámeček

Rám se skládá z 3/4 "překližky s 1/16" bílým akrylem namontovaného do otvoru v překližce.

Otvor je 16 "x20" s 17 "x21" x1/16 "rabetem kolem okraje, takže akrylová fólie odpovídá povrchu překližky. K připevnění akrylu na překližku jsem použil gelové super lepidlo. Použil jsem CNC router na řezání překližky, ale dalo by se to udělat pomocí skládačky a routeru. Protože CNC router zanechává zaoblené rohy (v mém případě 1/8 "), použil jsem Laserový gravír pro řezání akrylu, aby odpovídal.

Krok 2: 3D tisk dílů

Navrhl jsem a 3D vytiskl všechny díly potřebné k uložení motorů a ozubených kol pro mechanismus CoreXY. Používám materiál PETG, ale PLA by měl fungovat dobře.

Existuje celkem 11 dílů, 9 unikátních. Soubory lze nalézt na Thingiverse.

• Držák krokového motoru x 2
• Rohový držák x 2
• Horní kočár
• Dolní kočár
• Magnetický vozík
• Magnetický držák
• Šroub
• Ozubené kolo
• Mikrospínač držák

3D jsem vytiskl všechna čísla použitá v hodinách. Existuje 10 číslic pro minuty a hodiny (0-9), 6 číslic (0-5) pro desítky minut a 1 číslice (1) pro desítky hodin. Jednalo se o tisk pomocí různých barev PLA pro zpestření.

Krok 3: Sestavte mechanismus CoreXY

Podrobnosti o tom, jak design CoreXY funguje, najdete na CoreXY.com. Sestavení nosiče magnetu Nosič magnetu je na zadní straně hodin, je umístěn za daným číslem a magnety na nosiči jsou spuštěny dolů, aby se vytvořilo magnetické spojení mezi přepravce a číslo. Číslo lze poté přesunout do nové polohy a magnety na nosiči se zvednou, aby se uvolnily a ponechaly číslo v nové poloze.

Sidenote: Původně jsem plánoval použít elektromagnety k zapojení a odpojení čísla. Z nějakého důvodu jsem tuto myšlenku opustil již na začátku procesu návrhu. Nepamatuji si proč. Mám v plánu otestovat elektromagnety a v budoucnu možná nahradím tento vozík.

Magnety se zvedají a spouští pomocí šroubu a serva. Šroub má velmi hrubý závit, takže polovina otáčky šroubu zvedne magnety přibližně o 4 mm, což stačí k odpojení spojení s čísly. Sestavení komponent CoreXY

1. Prvním krokem je připevnění držáku krokového motoru Beta (spodní motor). Umístil jsem to tak, aby okraj konzoly byl v jedné rovině s hranou překližky.
2. Přidejte ozubená kola do spodního a horního vozíku a do rohových konzol.
3. Nasuňte spodní vozík na vodicí tyč a poté připevněte rohovou konzolu.
4. Vytiskl jsem 3D nástroj pro vyrovnání, abych se ujistil, že spodní vodicí tyč je rovnoběžná s okrajem překližky. Použil jsem to k určení, kam zašroubovat rohovou konzolu.
5. Přidejte svislé vodicí tyče, nosič magnetů a poté opakujte výše uvedené kroky pro horní vozík a alfa motor.
6. Abych vyrovnal horní vodicí tyče, vzal jsem kus překližky a na jeden konec nasadil šroub. Poté jsem nastavil šroub tak, aby se dotýkal tyče na konci motoru. Poté jsem jej posunul na druhý konec a zašrouboval rohové vedení.
7. Namontujte krokové motory a hnací kola
8. Navlékněte rozvodový řemen a připevněte jej k držáku magnetu

Krok 4: Přidejte domovské přepínače

CoreXY se musí po každém cyklu napájení sám kalibrovat, aby věděl, kde se nacházejí souřadnice 0, 0. Dělá to pohybem směrem vlevo nahoře (0, 0), dokud nespustí dva mikrospínače, které indikují výchozí polohu. Poloha, kde tyto spínače nejsou kritické, stačí, aby byly umístěny blízko rohu, aby horní i magnetický vozík během naváděcího cyklu spínač stiskly.

Krok 5: Elektronika

Schéma ukazuje nezbytná spojení mezi M0-mini, RTC a CNC štítem. Krokové motory se připojují k CNC štítu.

Výkon stínění CNC, který jde do krokových motorů, pochází z napájecího zdroje 12 V, 10 A. Toto 12V je také napájeno regulátorem napětí LM7805, který lze použít k napájení M0-mini a RTC.

Mikrospínače X a Y Zero jsou připojeny přímo k desce M0-mini.

Krok 6: Přidejte plech

Měl jsem potíže se získáváním velkého plechu z oceli o rozměru 36, takže jsem použil listy o rozměrech 10 "x4", které byly k dispozici z více zdrojů. K jejich připevnění na akryl jsem použil 3M polyesterovou oboustrannou filmovou pásku, šířku 1/2 "umístěnou podél švů. Výsledkem byl hladký ocelový povrch.

Krok 7: Software

Software se skládá z více modulů

• Rozhraní RTC
• Zrychlení/zpomalení motoru se provádí pomocí časovačů a přerušení
• Funkce CoreXY slouží k přesunu na danou sadu souřadnic
• Hodiny - to určovalo, jak přesunout čísla z jejich výchozí polohy do polohy hodin a zpět.

Veškerý zdrojový kód najdete na Githubu

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Krok 8: Příprava čísel

Každé číslo má na zadní straně přilepené dva magnety 6x2 mm. Ty byly připevněny pomocí gelového super lepidla. Je důležité, aby všechny magnety směřovaly stejným směrem. Zajistil jsem, aby magnety směřovaly severním pólem nahoru. Nezáleží na tom, který pól směřuje nahoru, musí to být opak magnetů na nosiči CoreXY, takže čísla jsou k nosiči přitahována.

Krok 9: Inicializace hodin

Počáteční umístění čísel se provádí při prvním spuštění hodin. Vozík CoreXY se přesune do prázdné polohy blízko středu obličeje a zapojí své magnety.

Uživatel umístí číslo naproti nosiči a sdělí softwaru, jaké číslo a zda se jedná o číslo minuty, desítky minut, hodiny nebo desítky hodin. Software poté číslo uloží do své výchozí polohy. Toto se opakuje, dokud není umístěno všech 27 čísel.

V tom okamžiku lze spustit hodiny a software přesune příslušná čísla, aby zobrazil čas. Poznámka: tuto inicializaci je třeba provést pouze jednorázově. Jakmile jsou čísla na svém místě, software ví, kde jsou, i když dojde k výpadku napájení.

Velká cena v soutěži Make it Move 2020