Comment fonctionne l'horloge
J'ai finalement décidé de m'occuper de l'Arduino, à la suite de quoi j'ai réalisé mon premier projet: une horloge numérique entièrement mécanique.
Composants
Électronique:
- (1) Arduino Nano.
- (2) Pilotes d'asservissement PWM 16 canaux 12 bits PCA9685.
- (1) Horloge en temps réel DS3231 (RTC).
- (1) Interrupteur tactile TTP223B.
- (33) Servomoteur SG90.
- (2) moteurs servo puissants de 20 kg.
- (1) Commutateur de signal du servomoteur.
- (1) alimentation 12V 6A.
Matériaux:
- Contreplaqué de noyer 3 mm.
- Placage de noyer.
- Plexiglas 3 mm.
- Fil d'acier au carbone.
- Des vis.
- Aimants permanents.
- Boules métalliques 6 mm.
Équipement:
Étape 1: schéma et code
Le principe de fonctionnement de l'appareil est assez simple. Tout se connecte à tout via les broches SDA, SCL, terre et V +.
L'ensemble du code fonctionne selon les principes suivants:
- Chaque moteur est contrôlé par une ou deux cartes PCA9685. Chaque chiffre a 7 segments - 14 servos pendant des heures et 14 pendant des minutes. Il y a deux moteurs plus puissants qui font tourner le corps, 4 soulèvent la plate-forme et 1 pour le côlon.
- L'heure est tirée de la puce d'horloge temps réel.
- J'ai inclus un interrupteur tactile dans le circuit pour pouvoir changer les formats d'horloge (12/24 heures).
Étape 2: prototypage
Nombres et nombres
Chaque numéro comporte 7 segments. Chaque segment est entraîné par un servomoteur. L'un des plus grands défis était de positionner les servos pour minimiser la taille globale de la montre. La conception informatique a beaucoup aidé ici.
J'ai commencé avec un seul chiffre. La photo montre les chemins dans le mécanisme de levage, le long desquels, selon le plan original, les balles étaient censées se déplacer. Je voulais aussi que toutes les balles tombent lorsque l'heure actuelle a changé - mais ce système s'est avéré trop compliqué. Et c'est bien, car l'horloge fonctionne encore assez fort - et chaque minute une centaine de balles tomberait probablement rapidement devenir ennuyeuse.
Étape 3: conception
Haut du corps
Les servomoteurs sont connectés aux fils de connexion. Un fil va à chacun des segments numériques et il y a quatre aimants pour chaque segment. Il vous suffit de le répéter 28 fois.
La première couche contient les aimants, la seconde contient les servos, la troisième contient l'électronique, puis vient la paroi arrière. Oui, peut-être que la mise en page est trop serrée - que faire.
Sur les parois latérales, il y a deux moteurs de 20 kg qui font tourner tout le corps pour le chargement et le déchargement des balles. À propos, à l'avenir, je n'utiliserai pas différents matériaux pour un projet. Je voulais que la montre soit principalement transparente, avec un peu de boiseries. Il était très difficile de travailler avec des matériaux d'épaisseurs différentes, qui produisent également des épaisseurs de coupe différentes dans une machine de découpe laser.
Mécanisme de levage (partie inférieure)
Le palan dispose de 4 moteurs pour aider à soulever et abaisser la plate-forme où les billes d'acier s'alignent avec les segments numériques. Le levage s'effectue au moyen d'une simple transmission à pignon et crémaillère.
Jambes
Une alimentation 12V est fournie par le bas du boîtier. J'ai réussi à bien cacher les fils dans l'une des jambes, pour que les fils ne soient pas pincés là-bas.
Étape 4: touches finales
Lors de la conception d'une montre, je me souvenais constamment de la nécessité de faire un double design. L'une des variantes de la montre semble être entièrement en bois. Et si vous supprimez ces superpositions, vous pouvez voir l'intérieur et le fonctionnement du mécanisme. Maintenant, je comprends que je les aime mieux avec des superpositions, cependant, le projet a l'air très cool sans eux.