मैकेनिकल सेवन सेगमेंट डिस्प्ले क्लॉक: 7 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

कुछ महीने पहले मैंने दो अंकों का मैकेनिकल 7 सेगमेंट डिस्प्ले बनाया था जिसे मैंने काउंटडाउन टाइमर में बदल दिया था। यह काफी अच्छी तरह से निकला और कई लोगों ने घड़ी बनाने के लिए डिस्प्ले पर दोहरीकरण करने का सुझाव दिया। समस्या यह थी कि मैं पहले से ही अपने Arduino मेगा पर PWM IO से बाहर चल रहा था और दूसरे या तीसरे अंक के लिए पर्याप्त उपलब्ध नहीं था। मुझे तब इन PCA9685 16 चैनल PWM ड्राइवरों की दिशा में इंगित किया गया था जो I2C इंटरफ़ेस पर संचालित होते हैं। इनसे एक Arduino पर दो I2C पिन का उपयोग करके मुझे आवश्यक 28 सर्वो को चलाना संभव हो गया। इसलिए मुझे एक घड़ी बनाने का काम मिला, जो अब समय को बनाए रखने के लिए DS1302 रियल टाइम क्लॉक मॉड्यूल का उपयोग करता है और दो 16 चैनल सर्वो ड्राइवरों को डिस्प्ले बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले 28 सर्वो को नियंत्रित करने के लिए, सभी एक Arduino Uno द्वारा संचालित होते हैं।

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आपूर्ति:

अपनी घड़ी बनाने के लिए, आपको कुछ बुनियादी उपकरणों के अतिरिक्त निम्नलिखित आपूर्तियों की आवश्यकता होगी:

• Arduino Uno - यहां खरीदें
• DS1302 क्लॉक मॉड्यूल - यहां खरीदें
• 2 x PCA9685 16Ch सर्वो ड्राइवर - यहां खरीदें
• 28 x माइक्रो सर्वो - यहाँ खरीदें
• रिबन केबल - यहां खरीदें
• पुरुष पिन हैडर स्ट्रिप्स - यहां खरीदें
• महिला पिन हैडर स्ट्रिप्स - यहां खरीदें
• 3 मिमी एमडीएफ - यहां खरीदें
• ब्लैक स्प्रे पेंट - यहां खरीदें
• 5V 5A बैटरी एलिमिनेशन सर्किट - यहां खरीदें
• 12वी बिजली की आपूर्ति - यहां खरीदें

इस प्रोजेक्ट के लिए आपको कुछ 3D प्रिंटेड भागों की भी आवश्यकता होगी। यदि आपके पास पहले से 3D प्रिंटर नहीं है और आपको चीज़ बनाने में मज़ा आता है तो आपको निश्चित रूप से एक खरीदने पर विचार करना चाहिए। यहां इस्तेमाल किया गया Creality Ender 3 Pro किफ़ायती है और इसकी कीमत के लिए बहुत अच्छी गुणवत्ता वाले प्रिंट तैयार करता है।

• 3डी प्रिंटर का इस्तेमाल - यहां खरीदें
• फिलामेंट - यहां खरीदें

चरण 1: 3D प्लास्टिक घटकों को प्रिंट करें

मैंने 7 सेगमेंट डिस्प्ले को यथासंभव सरल बनाया है। इसके ऊपर के खंड को पकड़ने के लिए सर्वो भी समर्थन ब्रैकेट है। प्रत्येक खंड के लिए आवश्यक दो 3D मुद्रित घटक होते हैं, सर्वो के निचले हिस्से को सहारा देने के लिए एक स्पेसर ब्लॉक और प्रदर्शन खंड जो सीधे सर्वो भुजा पर चिपका होता है।

3D प्रिंट फ़ाइलें डाउनलोड करें - मैकेनिकल 7 सेगमेंट डिस्प्ले क्लॉक 3D प्रिंट फ़ाइलें

चमकीले रंग के PLA का उपयोग करके सर्वो सेगमेंट और डॉट्स प्रिंट करें। मैंने पारभासी हरे रंग का इस्तेमाल किया, लेकिन लाल, नारंगी या पीले रंग को भी अच्छा काम करना चाहिए। मैंने स्पेसर ब्लॉक और डॉट सपोर्ट के लिए ब्लैक पीएलए का इस्तेमाल किया ताकि सेगमेंट को ऑफ पोजीशन में बदलने पर वे दिखाई न दें।

यदि आपके पास 3D प्रिंटर तक पहुंच नहीं है, तो ऑनलाइन प्रिंटिंग सेवाओं में से किसी एक को आज़माएं। कई सस्ती सेवाएं उपलब्ध हैं जो घटकों का प्रिंट आउट लेंगी और कुछ ही दिनों में उन्हें आपके दरवाजे पर पहुंचा देंगी।

चरण 2: अपने नियंत्रण बोर्ड और वायरिंग तैयार करें

आपको अपने 28 क्लॉक सर्वो को चलाने के लिए दो PCA9685 16 चैनल PWM ड्राइवरों का उपयोग करने की आवश्यकता होगी। मैंने सर्वो को घंटे और मिनट के अंकों में अलग किया, प्रत्येक जोड़ी अंकों को एक बोर्ड द्वारा संचालित किया गया। इसलिए मेरे पास दो घंटे के अंकों के लिए सर्वो को नियंत्रित करने वाला एक बोर्ड है और दूसरा दो मिनट के अंकों के लिए सर्वो को नियंत्रित करता है।

दोनों को एक साथ जोड़ने के लिए, आपको पहले सर्वो कंट्रोल बोर्ड के दूसरे छोर पर एक 6 वायर रिबन केबल कनेक्टर और दूसरी हेडर स्ट्रिप को मिलाप करना होगा। आपको दूसरे बोर्ड पर I2C पता भी बदलना होगा ताकि यह पहले और विशिष्ट रूप से पहचाने जाने योग्य से अलग हो।

आपको अपने Arduino से तीन बोर्ड (दो सर्वो बोर्ड और क्लॉक मॉड्यूल) को जोड़ने के लिए वायरिंग हार्नेस बनाने की भी आवश्यकता होगी। आपको प्रत्येक बोर्ड के लिए 5V और GND की आवश्यकता होगी और साथ ही आपके Arduino पिन A4 और A5 (Arduino Uno पर I2C) के लिए I2C कनेक्शन, और आपके Arduino पर 6, 7 और 8 पिन करने के लिए क्लॉक मॉड्यूल पिन CLK, DAT और RST की आवश्यकता होगी। क्रमश।

Arduino को सीधे 12V बिजली की आपूर्ति से और 5V 5A BEC का उपयोग करके सर्वो को बिजली की आपूर्ति की जाती है जो तब PWM ड्राइवर के शीर्ष पर दो टर्मिनलों से जुड़ा होता है। आपको केवल एक सर्वो ड्राइवर को बिजली से जोड़ने की आवश्यकता है और यह 6 तार रिबन केबल कनेक्शन के माध्यम से दूसरे को बिजली खिलाएगा।

चरण 3: सर्वो को इकट्ठा करें

एक बार जब आप अपने खंडों को प्रिंट कर लेते हैं, तो आपको पीछे और किनारों पर काले रंग का स्प्रे करना होगा ताकि जब वे 90 डिग्री से बंद स्थिति में हों तो वे कम दिखाई दें।

फिर आपको गर्म पिघल गोंद के साथ अपने सर्वो हथियारों पर खंडों को गोंद करने की आवश्यकता है। यह उन्हें सर्वो पर पहले से ही हाथ के साथ सर्वो पर चिपकाने में मदद करता है, इस तरह आप जांच सकते हैं कि आप उन्हें सीधे और स्तर पर चिपका रहे हैं।

आपको प्रत्येक सर्वो के तल पर एक स्पेसर ब्लॉक को भी गोंद करना होगा।

डॉट्स के पीछे और फिर बेस ब्लॉक में एक छोटा डॉवेल या कबाब स्टिक चिपकाकर डॉट्स को इकट्ठा करें। मैंने इन छड़ियों को काला भी स्प्रे किया ताकि कोण से देखने पर वे कम दिखाई दें।

चरण 4: सेट अप और परीक्षण

मैंने सभी सर्वो को गिना और प्रत्येक लीड पर नंबर लिखा ताकि उनका ट्रैक रखना आसान हो। मैंने इकाइयों के अंक पर शीर्ष खंड के साथ शुरुआत की और दहाई के अंक पर मध्य खंड के आसपास काम किया। यह वह क्रम भी है जिसमें मैंने उन्हें सर्वो नियंत्रण बोर्डों में प्लग किया था, यह याद करते हुए कि बोर्डों पर पहचानकर्ता 0 से 13 तक गिने जाते हैं न कि 1 से 14 तक।

फिर मैंने परीक्षण के लिए उनके बीच पर्याप्त जगह के साथ खंडों को एक टेबल पर सेट किया ताकि यात्रा की सीमा और दिशा निर्धारित करते समय वे एक और दूसरे में न चले जाएं। यदि आप उन्हें एक साथ सेट अप करने का प्रयास करते हैं, तो संभवतः आपके पास एक या दो गलत दिशा में जाने की कोशिश करेंगे या किसी चरण में यात्रा करेंगे और दूसरे को हिट करेंगे जो सेगमेंट, सर्वो आर्म को नुकसान पहुंचा सकता है या सर्वो पर गियर को पट्टी कर सकता है।

चरण 5: कोड अपलोड करना

कोड पहली नज़र में जटिल लगता है, लेकिन यह वास्तव में अपेक्षाकृत सरल है धन्यवाद दो पुस्तकालयों का उपयोग किया जाता है। बहुत अधिक दोहराव भी है क्योंकि चार अलग-अलग 7 सेगमेंट डिस्प्ले को अपडेट करने की आवश्यकता है।

यहां कोड का सारांश विवरण दिया गया है, अधिक विस्तृत स्पष्टीकरण के लिए पूर्ण मार्गदर्शिका पर एक नज़र डालें और कोड डाउनलोड करने के लिए एक लिंक देखें - मैकेनिकल 7 सेगमेंट डिस्प्ले क्लॉक

हम घड़ी मॉड्यूल के लिए दो पुस्तकालयों, virtuabotixRTC.h और सर्वो ड्राइवरों के लिए Adafruit_PWMServoDriver.h आयात करके शुरू करते हैं। एडफ्रूट लाइब्रेरी को सीधे आईडीई में लाइब्रेरी मैनेजर के माध्यम से डाउनलोड और इंस्टॉल किया जा सकता है।

फिर हम प्रत्येक नियंत्रण बोर्ड के लिए प्रासंगिक पते के साथ एक ऑब्जेक्ट बनाते हैं, एक घंटे के अंकों के लिए और एक मिनट अंकों के लिए।

फिर हमारे पास प्रत्येक सर्वो के लिए चालू और बंद पदों को संग्रहीत करने के लिए चार सरणियाँ हैं। आपको यह सुनिश्चित करने के लिए आने वाले चरणों में इन नंबरों में समायोजन करने की आवश्यकता होगी कि आपके सर्वोस चालू होने पर सीधे हों, बंद होने पर 90 डिग्री चालू हों और यात्रा से अधिक न हों।

एक अंक सरणी प्रदर्शित होने वाले प्रत्येक अंक के लिए प्रत्येक खंड की स्थिति को संग्रहीत करता है।

फिर हम घड़ी मॉड्यूल सेट करते हैं और वर्तमान और पिछले व्यक्तिगत अंकों को संग्रहीत करने के लिए चर बनाते हैं।

सेटअप फंक्शन में हम पीडब्लूएम कंट्रोल बोर्ड शुरू करते हैं और सेट करते हैं और यदि आवश्यक हो तो घड़ी के समय को अपडेट करते हैं। फिर हम प्रदर्शन को 8 8: 8 8 पर सेट करने के लिए एक लूप के माध्यम से चलाते हैं ताकि हम सभी सर्वो की प्रारंभिक स्थिति जान सकें। इसका उपयोग सर्वो को सेट करने के लिए भी किया जाता है ताकि वे सभी सही ढंग से ऊपर की ओर हों।

मुख्य लूप में हमें क्लॉक मॉड्यूल से अपडेट किया गया समय मिलता है, इसे चार अंकों में बांट दिया जाता है और फिर जांच की जाती है कि आखिरी चेक से समय बदल गया है या नहीं। अगर समय बदल गया है तो हम डिस्प्ले को अपडेट करते हैं और फिर पिछले अंकों को अपडेट करते हैं।

अपडेट डिस्प्ले फंक्शन में, हम सबसे पहले बीच के सेगमेंट को मूव करते हैं। यह पहले किया जाता है क्योंकि मध्य खंड से सटे दो शीर्ष खंडों को मध्य खंड को स्थानांतरित करने से थोड़ा पहले स्थानांतरित करने के लिए कुछ तर्क की आवश्यकता होती है, अन्यथा यह उनसे टकरा जाएगा। एक बार जब मध्य खंडों को स्थानांतरित कर दिया जाता है तो शेष खंडों को सही स्थिति में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

चरण 6: घड़ी को बैक बोर्ड पर असेंबल करना

एक बार जब मैं परीक्षण के साथ हो गया, तो मैंने एक गाइड के रूप में उपरोक्त लेआउट का उपयोग करके सर्वो को बैक बोर्ड पर इकट्ठा किया।

सफेद क्षेत्र समग्र बोर्ड आकार है, हल्का भूरा प्रत्येक अंक के आस-पास का क्षेत्र है जहां सर्वो खंड चलते हैं और गहरे भूरे रंग के क्षेत्र की रूपरेखा प्रत्येक अंक के लिए बाहरी 6 खंडों के लिए केंद्र रेखा है।

मैंने बोर्ड को काटा, लेआउट को चिह्नित किया और फिर घड़ी के चेहरे को बनाने के लिए अंकों को चिपका दिया।

मैंने तब प्रत्येक सर्वो के पास छेद ड्रिल किया और तारों को बोर्ड के पीछे से खिलाया ताकि वे कम दिखाई दें।

मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स को दो तरफा टेप के साथ घड़ी के पीछे लगाया।

चरण 7: अंतिम सेटअप और संचालन

एक बार सर्वो तैयार हो जाने के बाद, मैंने खंडों की स्थिति में अंतिम समायोजन के लिए सभी सर्वो हथियारों को हटा दिया। आपको इस स्थिति में Arduino को पावर देना चाहिए ताकि 8 8: 8 8 प्रदर्शित हो और फिर पावर को डिस्कनेक्ट कर दें, यह आपके सभी सर्वो को फिर से केंद्र में रखता है ताकि आप सर्वो हथियारों को लंबवत के करीब वाले सेगमेंट के साथ वापस रख सकें यथासंभव।

फिर आपको अपने Arduino को क्रमिक रूप से पावर देने की आवश्यकता होगी और अपने चार सरणियों में अपने सेगमेंट को चालू और बंद स्थिति में समायोजन करना होगा ताकि जब सर्वो पूरी तरह से लंबवत हों और बिना यात्रा के बंद होने पर 90 डिग्री से मुड़ें। यह कदम काफी समय लेने वाला है और इसके लिए थोड़े धैर्य की आवश्यकता होती है लेकिन अंतिम परिणाम इसके लायक है!

घड़ी को 12V बिजली की आपूर्ति और इससे जुड़े 5V BEC का उपयोग करके संचालित किया जा सकता है। यदि बिजली कम हो जाती है, तो आरटीसी मॉड्यूल पर बैटरी समय बनाए रखेगी ताकि जब बिजली बहाल हो जाए, तो घड़ी अपने आप सही समय पर रीसेट हो जाए।

यदि आपको यह निर्देश अच्छा लगा हो, तो कृपया इसे क्लॉक प्रतियोगिता में वोट करें और मुझे नीचे दिए गए टिप्पणी अनुभाग में किसी भी सुधार या सुझाव के बारे में बताएं।

घड़ियां प्रतियोगिता में द्वितीय पुरस्कार