स्लाइड घड़ी: 12 कदम (चित्रों के साथ)

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

मुझे दिलचस्प घड़ियों को डिजाइन करने और बनाने में मजा आता है और मैं हमेशा समय प्रदर्शित करने के अनूठे तरीकों को देखता हूं। यह घड़ी 4 लंबवत स्लाइडों का उपयोग करती है जिनमें संख्याएं होती हैं। चार स्टेपर मोटर्स स्लाइड्स को स्थिति में रखते हैं ताकि घड़ी के प्रदर्शन क्षेत्र में सही समय दिखाया जा सके। स्टेपर्स को एक सीएनसी शील्ड के साथ एक Arduino Uno का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। यह समय रखने के लिए Adafruit PCF8523 RTC बोर्ड का उपयोग करता है। केस और यांत्रिक पहलू सभी 3D प्रिंटेड हैं और संख्याओं को प्रदर्शित करने वाली स्लाइड्स लकड़ी से बनी हैं जिनमें लेजर उत्कीर्ण संख्याएँ हैं। मैंने स्लाइड्स को ऊपर और नीचे ले जाने के लिए वुड स्लाइड्स के पीछे लगे 3डी प्रिंटेड रैक और पिनियन गियर्स का इस्तेमाल किया। रैक और पिनियन सिस्टम थिंगविवर्स पर ट्रिगुबोविच द्वारा बनाए गए इस रैखिक गति उपकरण से प्राप्त किया गया था।

गुप्त संस्करण

मैंने सामान्य अंकों का उपयोग करते हुए दो संस्करण बनाए और cfb70 के क्रिप्टिक कैलेंडर इंस्ट्रक्शनल पर आधारित एक गुप्त संस्करण।

आपूर्ति

• अर्दुनियो ऊनो
• सीएनसी मोटर शील्ड
• A4988 मोटर चालक (मात्रा 4)
• एडफ्रूट PCF8523 RTC
• स्टेपर्स 28BYJ 5V (मात्रा 4)
• पावर कनेक्टर - बैरल प्रकार
• पुशबटन स्विच (मात्रा 2)
• बिजली की आपूर्ति 12v
• विविध 3 मिमी बोल्ट और नट
• आरटीसी बोर्ड के लिए 2 मिमी स्क्रू (मात्रा 2)
• 1.5 बोर्ड फीट 4/4 दृढ़ लकड़ी (मैंने बर्डसे मेपल का इस्तेमाल किया)

चरण 1: 3 डी प्रिंटेड पार्ट्स

कुल 14 - 3D प्रिंटेड भाग हैं। मैंने उन्हें PLA का उपयोग करके Prusa i3 Mk3 प्रिंटर पर प्रिंट किया।

• मोटर वाहक
• पिनियन गियर्स (मात्रा 4)
• रैक गियर्स (मात्रा 7)
• पीछे का कवर
• फलक के

स्लाइड रैक मेरे 3डी प्रिंटर बेड पर फ़िट होने के लिए बहुत लंबे थे इसलिए मैंने उन्हें आधे में तोड़ा और दो हिस्सों (ए और बी) को एक साथ जोड़ने के लिए एक डोवेटेल जोड़ का उपयोग किया।

• रैक स्लाइड ए - 500 मिमी (मात्रा 2)
• रैक स्लाइड बी - 500 मिमी (मात्रा 2)
• रैक स्लाइड ए - 300 मिमी (मात्रा 2)
• रैक स्लाइड बी - 300 मिमी

स्लाइड क्लॉक के लिए एसटीएल फाइलें https://www.thingiverse.com/thing:4627764 पर देखी जा सकती हैं।

चरण 2: सीएनसी स्टेपर मोटर शील्ड तैयार करना

A4988 स्टेपर ड्राइवर्स जोड़ना

सीएनसी स्टेपर मोटर शील्ड विभिन्न प्रकार के स्टेपर ड्राइवरों का उपयोग कर सकता है। मैं पोलोलू ए४९८८ स्टेपर ड्राइवर्स का उपयोग कर रहा हूं। मैं पूर्ण-चरणों का उपयोग करके मोटर चला रहा हूँ।

एक बार स्थापित होने के बाद मोटर्स में जाने वाले करंट को सीमित करने के लिए Vref वोल्टेज सेट करना सुनिश्चित करें। मैंने Vref को.15v पर सेट किया हैएक मोटर को स्वतंत्र होने के लिए सेट करना

मोटर शील्ड 4 मोटर्स का समर्थन करता है, "ए" मोटर को दूसरी मोटर के रूप में चलाया जा सकता है जो प्राथमिक एक्स, वाई, या जेड मोटर्स में से एक की नकल करता है या यह एक स्वतंत्र मोटर हो सकता है। स्लाइड क्लॉक के लिए यह स्वतंत्र होना चाहिए और इसे Arduino से D12 और D13 द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

इसे स्वतंत्र जम्पर बनाने के लिए ऊपर की तस्वीर में दिखाए गए अनुसार A. Stp और A. Dir पिन को D12 और D13 से जोड़ने के लिए स्थापित किया जाना चाहिए।

स्टेपर मोटर पावर

5V स्टेपर मोटर्स वास्तव में 12V का उपयोग करके संचालित होती हैं। यह 12 वी आपूर्ति सीएनसी मोटर शील्ड मोटर पावर कनेक्टर से जुड़ी है।

Arduino Uno. को पावर देना

Arduino Uno के लिए बिजली की आपूर्ति सीएनसी मोटर शील्ड से जुड़ी 12v आपूर्ति द्वारा की जाती है। शील्ड पर विन पिन खुला है और शील्ड पर हेडर से जुड़ा नहीं है। तो एक तार 12V पॉजिटिव टर्मिनल से जा रहा था और शील्ड पर विन पिन को मिलाप किया गया था जैसा कि ऊपर की तस्वीर में दिखाया गया है।

चरण 3: स्टेपर मोटर संशोधन

28BYJ स्टेपर मोटर्स द्विध्रुवी मोटर हैं और इसमें 5-पिन कनेक्टर है, सीएनसी मोटर शील्ड को एकध्रुवीय मोटर्स को चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसमें मोटर्स को जोड़ने के लिए 4-पिन हेडर हैं। स्टेपर को सीधे ढाल से जोड़ने के लिए मैंने स्टेपर कनेक्टर की वायरिंग को संशोधित किया। विशेष रूप से तारों #2 (गुलाबी) और #3 (पीला) को स्वैप करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए मैंने कनेक्टर हाउसिंग में तार पकड़े हुए टैब को धक्का देने के लिए एक छोटे स्क्रू ड्राइवर का उपयोग किया और इसे आवास से बाहर निकाला और दोनों की अदला-बदली की। फिर मैंने कनेक्टर पर यह जानने के लिए एक निशान लगाया कि इसे संशोधित किया गया है।

मोटर प्लग को ढाल से जोड़ते समय लाल तार का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए मैंने प्लग को हेडर पर रखा ताकि केवल 1-4 पिन जुड़े हों और लाल पिन 5 तैर रहा हो।

स्लाइड क्लॉक मोटर्स निम्नानुसार जुड़े हुए हैं:

X अक्ष = मिनट स्लाइडरY अक्ष = दसियों मिनट स्लाइडरZ अक्ष = घंटे स्लाइडरA अक्ष = दसियों घंटे स्लाइडर

चरण 4: आरटीसी और स्विच जोड़ना

रीयल टाइम क्लॉक कनेक्शन

Adafruit PFC8523 रियल टाइम क्लॉक Arduino के साथ संचार करने के लिए I2C का उपयोग करता है, हालांकि सीएनसी मोटर शील्ड Arduino पर I2C SDA और SCL पिन से कनेक्ट नहीं होती है। इसे हल करने के लिए मैंने पिन कनेक्टर के साथ दो वायर जंपर्स का इस्तेमाल किया और उन्हें Arduino बोर्ड पर SDA और SCL हेडर पोजीशन में डाला और फिर शीर्ष पर शील्ड स्थापित किया।

पुशबटन कनेक्शन

दो पुशबटन Arduino पर A1 और A2 से जुड़े हैं। सीएनसी मोटर शील्ड इन पिनों को ढाल के किनारे पर एक हेडर पर लाता है और उन्हें होल्ड और रिज्यूमे कहता है। इस हेडर में स्विच प्लग किए गए हैं।

चरण 5: योजनाबद्ध

चरण 6: लकड़ी की स्लाइड तैयार करना

मैंने स्लाइड्स के लिए 4/4 बर्डसे मेपल खरीदा। उचित मोटाई प्राप्त करने के लिए मैंने लकड़ी को आधे में फिर से देखा और फिर सभी प्रारंभिक बोर्डों के लिए 3/8 (9.5 मिमी) की एक समान मोटाई बनाने के लिए ड्रम सैंडर का उपयोग किया। फिर मैंने 150 ग्रिट के साथ एक फिनिश सैंडिंग पास किया।

बोर्ड जहां फिर फट गए और नीचे के आयामों को पार कर गए।

• मिनट स्लाइड: 500 मिमी x 40 मिमी x 9.5 मिमी
• दसियों मिनट स्लाइड: 300 मिमी x 40 मिमी x 9.5 मिमी
• घंटे की स्लाइड: 500 मिमी x 40 मिमी x 9.5 मिमी (मिनटों के समान)
• दसियों घंटे की स्लाइड: १५० मिमी x ४० मिमी x ९.५ मिमी

चरण 7: लेजर उत्कीर्णन संख्या

लेजर द्वारा स्लाइड्स को उकेरने से पहले मैंने बोर्ड की ऊपरी सतह पर ब्लू पेंटर्स टेप लगाया। यह संख्याओं के किनारों पर झुलसने और अवशेषों को रोकने में मदद करता है।

मैंने 45W एपिलॉग हेलिक्स लेजर का उपयोग किया है जिसका बिस्तर आकार 24 "x 18" है। चूंकि मिनट और घंटे की स्लाइड 18 से अधिक लंबी हैं" मैंने सभी स्लाइड्स को 90* घुमाया जब उन्हें उकेरा गया। मेरी लेज़र सेटिंग्स गति 13 और पावर 90 थीं।

मैंने फिनिशिंग के लिए तैयार करने के लिए उत्कीर्ण स्लाइड्स को 150 और 180 ग्रिट सैंडपेपर के साथ सैंड किया।

संख्याओं के लिए एक.dxf इस परियोजना के लिए जीथब भंडार में पाया जा सकता हैhttps://github.com/moose408/SlideClock

फिनिशिंग उत्कीर्णन के बाद मैंने लकड़ी को 180 ग्रिट तक रेत दिया, फिर उबला हुआ अलसी का तेल (बीएलओ) लगाया, 10 मिनट इंतजार किया और इसे 24 घंटे के लिए ठीक होने दिया, फिर मैंने 180 ग्रिट के साथ फिर से सैंड किया और बीएलओ का एक और कोट लगाया और 24 इंतजार किया। घंटे, 180 तक सैंड किया गया और क्लियर ग्लॉस पॉलीयूरेथेन लगाया गया। एक यह ठीक हो गया था मैंने एक अच्छा चमक खत्म करने के लिए 180 से 600 तक ग्रिट्स के माध्यम से रेत लगाया।

चरण 8: लकड़ी की स्लाइड में रैक गियर जोड़ना

रैक गियर को लकड़ी की स्लाइड के पीछे जोड़ा जाता है, वे पीछे की ओर लंबवत और क्षैतिज रूप से केंद्रित होते हैं।

• मिनट और घंटे स्लाइड के लिए 500 मिमी रैक के दो हिस्सों को एक साथ जोड़ने की आवश्यकता है।
• दसियों मिनट स्लाइड के लिए ३०० मिमी रैक हिस्सों में से दो एक साथ जुड़े हुए हैं।
• दसियों घंटे की स्लाइड के लिए मैं ३०० मिमी रैक स्लाइड के दो हिस्सों में से एक का उपयोग करता हूं।

स्लाइड के पीछे देखते समय गियर के दांत दाहिनी ओर स्थित होने चाहिए।

चरण 9: घड़ी को असेंबल करना

विधानसभा काफी सीधे आगे है। मैंने सभी असेंबली के लिए 3 मिमी हेक्स हेड बोल्ट का इस्तेमाल किया। निम्नलिखित विधानसभा चरणों को सूचीबद्ध करता है

1. स्टेपर्स को मोटर कैरियर पर माउंट करें
2. मोटरों में पिनन गियर जोड़ें, वे ढीले हैं और रैक स्लाइड द्वारा जगह में आयोजित किए जाएंगे

3. पीछे के कवर में इलेक्ट्रॉनिक्स स्थापित करें

   • Arduino बोर्ड को पकड़ने के लिए पीछे और नट के माध्यम से बोल्ट के साथ जुड़ा हुआ है
   • आरटीसी प्लास्टिक में दो 2 मिमी स्क्रू का उपयोग करता है
   • पावर कनेक्टर आवास में प्रेस-फिट है
   • दिए गए दो छेदों में स्विच लगाए गए हैं।
4. पीछे के कवर में एक डोवेटेल जोड़ होता है जो मोटर वाहक के पीछे से जुड़ा होता है, एक तरफ फ्लेक्स दोनों पक्षों को डोवेटेल के साथ जुड़ने की अनुमति देता है। पीछे के कवर को सुरक्षित करने के लिए सामने से 3 मिमी बोल्ट खराब कर दिए जाते हैं।
5. बेज़ेल जोड़ें
6. नंबर स्लाइड्स को स्लॉट्स में रखा जाता है और स्पर गियर्स के किनारे पर रखा जाता है। जब घड़ी पर शक्ति लागू होगी तो वे संलग्न होंगे।

घड़ी को दीवार पर टांगने के लिए पिछले कवर पर कीहोल स्लॉट हैं। एसटीएल फाइलों में एक वैकल्पिक एल-ब्रैकेट शामिल होता है जिसका उपयोग घड़ी को परीक्षण के लिए टेबल या कार्यक्षेत्र में संलग्न करने के लिए किया जा सकता है।

चरण 10: सॉफ्टवेयर

स्रोत कोड GitHub पर https://github.com/moose408/SlideClock पर पाया जाता है

पुस्तकालयों

स्लाइड क्लॉक स्टैन रीफेल द्वारा स्पीडीस्टेपर लाइब्रेरी का उपयोग करता है जिसे https://github.com/Stan-Reifel/SpeedyStepper पर पाया जा सकता है।

मैंने मूल रूप से AccelStepper लाइब्रेरी का उपयोग करने की कोशिश की क्योंकि ऐसा लगता है कि बहुत से लोग इसका उपयोग करते हैं। यह एक स्टेपर के लिए ठीक काम करता था लेकिन जब मैंने एक ही समय में सभी चार स्टेपर को स्थानांतरित करने की कोशिश की तो यह क्रॉल में धीमा हो गया। इसलिए मैंने स्पीडीस्टेपर लाइब्रेरी में स्विच किया और बहुत प्रसन्न हुआ। मैं इस पुस्तकालय का उपयोग अपनी सभी स्टेपर जरूरतों को आगे बढ़ाने के लिए करूंगा।

चालू होना

स्टार्टअप पर कोड सीरियल पोर्ट पर एक कीप्रेस की तलाश करता है।

• यदि उपयोगकर्ता एक कुंजी दबाता है तो यह एक डिबगिंग मेनू को सक्षम करेगा जो सभी स्टेपर मोटर्स के मैन्युअल नियंत्रण की अनुमति देता है।
• यदि सीरियल पोर्ट पर कोई गतिविधि नहीं है तो सॉफ्टवेयर स्लाइड्स को होम करके घड़ी को इनिशियलाइज़ करता है और फिर वर्तमान समय प्रदर्शित करता है।

स्लाइड्स को होम करना

स्टेपर मोटर्स का उपयोग करते समय आपको उन्हें "होम पोजिशन" में इनिशियलाइज़ करने की आवश्यकता होती है ताकि सॉफ्टवेयर प्रत्येक स्लाइड की भौतिक स्थिति को जान सके। मैं मूल रूप से घर की स्थिति का पता लगाने के लिए प्रत्येक स्लाइड में हॉल इफेक्ट सेंसर और एक चुंबक जोड़ने जा रहा था। इसके लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता थी और थोड़ा सोचने के बाद मुझे एहसास हुआ कि मैं अधिकतम चरणों के लिए स्लाइड को शीर्ष पर चला सकता हूं। यदि स्लाइड अधिकतम चरणों से पहले वहां पहुंचती है तो यह स्पर गियर पर उछलेगी और जब मोटरें रुकेंगी तो सभी स्लाइड अपनी सीमा के शीर्ष पर स्पर गियर पर टिकी होंगी। यह थोड़ा शोर है और समय के साथ स्पर गियर्स पर पहनने की शुरुआत हो सकती है, लेकिन यह काफी कम है कि यह कोई समस्या नहीं होनी चाहिए।

चरण 11: ऑपरेशन

घड़ी शुरू करना

जब घड़ी को पहली बार प्लग इन किया जाता है तो इसमें सभी 4 स्लाइड्स होंगी और फिर वर्तमान समय प्रदर्शित होगा।

समय निर्धारित करना

समय सेट करने के लिए घड़ी के नीचे नीले मोड बटन को 1 सेकंड के लिए पुश और होल्ड करें। दसियों घंटे का स्लाइडर यह इंगित करने के लिए 1/2 ऊपर और नीचे जाएगा कि यह चुना गया है। समय बदलने के लिए पीले रंग का चयन करें बटन दबाएं, या अगली स्लाइड (घंटे) पर जाने के लिए मोड बटन दबाएं। समय तक दोहराएं। सेट किया गया है और फिर घड़ी शुरू करने के लिए मोड बटन का एक अंतिम पुश करें।

चरण 12: निष्कर्ष

इस डिज़ाइन के साथ बहुत सारे विकल्प तलाशे जा सकते हैं। एक विचार यह है कि संख्याओं को अक्षरों से बदल दिया जाए और इसका उपयोग 4 अक्षर वाले शब्दों को प्रदर्शित करने के लिए किया जाए जो मौसम, शेयर बाजार या पुष्टि जैसी जानकारी देते हैं।

उदाहरण के लिए मेरी पत्नी चाहती है कि मैं एक ऐसा संस्करण बनाऊं जो उसके कार्य की स्थिति को प्रदर्शित करे; व्यस्त, नि:शुल्क, कॉल आदि। यह आसानी से केवल स्लाइड्स को स्वैप करके और थोड़ा सा सॉफ्टवेयर बदलकर किया जा सकता है। संभावनाएं अनंत हैं।

रीमिक्स प्रतियोगिता में द्वितीय पुरस्कार