वर्ड क्लॉक 114 सर्वो द्वारा नियंत्रित: 14 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

फ्यूजन 360 प्रोजेक्ट्स »

114 एल ई डी क्या है और हमेशा चल रहा है? जैसा कि आप जानते हैं कि उत्तर एक शब्द घड़ी है। 114 एल ई डी + 114 सर्वो क्या है और हमेशा चल रहा है? उत्तर यह सर्वो नियंत्रित शब्द घड़ी है।

इस परियोजना के लिए मैंने अपने एक दोस्त के साथ मिलकर काम किया जो इस निर्माण के बड़े प्रयास के कारण जरूरी हो गया। इसके अलावा, मेरे इलेक्ट्रॉनिक और उनके यांत्रिक कौशल एक दूसरे के काफी पूरक थे। लोकप्रिय शब्द घड़ी के इस अनुकूलन का विचार हमारे पास आया जब हम क्रिसमस उपहार के रूप में नियमित रूप से एक बना रहे थे। वहां, हमने देखा कि पत्रों को पीछे से कागज की एक सफेद शीट पर प्रोजेक्ट करना भी संभव है। उस समय यह हमारे भद्दे शिल्प कौशल को छिपाने के लिए केवल एक समाधान समाधान था क्योंकि हमने कांच की प्लेट के पीछे अक्षरों के साथ विनाइल स्टिकर संलग्न करते हुए बुलबुले के ढेर के साथ समाप्त किया था। हमने तब देखा कि कागज की शीट को मोड़ने पर दिलचस्प प्रभाव प्राप्त हो सकते हैं क्योंकि अक्षर आकार बदलते हैं और धुंधले हो जाते हैं। इससे हमें एक शब्द घड़ी बनाने का विचार आया जहां अक्षरों को पीछे से एक स्क्रीन पर प्रक्षेपित किया जाता है और प्रक्षेपित छवि के आकार को बदलने के लिए आगे और पीछे ले जाया जा सकता है। जब आप 114 अक्षरों में से प्रत्येक को अलग-अलग स्थानांतरित करना चाहते हैं, तो लागत और प्रयास के कारण पहले हम इस परियोजना को बनाने में थोड़ा अनिच्छुक थे। इसलिए हमने एक ऐसा संस्करण बनाने के विचार के साथ उछाला, जहां समय को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले हर शब्द को आगे और पीछे ले जाया जा सकता है। हालाँकि, यह देखने के बाद कि एपिलॉग प्रतियोगिता महाकाव्य परियोजनाओं के लिए इंस्ट्रक्शंस पर आ रही थी, और अपेक्षाकृत सस्ते सर्वो मोटर्स को खोजने के बाद, हमने सभी तरह से जाने और एक उचित संस्करण बनाने का फैसला किया, जहां प्रत्येक अक्षर को व्यक्तिगत रूप से एक सर्वो द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

ध्यान दें: यह एक दिन का निर्माण नहीं है!

इस परियोजना में शामिल प्रयासों के बारे में आपको एक विचार देने के लिए निम्नलिखित संख्याओं पर विचार करें। समाप्त घड़ी में शामिल हैं

• 798 व्यक्तिगत 3D मुद्रित मॉडल (कुल मुद्रण समय ~ 200 घंटे)
• ~600 स्क्रू + ~250 नट और वाशर
• ~500 तार (कुल लंबाई ~ 50 मीटर)। उन तारों की गिनती नहीं करना जो पहले से ही सर्वो से जुड़े थे।

चरण 1: डिजाइन

घड़ी को ऑटोडेस्क फ्यूजन 360 और आविष्कारक के साथ डिजाइन किया गया था। जैसा कि आप देख सकते हैं कि घड़ी में 114 लेटरबॉक्स होते हैं जो रैखिक एक्ट्यूएटर्स द्वारा स्थानांतरित किए जाते हैं जो बदले में सर्वो मोटर्स द्वारा संचालित होते हैं। प्रत्येक लेटरबॉक्स में एक एलईडी होता है जो सफेद पीवीसी पन्नी से बने स्क्रीन के पीछे अक्षर को प्रोजेक्ट करता है। सभी घटकों को लकड़ी के फ्रेम में रखा गया है।

चरण 2: सामग्री इकट्ठा करना

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण

114x SG90 माइक्रो सर्वो मोटर्स (ebay.de)

हालांकि सर्वो को लोकप्रिय ब्रांड "टॉवर प्रो" के नाम से लेबल किया गया था, लेकिन वे निश्चित रूप से सबसे सस्ते नॉकऑफ़ हैं। हालाँकि, मूल के लिए 3 EUR की तुलना में नॉकऑफ़ की कीमत लगभग 1 EUR है, यह पूरे प्रोजेक्ट को और अधिक किफायती बनाता है। जाहिर है, नॉकऑफ भी कम करंट खींचते हैं (बेशक इसका मतलब कम टॉर्क भी है) जिससे पूरे प्रोजेक्ट के लिए उपयुक्त बिजली की आपूर्ति ढूंढना अधिक आसान हो गया।

• 5 मीटर WS2812B LED स्ट्रिप, 60 LED/m (ebay.de)
• 8x 16 Ch PWM सर्वो ड्राइवर PCA9685 (ebay.de)
• DS3231 RTC मॉड्यूल (ebay.de)
• Arduino नैनो (ebay.de)
• VS1838B IR रिसीवर + रिमोट (ebay.de)
• 5 वी, 10 एक बिजली की आपूर्ति (ebay.de)
• 20x 15 सेमी सर्वो एक्सटेंशन केबल (ebay.de)
• केबल डीसी सॉकेट से नंगे तार (conrad.de)
• 300-500 ओम रोकनेवाला
• 1000 μF संधारित्र (> 5 वी)

फ्रेम के लिए सामग्री

• लकड़ी के स्लैट्स

  • 2 पीसी 40 x 10 x 497 मिमी
  • 2 पीसी 12 x 12 x 461 मिमी
  • 2 पीसी 12 x 12 x 20 मिमी

• बहुभागी

  • 2 पीसी 12 x 77 x 481 मिमी
  • 2 पीसी 12 x 84 x 489 मिमी
• सफेद पीवीसी पन्नी (700 x 1000 x 0.3 मिमी) (मॉड्यूलर.डी)
• 500 x 500 मिमी एचडीएफ प्लेट, 3 मिमी मोटी

पेंच, केबल, आदि।

• 228x M2 स्क्रू, 8 मिमी लंबा + वाशर + हेक्स नट
• 228x स्व-टैपिंग स्क्रू M2.2, 6.5 मिमी लंबा
• विभिन्न लकड़ी के पेंच
• 50 मीटर, 0.22 मिमी2 (24 एडब्ल्यूजी) तार

इसके अलावा, इस परियोजना के लिए व्यापक मात्रा में 3डी प्रिंटिंग और सोल्डरिंग की आवश्यकता थी। बैक प्लेट को लेजर कटिंग के जरिए तैयार किया गया था। फ्रेम एक गोलाकार आरी, आरा और ड्रिल के साथ बनाया गया था। जैसा कि हर सभ्य परियोजना के लिए हमने बहुत सारे गर्म गोंद, कुछ एपॉक्सी और प्लास्टिक गोंद का भी इस्तेमाल किया।

इस परियोजना की कुल लागत लगभग 350 EUR थी।

चरण 3: 3D मुद्रित अवयव

पत्र बक्से

प्रत्येक लेटर बॉक्स में एक 3डी प्रिंटेड कवर होता है जो शैडो मास्क के रूप में कार्य करता है और एक बेस प्लेट जिस पर एक एलईडी लगाई जाएगी। बेस प्लेट में एक्चुएटर पर संरेखण में मदद करने के लिए चार डॉवेल पिन और एलईडी केबल के माध्यम से फीडिंग के लिए छह छेद शामिल हैं। कुल मिलाकर यह 228 मॉडल बनाता है जो सभी काले पीएलए (फॉर्मफ्यूचुरा ईज़ीफिल पीएलए) से 0.4 मिमी परत ऊंचाई के साथ मुद्रित किए गए थे। मेरे एनीक्यूबिक कोसल लीनियर प्लस पर कुल मुद्रण समय लेटर कवर के लिए लगभग 23 घंटे और बेस प्लेट के लिए 10 घंटे था। सभी stl फ़ाइलें संलग्न ज़िप फ़ाइल में पाई जा सकती हैं।

एक्चुएटर

एक्ट्यूएटर डिज़ाइन को रोजर रैबिट द्वारा लीनियर सर्वो एक्सटेंडर से अनुकूलित किया गया था जो बहुत मददगार था। चूंकि पुर्जे एक साथ कसकर फिट होते हैं, इसलिए उन्हें एक अच्छे 3D प्रिंटर पर प्रिंट किया जाना चाहिए। छोटी परत की ऊंचाई उतनी महत्वपूर्ण नहीं है (0.2 मिमी ठीक है) एक छोटे नोजल व्यास के रूप में (हम 0.4 मिमी की सलाह देते हैं)। भागों को दिखाए गए अभिविन्यास में मुद्रित किया जाना चाहिए। प्रत्येक एक्ट्यूएटर में 5 अलग-अलग भाग होते हैं, क्योंकि हमें 114 एक्ट्यूएटर्स की आवश्यकता होती है, इसका मतलब कुल मिलाकर 570 भाग (!) इन्हें प्रिंट करने के लिए हमने कई पेशेवर 3D प्रिंटर (अल्टीमेकर S2+, अल्टिमेकर S5, लुल्ज़बॉट TAZ6, सिंधो 3D वोक्स DP200) की संयुक्त शक्ति का उपयोग किया। फिर भी हमारे पास भागों पर बहुत सारे असफल प्रिंट थे और मैंने आपके मनोरंजन के लिए कुछ तस्वीरें शामिल कीं। कुल छपाई का समय लगभग 150 घंटे (!) था। फिर से एसटीएल फाइलें संलग्न ज़िप फ़ाइल में पाई जा सकती हैं।

चरण 4: फ़्रेम का निर्माण

फ्रेम को लकड़ी के स्लैट्स और मल्टीप्लेक्स बोर्ड से बनाया गया था। भागों को एक गोलाकार आरी और एक आरा का उपयोग करके काटा गया और फिर लकड़ी के गोंद और लकड़ी के शिकंजे का उपयोग करके एक साथ तय किया गया। इसे एक अच्छा लुक देने के लिए ऊपर और नीचे के कवर को भी रंगा गया था। सभी आयामों सहित भागों का विस्तृत विवरण संलग्न चित्रों में पाया जा सकता है।

चरण 5: लेटर बॉक्स को असेंबल करना

लेटरबॉक्स को असेंबल करना बहुत काम का था और इसमें बहुत लंबा समय लगता था, खासकर सोल्डरिंग। ऐसा इसलिए है क्योंकि आपके द्वारा किए गए प्रत्येक चरण को 114 बार दोहराया जाना है।

1. एलईडी पट्टी से 114 अलग-अलग टुकड़े काटें
2. सभी एलईडी पैड टिन करें
3. प्रत्येक एलईडी को एक लेटरबॉक्स के 3डी प्रिंटेड बैकप्लेट में संलग्न करें। एलईडी केंद्रित होना चाहिए। हमने इसे गर्म गोंद से भी सुरक्षित किया।
4. आगे हमने 3x114 = 442 तार तैयार किए, यानी लंबाई में कटौती, सिरों को अलग करना और उन्हें टिन करना। आखिरी अक्षर को डॉट्स से जोड़ने वाले तारों को छोड़कर प्रत्येक तार की लंबाई 10 सेमी थी, जो कि लंबी (~ 25 सेमी) होनी चाहिए। साथ ही पहले अक्षर से जुड़े तार जो कि arduino से जुड़े होंगे और बिजली की आपूर्ति लंबी होनी चाहिए।
5. तारों का उपयोग करते हुए डायसी चेन एलईडी। प्रत्येक लेटरबॉक्स के 3डी प्रिंटेड बैकप्लेट में छेद के माध्यम से तारों को फीड किया जाता है।
6. लेटर बॉक्स के सामने के कवर को गोंद से जोड़ा गया था
7. एक्ट्यूएटर के लिए रैखिक रैक के हिस्सों को एक साथ चिपकाने की जरूरत है
8. रैखिक रैक गोंद का उपयोग करके लेटरबॉक्स के पीछे से जुड़ जाता है

चरण 6: एक्ट्यूएटर्स को असेंबल करना

फिर से एक्ट्यूएटर्स को असेंबल करना एक बहुत ही थकाऊ प्रक्रिया थी जिसमें लंबा समय लगा।

1. शामिल स्क्रू का उपयोग करके सर्वो को 3D प्रिंटेड हाउसिंग में संलग्न करें
2. गोल गियर शामिल प्लास्टिक क्रॉस का उपयोग करके सर्वो से जुड़ा हुआ है लेकिन पहले क्रॉस को आकार में काटने की जरूरत है और एपॉक्सी का उपयोग करके गियर से जुड़ा होना चाहिए।
3. शामिल स्क्रू का उपयोग करके सर्वो को गियर संलग्न करें
4. रैखिक रैक डालने से पहले प्रत्येक सर्वो को उसी स्थिति में शून्य किया गया था
5. लेटरबॉक्स के साथ रैखिक रैक सम्मिलित करना
6. 3D प्रिंटेड हाउसिंग में दो M2 हेक्सनट्स को सम्मिलित करना जो बाद में इसे बैकप्लेट में संलग्न करने के लिए उपयोग किया जाएगा
7. M2.2 सेल्फ़ टैपिंग स्क्रू का उपयोग करके 3D प्रिंटेड कवर के साथ आवास को बंद करें

अंत में हमने डायसी जंजीर एक्ट्यूएटर्स की एक बड़ी चंकी गड़बड़ के साथ समाप्त किया जैसा कि ऊपर की तस्वीर में दिखाया गया है

चरण 7: बैकप्लेट बनाना

पिछली प्लेट हमारे स्थानीय निर्माता स्थान से CO2 लेजर कटर का उपयोग करके 3 मिमी मोटी HDF लकड़ी से लेजर कट थी। पहले तो हमने प्लाईवुड की कोशिश की लेकिन यह सभी घटकों के वजन का समर्थन करने के लिए बहुत ही कमजोर निकला। इस मामले में एल्यूमीनियम का उपयोग करना और भी बेहतर होता लेकिन यह निश्चित रूप से अधिक महंगा है और इसे CO2 लेजर से नहीं काटा जा सकता है। बैकप्लेट के लिए dxf फ़ाइल संलग्न है।

चरण 8: बैकप्लेट और वायरिंग में घटकों को संलग्न करें

सबसे पहले PCA9685 बोर्डों को PCB स्टैंडऑफ का उपयोग करके बैकप्लेट से जोड़ा जाना चाहिए। फिर Arduino नैनो और RTC मॉड्यूल को ऊपर की तस्वीर में दिखाया जा सकता है। बाद के दो के लिए हमने 3डी प्रिंटेड होल्डर्स का इस्तेमाल किया जो गर्म गोंद से जुड़े थे। वायरिंग आरेख में दिखाए गए अनुसार घटक जुड़े हुए थे। ध्यान दें कि टर्मिनल ब्लॉक के माध्यम से प्रत्येक PCA9685 को अलग से बिजली देना सबसे अच्छा है। सबसे पहले हमने डेज़ी को वी + और जीएनडी कनेक्टरों को भी जंजीर से जोड़ा और केवल पहले बोर्ड के टर्मिनल ब्लॉक को जोड़ा (जैसा कि एडफ्रूट पेज पर सुझाया गया है), हालांकि, इस मामले में सभी वर्तमान पहले बोर्ड के माध्यम से जा रहे हैं और हमने एमओएसएफईटी को जला दिया रिवर्स प्रोटेक्शन सर्किट। सर्वो की केबलिंग दिखाते हुए एक स्प्रेडशीट भी संलग्न है। सर्वो के लिए एक्सटेंशन केबल जहां जरूरत पड़ने पर उपयोग किया जाता है। ध्यान दें कि आपको प्रत्येक PCA9685 के लिए अलग-अलग I2C पते निर्दिष्ट करने होंगे, जैसा कि एडफ्रूट पेज पर बताया गया है।

इसके बाद एक्ट्यूएटर्स को 228x M2 स्क्रू का उपयोग करके बैकप्लेट से जोड़ा गया। काम फिर से बहुत नीरस था लेकिन समाप्त होने के बाद घड़ी पहले से ही आकार लेने लगी थी। हमने सर्वो केबल्स को यथासंभव अच्छे से व्यवस्थित करने का भी प्रयास किया लेकिन अंत में केबलिंग अभी भी बहुत गड़बड़ थी।

डीसी केबल को बैकप्लेट के माध्यम से फीड करके और इसे एक टर्मिनल ब्लॉक से जोड़कर बिजली की आपूर्ति की गई थी।

चरण 9: बैकप्लेट को फ़्रेम में संलग्न करना

सभी घटकों को माउंट करने और केबलों को व्यवस्थित करने के बाद, हमने 6x M4 स्क्रू का उपयोग करके बैकप्लेट को फ्रेम से जोड़ दिया। दुर्भाग्य से, हमने सभी केबलों को फिट करने के लिए बहुत कम जगह छोड़ी थी, इसलिए उन्हें थोड़ा निचोड़ना पड़ा।

चरण 10: सर्वो को कैलिब्रेट करना

चूंकि माउंटिंग के बाद सभी लेटरबॉक्स की ऊंचाई थोड़ी अलग थी, इसलिए हमने सभी सर्वो को कैलिब्रेट करने के लिए संलग्न कोड का उपयोग किया ताकि लेटरबॉक्स में न्यूनतम और अधिकतम स्थिति समान हो। अधिकतम स्थिति के लिए हमने लेटरबॉक्स को स्क्रीन के जितना संभव हो सके रखने की कोशिश की। प्रत्येक सर्वो के लिए कैलिब्रेटेड न्यूनतम/अधिकतम स्थिति बाद में मुख्य कोड में दर्ज की जाती है।

चरण 11: कोड अपलोड करना

घड़ी शब्द के लिए मुख्य कोड संलग्न है। समय दिखाने के तीन प्रकार के प्रभाव होते हैं।

1. जल्दी से सभी अक्षरों को पीछे की ओर ले जाएँ (एक के बाद एक) और समान यादृच्छिक रंग के साथ प्रकाश एल ई डी। फिर उन अक्षरों को तेज़ी से ले जाएँ जो समय को एक के बाद एक सामने की ओर प्रदर्शित करते हैं और प्रत्येक शब्द को एक यादृच्छिक रंग में प्रकाशित करते हैं।
2. जल्दी से सभी अक्षरों को पीछे की ओर ले जाएँ (एक के बाद एक) और समान यादृच्छिक रंग के साथ प्रकाश एल ई डी। धीरे-धीरे प्रत्येक शब्द को आगे बढ़ाएं जो समय को सामने (सभी अक्षर एक साथ) प्रदर्शित करता है और पृष्ठभूमि के रंग से फीका रंग यादृच्छिक मान पर ले जाता है।
3. सभी अक्षरों को एक यादृच्छिक स्थिति (एक के बाद एक) और अलग-अलग यादृच्छिक रंग के साथ हल्के एल ई डी में ले जाएं। फिर धीरे-धीरे सभी अक्षरों को पीछे की ओर ले जाएं और रंग को फीका कर दें। 1 या 2 के साथ जारी रखें।

मैं एक प्रभाव को भी लागू करना चाहता था जहां वर्तमान मिनट दिखा रहा बिंदु धीरे-धीरे आगे बढ़ रहा है और रंग लुप्त हो रहा है ताकि मिनट समाप्त होने पर यह सही रंग के साथ सामने की स्थिति में हो। दुर्भाग्य से, मैंने इसे अभी तक काम नहीं किया क्योंकि ऐसा लगता है कि आईआर रिसीवर अनुत्तरदायी बना रहा है।

चरण 12: स्क्रीन संलग्न करना

पहले हम सफेद कपड़े को स्क्रीन के रूप में इस्तेमाल करना चाहते थे। समस्या यह थी कि इसे फ्रेम से जोड़ने के बाद कपड़ा केंद्र में नीचे झुक गया और हम एक पिनकुशन विरूपण के साथ समाप्त हो गए। हमने इसके बजाय स्क्रीन के लिए एक पतली सफेद पीवीसी पन्नी का उपयोग करने का फैसला किया। फ़ॉइल को लैंप शेड्स बनाने के लिए भी विज्ञापित किया जाता है, इसलिए इसका एक उचित संचरण होता है लेकिन यह सीथ्रू नहीं होता है इसलिए काले लेटरबॉक्स छिपे रहते हैं। अपने पहले परीक्षण में हमने एपॉक्सी का उपयोग करके पन्नी को संलग्न किया लेकिन यह बहुत अच्छी तरह से नहीं चिपकी इसलिए हमने गर्म गोंद पर स्विच किया। हालांकि सावधान रहें कि यदि गोंद बहुत गर्म है तो यह वास्तव में पन्नी को पिघला सकता है। अतिरिक्त पन्नी को एक सटीक चाकू से हटा दिया गया था।

चरण 13: ऊपर और नीचे के कवर को जोड़ना

अंत में सना हुआ लकड़ी के कवर ऊपर और नीचे से जुड़े हुए थे। गहरा रंग सफेद स्क्रीन के विपरीत एक अच्छा कंट्रास्ट बनाता है। आईआर रिसीवर को बैकप्लेट में छेद के माध्यम से खिलाया गया था और गर्म गोंद के साथ शीर्ष कवर पर तय किया गया था।

चरण 14: समाप्त घड़ी और सारांश

दो महीने के गहन काम के बाद आखिरकार घड़ी खत्म हो गई और काम करने लगी। कुल मिलाकर हम परिणाम से बहुत खुश हैं। एल ई डी के रंग बदलने के साथ जोड़े गए स्क्रीन के पीछे अक्षरों को ले जाने से बहुत अच्छे दिखने वाले प्रभाव उत्पन्न होते हैं। अंत में अक्षर पूरी तरह से पंक्तिबद्ध नहीं थे और स्क्रीन 100% सपाट नहीं थी लेकिन यह लगभग इसे और भी अच्छा बनाता है। निश्चित रूप से ऐसी चीजें हैं जिनमें सुधार किया जा सकता है लेकिन मुझे नहीं लगता कि इस निर्माण के स्मारकीय प्रयास के कारण संस्करण 2.0 होगा, जब तक कि अगली बार हम उत्पादन को चीन को आउटसोर्स न करें।

यदि आप इस बिल्ड को पसंद करते हैं और सभी तरह से नीचे तक स्क्रॉल करने में कामयाब होते हैं तो कृपया एपिलॉग प्रतियोगिता में हमें वोट करें।

एपिलॉग एक्स प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार