ساعة العرض الميكانيكية ذات الأجزاء السبعة: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:35

قبل شهرين ، قمت ببناء شاشة ميكانيكية مكونة من 7 أجزاء والتي حولتها إلى عداد للعد التنازلي. لقد ظهر جيدًا واقترح عدد من الأشخاص مضاعفة العرض لعمل ساعة. كانت المشكلة هي أنني كنت بالفعل على وشك النفاد من PWM IO على Arduino Mega ولم يكن لدي ما يكفي من الأرقام الثانية أو الثالثة. تم توجيهي بعد ذلك في اتجاه برامج تشغيل PWM PCA9685 ذات 16 قناة والتي تعمل عبر واجهة I2C. هذه جعلت من الممكن قيادة 28 خدمة أحتاجها جميعًا باستخدام دبابيس I2C على Arduino. لذلك عملت على بناء ساعة تستخدم الآن وحدة DS1302 في الوقت الحقيقي للحفاظ على الوقت واثنين من برامج تشغيل مؤازرة ذات 16 قناة للتحكم في الماكينات الـ 28 المستخدمة لتكوين الشاشة ، وكلها مدعومة بـ Arduino Uno.

إذا كنت تستمتع بهذه التعليمات ، فالرجاء التفكير في التصويت لها في مسابقة الساعات

اللوازم:

لبناء ساعتك ، ستحتاج إلى المستلزمات التالية بالإضافة إلى بعض الأدوات الأساسية:

• Arduino Uno - اشتري من هنا
• وحدة الساعة DS1302 - اشتري من هنا
• 2 x PCA9685 16Ch Servo Drivers - اشتري من هنا
• 28 × مايكرو الماكينات - اشتري من هنا
• كابل الشريط - اشترِ من هنا
• شرائط رأس الدبوس الذكور - شراء هنا
• شرائط رأس دبوس أنثى - اشترِ هنا
• 3 مم MDF - اشتري من هنا
• طلاء بخاخ أسود - اشتري من هنا
• دائرة إقصاء البطارية 5 فولت 5 أمبير - اشتري من هنا
• 12 فولت امدادات الطاقة - شراء هنا

بالنسبة لهذا المشروع ، ستحتاج أيضًا إلى بعض الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد. إذا لم يكن لديك بالفعل طابعة ثلاثية الأبعاد وكنت تستمتع بصنع شيء ، فعليك بالتأكيد التفكير في شراء واحدة. إن Creality Ender 3 Pro المستخدم هنا ميسور التكلفة وينتج مطبوعات عالية الجودة مقابل سعره.

• طابعة ثلاثية الأبعاد مستعملة - اشترِ من هنا
• خيوط - اشتري من هنا

الخطوة 1: طباعة ثلاثية الأبعاد للمكونات البلاستيكية

لقد صممت شاشات العرض ذات الأجزاء السبعة لتكون بسيطة قدر الإمكان. المؤازرة هي أيضًا شريحة الدعم لرفع الجزء الموجود فوقها. هناك نوعان من المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد المطلوبة لكل مقطع ، وكتلة المباعد لدعم الجانب السفلي من المؤازرة وقسم العرض الذي يتم لصقه مباشرة على ذراع المؤازرة.

قم بتنزيل ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد - ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد للساعة الميكانيكية ذات الأجزاء السبعة

اطبع المقاطع والنقاط المؤازرة باستخدام PLA ذي الألوان الزاهية. لقد استخدمت اللون الأخضر الشفاف ، لكن الأحمر أو البرتقالي أو الأصفر يجب أن يعمل جيدًا أيضًا. لقد استخدمت PLA الأسود للكتل الفاصلة ودعامات النقاط بحيث لا تكون مرئية عند تشغيل المقاطع إلى وضع إيقاف التشغيل.

إذا لم يكن لديك وصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد ، فجرّب إحدى خدمات الطباعة عبر الإنترنت. هناك عدد من الخدمات المتاحة بأسعار معقولة والتي ستطبع المكونات وتسليمها إلى باب منزلك في غضون أيام قليلة.

الخطوة 2: قم بإعداد لوحات التحكم والأسلاك

ستحتاج إلى استخدام اثنين من برامج تشغيل PWM PCA9685 ذات 16 قناة لتشغيل 28 خدمة على مدار الساعة. لقد قمت بفصل الماكينات إلى أرقام الساعة والدقيقة ، حيث يتم تحريك كل زوج من الأرقام بواسطة لوحة واحدة. لذلك لديّ لوحة واحدة تتحكم في الماكينات للأرقام المكونة من ساعتين والثانية تتحكم في الماكينات للأرقام المكونة من دقيقتين.

لربط الاثنين معًا ، ستحتاج إلى تكوين موصل كبل شريطي مكون من 6 أسلاك ولحام شريط رأس ثانٍ على الطرف الآخر من لوحة التحكم المؤازرة الأولى. ستحتاج أيضًا إلى تغيير عنوان I2C على اللوحة الثانية بحيث يكون مختلفًا عن العنوان الأول ويمكن التعرف عليه بشكل فريد.

ستحتاج أيضًا إلى تكوين ضفيرة الأسلاك لتوصيل اللوحات الثلاثة (لوحتان مؤازرتان ووحدة الساعة) بـ Arduino. ستحتاج إلى 5 فولت و GND لكل لوحة بالإضافة إلى اتصالات I2C بدبابيس Arduino A4 و A5 (I2C على Arduino Uno) ، ودبابيس وحدة الساعة CLK و DAT و RST إلى المسامير 6 و 7 و 8 على Arduino على التوالى.

يتم توفير الطاقة إلى Arduino مباشرة من مزود الطاقة بجهد 12 فولت وإلى الماكينات باستخدام 5V 5A BEC والتي يتم توصيلها بعد ذلك بالمحطتين الموجودتين أعلى مشغل PWM. ما عليك سوى توصيل محرك سيرفو واحد بالطاقة وسوف يقوم بتغذية الطاقة إلى الثاني من خلال اتصال كابل الشريط ذي الستة أسلاك.

الخطوة 3: تجميع الماكينات

بمجرد طباعة المقاطع الخاصة بك ، ستحتاج إلى رش الظهر والجوانب باللون الأسود بحيث تكون أقل وضوحًا عند تدويرها بزاوية 90 درجة إلى وضع الإيقاف.

تحتاج بعد ذلك إلى لصق الأجزاء على أذرع المؤازرة باستخدام الغراء الذائب الساخن. من المفيد لصقها على المؤازرة مع وجود الذراع بالفعل على المؤازرة ، وبهذه الطريقة يمكنك التحقق من أنك تقوم بلصقها بشكل مستقيم ومستوي.

ستحتاج أيضًا إلى لصق كتلة فاصلة أسفل كل معزز.

قم بتجميع النقاط عن طريق لصق وتد صغير أو عصا كباب في الجزء الخلفي من النقاط ثم في الكتل الأساسية. لقد قمت برش هذه العصي باللون الأسود أيضًا بحيث تكون أقل وضوحًا إذا تم عرضها من زاوية.

الخطوة 4: الإعداد والاختبار

لقد قمت بترقيم جميع الماكينات وكتبت الرقم على كل عميل محتمل حتى يسهل تتبعها. لقد بدأت بالجزء العلوي من رقم الوحدات وعملت حول الجزء الأوسط على رقم العشرات. هذا أيضًا هو الترتيب الذي قمت بتوصيلهم به في لوحات التحكم المؤازرة ، مع تذكر أن المعرفات الموجودة على اللوحات يتم حسابها من 0 إلى 13 وليس من 1 إلى 14.

ثم أقوم بإعداد المقاطع على طاولة مع وجود مساحة كافية بينهما للاختبار حتى لا ينتقلوا إلى أحدهما والآخر أثناء إعداد حدود السفر والاتجاهات. إذا حاولت إعدادها عن قرب ، فمن المحتمل أن يكون لديك واحد أو اثنان يحاولان التحرك في الاتجاه الخاطئ أو السفر في مرحلة ما وضرب أخرى مما قد يؤدي إلى إتلاف الجزء أو ذراع المؤازرة أو تجريد التروس على المؤازرة.

الخطوة الخامسة: تحميل الكود

يبدو الرمز معقدًا للوهلة الأولى ، لكنه في الواقع بسيط نسبيًا بفضل المكتبتين المستخدمتين. هناك أيضًا الكثير من التكرار نظرًا لوجود أربع شاشات مختلفة من 7 أجزاء تحتاج إلى التحديث.

فيما يلي وصف موجز للرمز ، ألق نظرة على الدليل الكامل للحصول على شرح أكثر تفصيلاً ورابط لتنزيل الكود - ساعة عرض ميكانيكية مكونة من 7 أجزاء

نبدأ باستيراد مكتبتين ، VirtuabotixRTC.h لوحدة الساعة و Adafruit_PWMServoDriver.h للسائقين المؤازرين. يمكن تنزيل مكتبة Adafruit وتثبيتها مباشرة من خلال مدير المكتبة في IDE.

نقوم بعد ذلك بإنشاء كائن لكل لوحة تحكم بالعنوان ذي الصلة ، واحد لأرقام الساعة والآخر للأرقام الدقيقة.

لدينا بعد ذلك أربع مصفوفات لتخزين مواضع التشغيل والإيقاف لكل أجهزة. ستحتاج إلى إجراء تعديلات على هذه الأرقام في الخطوات القادمة للتأكد من أن الماكينات الخاصة بك في وضع مستقيم عند التشغيل ، وتحولت 90 درجة عند إيقاف التشغيل ولا تنتقل أكثر من اللازم.

يخزن المصفوفة الرقمية مواضع كل مقطع لكل رقم يتم عرضه.

ثم نقوم بإعداد وحدة الساعة وإنشاء متغيرات لتخزين الأرقام الفردية الحالية والسابقة.

في وظيفة الإعداد ، نبدأ ونقوم بإعداد لوحات التحكم PWM وكذلك تحديث وقت الساعة إذا لزم الأمر. ثم نجري حلقة لضبط العرض على 8 8: 8 8 حتى نعرف موضع البداية لجميع الماكينات. يستخدم هذا أيضًا لإعداد الماكينات بحيث تكون جميعها متجهة لأعلى بشكل صحيح.

في الحلقة الرئيسية نحصل على الوقت المحدث من وحدة الساعة ، وقمنا بسكبه في أربعة أرقام ثم نتحقق مما إذا كان الوقت قد تغير من آخر فحص. إذا تغير الوقت ، نقوم بتحديث العرض ثم تحديث الأرقام السابقة.

في وظيفة عرض التحديث ، نقوم أولاً بنقل الأجزاء الوسطى. يتم ذلك أولاً لأن هناك بعض المنطق المطلوب لتحريك المقطعين العلويين المجاورين للجزء الأوسط بعيدًا عن الطريق قليلاً قبل تحريك الجزء الأوسط ، وإلا فسوف يصطدم بهما. بمجرد تحريك الأجزاء الوسطى ، يتم نقل الأجزاء المتبقية إلى المواضع الصحيحة.

الخطوة 6: تجميع الساعة على اللوحة الخلفية

بمجرد الانتهاء من الاختبار ، قمت بتجميع الماكينات على اللوحة الخلفية باستخدام التخطيط أعلاه كدليل.

المنطقة البيضاء هي الحجم الكلي للوحة ، والرمادي الفاتح هو المنطقة المحيطة بكل رقم حيث تنتقل المقاطع المؤازرة إليها والمخطط التفصيلي على المنطقة الرمادية الداكنة هو الخط المركزي للأجزاء الستة الخارجية لكل رقم.

لقد قطعت اللوحة ، ووضعت علامة على التصميم ، ثم قمت بلصق الأرقام في مكانها لتشكيل وجه الساعة.

ثم قمت بحفر ثقوب بالقرب من كل مؤازرة وأدخلت الأسلاك إلى الجزء الخلفي من اللوحة بحيث تكون أقل وضوحًا.

لقد قمت بتثبيت الإلكترونيات على الجزء الخلفي من الساعة بشريط مزدوج الجوانب.

الخطوة 7: الإعداد والتشغيل النهائي

بمجرد أن أصبحت الماكينات جاهزة ، أزلت جميع أذرع المؤازرة لإجراء التعديلات النهائية على مواضع المقاطع. يجب عليك تشغيل Arduino في هذه الحالة بحيث يتم عرض 8 8: 8 8 ثم فصل الطاقة ، وهذا يعيد توسيط جميع الماكينات الخاصة بك بحيث يمكنك إعادة وضع أذرع المؤازرة مع الأجزاء التي تكون قريبة من الوضع الرأسي بقدر الإمكان.

ستحتاج بعد ذلك إلى تشغيل Arduino بشكل تسلسلي وإجراء تعديلات على مواضع التشغيل والإيقاف في المصفوفات الأربعة الخاصة بك بحيث تكون الماكينات رأسية تمامًا عند التشغيل وتدور بزاوية 90 درجة عند إيقاف التشغيل دون الحاجة إلى السفر. هذه الخطوة تستغرق وقتًا طويلاً وتتطلب القليل من الصبر ولكن النتيجة النهائية تستحق العناء!

يمكن ترك الساعة تعمل بالطاقة باستخدام مصدر طاقة 12 فولت و 5 فولت BEC متصل بها. في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، ستحتفظ البطارية الموجودة في وحدة RTC بالوقت بحيث يتم إعادة ضبط الساعة تلقائيًا عند استعادة الطاقة إلى الوقت الصحيح.

إذا كنت قد استمتعت بهذا Instructable ، فالرجاء التصويت له في مسابقة Clock وإعلامي بأي تحسينات أو اقتراحات يمكنك طرحها في قسم التعليقات أدناه.

الجائزة الثانية في مسابقة الساعات