ساعة مغناطيس الثلاجة: 9 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

لطالما كنت مفتونًا بالساعات غير العادية. هذا أحد أحدث إبداعاتي التي تستخدم أرقام الأبجدية في الثلاجة لعرض الوقت.

يتم وضع الأرقام على قطعة من زجاج شبكي أبيض رفيع يحتوي على صفائح معدنية رقيقة مغلفة في الخلف. توجد مغناطيسات صغيرة في كل رقم من الأرقام التي تجعل الرقم يتشبث بالصفائح المعدنية عندما لا يتم نقلها.

يتم نقل الأرقام باستخدام آلية CoreXY التي تحرك عربة خلف رقم ، ثم تقوم بإشراك مغناطيسين يجذبان المغناطيس على الرقم ويسمحان للرقم بتتبع حركة العربة. بمجرد وصولها إلى وجهتها ، يتم فصل مغناطيس العربة وسيبقى الرقم في مكانه بسبب الصفيحة المعدنية الرقيقة التي تدعم الزجاج الزجاجي.

اللوازم

• 1 × RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 × Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 × Kingprint CNC ShieldStepper Motor Shield
• عدد 2 سائق محرك A4988
• 2 × Usongshine محرك متدرج 42BYGH
• 1 × محرك سيرفو
• 2 × GT2 Timing Belt Pulley ، 16 سن ، 5 مم عرض
• 2 × GT2 Idler Pulley ، تجويف 5 مم ، بدون أسنان
• عدد 2 رافعة ميكروسويتش مع أسطوانة
• 6 × GT2 Idler Pulley ، تجويف 5 مم ، 20 سنًا
• 1 × حزام توقيت GT2 ، 8 م 5
• 54 × 6x2mm مغناطيس الثلاجة النيكل المصقول
• 2 × 10x3mm مغناطيس الثلاجة النيكل المصقول
• قضيب توجيه 2 × 8 مم × 600 مم
• قضيب توجيه 2 × 8 مم × 500 مم
• 1 × LM7805 ، منظم جهد 5 فولت
• 1 × 12 فولت ، 10 أمبير التيار الكهربائي
• 1 × 1/16 "زجاج شبكي أبيض سميك ، 21" × 19"
• 1 x36ga صفائح معدنية ، 20 "x18"
• 1 × 3/4 "خشب رقائقي ، 24" × 24"
• أجهزة متنوعة

الخطوة 1: بناء الإطار

يتكون الإطار من 3/4 "خشب رقائقي مع 1/16" أكريليك أبيض مركب في فتحة في الخشب الرقائقي.

الفتحة مقاس 16 × 20 بوصة مع أرنب مقاس 17 × 21 بوصة × 1/16 بوصة حول الحافة بحيث تتلاءم ورقة الأكريليك مع سطح الخشب الرقائقي. لقد استخدمت مادة هلامية فائقة الصمغ لتثبيت الأكريليك بالخشب الرقائقي. جهاز توجيه CNC لقطع الخشب الرقائقي ، ولكن يمكن إجراؤه باستخدام منشار بانوراما وجهاز توجيه. نظرًا لأن جهاز التوجيه CNC يترك زوايا مستديرة (1/8 بوصة في حالتي) ، فقد استخدمت آلة النقش بالليزر لقطع الاكريليك لتتناسب.

الخطوة 2: طباعة ثلاثية الأبعاد للأجزاء

لقد قمت بتصميم جميع الأجزاء المطلوبة وطباعتها ثلاثية الأبعاد لتثبيت المحركات والتروس الخاصة بآلية CoreXY. أنا أستخدم مادة PETG ولكن يجب أن يعمل PLA بشكل جيد.

هناك 11 جزء إجمالاً ، 9 أجزاء فريدة. يمكن العثور على الملفات على Thingiverse.

• جبل محرك متدرج × 2
• قوس الزاوية × 2
• النقل العلوي
• النقل السفلي
• عربة المغناطيس
• حامل المغناطيس
• برغي
• هيأ
• قوس Microswitch

لقد قمت بطباعة جميع الأرقام المستخدمة في الساعة ثلاثية الأبعاد. هناك 10 أرقام للدقائق والساعات (0-9) ، و 6 أرقام (0-5) لعشرات الدقائق ، ورقم واحد (1) لعشرات الساعات. كانت هذه تطبع باستخدام ألوان PLA المختلفة لإضافة التنوع.

الخطوة الثالثة: تجميع آلية CoreXY

يمكن العثور على تفاصيل حول كيفية عمل تصميم CoreXY على موقع CoreXY.com بناء حامل المغناطيس حامل المغناطيس هو ما هو موجود في الجزء الخلفي من الساعة ، ويتم وضعه خلف رقم معين ويتم خفض المغناطيسات الموجودة على الناقل لإجراء اتصال مغناطيسي بينهما الناقل والرقم. يمكن بعد ذلك نقل الرقم إلى موضع جديد ورفع المغناطيسات الموجودة على الناقل لفك الارتباط وترك الرقم في موضعه الجديد.

Sidenote: كنت قد خططت في الأصل لاستخدام المغناطيس الكهربائي للتفاعل مع الرقم وفك الارتباط به. لسبب ما ، تخليت عن هذه الفكرة في وقت مبكر من عملية التصميم. لا أتذكر لماذا. أخطط لاختبار المغناطيسات الكهربائية وقد ينتهي بي الأمر باستبدال هذه العربة في المستقبل.

يتم رفع المغناطيس وخفضه باستخدام برغي ومضاعفات. يحتوي البرغي على خيط خشن جدًا بحيث يؤدي نصف دورة من البرغي إلى رفع المغناطيس بحوالي 4 مم وهو ما يكفي لفك الاتصال بالأرقام.

1. تتمثل الخطوة الأولى في إرفاق دعامة محرك السائر Beta (المحرك السفلي). لقد وضعته بحيث كانت حافة الحامل متدفقة مع حافة الخشب الرقائقي.
2. أضف التروس الوسيطة إلى العربات السفلية والعلوية وأقواس الزاوية.
3. قم بتحريك الحامل السفلي على قضيب التوجيه ثم قم بتركيب قوس الزاوية.
4. لقد قمت بطباعة أداة محاذاة ثلاثية الأبعاد للتأكد من أن قضيب التوجيه السفلي موازٍ لحافة الخشب الرقائقي. لقد استخدمته لتحديد مكان تثبيت قوس الزاوية لأسفل.
5. أضف قضبان التوجيه العمودية ، حامل المغناطيس ، ثم كرر الخطوات المذكورة أعلاه للعربة العلوية ومحرك ألفا.
6. لمحاذاة قضبان التوجيه العلوية ، أخذت قطعة من الخشب الرقائقي ووضعت المسمار في أحد طرفيه. ثم قمت بعد ذلك بضبط المسمار بحيث لامس القضيب في نهاية المحرك. ثم قمت بتحريكه إلى الطرف الآخر وثبت في دليل الزاوية.
7. قم بتركيب محركات السائر وقيادة التروس
8. قم بربط حزام التوقيت وإرفاقه بحامل المغناطيس

الخطوة 4: أضف مفاتيح Home

يحتاج CoreXY إلى معايرة نفسه بعد كل دورة طاقة لمعرفة مكان الإحداثيات 0 ، 0. يقوم بذلك عن طريق التحرك نحو أعلى اليسار (0 ، 0) حتى يتم تشغيل مفتاحين صغيرين يشيران إلى موضع المنزل. الموضع الذي لا تكون فيه هذه المفاتيح حرجًا ، فهي تحتاج فقط إلى وضعها بالقرب من الزاوية بحيث يضغط كل من العربة العلوية والعربة المغناطيسية على المفتاح أثناء دورة التوجيه.

الخطوة الخامسة: الإلكترونيات

يُظهر التخطيط الاتصالات الضرورية بين M0-mini و RTC و CNC Shield. يتم توصيل محركات السائر بالدرع CNC.

تأتي قوة الدرع CNC التي تذهب إلى المحركات السائر من مصدر طاقة 12 فولت ، 10 أمبير. يتم تغذية هذا 12V أيضًا من خلال منظم الجهد LM7805 الذي يمكن استخدامه لتزويد الطاقة إلى M0-mini و RTC.

تم توصيل المحولين الصغريين X و Y Zero مباشرة بلوحة M0-mini.

الخطوة 6: أضف الصفائح المعدنية

واجهت صعوبة في الحصول على ورقة كبيرة من 36 قياسًا من الصلب ، لذلك استخدمت صفائح مقاس 10 "× 4" كانت متوفرة من مصادر متعددة. لربطها بالأكريليك ، استخدمت شريط فيلم بوليستر مزدوج الجوانب 3M ، بعرض 1/2 بوصة على طول اللحامات ، مما أدى إلى سطح فولاذي أملس.

الخطوة 7: البرمجيات

يتكون البرنامج من وحدات متعددة

• واجهة RTC
• يتم تسريع / تباطؤ المحرك باستخدام أجهزة ضبط الوقت والمقاطعات
• تستخدم وظيفة CoreXY للانتقال إلى مجموعة معينة من الإحداثيات
• الساعة - تحدد كيفية نقل الأرقام من موضعها الأصلي إلى موضع الساعة والعكس.

يمكن العثور على جميع التعليمات البرمجية المصدر على جيثب

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

الخطوة الثامنة: تجهيز الأعداد

يحتوي كل رقم على قطعتين مغناطيسيتين مقاس 6 × 2 مم تم لصقهما في الخلف. تم إرفاق هذه باستخدام هلام سوبر الغراء. من المهم أن تواجه جميع المغناطيسات في نفس الاتجاه. لقد تأكدت من أن المغناطيس يوجه القطب الشمالي لأعلى. لا يهم أي قطب يواجه ، يجب أن يكون عكس المغناطيس على حامل CoreXY حتى تنجذب الأرقام إلى الناقل.

الخطوة 9: تهيئة الساعة

يتم وضع الأرقام الأولي في المرة الأولى التي يتم فيها تشغيل الساعة. تتحرك عربة CoreXY إلى موضع فارغ بالقرب من منتصف الوجه وتشغل مغناطيسها.

يضع المستخدم رقمًا مقابل الناقل ويخبر البرنامج بالرقم وما إذا كان رقم دقيقة أم عشرات الدقائق أم ساعة أم عشرات الساعات. سيقوم البرنامج بعد ذلك بتخزين الرقم في موضعه الرئيسي. يتكرر هذا حتى يتم وضع جميع الأرقام الـ 27.

عند هذه النقطة يمكن بدء تشغيل الساعة وسوف يقوم البرنامج بتحريك الأرقام المناسبة لعرض الوقت. ملاحظة: هذه التهيئة يجب أن تتم لمرة واحدة فقط. بمجرد أن تكون الأرقام في الموضع ، يعرف البرنامج مكانها حتى إذا كانت هناك دورة طاقة.

الجائزة الكبرى في مسابقة Make it Move 2020