الساعة الفلكية: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بعد وقت قصير من اختراع الساعات الميكانيكية الأولى في القرن الرابع عشر ، بدأ المخترعون في البحث عن طرق لتمثيل حركة السماء. وهكذا ، تم إنشاء ساعة علم الفلك. ربما تم إنشاء ساعة علم الفلك الأكثر شهرة في براغ حوالي عام 1410. وبدلاً من إظهار الوقت فقط ، فإنها تُظهر أيضًا الموقع النسبي للنجوم حيث تدور الأرض حول محورها وتدور حول الشمس.

في هذا المشروع ، ستتعلم كيفية إنشاء ساعة علم الفلك التي يمكنك الحصول عليها في منزلك. يعرض خريطة النجوم الموجودة حاليًا في السماء - ليلًا أو نهارًا. تتغير خريطة السماء مع دوران الأرض. يتضمن المشروع مكونات ميكانيكية وإلكترونية وبرمجيات. ستحتاج إلى الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد وقاطع ليزر وبعض أدوات النجارة لإنهاء المشروع. لقد استخدمت Python أيضًا لإنشاء خرائط النجوم والتصميم المدمج في الساعة. ربما كان الجزء المفضل لدي من المشروع هو دمج كل هذه التقنيات معًا.

كان هذا المشروع أصليًا تمامًا. لقد كتبت البرنامج لتشغيل الساعة ، وأنشأت تصميمات الليزر للعلبة ، وقمت أيضًا ببناء التروس وقيادة القطار. لقد كتبت أيضًا البرنامج للقيام بتخطيط خريطة النجوم.

بدت النتيجة النهائية تستحق الوقت الذي قضيته في تجميعها.

الخطوة 1: تجميع الأجزاء

بالنسبة لهذا المشروع ، سوف تحتاج إلى المستلزمات التالية:

2 - قطع أكريليك 11 × 14 (سمك 0.093 بوصة)

1 - لوح 1 × 6 بطول 6 أقدام.

1 - اردوينو اونو

1 - وحدة ساعة الوقت الحقيقي

1 - محرك متدرج 28bjy-48

1 - محرك السائر - UNL2003

1-5 فولت امدادات الطاقة

1-36 بوصة شريط ليد ضوء

1 - 1/4 بوصة لوح خشب رقائقي - 2x4 قدم

1-8 مم رمح معدني

2 - 608 الكرات

1- قطع لوح فوم أسود - حوالي 12 × 12 بوصة

متفرقات: سلك ، براغي خشبية (# 6 × 1 1/4 بوصة) ، حقيبة من براغي الماكينة مقاس 6 × 32 × 0.75 بوصة + صواميل ، حقيبة أخرى من براغي الماكينة مقاس 4 × 40 × 0.75 ، وصمة خشب (اختياري)

ستحتاج أيضًا إلى الأدوات التالية:

الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد

الوصول إلى آلة حفر بالليزر قادرة على قطع 1/4 من الأكريليك والخشب

رأى منضدة + جهاز توجيه لإنشاء علبة الساعة

الخطوة 2: اطبع التروس والأجزاء البلاستيكية

للبدء ، ستحتاج إلى طباعة التروس والأجزاء البلاستيكية على مدار الساعة. لقد استخدمت Prusa I3 MK3 و Slic3r و PETG لساعتي. ومع ذلك ، يجب أن يعمل أي شكل تقريبًا بشكل جيد لهذا المشروع. القيد الأساسي هو أنك بحاجة إلى سرير طباعة كبير لإنشاء حامل اللوحة و 72 سنًا.

هذا وصف سريع للملفات التي تحتاج إلى طباعتها:

حامل المحمل - يحمل حامل المحمل اثنين من محامل 608 لدعم عمود الإدارة. يتم تثبيته على الجزء الخلفي من اللوحة الوسطى في الساعة.

المقرنة - تربط هذه القطعة البلاستيكية حامل اللوحة و 72 ترسًا مهمازيًا. يبلغ طولها 25 مم ، لذا فهي مصممة لساعة بمسافة بوصتين بين اللوحة الأمامية واللوحة الوسطى التي تحمل المحامل.

حامل اللوحة - يقرن حامل اللوحة اللوح الأكريليكي وظهره بعمود القيادة.

حامل العمود - هذا هو ملف حلقة قطرها 8 مم تُستخدم لتثبيت العمود في مكانه أثناء مروره عبر حامل المحمل. تحتاج إلى طباعة اثنين من هذه للمشروع.

Spur Gear (18 سنًا) - يناسب ضغط الترس المحفز هذا عمود المحرك السائر.

Spur Gear (72 سنًا). - يقترن هذا الترس بعمود محرك الساعة ويقلب حامل اللوحة ولوحة الأكريليك.

حامل المحرك - لوحة لعقد محرك السائر

يظهر التصميم الميكانيكي الأساسي في الرسوم البيانية أعلاه. اللوحة الأمامية متصلة بجزء من خريطة النجمة التي تدور (Rete). يتم توصيل هذا من خلال عمود إلى ترس مكون من 72 سنًا. يقود المحرك السائر (28BYJ48) ترسًا مكونًا من 18 سنًا يعمل على مدار الساعة. يجلس المحرك نفسه في لوحة حامل المحرك بحيث يمكن ضبطه على اللوحة المركزية للساعة.

يتم تثبيت نظام دعم المحمل الذي يحمل العمود على لوحة مركزية داخل الساعة. المحامل المستخدمة هي 608 محامل عادية (قطر خارجي 22 مم ، قطر داخلي 8 مم ، سماكة 7 مم) يتم وضعها داخل وخارج قطعة دعم الدب. يتزاوج العمود مع التروس ، ويتم لصق كل شيء على العمود لتثبيته معًا.

تم إنشاء التروس والأجزاء البلاستيكية باستخدام Fusion 360. أنا جديد قليلاً في البرنامج ، لكن أداة إنشاء التروس الإضافية عملت بشكل جيد حقًا لتجميع هذا معًا. كان التعرف على كيفية استخدام البرنامج أحد الأغراض الأساسية لهذا المشروع بالنسبة لي.

يمكنك الوصول إلى ملف التصميم الخاص بالأجزاء ثلاثية الأبعاد هنا: Fusion 360 Astronomy Clock

الخطوة 3: حفر أجزاء الأكريليك بالليزر

تم إرفاق قوالب الأكريليك الخاصة بـ Rete (الجزء الذي عليه نجوم) واللوحة (القطعة الأمامية) أعلاه. تم تعيين خريطة النجوم هذه على خط عرض يبلغ حوالي 40 درجة شمالًا ، ومن المفترض أن تعمل بشكل جيد بالنسبة لمعظم الناس. تم إنشاء الخرائط نفسها باستخدام برنامج كتبته بلغة بيثون.

github.com/jfwallin/star-project

لا أوصي بالحفر إلا إذا كنت تحب ترميز Python وعلم الفلك. لم يتم توثيقه جيدًا حتى الآن ، ولكنه متاح إذا كنت ترغب في استخدامه. قضيت الكثير من الوقت في العمل على قضايا جمالية مثل حجم النجمة ، والخطوط ، وموقع الملصق ، وما إلى ذلك. بدت النتيجة مشابهة لأي كرة أرضية أخرى ، وبالتأكيد ستعمل تصميمات الكرة الأرضية الأخرى لهذا المشروع.

هناك فئتان أساسيتان من الملفات:

لوحة - القطع التي طُبِعت عليها خريطة النجوم.

rete - القطع التي تحتوي على النافذة التي تشاهد النجوم من خلالها مطبوعة عليها.

لست بحاجة إلى طباعتها جميعًا ، لكنني اعتقدت أنه قد يكون من المفيد تضمينها في مجموعة متنوعة من التنسيقات.

بعد أن قمت بإنشاء Rete و Plate باستخدام كود python ، قمت باستيراده في Adobe Illustrator لإضافة العناصر الرسومية اللازمة للحفر. لقد قلبت خريطة النجوم وهي محفورة على الجانب الخلفي من الأكريليك لجعل الإضاءة الخلفية تبدو أجمل قليلاً.

إذا لم يكن لديك وصول إلى آلة الحفر بالليزر ، فيمكنك فقط طباعة اللوحة و Rete على الورق ثم لصقها على قاعدة من الخشب الرقائقي. لن يكون لها مظهر الأكريليك المتوهج ، لكنها ستظل ساعة لطيفة على الوشاح لتظهر لك دوران النجوم كل يوم. إن نقش التصميم المعدني من شأنه أن يمنح الساعة مظهرًا رائعًا للبخار.

(ملاحظة: كان هناك تصحيح في قالب لوح الأكريليك الذي تمت إضافته بعد التقاط بعض الصور.)

الخطوة 4: حفر الأجزاء الخشبية بالليزر

ملفات Adobe Illustrator لأجزاء الخشب الرقائقي للساعة مرفقة أعلاه. هناك أربعة أجزاء من الخشب الرقائقي التي يجب قطعها بالليزر. يمكنك بسهولة استخدام آلة CNC لصنع هذه الأجزاء ، أو حتى قصها بمنشار طاولة ومنشار التمرير. تحتاج فقط إلى مطابقة الأجزاء المطبوعة من لوحة الخطوة الأخيرة وأمام الساعة.

على مدار الساعة - الخشب الرقائقي الخلفي - هذه مجرد ورقة مقاس 11 × 11 بوصة من 1/8 من الخشب الرقائقي والتي تعمل بمثابة الجزء الخلفي من الساعة. لقد وضعت تصميمًا على شكل نجمة ، لأنه بدا رائعًا.

خشب رقائقي على مدار الساعة - هذا أيضًا عبارة عن لوح من الخشب الرقائقي مقاس 11 × 11 ، لكنني قطعته من الخشب الرقائقي مقاس 3/8 بوصة. يوجد ثقب بقطر 9 مم في مركز عمود الإدارة. يتم تثبيت محرك السائر وعمود الإدارة والإلكترونيات الخاصة بالساعة على هذه القطعة.

الساعة الأمامية والخشب الرقائقي - هذه هي القطعة الأمامية للساعة. مرة أخرى ، هذه قطعة مقاس 11 × 11 بوصة من 1/8 من الخشب الرقائقي. يحتوي على ثقب دائري في المنتصف مع 4 فتحات للمسامير 6 × 32 التي تربط اللوحة بالأمام.

لوحة على مدار الساعة - خشب رقائقي - هذه القطعة من الخشب الرقائقي (1/8 بوصة) تسمح لك بتركيب لوح زجاج شبكي. ستقوم في النهاية بوضع قطعة من لوح الرغوة السوداء بين الخشب الرقائقي والاكريليك. يتم تثبيت هذه القطعة أيضًا على حامل اللوحة المطبوعة ثلاثي الأبعاد.

الخطوة 5: قم بتجميع علبة الساعة

الصندوق الذي يحمل الساعة مصنوع من قطعة خشب مقاس 1 × 6 يبلغ طولها حوالي 6 أقدام.

الفكرة الأساسية هي صنع صندوق يحمل قطع الخشب مقاس 11 × 11 بوصة في أخاديد دادو. لقد قمت بتغيير حجم الصندوق الخاص بي ليكون له بعد خارجي 12 بوصة وبُعد داخلي 10.5 بوصة. يجب أن تحتوي كل قطع الساعة على ثلاثة أخاديد دادو يتم توجيهها إليها. بالنسبة لنسختي ، يجب أن أقوم بقطع من الخشب بحجم 12x6x0.75 وقطعتين من الخشب 10.5x6x1.

تم تثبيت الأخاديد الموجودة في مقدمة الساعة وخلفيتها على بعد حوالي 1/2 بوصة من الجزء الأمامي والخلفي للقطع الخشبية. لقد استخدمت 1/8 بت جهاز التوجيه على طاولة جهاز التوجيه لعمل هذه الفتحات. بعد التحقق من الملاءمة مع الخشب الرقائقي ، قمت بإزاحة سياج طاولة جهاز التوجيه بواسطة سميدج (حوالي 1/32 من البوصة في الوحدات الإمبراطورية) ثم قمت بتشغيله مرة أخرى.

تم أيضًا قطع أخدود دادو المركزي الذي يحمل اللوحة المركزية على طاولة جهاز التوجيه ، نظرًا لأنني استخدمت 3/8 في الخشب الرقائقي لهذه القطعة ، فقد قمت بإجراء تعديل إضافي لسياج طاولة جهاز التوجيه لجعل الفتحة الأوسع. لديك مسافة 2 بوصة تقريبًا بين لوحة الخط واللوحة المركزية في المربع ، لذا اضبط الجدول وفقًا لذلك.

لكلا القصتين ، قمت بتمريرتين لكل لوحة. قمت أيضًا بتشغيل الألواح عدة مرات للتأكد من نظافة الجروح.

كان الأبان للوحين الجانبيين لكامل طول اللوحة. ومع ذلك ، بالنسبة للقطع العلوية والسفلية الأطول ، فقد استخدمت كتلتين للتوقف على طاولة جهاز التوجيه لإغراق الشفرة في الخشب على بعد حوالي 1/2 بوصة من بداية القطع الخشبية ونهايتها. في الأساس ، لم أكن أريد أن تكون الأخاديد مرئية على الجزء الخارجي من العلبة. جميع الأخاديد بعمق حوالي 1/4 لتثبيت الخشب الرقائقي.

بمجرد قطع القطع ، قم بتجميع العلبة مؤقتًا ورمل أي حافة قد تكون بارزة. ستحتاج أيضًا إلى إزالة أي حواف حادة من الأجزاء الخارجية من علبة الساعة. عندما تكون راضيًا عن العلبة ، خذ اللوحة العلوية وتأكد من أن ألواح الخشب الرقائقي تتلاءم فعليًا مع الأخاديد التي قمت بتوجيهها. اكتشفت أنني بحاجة إلى إخراج 1/8 من لوحاتي باستخدام منشار طاولة لجعل الأشياء مناسبة بشكل مريح في الصندوق الذي أنشأته.

نظرًا لأن هذا كان نموذجًا أوليًا ، فقد قطعت بعض الزوايا عند عرض الحالة في هذا المشروع. لقد استخدمت خشب الحور لساعتي ، ولكن فقط لأن لدي لوحًا في متجري متاحًا بسهولة. سيبدو أجمل في الكرز أو الجوز. لقد استخدمت أيضًا مفاصل لولبية بسيطة لتثبيتها معًا بتراكب بسيط. ستكون المسامير في أعلى وأسفل الساعة ، لذا لن تكون ملحوظة جدًا عندما تكون على الوشاح بجوار موقدتي. (أيضًا ، هل ذكرت أن هذا كان نموذجًا أوليًا؟). سيستخدم الإصدار التالي من الساعة مفاصل ميتري.

الخطوة 6: قم بتجميع الأجزاء الميكانيكية للساعة

يستغرق تجميع الأجزاء الميكانيكية للساعات بضع دقائق ، لكنه يكون مستقيمًا نسبيًا.

قم بتوصيل لوحة النجمة ، ولوحة الخشب الرقائقي ، والعتاد النابض ذي 72 سنًا ، وحامل اللوحة البلاستيكية معًا:

1. باستخدام حامل لوحة الخشب الرقائقي كقالب ، قم بقطع قطعة من لوح الرغوة السوداء لتكون بنفس الحجم. أنا سكين Exacto لإنشاء هذه القطعة ، لكن منشار التمرير قد يعمل أيضًا. (ملاحظة مهمة: لا تقطع نواة الرغوة بالليزر ، فهي تنتج أبخرة سامة.)
2. قم بتوسيط حامل اللوحة الخشبية على حامل اللوحة المطبوعة ثلاثي الأبعاد. قم بقياس وثقب أربعة فتحات لولبية لتتماشى مع تلك الموجودة في الحامل البلاستيكي. قم بتوصيل الحامل البلاستيكي بحامل لوحة الخشب الرقائقي باستخدام مسمار وصواميل مقاس 6 × 32 بوصة. قم بقطع ثقوب صغيرة في لوح الرغوة لتلائم رؤوس المزلاج.
3. ساندويتش لوحة نجمة الأكريليك ، ولوح الرغوة مع فتحات المسامير الموجودة فيه ، ولوحة الخشب الرقائقي معًا. يوجد أربعة ثقوب في لوح الخشب الرقائقي ولوحة نجمة الأكريليك. ستحتاج إلى استخدام براغي مقاس 6 × 32 بوصة واحدة لتوصيل هذه القطع معًا. بالطبع ، سوف تحتاج إلى حفر ثقب من خلال لوح الرغوة ومن خلال ورق البناء في المواقع المناسبة.
4. الصق المقرنة بحامل اللوحة. أضفت تفاوتًا قدره 0.1 مم بين علامات التبويب والثقوب للتأكد من أن هذا مناسب تمامًا.
5. ألصق العتاد المهمازي ذو 72 سنًا بالغراء على الناقل. هذا سوف يكمل تجميع لوحة النجمة على مدار الساعة. لقد استخدمت غراء الغوريلا لتدعيم الترس المكون من 72 سنًا والمقرنة وحامل اللوحة معًا.

الخطوة 7: ابدأ في تجميع الحالة للساعة

قم بتجميع اللوحة الأمامية: قم بربط الشبك الأكريليكي باللوحة الأمامية من الخشب الرقائقي للساعة باستخدام أربعة مسامير وصواميل مقاس 6 × 32 بوصة (أو حتى 3/4 بوصة).

أضف شريط LED للإضاءة الخلفية: خذ شريط LED وقم بربطه بين اللوحة الوسطى للساعة واللوحة الأمامية للساعة. (قد يساعد ذلك في إزالة اللوحة الأمامية للساعة للقيام بذلك). تأكد من أن الشريط مثبت بإحكام ولا يتداخل مع دوران آليات الساعة أو محرك السائر. قد ترغب في استخدام المواد الغذائية الأساسية أو الغراء لتثبيتها في مكانها. ضع واجهة الخشب الرقائقي مع شبك الأكريليك في علبة الساعة. ضع اللوحة الوسطى مع آلية الساعة في علبة الساعة أيضًا. تأكد من تشغيل سلك الطاقة لشريط LED بعناية من خلال اللوحة الوسطى. تم وضع فتحة في قاعدة اللوحة للقيام بذلك.

الخطوة 8: قم بتجميع اللوحة الوسطى وسلك الساعة

حان الوقت الآن لتجميع اللوحة الوسطى للساعة. يتضمن ذلك الدعم الميكانيكي لمحور القيادة والمحرك ، إلى جانب توصيل الأسلاك والإلكترونيات الخاصة بالمشروع.

قم بتركيب حامل المحمل والمحرك السائر على اللوحة الوسطى: قم بتوصيل محرك السائر باللوحة الوسطى باستخدام اثنين من البراغي والصواميل 6x32. قم بتشغيل السلك من السائر إلى الجزء الخلفي من اللوحة. خذ عقد المحمل المطبوع ثلاثي الأبعاد ، واضغط على محامل 608 في الجزء الأمامي والخلفي للحامل. قد تحتاج إلى ضبط هذا الجزء إذا كانت طابعتك ثلاثية الأبعاد معطلة قليلاً ، لكنني تمكنت من الحصول على ملاءمة مريحة باستخدام PETG وطابعة Prusa الخاصة بي. اربط الحامل في الجزء الخلفي من اللوحة الوسطى. قم بتجميع آليات الساعة على عمود القيادة: ادفع العمود المعدني 8 مم من خلال الترس ذو 72 سنًا ومن خلال لوحة الفتحة البلاستيكية بحيث تتاخم بجوار حامل لوحة الخشب الرقائقي. ضع الطرف الآخر من العمود المعدني 8 مم عبر اللوحة المركزية وحامل المحمل. ضع اللوحة المركزية في الصندوق ، وتأكد من وجود خلوص كافٍ لعجلة النجمة لتدور خلف البراغي التي تثبت الشبك البلاستيكي الأمامي في مكانه. قم بقياس وتمييز مكان لقطع العمود بحيث يناسب الصندوق بشكل مريح. سترغب في الحصول على ما يكفي من العمود للصمغ على قطعتين من قطع قفل العمود قبل وبعد المحمل. بمجرد إجراء هذا القياس ، قم بإزالة مجموعة التروس / اللوحة وأخرج العمود من حامل المحمل. اقطع العمود باستخدام منشارا حتى يتلاءم تمامًا مع العلبة ، ولكن أيضًا يكون من 0.5 إلى 1 سم من الثانية التي تبرز من الجزء الخلفي من حامل المحمل. بمجرد قطع العمود إلى الطول الصحيح ، أعد تجميع اللوح / 72 ترس الأسنان النابض على اللوحة وألصقها في مكانها. أضف قفل عمود الدوران خلف التجميع مباشرةً ، ثم ضع العمود خلال حامل المحمل. بعد إعادة تأكيد الملاءمة ، قم بلصق قفل العمود على العمود. قم بلصق قفل عمود ثانٍ على العمود الموجود خلف حامل المحمل.

سيكون ترتيب آلية الساعة كما يلي:

1. طبق اكريليك
2. مجلس رغوة الأساسية
3. حامل لوحة الخشب الرقائقي
4. حامل لوحة مطبوعة ثلاثية الأبعاد
5. مقرنة
6. 72 ترس أسنان
7. قفل رمح
8. حامل لوحة الدعم المركزي + حامل المحمل + قفل عمود المحمل
9. قفل رمح

كخطوة أخيرة ، اضغط على وضع الترس ذي 18 سنًا في المحرك السائر. اضبط وشد محرك السائر حتى تتشابك التروس ذات 72 سنًا و 18 سنًا معًا وتتحرك بسلاسة. شد براغي محرك السائر في مكانها.

قم بتوصيل الإلكترونيات:

مخطط الأسلاك للساعة بسيط نسبيًا. تحتاج إلى توصيل وحدة الساعة في الوقت الحقيقي بدبابيس SDA و SCL ، جنبًا إلى جنب مع +5 فولت والأرضي على Arduino. تحتاج أيضًا إلى توصيل IN1 من خلال دبابيس IN4 على برنامج تشغيل السائر UNL2003A بالدبابيس من 8 إلى 11 على Arduino ، جنبًا إلى جنب مع توصيل الأرض. يجب توصيل مفتاح كهربائي ومقاوم 1 كيلو أوم بين الأرض والدبوس 7 في Arduino. أخيرًا ، يجب توصيل مصدر طاقة بلوحة UNL 2003A ولوحة Arduino من مصدر طاقة 5 فولت.

فيما يلي مجموعة أوصاف أكثر تفصيلاً:

1. جندى سلكًا على جانب واحد من زر الضغط. قم بإرفاق هذا بالدبوس 7 في Arduino.
2. قم بلحام 1k resister على الجانب الآخر من زر الضغط بحيث يتم تأريض زر الإدخال عندما لا يتم الضغط عليه.. على الجانب الآخر من الزر ، اربطه بـ +5 فولت..
3. قم بتوصيل الأسلاك الأربعة بين المسامير 8 و 9 و 10 و 11 بدبابيس UNL 2003A IN1 و IN2 و IN3 و IN4.
4. قم بتوصيل نقاط SCL و SDA في Real Time Clock Module بالدبابيس الصحيحة على Arduino.
5. قم بتوصيل أرضية Arduino بوحدة Real Time Clock Module ولوحات UNL 2003A.
6. قم بإنشاء مقسم طاقة لإمدادك بجهد 5 فولت (يجب أن يكون 2 أمبير كافيين) ، وقم بتوصيله بلوحة Arduino و UNL 2003A.
7. أخيرًا ، تحتاج إلى توصيل مصدر طاقة LED من خلال الطبقة الوسطى من الساعة والخيط في الجزء الخلفي من العلبة. سترغب في أن تلتصق وحدة التحكم LED بالخلف حتى تتمكن من تغيير نمط الإضاءة على مدار الساعة.

ستحتاج إلى ربط +5 فولت بسائق السائر و +6 إلى +12 فولت في Arduino. حاولت دون جدوى استخدام مصدر طاقة واحد لهذا الغرض ، لكن ربما كنت سأستخدم نظام 2 أمبير 7 فولت مع منظم طاقة للخطوة إذا كان لدي المزيد من الوقت.

تأكد من أن التوتر بين المحرك والتروس ليس ضيقًا جدًا أو خاسرًا جدًا. تحقق مرتين من كل شيء. عندما تكون جميع الأسلاك في مكانها وتؤمن الأجزاء ، ضع التجميع في مكانه بعناية.

ومع ذلك - لا تقم بتوصيل مصدر الطاقة بعد. نحتاج إلى برمجة اللوحة أولاً

الخطوة 9: برمجة Arduino

كانت برمجة Arduino واضحة جدًا. هذه هي الطريقة التي يعمل بها الكود:

1. عندما يبدأ الكود ، فإنه يقوم بتهيئة عداد الخطوات ويستحوذ على الوقت من وحدة ساعة الوقت الحقيقي. يتم أيضًا تهيئة عدد خطوات المحرك ، جنبًا إلى جنب مع بعض المتغيرات الأخرى حول النظام.
2. يتم تحويل الوقت من التوقيت المحلي إلى التوقيت الفلكي المحلي. نظرًا لأن الأرض تدور حول الشمس أثناء دورانها حول محورها ، فإن الوقت الذي تستغرقه النجوم للدوران هو حوالي 4 دقائق أقصر من الوقت الذي تستغرقه للدوران إلى موضع الشمس (الوسط). تم تعديل روتين الوقت الفلكي في الكود من هذا الموقع. ومع ذلك ، كانت هناك بعض الأخطاء في الكود ، لذلك قمت بالتحديث لاستخدام خوارزمية Sidereal Time التقريبية الكاملة التي أنشأها المرصد البحري الأمريكي.
3. عندما تبدأ الحلقة الرئيسية ، فإنها تحسب مقدار الوقت المنقضي (بالساعات الفلكية) منذ تشغيل الساعة. ثم ينظر إلى عداد الخطوة الحالي ، ويحسب عدد الخطوات التي يجب إضافتها حتى يتم محاذاة دوران الساعة مع الوقت الحالي. يتم إرسال هذا العدد من الخطوات إلى Arduino لتحريك القرص.
4. إذا تم الضغط على زر في الحلقة الرئيسية ، فإن القرص يتحرك للأمام بمعدل أسرع. يتيح لك هذا ضبط القرص على الوقت والتاريخ الحاليين. لا تحتفظ الساعة بعدد الخطوات بعد إعادة تعيين الطاقة ، ولا يوجد مشفر للإشارة إلى الموضع المطلق للقرص. يمكنني إضافة هذا في إصدار مستقبلي من المشروع.
5. بعد تحريك الساعة ، ينتقل النظام إلى وضع السكون لفترة من الوقت ، ويكرر الخطوتين الأخيرتين.

لقد أجريت مجموعة من التجارب مع السائر للتأكد من أنني أعرف عدد الخطوات اللازمة فعليًا لدورة واحدة. بالنسبة إلى جهاز السائر الخاص بي ، كان حجمه 512 × 4 مع مكتبة Arduino Stepper القياسية. في الكود ، قمت بتعيين RPM على 1. كل ذلك على الرغم من أن هذا بطيء بشكل مؤلم عند ضبط الساعة ، تميل السرعات الأعلى إلى الحصول على المزيد من الخطوات المفقودة.

الخطوة 10: قم بتوصيله وضبط الوقت

بعد أن تقوم بتحميل الكود ، قم بتوصيل مصادر الطاقة بـ Arduino والخطوة. قم بتوصيل كل شيء ، بما في ذلك الإضاءة الخلفية. استخدم جهاز التحكم عن بعد لتشغيل الضوء.

الآن كل ما تحتاج إليه هو الضغط على الزر لمحاذاة الوقت والتاريخ. فقط تأكد من أن الوقت الحالي على الشبك البلاستيكي الخارجي يتماشى مع الشهر واليوم على لوح الأكريليك الداخلي. تهانينا! لديك ساعة علم الفلك.

بمجرد تعيين الوقت ، يجب أن تحصل على نبضات من السائر كل 8 ثوانٍ أو نحو ذلك لتحديث حقل النجمة. إنه دوران بطيء لمدة 24 ساعة ، لذلك لا تتوقع الكثير من الإجراءات في هذا الشأن. من الواضح أنه يمكنك (ويجب عليك!) إنهاء القضية.

كما قلت ، هذا نموذج أولي. أنا سعيد بشكل عام بنتائجه ، لكنني سأقوم بتعديله قليلاً في الإصدار التالي. عندما أعدت بنائه ، ربما سأستخدم السائر NEMA بدلاً من الإصدارات الرخيصة. أعتقد أن القوة القابضة والموثوقية ستجعل استخدامها أسهل. عملت التروس بشكل جيد ، لكنني أشعر أنني قدمت الكثير من اللعب في التروس التي صممتها. ربما سأفعل ذلك بشكل مختلف أيضًا.

أخيرًا ، أردت أن أشكر الأشخاص في مكتبة MTSU Walker لمساعدتهم في بناء هذا. لقد استخدمت Laser Etcher في Maker Space الخاصة بهم لأداء قطع الأكريليك والخشب ، وأجريت العديد من المناقشات المثمرة مع Ben و Neal وبقية عصابة Makerspace عند التفكير في الساعة.

الجائزة الثانية في مسابقة الساعات