Ceas cu magnet pentru frigider: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Întotdeauna am fost fascinat de ceasurile neobișnuite. Aceasta este una dintre cele mai recente creații ale mele care folosește numerele alfabetului frigider pentru a afișa ora.

Numerele sunt plasate pe o bucată de plexiglas alb subțire, care are tablă subțire laminată în spate. Există magneți mici în fiecare dintre numere care determină lipirea numărului de tablă atunci când nu sunt mutate.

Numerele sunt mutate folosind mecanismul CoreXY care deplasează o căruță în spatele unui număr, apoi angajează doi magneți care atrag magneții asupra numărului și permite numărului să urmeze mișcarea căruței. Odată ajuns la destinație, magneții pentru cărucior sunt decuplați și numărul va rămâne la locul său din cauza foii subțiri de metal care sprijină Plexiglasul.

Provizii

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC ShieldSteper Motor Shield
• 2 x driver de motor A4988
• 2 × Motor pas cu pas Usongshine 42BYGH
• 1 x servomotor
• 2 × Rola de distributie GT2, 16 dinti, latime 5mm
• 2 × Rola interioară GT2, alezaj de 5 mm, fără dinți
• 2 × Microswitch cu pârghie cu rolă
• Rola interioară 6 × GT2, alezaj de 5 mm, 20 dinți
• 1 × Curea de distributie GT2, 8m5
• Magneți pentru frigider cu nichel periat 54 × 6x2mm
• 2 × 10x3mm Magneti frigider cu nichel periat
• 2 × 8mm x 600mm tija de ghidare
• 2 × 8mm x 500mm tija de ghidare
• 1 × LM7805, regulator de tensiune 5v
• Sursa de alimentare 1 × 12V, 10A
• 1 x 1/16 "gros plexiglas alb, 21" x19"
• 1 tablă x36ga, 20 "x18"
• 1 x3 / 4 "Placaj, 24" x24"
• Hardware diverse

Pasul 1: Construiți cadrul

Cadrul este format din placaj de 3/4 "cu acrilic alb de 1/16" montat într-o deschidere din placaj.

Deschiderea este de 16 "x20", cu o rabină de 17 "x21" x1 / 16 "în jurul marginii, astfel încât foaia de acril se potrivește cu suprafața placajului. Am folosit un super lipici gel pentru a atașa acrilul la placaj. un router CNC pentru tăierea placajului, dar s-ar putea face cu un ferăstrău și un router. Deoarece routerul CNC lasă colțuri rotunjite (1/8 "în cazul meu), am folosit un gravator laser pentru a tăia acrilul pentru a se potrivi.

Pasul 2: Imprimați 3D piesele

Am proiectat și am imprimat 3D toate piesele necesare pentru a ține motoarele și treptele de viteză pentru mecanismul CoreXY. Folosesc material PETG, dar PLA ar trebui să funcționeze bine.

Există 11 părți în total, 9 unice. Fișierele pot fi găsite pe Thingiverse.

• Suport motor pas cu pas x 2
• Suport de colț x 2
• Căruciorul superior
• Cărucior inferior
• Cărucior cu magnet
• Suport magnet
• Şurub
• Angrenaj
• Suport pentru microîntrerupător

Am imprimat 3D toate numerele folosite în ceas. Există 10 cifre pentru minute și ore (0-9), 6 cifre (0-5) pentru zecile de minute și 1 cifră (1) pentru zecile de ore. Acestea tipăreau folosind diferite culori PLA pentru a adăuga varietate.

Pasul 3: Asamblați mecanismul CoreXY

Detalii despre modul în care funcționează un design CoreXY pot fi găsite la CoreXY.com Construirea purtătorului magnetic Suportul magnetic este ceea ce se află pe partea din spate a ceasului, este poziționat în spatele unui număr dat și magneții de pe suport sunt coborâți pentru a face o conexiune magnetică între transportatorul și numărul. Numărul poate fi mutat într-o nouă poziție, iar magneții de pe suport sunt ridicați pentru a se dezactiva și lăsa numărul în noua poziție.

Sidenote: Inițial plănuisem să folosesc electro-magneți pentru a cupla și a deconecta numărul. Din anumite motive, am abandonat această idee la începutul procesului de proiectare. Nu-mi amintesc de ce. Plănuiesc să testez electro-magneții și s-ar putea să înlocuiesc acest trăsură în viitor.

Magneții sunt ridicați și coborâți cu ajutorul unui șurub și a unui servo. Șurubul are un filet foarte grosier, astfel încât o jumătate de rotație a șurubului va ridica magneții cu aproximativ 4 mm, ceea ce este suficient pentru a dezactiva conexiunea cu numerele.

1. Primul pas este atașarea suportului motorului pas cu pas Beta (motorul inferior). L-am așezat astfel încât marginea suportului să fie la același nivel cu marginea placajului.
2. Adăugați roțile dințate la trăsurile inferioare și superioare și la consolele de colț.
3. Glisați căruciorul inferior pe tija de ghidare și apoi atașați suportul de colț.
4. Am imprimat 3D un instrument de aliniere pentru a mă asigura că tija de ghidare inferioară era paralelă cu marginea placajului. L-am folosit pentru a determina unde să înșurub în jos consola de colț.
5. Adăugați tijele de ghidare verticale, suportul magnetului și apoi repetați pașii de mai sus pentru căruciorul superior și motorul Alpha.
6. Pentru a alinia tijele de ghidare superioare am luat o bucată de placaj și am pus un șurub într-un capăt. Apoi am reglat șurubul astfel încât să atingă doar tija de la capătul motorului. Îl alunec apoi la celălalt capăt și am înșurubat ghidajul de colț.
7. Montați motoarele pas cu pas și angrenajele de acționare
8. Filetați cureaua de distribuție și atașați-o la suportul magnetului

Pasul 4: Adăugați comutatoarele de acasă

CoreXY trebuie să se calibreze după fiecare ciclu de alimentare pentru a ști unde se află coordonatele 0, 0. Face acest lucru deplasându-se spre stânga sus (0, 0) până când declanșează două micro-comutatoare care indică poziția de pornire. Poziția în care aceste comutatoare nu este critică, trebuie doar să fie așezate aproape de colț, astfel încât atât carul superior, cât și carul magnetic să apese comutatorul în timpul ciclului de reglare.

Pasul 5: Electronică

Schema arată conexiunile necesare între M0-mini, RTC și scutul CNC. Motoarele pas cu pas se conectează la scutul CNC.

Puterea scutului CNC care merge la motoarele pas cu pas vine de la o sursă de alimentare de 12V, 10A. Acest 12V este alimentat, de asemenea, printr-un regulator de tensiune LM7805 care poate fi utilizat pentru a furniza energie M0-mini și RTC.

Microcomutatoarele X și Y Zero sunt conectate direct la placa M0-mini.

Pasul 6: Adăugați tablă

Am avut dificultăți în aprovizionarea unei foi mari de oțel de calibru 36, așa că am folosit foi de 10 "x4" care erau disponibile din mai multe surse. Pentru a le atașa la acrilic am folosit bandă de film dublu poliester 3M, lată de 1/2 "de-a lungul cusăturilor. Acest lucru a dus la o suprafață netedă de oțel.

Pasul 7: Software

Software-ul este format din mai multe module

• Interfață RTC
• Accelerarea / decelerarea motorului realizată folosind cronometrele și întreruperile
• Funcționalitatea CoreXY utilizată pentru a trece la un set dat de coordonate
• Ceasul - aceasta a determinat cum să mute numerele din poziția lor de origine în poziția de ceas și înapoi.

Tot codul sursă poate fi găsit pe Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Pasul 8: Pregătirea numerelor

Fiecare număr are doi magneți de 6x2mm lipiți pe spate. Acestea au fost atașate folosind gel super lipici. Este important ca toți magneții să fie orientați în aceeași direcție. M-am asigurat că magneții aveau polul nord orientat în sus. Nu contează ce pol este orientat în sus, trebuie doar să fie opusul magneților de pe suportul CoreXY, astfel încât numerele să fie atrase de suport.

Pasul 9: Inițializarea ceasului

Plasarea inițială a numerelor se face la prima rundă a ceasului. Caruciorul CoreXY se deplasează într-o poziție goală aproape de mijlocul feței și angajează magneții săi.

Utilizatorul plasează un număr vizavi de operator și îi spune software-ului ce număr și dacă este un număr de minute, zeci de minute, oră sau zeci de ore. Software-ul va stoca apoi numărul în poziția de origine. Aceasta se repetă până când toate cele 27 de numere au fost plasate.

În acel moment, ceasul poate fi pornit, iar software-ul va muta numerele corespunzătoare pentru a afișa ora. Notă: această inițializare trebuie făcută o singură dată. Odată ce numerele sunt în poziție, software-ul știe unde sunt, chiar dacă există un ciclu de alimentare.

Marele premiu la concursul Make it Move 2020