Đồng hồ nam châm tủ lạnh: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tôi luôn bị mê hoặc bởi những chiếc đồng hồ khác thường. Đây là một trong những sáng tạo mới nhất của tôi sử dụng các số trong bảng chữ cái tủ lạnh để hiển thị thời gian.

Các con số được đặt trên một miếng Plexiglas mỏng màu trắng có tấm kim loại mỏng được dát mỏng ở mặt sau. Có các nam châm nhỏ trong mỗi số làm cho số bám vào tấm kim loại khi chúng không được di chuyển.

Các số được di chuyển bằng cách sử dụng cơ chế CoreXY di chuyển một dấu xuống phía sau một số, sau đó nó gắn hai nam châm hút các nam châm trên số và cho phép số theo chuyển động xuống dòng. Khi đến đích, các nam châm vận chuyển được tháo ra và số sẽ ở nguyên vị trí do tấm kim loại mỏng hỗ trợ cho Plexiglas.

Quân nhu

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Tấm chắn CNC Kingprint
• 2 x Trình điều khiển động cơ A4988
• 2 × Động cơ bước Usongshine 42BYGH
• 1 x Động cơ Servo
• 2 × Ròng rọc đai thời gian GT2, 16 răng, chiều rộng 5mm
• 2 × GT2 Idler Pulley, Đường kính 5mm, Không răng
• 2 × Lever Microswitch với con lăn
• 6 × GT2 Idler Pulley, Đường kính 5mm, 20 răng
• 1 × Vành đai thời gian GT2, 8m5
• Nam châm tủ lạnh được chải bằng niken 54 × 6x2mm
• Nam châm tủ lạnh được chải bằng niken 2 × 10x3mm
• Thanh dẫn hướng 2 × 8mm x 600mm
• Thanh dẫn hướng 2 × 8mm x 500mm
• 1 × LM7805, bộ điều chỉnh điện áp 5v
• Nguồn điện 1 × 12V, 10A
• Plexiglas trắng dày 1 x 1/16 ", 21" x19"
• 1 tấm kim loại x36ga, 20 "x18"
• Ván ép 1 x3 / 4 ", 24" x24"
• Phần cứng khác

Bước 1: Xây dựng khung

Khung bao gồm ván ép 3/4 "với acrylic trắng 1/16" được gắn vào một lỗ mở trong ván ép.

Phần mở có kích thước 16 "x20" với đường viền 17 "x21" x1 / 16 "xung quanh mép để tấm acrylic phù hợp với bề mặt của ván ép. Tôi đã sử dụng keo siêu dính dạng gel để gắn acrylic vào ván ép. Tôi đã sử dụng một bộ định tuyến CNC để cắt ván ép, nhưng nó có thể được thực hiện với ghép hình và bộ định tuyến. Vì bộ định tuyến CNC để lại các góc tròn (trong trường hợp của tôi là 1/8 "), tôi đã sử dụng Máy khắc Laser để cắt acrylic cho phù hợp.

Bước 2: In 3D các bộ phận

Tôi đã thiết kế và in 3D tất cả các bộ phận cần thiết để giữ động cơ và bánh răng cho cơ chế CoreXY. Tôi sử dụng vật liệu PETG nhưng PLA sẽ hoạt động tốt.

Tổng cộng có 11 phần, 9 phần duy nhất. Các tập tin có thể được tìm thấy trên Thingiverse.

• Giá gắn động cơ bước x 2
• Dấu ngoặc nhọn x 2
• Vận chuyển trên
• Vận chuyển dưới
• Vận chuyển nam châm
• Giá đỡ nam châm
• Đinh ốc
• Bánh răng
• Giá đỡ Microswitch

Tôi in 3D tất cả các số được sử dụng trong đồng hồ. Có 10 chữ số cho phút và giờ (0-9), 6 chữ số (0-5) cho hàng chục phút và 1 chữ số (1) cho hàng chục giờ. Chúng được in bằng cách sử dụng nhiều màu PLA khác nhau để thêm đa dạng.

Bước 3: Lắp ráp cơ chế CoreXY

Bạn có thể tìm thấy thông tin chi tiết về cách hoạt động của thiết kế CoreXY tại CoreXY.com Xây dựng bộ phận mang nam châm Bộ phận mang nam châm là những gì nằm ở mặt sau của đồng hồ, nó được đặt phía sau một số nhất định và các nam châm trên bộ mang được hạ xuống để tạo kết nối từ tính giữa người vận chuyển và số lượng. Sau đó, số có thể được di chuyển đến một vị trí mới và các nam châm trên sóng mang được nâng lên để ngắt và để số ở vị trí mới của nó.

Ghi chú bên lề: Ban đầu tôi dự định sử dụng nam châm điện để tham gia và ngắt kết nối với số điện thoại. Vì một số lý do mà tôi đã từ bỏ ý tưởng đó sớm trong quá trình thiết kế. Tôi không thể nhớ tại sao. Tôi dự định thử nghiệm nam châm điện và có thể sẽ thay thế cỗ xe này trong tương lai.

Các nam châm được nâng lên và hạ xuống bằng cách sử dụng một vít và một servo. Vít có một sợi rất thô để một nửa vòng vặn của vít sẽ nâng các nam châm lên khoảng 4mm, đủ để ngắt kết nối với các con số.

1. Bước đầu tiên là gắn giá đỡ động cơ bước Beta (động cơ dưới cùng). Tôi đặt nó sao cho cạnh của giá đỡ bằng với cạnh của ván ép.
2. Thêm bánh răng chạy không tải vào toa dưới và toa trên và các giá đỡ ở góc.
3. Trượt thanh dẫn dưới lên thanh dẫn hướng và sau đó gắn giá đỡ góc.
4. Tôi in 3D một công cụ căn chỉnh để đảm bảo thanh dẫn hướng dưới song song với mép của ván ép. Tôi đã sử dụng nó để xác định vị trí để vặn giá đỡ góc xuống.
5. Thêm thanh dẫn hướng thẳng đứng, thanh dẫn nam châm, sau đó lặp lại các bước trên cho thanh dẫn hướng trên và động cơ Alpha.
6. Để căn chỉnh các thanh dẫn hướng phía trên, tôi lấy một miếng ván ép và đặt một con vít vào một đầu. Sau đó tôi điều chỉnh vít sao cho nó vừa chạm vào thanh ở đầu động cơ. Sau đó, tôi trượt nó sang đầu kia và vặn vào hướng dẫn góc.
7. Gắn động cơ bước và bánh răng truyền động
8. Luồn dây đai thời gian và gắn vào giá đỡ nam châm

Bước 4: Thêm công tắc Home

CoreXY cần tự hiệu chỉnh sau mỗi chu kỳ nguồn để biết vị trí tọa độ 0, 0. Nó thực hiện điều này bằng cách di chuyển về phía trên bên trái (0, 0) cho đến khi nó kích hoạt hai công tắc vi mô cho biết vị trí nhà. Vị trí mà các công tắc này không quan trọng, chúng chỉ cần được đặt gần góc sao cho cả thanh trên và thanh từ đều tác động vào công tắc trong chu kỳ homing.

Bước 5: Điện tử

Sơ đồ cho thấy các kết nối cần thiết giữa M0-mini, RTC và CNC Shield. Các động cơ bước cắm vào tấm chắn CNC.

Nguồn điện lá chắn CNC đi đến động cơ bước đến từ nguồn điện 12v, 10A. 12V này cũng được cấp nguồn thông qua bộ điều chỉnh điện áp LM7805 có thể được sử dụng để cung cấp điện cho M0-mini và RTC.

Các công tắc micro X và Y Zero được kết nối trực tiếp với bo mạch M0-mini.

Bước 6: Thêm tấm kim loại

Tôi gặp khó khăn trong việc tìm nguồn cung cấp một tấm thép khổ 36 khổ lớn nên tôi đã sử dụng 10 tấm "x4" có sẵn từ nhiều nguồn. Để gắn chúng vào acrylic, tôi đã sử dụng Băng keo hai mặt Polyester 3M, rộng 1/2 "được đặt dọc theo các đường nối. Điều này dẫn đến bề mặt thép nhẵn.

Bước 7: Phần mềm

Phần mềm bao gồm nhiều mô-đun

• Giao diện RTC
• Tăng / giảm tốc động cơ được thực hiện bằng cách sử dụng bộ hẹn giờ và ngắt
• Chức năng CoreXY được sử dụng để di chuyển đến một tập hợp tọa độ nhất định
• Đồng hồ - điều này xác định cách di chuyển các số từ vị trí nhà của chúng đến vị trí đồng hồ và quay trở lại.

Tất cả mã nguồn có thể được tìm thấy trên Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Bước 8: Chuẩn bị số

Mỗi số có hai nam châm 6x2mm được dán vào mặt sau. Chúng được gắn bằng keo siêu dính gel. Điều quan trọng là tất cả các nam châm phải hướng về cùng một hướng. Tôi đảm bảo các nam châm có cực bắc hướng lên trên. Không quan trọng cực nào hướng lên, nó phải đối diện với các nam châm trên sóng mang CoreXY để các con số bị hút vào sóng mang.

Bước 9: Khởi tạo đồng hồ

Vị trí ban đầu của các số được thực hiện trong lần đầu tiên đồng hồ chạy. Bộ phận vận chuyển CoreXY di chuyển đến một vị trí trống gần giữa khuôn mặt và gắn các nam châm của nó vào.

Người dùng đặt một số đối diện với nhà cung cấp dịch vụ và cho phần mềm biết số nào và đó là số phút, hàng chục phút, giờ hay hàng chục giờ. Sau đó, phần mềm sẽ lưu trữ số ở vị trí chính của nó. Điều này được lặp lại cho đến khi tất cả 27 số đã được đặt.

Tại thời điểm đó, đồng hồ có thể được khởi động và phần mềm sẽ di chuyển các số thích hợp để hiển thị thời gian. Lưu ý: việc khởi tạo này chỉ được thực hiện một lần. Khi các con số ở đúng vị trí, phần mềm sẽ biết chúng ở đâu ngay cả khi có chu kỳ điện.

Giải thưởng lớn trong cuộc thi Make it Move 2020