Planetary Gear Clock: 6 Cov Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:25

(Qub) cov tshuab ua haujlwm zoo nkauj yog qhov txaus nyiam kawg thiab txaus siab saib, tab sis hmoov tsis yuav luag tsis yooj yim los tsim koj tus kheej. Cov tshuab txhua lub sijhawm tseem tsis muaj qhov tsis saib xyuas ntawm qhov tseeb digital thev naus laus zis muaj nyob rau niaj hnub no. Cov Lus Qhia no qhia koj txoj hauv kev los ua ke qhov zoo tshaj plaws ntawm ob lub ntiaj teb; los ntawm kev tsav tsheb txhua lub sijhawm siv tes los ntawm lub ntiaj teb cov iav nrog lub cav loj thiab lub Arduino!

Khoom siv

Cheebtsam dav:

• 5 hli ntoo thiab ntawv acrylic
• M5 ntsia liaj qhov rooj (countersunk), tshuab ntxhua khaub ncaws thiab txiv ntseej
• PCB standoffs
• M3 screws rau stepper lub cev muaj zog

Cov khoom siv hluav taws xob:

• Stepper tsav tsheb (kuv siv L293d)
• Txhua hom Arduino
• Sijhawm Tiag (Kuv siv DS3231)
• Hall effect sensor (kuv siv A3144)
• 5mm Neodium hlau nplaum
• Khawm rau cov neeg siv tswv yim
• 10K tiv thaiv
• 100uf 25V capacitor
• DC nkaus
• 5V 2A DC fais fab mov
• Roj teeb rau RTC (cr2032 hauv kuv kis)

Cov khoom siv kho tshuab:

• Txhua yam ntawm 1.8 degree/kauj ruam stepper lub cev muaj zog nrog 5mm qag
• GT2 400mm sij hawm siv
• GT2 60 hniav 5 hli qag qag
• GT2 20 hniav 5 hli qag qag
• 5x16x5 mm bearing (3 x)
• 5x16x5 mm flanged cov kabmob (2x)
• M5x50 threaded pas nrig

Kauj Ruam 1: Tsim thiab Ua Lub Zog

Ib lub hom phiaj ntawm txoj haujlwm no yog kom muaj lub cev muaj zog uas ua kom tiav lub moos, zoo ib yam li lub moos tshuab tiag uas ib qho kev khiav tawm khiav lub moos kom tiav. Txawm li cas los xij feeb tes yuav tsum ua 12 qhov sib hloov nyob rau lub sijhawm uas teev teev ua 1 kev sib hloov. Qhov no txhais tau tias yuav tsum tau txo lub zog 1:12 kom tsav ob txhais tes nrog ib lub cav. Kuv txiav txim siab ua qhov no nrog lub ntiaj teb lub iav iav, suav nrog cov vis dis aus zoo piav qhia seb hom iav no ua haujlwm li cas.

Cov kauj ruam tom ntej rau kuv yog txiav txim siab suav cov hniav rau qhov sib txawv zog los tsim qhov sib piv ntawm 1:12. Lub vev xaib no tau txais txiaj ntsig zoo thiab muaj txhua tus qauv xav tau. Kuv txuas lub hnub iav mus rau feeb feeb thiab lub ntiaj chaw thauj khoom mus rau lub teev tes, tawm hauv lub nplhaib iav nyob ruaj ruaj. Cia peb ua lej me ntsis!

• S = tus naj npawb ntawm cov hniav ntawm lub hnub iav
• R = tus naj npawb ntawm cov hniav ntawm lub nplhaib iav
• P = tus naj npawb ntawm cov hniav ntawm cov ntiaj chaw iav

Cov iav piv (i) yog txiav txim siab los ntawm:

kuv = S/R+S.

Nco ntsoov tias tus naj npawb ntawm cov hniav ntawm lub ntiaj chaw iav tsis muaj teeb meem rau qhov sib piv iav hauv qhov no, txawm li cas los xij peb yuav tsum tau hwm cov kev txwv dav dav:

P = (R - S)/2

Tom qab qee qhov kev xav kuv tau siv cov lej hauv qab no: S = 10; R = 110; P = 50; Lawv zoo li nyob ntawm ntug qhov ua tau vim tias muaj kev tshem tawm me ntsis ntawm lub ntiaj teb cov iav, tab sis nws ua haujlwm!

Koj tuaj yeem kos lub zog hauv koj txoj haujlwm CAD nyiam, feem ntau ntawm lawv muaj cov iav tshwj xeeb plugins. Koj tseem tuaj yeem siv cov ntaub ntawv txuas nrog Cov Lus Qhia no. tau kawg. Nco ntsoov tias txhua lub zog, txawm hais tias qhov sib txawv hauv qhov ntau thiab tsawg, muaj tib lub qhov hniav.

Kuv xav tias nws yuav txaus los ua cov iav no los ntawm 5 hli txhuas thiab hu rau lub khw hauv ib cheeb tsam nrog lub dav hlau yog tias lawv tuaj yeem txiav cov zog no rau kuv. Feem ntau koj yuav tsis ua lub zog nrog cov txiav dej, tab sis cov no yog lub zog ua tau zoo heev. Kuj ceeb tias lawv pom zoo sim, tab sis txoj kev npaj no ua tsis tau txaus ntshai. Cov ntu tau yooj yim me me rau lub dav hlau dej thiab pib txav mus los thaum nws tau txiav.

Qhov teeb meem no txhais tau tias nws yog lub sijhawm rau phiaj xwm B, yog li kuv yuav qee 5mm pa luam yeeb dub acrylic thiab pom qhov chaw nrog lub tshuab txiav laser, uas tsis muaj teeb meem txiav kuv lub zog. Yog tias koj tsis muaj lub tshuab txiav laser uas koj muaj peev xwm tseem tuaj yeem siv lub tshuab luam ntawv 3D rau cov zog no, kuv suav nrog cov ntaub ntawv STL (lub nplhaib iav yuav xav tau muab faib ua 3 ntu).

Tom qab txiav kuv nias haum cov kabmob rau hauv ntiaj chaw iav. Txhawm rau kom haum haum kuv tau ua ib qho kev xeem ntawm acrylic nrog ob peb qhov uas txhua tus muaj lub taub me me loj dua (0.05 hli cov kauj ruam). Tom qab nrhiav qhov teeb tsa nrog qhov raug haum kuv hloov lub qhov loj hauv lub ntiaj teb zog mus rau qhov teeb tsa no. Nov yog qee yam uas txawv nrog cov khoom siv thiab hom tshuab yog li koj yuav tsum ua qhov no koj tus kheej ib txwm.

Kauj Ruam 2: Sib dhos ntawm Gear System

Txhawm rau teeb tsa lub zog, yuav tsum muaj lub thav duab ntawm lub moos. Tam sim no qhov no yog ib feem uas koj tuaj yeem cia koj lub tswv yim mus ua tsiaj qus vim tias cov duab ntawm tus ncej tsis tseem ceeb npaum li ntev li txhua qhov ntsia liaj qhov rooj nyob hauv qhov chaw raug. Kuv Xaiv los ua qhov ntau qhov nyob rau hauv lub phaj hu xov tooj thiab phaj rov qab los qhia txog lub zog iav. Qhov no tseem yog qhov laj thawj uas cov neeg nqa khoom hauv ntiaj teb thiab txhais tes feeb zoo li pom-dhau, tab sis nws tseem zoo li txias!

Kuv tau siv lub tshuab txiav laser dua los ua cov ntu no, thiab txij li cov khoom siv acrylic tau tuab 5 hli tuab kuv kuj tau ua cov ntoo 5mm tuab. Txhua lub qhov nyob rau hauv lub phaj hu xov tooj thiab cov ntiaj chaw thauj khoom tau tawm tsam kom haum cov ntsia hlau sib dhos.

Lub hauv paus nruab nrab ntawm lub moos khiav hauv ob kab hauv lub ntiaj teb cov neeg nqa khoom. Txij li thaum kuv tau ua lub qag los ntawm 5mm bar Tshuag nws muaj qhov nruj heev haum rau hauv cov kabmob thiab kuv tsis muaj peev xwm tshem tawm cov khoom no ntxiv lawm. Nws yuav yooj yim dua tsuas yog siv ib qho ntawm M5 xov txij li koj kuj tseem yuav tsis tau txiav koj tus kheej xov ntxiv lawm (yog tias tsuas yog kuv tau paub ua ntej…..)). Txhawm rau nres lub hnub iav los ntawm kev tig ncig lub qag nws muaj D-puab lub qhov, yog li qag kuj tseem yuav tsum tau xa mus rau hauv D-zoo li no. Thaum lub hnub iav haum nyob ib ncig ntawm lub qag koj tuaj yeem sib sau ua ke, tsis txhob hnov qab lub ntiaj teb cov neeg nqa khoom yog tias koj siv cov kabmob flanged! Txheeb xyuas qhov pom tawg rau cov lus qhia sib dhos.

Thaum lub hauv paus nruab nrab tau teeb tsa, nws yog lub sijhawm rau lub ntiaj teb cov iav. Cov no tseem xav tau lub tshuab ntxhua khaub ncaws me me, ib yam li lub hauv paus qag, kom ntseeg tau tias lub zog ua haujlwm tau zoo. Thaum txhua yam raug teeb tsa rau lub ntiaj teb cov nqa khoom, xyuas seb lub ntiaj teb lub zog thiab lub hnub ci iav ua haujlwm tau zoo.

Tam sim no lub hauv paus tuaj yeem ntsia tau rau hauv lub moos thav duab. Qhov no yog txoj haujlwm tsis txaus ntseeg, tab sis ua cov ntsia hlau hla lub phaj pem hauv ntej thiab kaw lawv hauv qhov chaw pab tau ntau. Nws kuj tseem tuaj yeem muaj txiaj ntsig los tsa lub phaj pem hauv ntej los tsim chav rau feeb feeb. Cov duab qhia tias kuv tau muab rau daim ntawv me me ntawm nruab nrab lub iav iav thiab phaj rov qab kom muab kev tshem me ntsis rau lub zog. Thaum tso lub ntiaj teb tus neeg nqa khoom kom ntseeg tau tias cov xov tooj tau taw qhia ntawm qhov chaw paub tab (yog tias feeb feeb tes taw tes ntawm 12, teev teev yuav tsum tsis txhob nyob hauv nruab nrab ntawm ob teev piv txwv)

Kauj Ruam 3: Txuas Stepper thiab Sensor

Tam sim no tias peb muaj lub iav iav uas ua rau txhais tes raug, peb tseem yuav tsum tau tsav lub tshuab iav kom raug. Ntau hom hluav taws xob lub cav tuaj yeem siv tau, Kuv tau xaiv lub tshuab hluav taws xob vim nws tuaj yeem ua qhov txav tau yam tsis muaj lub ntsej muag tsis pom kev zoo ib yam. Stepper lub cev muaj zog tuaj yeem ua lub suab "Nyem" tiag, uas yog qhov zoo rau lub tshuab ua haujlwm ib nrab!

Lub tshuab hluav taws xob tsis tu ncua tuaj yeem ua 200 kauj ruam ntawm kev hloov pauv, uas txhais tau tias yog 200 kauj ruam ib teev yog tias peb txuas nws mus rau feeb feeb. Qhov no yuav txhais tau tias ncua sijhawm ntawm 18 vib nas this ib kauj ruam, uas tseem tsis tau zoo li lub tswb moos. Yog li kuv tau siv 1: 3 kev sib kis nruab nrab ntawm lub tshuab hluav taws xob stepper thiab txhais tes feeb yog li cov stepper lub cev xav tau los ua 600 cov kauj ruam hauv ib teev. Siv ib nrab qib theem qhov no tuaj yeem nce mus rau 1200 cov kauj ruam hauv ib teev, uas sib npaug ib kauj ruam rau 3 vib nas this. Suab zoo dua!

Ib qho teeb meem nrog stepper motors nws uas koj tsis paub tias lawv nyob qhov twg thaum koj txhawb koj li Arduino. Qhov no yog vim li cas txhua lub tshuab luam ntawv 3D muaj qhov kawg-nres, yog li koj tuaj yeem txav koj lub tshuab luam ntawv mus rau txoj haujlwm paub thiab tom qab ntawd txuas ntxiv los ntawm qhov ntawd. Qhov no tseem xav tau rau lub moos, tsuas yog qhov kawg nres yuav tsis ua haujlwm txij li lub moos yuav tsum ua kev sib hloov tas li. Txhawm rau paub txoj haujlwm no paub kuv tau siv A3144 Hall-effect sensor uas hnov cov hlau nplaum (txheeb xyuas qhov tsis sib xws!….) Txuas rau lub ntiaj chaw thauj khoom. Qhov no yog siv los txav tes mus rau txoj haujlwm tshwj xeeb ntawm kev pib, tom qab uas lawv tuaj yeem txav mus rau lub sijhawm xav tau.

Kev sib dhos yooj yim heev; Txuas tus tsav tsheb mus rau lub phaj tom qab, tawm hauv cov ntsia hlau me ntsis xoob. Tom qab ntawd koj tuaj yeem rub lub me me ntawm lub tog raj kheej lub tog raj kheej thiab xyuas seb lub sijhawm siv khiav ncaj. Tam sim no koj tuaj yeem xaub lub tshuab stepper los kho qhov nrawm ntawm txoj siv sijhawm. Lub sijhawm siv xav tau me ntsis ntawm kev ua si kom ntseeg tau tias koj tsis tso kev ntxhov siab ntawm lub zog. Ua si ib puag ncig nrog qhov teeb tsa no kom txog thaum koj txaus siab, tom qab ntawd kaw lub hau ntswj ntawm lub tshuab tsav lub cev kom tiav.

Cov cuab yeej siv cuab yeej cuab tam tau muab tso rau hauv qhov chaw. Nws yog qhov zoo tshaj plaws los xaim peb lub xov hlau rau lub sensor ua ntej, ua kom ntseeg tau tias tso cov cua sov nyob ib ncig ntawm txhua ceg ntawm lub ntsuas kom lawv tsis tuaj yeem luv ib leeg tawm. Tom qab soldering lub sensor tuaj yeem lo rau hauv qhov chaw. Nws tsis muaj teeb meem tiag tiag rau sab twg, tsuav yog koj tseem tsis tau txuas cov hlau nplaum. Tom qab koj tau glued lub sensor nyob hauv qhov chaw, txuas nws mus rau Arduino lossis ib qho me me LED Circuit los ntsuas yog tias nws ua haujlwm. (NCO TSEG: cov cuab yeej siv lub cuab yeej tsuas ua haujlwm yog tias cov kab sib nqus sib nqus mus rau qhov raug). Siv qhov ntsuas qhov ntsuas no, txheeb xyuas seb cov hlau nplaum yuav tsum tau ua li cas. Thaum koj paub tseeb tias sab twg ntawm koj cov hlau nplaum yuav tsum fim lub ntsej muag, lo cov hlau nplaum hauv qhov chaw.

Kauj Ruam 4: Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob uas Ua Ntej Zaum

Koj tuaj yeem siv tus lej Arduino yooj yim heev uas ua rau ib nrab kauj ruam nrog lub tshuab thiab tom qab ntawd siv sijhawm 3000 millisecond ncua kom txog rau qib tom ntej. Qhov no yuav ua haujlwm tab sis nws tsis yog qhov tseeb vim tias sab hauv Arduino moos tsis yog qhov tseeb. Qhov thib ob Arduino yuav hnov qab lub sijhawm txhua lub sijhawm nws poob lub zog.

Txhawm rau taug qab lub sijhawm nws yog qhov zoo tshaj plaws los siv lub sijhawm tiag tiag. Cov no yog tshwj xeeb tsim cov chips nrog lub roj teeb rov qab uas raug raws lub sijhawm. Txog qhov haujlwm no kuv tau xaiv DS3231 RTC uas tuaj yeem sib txuas lus nrog Arduino ntawm i2c, ua rau xaim yooj yim. Thaum koj teeb tsa lub sijhawm kom raug ntawm nws lub nti nws yuav tsis hnov qab lub sijhawm twg (ntev li ntev tau lub roj teeb cr2032 muaj qee cov kua txiv tawm). Txheeb tawm lub vev xaib no rau txhua qhov ntxaws ntxaws txog tus qauv no.

Tsav tus tsav lub cav tau ua tiav nrog L293d tsav tsheb. Qee tus neeg tsav tsheb tsav tsheb zoo dua siv lub PWM teeb liab rau kev nqis tes ua me me thiab kev txwv tam sim no. Qhov PWM teeb liab no tuaj yeem ua rau lub suab nrov nrov peep txhua tus tsim khoom paub zoo (tshwj xeeb tshaj yog tias koj muaj lub tshuab luam ntawv 3D). Txij li lub moos no yuav tsum dhau los ua ib feem ntawm koj sab hauv, lub suab nrov tsis zoo tsis xav tau. Yog li ntawd kuv txiav txim siab siv lub tshuab thev naus laus zis l293d tsav kom paub tseeb tias kuv lub moos nyob ntsiag to (dhau ntawm kev nqis tes txhua 3 vib nas this, tab sis qhov ntawd zoo siab heev!). Txheeb tawm lub vev xaib no kom ntxaws ntxaws ntawm l293d nti. Nco ntsoov tias kuv khiav kuv lub tshuab hluav taws xob stepper ntawm 5V uas txo qis kev siv hluav taws xob thiab ntsuas kub ntawm lub cav tsav.

Raws li tau hais ua ntej, kuv siv Hall-effect sensor txhawm rau txheeb xyuas cov hlau nplaum txuas rau lub ntiaj teb cov neeg nqa khoom. Lub hauv paus ntsiab lus ua haujlwm ntawm lub ntsuas hluav taws xob yog qhov yooj yim heev, nws hloov pauv lub xeev thaum cov hlau nplaum nyob ze txaus. Txoj hauv kev no koj Arduino tuaj yeem txheeb xyuas cov digital siab lossis qis thiab yog li ntawd txheeb xyuas yog tias cov hlau nplaum nyob ze. Txheeb tawm lub vev xaib no uas qhia yuav ua li cas txuas lub ntsuas hluav taws xob thiab qhia cov lej yooj yim siv rau kev tshawb pom cov hlau nplaum.

Qhov kawg tab sis tsis tsawg kawg, kuv ntxiv 4 khawm rau cov neeg siv nkag mus rau PCB. Lawv siv Arduino sab hauv rub tawm tus tiv thaiv kom yooj yim rau cov thaiv. Kuv tus PCB tseem muaj lub hauv paus hauv Uno teeb tsa yog li kuv tuaj yeem ntxiv Arduino cov ntaub thaiv npog rau qhov nthuav dav tau (kuv tsis tau ua qhov no kom deb li deb).

Kuv thawj zaug sim txhua yam ntawm kuv lub khob cij thiab tom qab ntawd kuv tau tsim thiab xaj kom muaj kev cai PCB rau txoj haujlwm no, txij li nws zoo li txaus! Koj kuj tseem tuaj yeem teeb tsa PCB nyob tom qab ntawm koj lub moos yog tias koj tsis xav saib nws.

Cov ntaub ntawv Gerber rau PCB tuaj yeem rub tawm los ntawm kuv tus tsav, Cov ntawv qhia tsis pub kuv tso lawv rau qee qhov laj thawj. Siv qhov txuas no rau kuv google drive.

Kauj ruam 5: Programming Arduino

Cov lej yooj yim rau Arduino yog qhov yooj yim heev. Kuv txuas cov phiaj xwm uas pom qhov tshwm sim sab hauv Arduino thiab yuav ua li cas Arduino cuam tshuam nrog lwm cov khoom siv. Kuv siv ntau lub tsev qiv ntawv los ua kom yooj yim rau kev sau npe.

• Accelstepper -> ua haujlwm cov kauj ruam ntawm stepper lub cev muaj zog, cia koj muab cov lus qhia paub zoo xws li: Stepper.runSpeed (), lossis Stepper.move () uas tso cai rau koj txav mus los ntawm qee qhov nrawm lossis mus rau qee txoj haujlwm.
• Hlau -> qhov no xav tau rau i2c kev sib txuas lus, txawm tias thaum siv RTClib
• RTClib -> ua haujlwm sib txuas lus ntawm Arduino thiab RTC, cia koj muab cov lus qhia paub zoo li rtc.now () uas rov qab los rau lub sijhawm tam sim no.
• OneButton -> Tuav lub khawm nkag, tshawb pom cov ntawv nias thiab tom qab ntawd sau qhov ua ntej tsis muaj dab tsi los ua ib yam dab tsi. Tuaj yeem kuaj pom ib zaug, ob zaug lossis ntev nias.

Thaum sau cov cai rau lub moos nws yog ib qho tseem ceeb heev kom tsis txhob muaj qhov sib txawv uas ua kom nce ntxiv. Txij li cov lej Arduino yuav ua haujlwm 24/7 cov kev hloov pauv no yuav loj dua sai dua thiab loj dua thiab thaum kawg yuav ua rau muaj dej ntau dhau. Piv txwv li tus tsav lub cav tsis tau hais kom mus rau qee txoj haujlwm, txij li txoj haujlwm no tsuas yog nce ntxiv nyob rau lub sijhawm. Hloov chaw lub tshuab hluav taws xob tau hais kom txav qee tus lej ntawm cov kauj ruam hauv qee qhov kev taw qhia. Txoj kev no tsis muaj txoj haujlwm sib txawv uas nce ntxiv nyob rau lub sijhawm.

Thawj zaug koj txuas RTC koj xav tau teem sijhawm ntawm lub nti, muaj ib daim lej uas koj tuaj yeem tsis pom zoo uas teeb tsa RTC lub sijhawm sib npaug rau koj lub sijhawm computer (lub sijhawm tam sim no koj sau cov cai). Nco ntsoov tias thaum koj tawm qhov tsis txaus siab rau lub sijhawm RTC yuav rov pib dua rau lub sijhawm uas koj suav koj tus lej txhua lub sijhawm. Yog li tsis pom zoo qhov no, khiav nws ib zaug thiab tom qab ntawv rov hais dua.

Kuv txuas kuv tus lej rau Cov Lus Qhia no, Kuv tau hais qhia meej. Koj tuaj yeem tso nws yam tsis muaj kev hloov pauv lossis tshawb xyuas nws thiab pom qhov koj xav!

Kauj Ruam 6: Txaus siab rau Lub Suab Ntawm Koj Lub Sijhawm Zaum Kawg thawj zaug

Tom qab txuas tag nrho cov khoom siv hluav taws xob thiab xa cov cai, qhov no yog qhov tshwm sim!

Kev tsim qauv ntawm lub moos no yooj yim heev thiab nws tuaj yeem tsim ua ntau yam duab thiab ntau thiab tsawg. Txij li thaum muaj Arduino ntawm lub nkoj koj tuaj yeem yooj yim ntxiv cov yam ntxwv ntxiv. Teeb tsa lub tswb, kom lub moos tig rau koj lub tshuab kas fes ntawm lub sijhawm teev tseg, kev sib txuas hauv is taws nem, hom kev ua kom txias uas hais txog lub zog siv zog los qhia koj tus qauv rau lwm tus thiab ntau ntxiv!

Raws li koj yuav tau pom thoob plaws hauv Cov Lus Qhia no, Kuv yuav tsum siv kuv lub moos sib nrug rau qhov xav kom sau cov Lus Qhia no. Txawm hais tias tsis muaj hmoo rau Qhov Qhia Kuv tuaj yeem lees paub yam tsawg kawg tsim qauv ua tau zoo nyob rau lub sijhawm ntev, txij li lub moos no tau tawm mus ntau dua 3 xyoos hauv kuv chav nyob yam tsis muaj teeb meem!

Thov qhia rau kuv paub hauv cov lus yog tias koj nyiam Cov Lus Qhia no, nws yog thawj zaug kuv sau ib qho. Tsis tas li yog tias koj muaj lus qhia lossis lus nug, tsuas yog xa xov tuaj rau kuv. Thiab vam tias kuv tau tshoov siab ib tug neeg kom tsim lub tshuab ua haujlwm ib nrab ib hnub!

Thawj qhov khoom plig hauv Kev Sib Tw Clocks