Kjøleskap magnetklokke: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Jeg har alltid vært fascinert av uvanlige klokker. Dette er en av mine siste kreasjoner som bruker alfabetnummer for kjøleskap for å vise tiden.

Tallene er plassert på et stykke tynt hvitt plexiglas som har tynt metallplater laminert på baksiden. Det er små magneter i hvert av tallene som får tallet til å klamre seg til metallplaten når de ikke beveges.

Tallene flyttes ved hjelp av CoreXY -mekanisme som flytter en vogn bak et tall, den kobler deretter til to magneter som tiltrekker seg magnetene på nummeret og lar nummeret følge vognens bevegelse. Når den er kommet fram til destinasjonen, er vognmagneter frakoblet, og tallet vil forbli på plass på grunn av det tynne metallplaten som støtter plexiglasset.

Rekvisita

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC Shield Stepper Motor Shield
• 2 x A4988 motordriver
• 2 × Usongshine Stepper Motor 42BYGH
• 1 x servomotor
• 2 × GT2 tannremskive, 16 tenner, 5 mm bredde
• 2 × GT2 tomgangsskive, 5 mm boring, tannfri
• 2 × spak mikrobryter med rulle
• 6 × GT2 rulleskive, 5 mm boring, 20 tenner
• 1 × GT2 Registerreim, 8m5
• 54 × 6x2mm magneter i børstet nikkel
• 2 × 10x3mm kjøleskapsmagneter i børstet nikkel
• 2 × 8 mm x 600 mm styrestang
• 2 × 8 mm x 500 mm styrestang
• 1 × LM7805, 5v spenningsregulator
• 1 × 12V, 10A strømforsyning
• 1 x 1/16 "tykt hvitt pleksiglass, 21" x19"
• 1 x36ga metallplater, 20 "x18"
• 1 x3/4 "kryssfiner, 24" x24"
• Diverse maskinvare

Trinn 1: Bygg rammen

Rammen består av 3/4 "kryssfiner med 1/16" hvit akryl montert i en åpning i kryssfiner.

Åpningen er 16 "x20" med en 17 "x21" x1/16 "rabbet rundt kanten, slik at akrylarket passer i flukt med overflaten på kryssfiner. Jeg brukte et gel -superlim for å feste akrylen til kryssfiner. Jeg brukte en CNC -ruter for å kutte kryssfiner, men det kunne gjøres med et stikksag og en ruter. Fordi CNC -ruteren etterlater avrundede hjørner (1/8 "i mitt tilfelle), brukte jeg en lasergraver for å kutte akryl for å matche.

Trinn 2: 3D -utskrift av delene

Jeg designet og 3D -trykte alle delene som trengs for å holde motorer og gir for CoreXY -mekanismen. Jeg bruker PETG -materiale, men PLA burde fungere fint.

Det er 11 deler totalt, 9 unike. Filene finnes på Thingiverse.

• Steppermotorfeste x 2
• Hjørnebrakett x 2
• Øvre vogn
• Nedre vogn
• Magnetvogn
• Magnetholder
• Skru
• Utstyr
• Mikrobryterbrakett

Jeg 3D -trykte alle tallene som ble brukt på klokken. Det er 10 sifre for minutter og timer (0-9), 6 sifre (0-5) for titalls minutter og 1 siffer (1) for titalls timer. Disse ble skrevet ut med forskjellige PLA -farger for å legge til variasjon.

Trinn 3: Sett sammen CoreXY -mekanismen

Detaljer om hvordan et CoreXY -design fungerer finner du på CoreXY.com Bygge magnetbæreren Magnetbæreren er det som er på baksiden av klokken, den er plassert bak et gitt nummer og magneter på holderen senkes for å opprette en magnetisk forbindelse mellom transportøren og nummeret. Tallet kan deretter flyttes til en ny posisjon, og magnetene på bæreren heves for å koble fra og la nummeret stå på den nye posisjonen.

Sidenote: Jeg hadde opprinnelig planlagt å bruke elektromagneter for å aktivere og koble fra nummeret. Av en eller annen grunn forlot jeg den ideen tidlig i designprosessen. Jeg kan ikke huske hvorfor. Jeg planlegger å teste elektromagneter og kan ende opp med å bytte denne vognen i fremtiden.

Magnetene heves og senkes ved hjelp av en skrue og en servo. Skruen har en veldig grov gjenge slik at en halv omdreining av skruen vil heve magneter omtrent 4 mm, noe som er nok til å koble fra forbindelsen til tallene. Montering av CoreXY -komponentene

1. Det første trinnet er å feste Beta -trinnmotorbraketten (den nederste motoren). Jeg plasserte den slik at kanten på braketten var i flukt med kanten av kryssfiner.
2. Legg på tomgangsgirene til de nedre og øvre vognene og hjørnebrakettene.
3. Skyv den nedre vognen på føringsstangen og fest deretter hjørnebraketten.
4. I 3D trykte et justeringsverktøy for å sikre at den nedre styrestangen var parallell med kanten av kryssfiner. Jeg brukte den til å bestemme hvor jeg skulle skru ned hjørnebraketten.
5. Legg til de vertikale styrestengene, magnetholderen, og gjenta deretter trinnene ovenfor for den øvre vognen og Alpha -motoren.
6. For å justere de øvre styrestengene tok jeg et stykke kryssfiner og satte en skrue i den ene enden. Jeg justerte deretter skruen slik at den berørte stangen i motorenden. Jeg skyv den deretter til den andre enden og skrudde inn hjørneføringen.
7. Monter trinnmotorene og drivhjulene
8. Tre timebeltet og fest det til magnetholderen

Trinn 4: Legg til hjemmebryterne

CoreXY må kalibrere seg selv etter hver kraftsyklus for å vite hvor koordinatene 0, 0 er plassert. Det gjør dette ved å bevege seg mot øvre venstre (0, 0) til det utløser to mikrobrytere som indikerer utgangsposisjonen. Posisjonen der disse bryterne ikke er kritisk, de må bare plasseres nær hjørnet slik at både den øvre vognen og magnetvognen trykker på bryteren under homing -syklusen.

Trinn 5: Elektronikk

Skjematisk viser de nødvendige forbindelsene mellom M0-mini, RTC og CNC Shield. Steppermotorene kobles til CNC -skjoldet.

CNC -skjoldkraften som går til trinnmotorene kommer fra en 12v, 10A strømforsyning. Denne 12V mates også gjennom en LM7805 spenningsregulator som kan brukes til å levere strøm til M0-mini og RTC.

X- og Y Zero-mikrobryterne er koblet direkte til M0-minikortet.

Trinn 6: Legg til metallplater

Jeg hadde problemer med å skaffe et stort ark med 36 gauge stål, så jeg brukte 10 "x4" ark som var tilgjengelige fra flere kilder. For å feste dem til akryl brukte jeg 3M Polyester dobbeltsidig filmbånd, 1/2 "bredt plassert langs sømmer. Dette resulterte i en glatt ståloverflate.

Trinn 7: Programvare

Programvaren består av flere moduler

• RTC -grensesnitt
• Motorakselerasjon/retardasjon utført ved hjelp av tidtakere og avbrudd
• CoreXY -funksjonalitet brukes til å flytte til et gitt sett med koordinater
• Klokken - dette bestemte hvordan man flyttet tallene fra utgangsposisjonen til klokkeposisjonen og tilbake.

All kildekoden finner du på Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Trinn 8: Forberede tallene

Hvert nummer har to 6x2 mm magneter limt på baksiden. Disse ble festet med gel -superlim. Det er viktig at alle magnetene vender i samme retning. Jeg sørget for at magnetene hadde nordpolen opp. Det spiller ingen rolle hvilken pol som vender opp. Det må bare være motsatt av magnetene på CoreXY -bæreren, så tallene tiltrekkes av bæreren.

Trinn 9: Initialiserer klokken

Den første plasseringen av tallene gjøres første gang klokken kjøres. CoreXY -vognen beveger seg til en tom posisjon nær midten av ansiktet og aktiverer magneter.

Brukeren plasserer et tall overfor operatøren og forteller programvaren hvilket nummer og om det er et minutt, titalls minutter, time eller titalls timetall. Programvaren vil deretter lagre nummeret i sin utgangsposisjon. Dette gjentas til alle 27 tall er plassert.

På det tidspunktet kan klokken startes, og programvaren flytter de riktige tallene for å vise klokkeslettet. Merk: Denne initialiseringen må bare gjøres én gang. Når tallene er i posisjon, vet programvaren hvor de er, selv om det er en strømsyklus.

Storpris i konkurransen Make it Move 2020