Gear Clock: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Сердце часов - микроконтроллер PIC 16f628A (PDF). Этот микроконтроллер имеет внутренний генератор, однако используется внешний кварцевый генератор на 20 МГц, поскольку он должен точно отслеживать время в течение недель и месяцев. Микроконтроллер сопряжен с двумя кнопками и одним мотором.

Подробнее см. Проект Website.alan-parekh.com/projects/gear-clock. Теперь доступен комплект Gear Clock. Взгляните на нашу страницу комплектов для получения более подробной информации. Если у вас есть станок с ЧПУ, вы можете вырезать свои собственные шестерни и просто купить электронику для часов.

Шаг 1. Вырежьте и раскрасьте шестеренки

Шестерни изготовлены из МДФ. Они были окрашены, чтобы иметь металлический вид, однако тот вид, к которому я стремился, не был достигнут. Изначально я думал о том, чтобы шестерни выглядели так, будто они были сделаны из металла и оставлены ржаветь на несколько десятков лет. Я нашел несколько классных продуктов, которые дали бы мне эффект ржавчины, но они были слишком дорогими. Я остановился на банке краски Krylon Black Metallic Hammered Finish. Образец на крышке - очень красивый черный с легким серым оттенком. Я думаю, это могло быть из плохой партии, так как окончательный вид не такой черный, как должен быть. Это также усложнило съемку последних часов, поскольку даже при скромном освещении блики были ужасными.

Расположение шестерен следующее:

• Мотор-шестерня с 9 зубьями
• Минутная шестерня на 72 зуба с вторичной обмоткой на 24 зуба
• Промежуточная шестерня на 72 зуба и вторичная шестерня на 18 зубьев
• 72 зубчатая передача

Для достижения правильного выбора времени шестерня мотора с 9 зубьями продвигается на 4 шага каждые 9 секунд. Перемещая 4 шага за раз, работа двигателя может быть простой, так как двигатель всегда находится в состоянии покоя с одной и той же катушкой под напряжением.

Шаг 2: конструируйте электронику часов

Микроконтроллер

Мозг этого проекта - микроконтроллер PIC 16F628A. Он отслеживает время и при необходимости активирует шаговый двигатель.

Кнопки

Интерфейс очень простой, состоит из двух кнопок. При нажатии левой кнопки часы переводят время с помощью двигателя. При нажатии правой кнопки часы уменьшают время с помощью двигателя. Единственная проблема заключается в том, что когда вам нужно скорректировать время на много часов, вам придется держать кнопку нажатой в течение длительного времени. Шаговый двигатель также всегда находится под напряжением, чтобы шестерни не проскальзывали. Чтобы решить эту проблему, когда обе кнопки нажаты, шаговый двигатель обесточивается, и минутная шестерня может вращаться свободно.

Мотор

Двигатель представляет собой униполярный шаговый двигатель, взятый из старого дисковода гибких дисков 5 1/4 дюйма. Это двигатель, который используется для перемещения головок чтения и записи взад и вперед, чтобы получить одну такого размера и мощности, вам понадобится старая хорошая. Современные дисководы гибких дисков не имеют шаговых двигателей с таким уровнем крутящего момента.

Этот двигатель перемещается на 1,8 градуса за импульс, что означает, что за 200 импульсов он сделает один полный оборот. Поскольку это биполярный двигатель, PIC может легко управлять им с помощью всего 4 транзисторов.

Код

Код в основном разделен на две части, есть итеративный цикл, который отслеживает изменение состояния кнопок и проверяет, пересекли ли внутренние часы отметку в 9 секунд. Если возникло одно из этих условий, шаговый двигатель приводится в действие соответствующим образом.

Другой раздел кода управляется прерываниями и отслеживает время. Прерывание запускается каждые 0,1 секунды и регулирует внутренние часы по мере необходимости. Внутри есть действительно работающие часы, если вы подключите тактовый вывод PIC 6 к последовательному порту компьютера, работающему со скоростью 9600 бит / с, вы увидите, что значения внутренних часов обновляются один раз в секунду. Значение часов в этом случае является произвольным, поскольку оно никогда не отображается и не будет таким же, как то, что отображают шестеренки, но этот же код будет использоваться в будущих проектах, которые будут использовать это время отображения кода.

Шаг 3: соберите и наслаждайтесь

Все детали скручиваются вместе, единственная деталь, которая приклеивается - это шаговый двигатель к держателю двигателя.