Mecanismo de relojería: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este instructable fue creado en cumplimiento del requisito del proyecto de Makecourse en la Universidad del Sur de Florida (www.makecourse.com).

Paso 1: Concepto

Mientras trato de pensar en una idea para este proyecto, decidí hacer algo que sea utilizable y útil para mi vida diaria. No muchas cosas como esa pueden tener un requisito de dos grados de libertad, así que decidí hacer un reloj simple para cumplir con el requisito y mostrarlo en mi escritorio para mostrar la hora. Originalmente, la idea era hacer un reloj de pulsera, pero la parte impresa en 3D sería demasiado pequeña y los motores que accionan el reloj seguirían siendo demasiado grandes para un reloj de pulsera.

De ahí este proyecto, encontré repuestos en mi apartamento y decidí trabajar en esto.

Paso 2: Partes

- Piezas impresas en 3D

- 2 28BYJ-48 Motor paso a paso de 5 V CC

- 2 placa de controlador de motor paso a paso ULN2003

- Arduino Uno

- Módulo Bluetooth HC-05

Todas estas partes están hechas por mí, excepto las manecillas del reloj. No soy muy creativo. A continuación se muestra el enlace a su creador.

www.thingiverse.com/thing:1441809

Paso 3: Montaje de piezas

(1) - Debe poner Gear_1 y 2 en los motores paso a paso. Te quedarán bien ajustados, por lo que se necesita un poco de fuerza para que permanezcan en su lugar.

(2) - Base_0 permanecerá en la parte inferior del ensamblaje.

(3) - Base_1 se colocará encima de SpurGear_1, este es el componente principal del minutero. Puede pegar estos dos componentes juntos, asegúrese de que la base esté en la parte superior del engranaje.

(4) - Base_2 se colocará encima de SpurGears_2, este es el componente principal de la manecilla de las horas. Lo mismo se aplica a esta parte que al paso (3)

(5) - Las manecillas de los relojes se pueden pegar en la parte superior de Base_1 y Base_2, o puede perforar un pequeño orificio para que encajen en su lugar.

(6) - Para que el engranaje del minutero coincida con el engranaje recto, necesita una plataforma de 1 cm para colocar todo el conjunto en la parte superior con uno de los motores paso a paso.

La razón de esto es que la base principal no puede ser alta ya que el otro motor paso a paso no podría alcanzar la marcha alta. De cualquier manera, se necesita una plataforma para uno de los motores paso a paso.

Paso 4: Biblioteca para Arduino IDE

El código de este proyecto se basa en una biblioteca de tyhenry llamada CheapStepper.h

github.com/tyhenry/CheapStepper

Para instalar esta biblioteca para su arduino. Haga clic en clonar o descargar en el enlace de arriba y descárguelo como un archivo zip.

En el IDE de Arduino. Sketch -> Incluir biblioteca -> Agregar biblioteca. ZIP

De toda la biblioteca que funciona, esta utilizó el motor paso a paso mejor y extremadamente fácil de usar.

Paso 5: Configuración de la placa de pruebas

Usé un escudo Arduino para ir con mi Arduino UNO. Se ve más limpio, pero puede obtener una pequeña placa de pruebas y colocarla encima del Arduino UNO. Siga el color del esquema, ya que algunos cables están uno encima del otro. Los pines 4-7 son para un paso a paso y los pines 8-11 son para el segundo paso a paso.

El módulo Bluetooth debe estar conectado RX -> TX y TX -> RX a la placa Arduino.

Los cables azules son conexiones de los controladores al Arduino UNO

Los cables verdes son las conexiones RX y TX

Los cables negros están conectados a tierra.

Los cables rojos son de 5 V.

Paso 6: Código

A continuación se muestra el código de este proyecto.

La explicación del código estará aquí.

Paso a paso CheapStepper (8, 9, 10, 11); CheapStepper stepper_2 (4, 5, 6, 7);

booleano moveClockwise = true;

//37,5 min = 4096;

// 1 min = 106,7;

// 5 min = 533,3;

// 15 min = 1603;

// 30 min = 3206;

// 60 min = 6412;

int completo = 4096;

int half = full / 2; // 2048

float full_time = 6412; // 1 hora

float half_time = full_time / 2; // 30 min 3026

flotar quince_tiempo = medio_tiempo / 2; // 15 min 1603

float one_time = full_time / 60; // 1 min 106

flotar cinco_tiempo = un_tiempo * 5; // 5 min 534,3

float one_sec = one_time / 60; // 1 segundo 1,78

// podemos hacer 30 minutos cada uno girando el motor 3206 y reiniciando

Este es el cálculo principal de este proyecto. El paso a paso tomaría 4096 pasos para girar 360 grados completos, pero debido a que los engranajes rectos son más grandes que los engranajes conectados al paso a paso, toma más pasos para una rotación completa. Como el engranaje recto es el componente principal que hace girar las manos. Tengo que hacer varias pruebas para asegurarme de que los valores sean correctos.

full_time es la variable que asigné para una rotación completa de la mano. Esto es bastante consistente, pero a medida que los pasos se dividen por 2 para obtener un movimiento específico, el valor de flotación se reduce, lo que dificulta que el conductor haga su trabajo.

MoveClockwise = true; es hacer que el motor paso a paso se mueva en el sentido de las agujas del reloj, pero debido a que está girando el engranaje recto en el sentido contrario a las agujas del reloj, debemos hacer que el booleano sea falso en la configuración. También puede declararlo falso al principio, pero esto es para explicar cómo funciona.

configuración vacía () {Serial.begin (9600);

Serial.println ("¡Listo para empezar a moverse!");

pos = one_time; del = 900; ratio = 60;

moveClockwise = falso; }

Aquí es donde declaro falso el booleano moveClockwise. pos será el número de pasos, del será el retraso y la relación será para minuto / seg = 60 o hora / min = 12

Controlamos las manos con el módulo Bluetooth. Primero, necesita un terminal Bluetooth en serie de su dispositivo Android. Conéctese al Hc-05 con el PIN 0000 o 1234. Puede usar algún código de ejemplo de Arduino IDE para ver si está funcionando correctamente. Cuando está conectado, debería parpadear muy lentamente en lugar de rápidamente cuando no está conectado.

bucle vacío () {estado = 0;

if (Serial.available ()> 0) {

estado = Serial.read (); }

para (float s = 0; s <(pos); s ++) {

stepper.step (moveClockwise); }

para (float s = 0; s <(pos / ratio); s ++) {

stepper_2.step (moveClockwise); }

retraso (del);

Serial.available ()> 0 es importante, ya que es cómo funcionará su módulo Bluetooth. Esta declaración if será verdadera cuando haya comunicaciones entre el Arduino y su dispositivo. La variable de estado determinará las otras 3 variables que declaré en la parte superior de setup (), también imprimirá qué operación está ejecutando el código. Los dos bucles for son la función principal que controla cómo se moverá el motor paso a paso.

if (estado == '1') {

pos = one_time; del = 0; ratio = 12;

Serial.println ("Operación 1: Sin demora"); }

Este es un ejemplo del uso de la entrada de su dispositivo Bluetooth para cambiar el funcionamiento del sistema. Puede editar estas variables como desee para controlar las manos.

Paso 7: demostración y conclusión

Esta es una demostración del sistema, que muestra cómo funciona. Para el gabinete, puede usar cualquier cosa que se ajuste a todos los componentes en su interior. Este proyecto fue simple y divertido de hacer, ya que es la primera vez que imprimo en 3D. El módulo Bluetooth fue divertido de descubrir y usar. Cometí algunos errores que fue demasiado tarde para cambiar, pero el producto final está bien.