Køleskabsmagnetur: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Jeg har altid været fascineret af usædvanlige ure. Dette er en af mine seneste kreationer, der bruger køleskabets alfabetnumre til at vise tiden.

Tallene er placeret på et stykke tyndt hvidt plexiglas, der har tyndt metalplade lamineret på bagsiden. Der er små magneter i hvert af tallene, der får nummeret til at klæbe til metalpladen, når de ikke flyttes.

Tallene flyttes ved hjælp af CoreXY -mekanisme, der bevæger en vogn bag et nummer, den kobler derefter til to magneter, som tiltrækker magneterne på nummeret og gør det muligt for nummeret at følge vognens bevægelse. Når den er nået til destinationen, er vognmagneterne frakoblet, og tallet forbliver på plads på grund af den tynde plade, der understøtter plexiglaset.

Forbrugsvarer

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x Kingprint CNC Shield Stepper Motor Shield
• 2 x A4988 motor driver
• 2 × Usongshine Stepper Motor 42BYGH
• 1 x servomotor
• 2 × GT2 tandremskive, 16 tænder, 5 mm bredde
• 2 × GT2 tomgangsskive, 5 mm boring, tandløs
• 2 × greb mikrokontakt med rulle
• 6 × GT2 tomgangsskive, 5 mm boring, 20 tænder
• 1 × GT2 Tandrem, 8m5
• 54 × 6x2 mm magneter i børstet nikkel
• 2 × 10x3mm magneter i børstet nikkel
• 2 × 8 mm x 600 mm styrestang
• 2 × 8 mm x 500 mm styrestang
• 1 × LM7805, 5v spændingsregulator
• 1 × 12V, 10A strømforsyning
• 1 x 1/16 "tyk hvid plexiglas, 21" x19"
• 1 x36ga metalplade, 20 "x18"
• 1 x3/4 "krydsfiner, 24" x24"
• Diverse hardware

Trin 1: Byg rammen

Rammen består af 3/4 "krydsfiner med 1/16" hvid akryl monteret i en åbning i krydsfiner.

Åbningen er 16 "x20" med en 17 "x21" x1/16 "rabbet rundt om kanten, så akrylpladen passer ind i overfladen af krydsfiner. Jeg brugte en gel superlim til at fastgøre akrylen til krydsfiner. Jeg brugte en CNC -router til at skære krydsfiner, men det kunne gøres med et stiksav og en router. Fordi CNC -routeren efterlader afrundede hjørner (1/8 "i mit tilfælde), brugte jeg en lasergraver til at skære akrylen, så den matchede.

Trin 2: 3D -udskriv delene

Jeg designede og 3D -printede alle de dele, der var nødvendige for at holde motorerne og gearene til CoreXY -mekanismen. Jeg bruger PETG -materiale, men PLA burde fungere fint.

Der er 11 dele i alt, 9 unikke. Filerne kan findes på Thingiverse.

• Stepper motor mount x 2
• Hjørnebeslag x 2
• Øvre vogn
• Nedre vogn
• Magnetvogn
• Magnetholder
• Skrue
• Gear
• Mikrokontaktbeslag

Jeg 3D -printede alle de numre, der blev brugt i uret. Der er 10 cifre for minutterne og timerne (0-9), 6 cifre (0-5) for de titusindvis af minutter og 1 ciffer (1) for de titalls timer. Disse udskriver ved hjælp af forskellige PLA -farver for at tilføje variation.

Trin 3: Saml CoreXY -mekanismen

Detaljer om, hvordan et CoreXY -design fungerer, kan findes på CoreXY.com Opbygning af magnetholderen Magnetbæreren er det, der er på bagsiden af uret, den er placeret bag et givet nummer, og magneterne på holderen sænkes for at oprette en magnetisk forbindelse mellem transportøren og nummeret. Tallet kan derefter flyttes til en ny position, og magneterne på bæreren hæves for at frigøre og efterlade nummeret på den nye position.

Sidenote: Jeg havde oprindeligt planlagt at bruge elektromagneter til at aktivere og afbryde nummeret. Af en eller anden grund opgav jeg den idé tidligt i designprocessen. Jeg kan ikke huske hvorfor. Jeg planlægger at teste elektromagneter og kan ende med at udskifte denne vogn i fremtiden.

Magneterne hæves og sænkes ved hjælp af en skrue og en servo. Skruen har et meget groft gevind, så en halv omdrejning af skruen vil hæve magneterne cirka 4 mm, hvilket er nok til at frigøre forbindelsen til tallene. Samling af CoreXY -komponenterne

1. Det første trin er at fastgøre Beta stepper motor beslag (den nederste motor). Jeg placerede det, så kanten af beslaget var i flugt med kanten af krydsfiner.
2. Tilføj tomgangsgearene til de nedre og øvre vogne og hjørnebeslagene.
3. Skub den nederste vogn på styrestangen, og fastgør derefter hjørnebeslaget.
4. Jeg 3D -printede et justeringsværktøj for at sikre, at den nederste styrestang var parallel med kanten af krydsfiner. Jeg brugte det til at bestemme, hvor jeg skulle skrue hjørnebeslaget ned.
5. Tilføj de lodrette styrestænger, magnetholderen, og gentag derefter ovenstående trin for den øvre vogn og Alpha -motor.
6. For at justere de øvre styrestænger tog jeg et stykke krydsfiner og satte en skrue i den ene ende. Jeg justerede derefter skruen, så den lige rørte stangen i motorenden. Jeg skubber den derefter til den anden ende og skruer hjørnestyret i.
7. Monter trinmotorer og drivgear
8. Tråd tandremmen, og fastgør den til magnetholderen

Trin 4: Tilføj hjemmekontakterne

CoreXY skal kalibrere sig selv efter hver effektcyklus for at vide, hvor koordinaterne 0, 0 er placeret. Det gør det ved at bevæge sig mod øverste venstre (0, 0), indtil det udløser to mikrokontakter, der angiver startpositionen. Placeringen, hvor disse kontakter ikke er kritiske, de skal bare placeres tæt på hjørnet, så både den øvre vogn og den magnetiske vogn trykker på kontakten under homingcyklussen.

Trin 5: Elektronik

Skematisk viser de nødvendige forbindelser mellem M0-mini, RTC og CNC Shield. Steppermotorerne tilsluttes CNC -skjoldet.

CNC -skjoldstyrken, der går til steppermotorerne, kommer fra en 12v, 10A strømforsyning. Denne 12V føres også via en LM7805 spændingsregulator, der kan bruges til at levere strøm til M0-mini og RTC.

X- og Y Zero-mikrokontakterne forbindes direkte til M0-mini-kortet.

Trin 6: Tilføj metalplader

Jeg havde svært ved at købe en stor plade af 36 gauge stål, så jeg brugte 10 "x4" plader, der var tilgængelige fra flere kilder. For at fastgøre dem til akryl brugte jeg 3M Polyester dobbeltsidet filmbånd, 1/2 "bredt placeret langs sømme. Dette resulterede i en glat ståloverflade.

Trin 7: Software

Softwaren består af flere moduler

• RTC -interface
• Motoracceleration/deceleration udført ved hjælp af timere og afbrydelser
• CoreXY -funktionalitet bruges til at flytte til et givet sæt koordinater
• Uret - dette bestemte hvordan man flyttede tallene fra deres udgangsposition til urpositionen og tilbage.

Al kildekoden kan findes på Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Trin 8: Forberedelse af numrene

Hvert nummer har to 6x2 mm magneter limet på bagsiden. Disse blev fastgjort ved hjælp af gel -superlim. Det er vigtigt, at alle magneterne vender i samme retning. Jeg sørgede for, at magneterne havde nordpolen opad. Det er ligegyldigt hvilken pol der vender opad. Det skal bare være det modsatte af magneterne på CoreXY -bæreren, så tallene tiltrækkes af bæreren.

Trin 9: Initialisering af uret

Den første placering af tallene udføres første gang uret køres. CoreXY -vognen bevæger sig til en tom position nær midten af ansigtet og aktiverer dens magneter.

Brugeren placerer et nummer over for transportøren og fortæller softwaren, hvilket nummer og om det er et minut, titusinder, timer eller titalls timetal. Softwaren gemmer derefter nummeret i sin udgangsposition. Dette gentages, indtil alle 27 numre er placeret.

På dette tidspunkt kan uret startes, og softwaren flytter de relevante numre for at vise tiden. Bemærk: Denne initialisering skal kun udføres én gang. Når tallene er i position, ved softwaren, hvor de er, selvom der er en strømcyklus.

Storpris i konkurrencen Make it Move 2020