Saa ya Neno Inadhibitiwa na 114 Servos: Hatua 14 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Miradi ya Fusion 360 »

Je! Kuna 114 za LED na zinaendesha kila wakati? Kama unaweza kujua jibu ni saa ya neno. Je! Kuna 114 LEDs + 114 servos na inaendelea kusonga kila wakati? Jibu ni saa hii ya neno inayodhibitiwa na servo.

Kwa mradi huu niliungana na rafiki yangu ambaye ilibidi ni lazima kwa sababu ya juhudi kubwa za ujenzi huu. Kwa kuongezea, ustadi wangu wa elektroniki na ufundi wake wa kiufundi ulisaidiana vizuri. Wazo la mabadiliko haya ya saa maarufu ya neno lilitujia wakati tulipokuwa tukifanya ya kawaida kama zawadi ya Krismasi. Hapo, tuligundua kuwa inawezekana pia kuchapisha herufi kutoka nyuma kwenye karatasi nyeupe. Wakati huo hii ilikuwa suluhisho la kufanya kazi ili kuficha ufundi wetu wa kupendeza kwani tuliishia na mapovu mengi wakati wa kuambatanisha stika ya vinyl na herufi nyuma ya bamba la glasi. Tuligundua kuwa mtu anaweza kupata athari za kupendeza wakati akinama karatasi kwa kuwa herufi hubadilisha saizi na kufifia. Hii ilitufanya tuwe na wazo la kutengeneza saa ya neno ambapo herufi zinakadiriwa kutoka nyuma kwenda kwenye skrini na zinaweza kuhamishwa na kurudi kubadilisha saizi ya picha iliyotarajiwa. Mwanzoni tulisita kidogo kujenga mradi huu kwa sababu ya gharama na juhudi inachukua unapotaka kusonga kila herufi 114 kivyake. Kwa hivyo tukatupwa na wazo la kufanya toleo ambapo kila neno linalotumiwa kuonyesha wakati linaweza kuhamishwa na kurudi. Walakini, baada ya kuona kuwa shindano la Epilog lilikuwa linakuja juu ya Maagizo ya kuuliza miradi ya Epic, na pia baada ya kupata motors za bei rahisi, tuliamua kwenda mbali na kutengeneza toleo sahihi ambapo kila herufi inadhibitiwa na servo.

TAHADHARI: Hii sio ujenzi wa siku moja!

Kukupa wazo juu ya juhudi ambazo zilihusika katika mradi huu fikiria nambari zifuatazo. Saa iliyomalizika ina

• Aina 798 za kuchapishwa za 3D (jumla ya muda wa kuchapa ~ masaa 200)
• ~ Screws 600 + ~ 250 karanga na washers
• ~ Waya 500 (jumla ya urefu ~ 50 m). Bila kuhesabu waya ambazo tayari zilikuwa zimeambatanishwa na servos.

Hatua ya 1: Kubuni

Saa hiyo iliundwa na Autodesk Fusion 360 na Inventor. Kama unavyoona saa hiyo ina masanduku 114 ya barua ambayo huhamishwa na watendaji wa mstari ambao huendeshwa na motors za servo. Kila sanduku la barua lina mwangaza unaoweka barua nyuma ya skrini iliyotengenezwa na karatasi nyeupe ya PVC. Vipengele vyote vimewekwa kwenye sura ya mbao.

Hatua ya 2: Kusanya Vifaa

Vipengele vya elektroniki

114x SG90 motors ndogo za servo (ebay.de)

Ingawa servos ziliandikwa kwa jina la chapa maarufu "Tower Pro" hakika ni bei nafuu zaidi. Walakini, bei ya kubisha ni karibu EUR 1 ikilinganishwa na EUR 3 kwa asili hii inafanya mradi wote kuwa wa bei rahisi. Inavyoonekana, knockoffs pia huchota chini ya sasa (kwa kweli hii pia inamaanisha mwendo mdogo) ambayo ilifanya iwe rahisi kupata usambazaji wa umeme unaofaa kwa mradi wote.

• 5 m WS2812B mkanda wa LED, 60s LEDs / m (ebay.de)
• 8x 16 Ch PWM servo dereva PCA9685 (ebay.de)
• Moduli ya DS3231 RTC (ebay.de)
• Nano ya Arduino (ebay.de)
• Mpokeaji wa VS1838B IR + kijijini (ebay.de)
• 5 V, 10 Ugavi wa umeme (ebay.de)
• Cable ya ugani ya 20x 15 cm (ebay.de)
• kebo tundu DC kwa waya tupu (conrad.de)
• 300-500 Ohm kupinga
• 1000 capacF capacitor (> 5 V)

Vifaa vya sura

• slats za mbao

  • Pcs 2 40 x 10 x 497 mm
  • Pcs 2 12 x 12 x 461 mm
  • Pcs 2 12 x 12 x 20 mm

• multiplex

  • Pcs 2 12 x 77 x 481 mm
  • Pcs 2 12 x 84 x 489 mm
• foil nyeupe ya PVC (700 x 1000 x 0.3 mm) (modulor.de)
• Sahani ya HDF 500 x 500 mm, nene 3mm

Screws, nyaya, nk

• 228x M2 screws, 8mm urefu + washers + karanga hex
• 228x screws binafsi za kugonga M2.2, 6.5 mm kwa urefu
• screws anuwai ya kuni
• 50 m, 0.22 mm2 (24 AWG) waya

Kwa kuongezea, mradi huu ulihitaji uchapishaji na uchomaji wa 3D kwa kina. Sahani ya nyuma ilitengenezwa kupitia kukata laser. Sura hiyo ilijengwa na msumeno wa mviringo, jigsaw na kuchimba visima. Kwa kila mradi mzuri pia tulitumia gundi nyingi moto, pia epoxy na gundi ya plastiki.

Gharama za jumla za mradi huu zilikuja karibu EUR 350.

Hatua ya 3: Vipengele vilivyochapishwa vya 3D

Masanduku ya Barua

Kila sanduku la barua lina kifuniko cha 3D kilichochapishwa ambacho hufanya kama kinyago cha kivuli na sahani ya msingi ambayo LED itaambatishwa. Sahani ya msingi inajumuisha pini nne za msaada kusaidia kuoanisha kwenye actuator na mashimo sita ya kulisha kupitia nyaya za LED. Kwa jumla hii hufanya aina 228 ambazo zote zilichapishwa kutoka PLA nyeusi (Formfutura EasyFill PLA) yenye urefu wa safu 0.4 mm. Wakati wote wa kuchapisha kwenye Anycubic Kossel Linear Plus yangu ilikuwa kama masaa 23 kwa vifuniko vya barua na masaa 10 kwa sahani za msingi. Faili zote za stl zinaweza kupatikana kwenye faili ya zip iliyoambatishwa.

Watendaji

Ubunifu wa actuator ulibadilishwa kutoka kwa Linear Servo Extender na Roger Rabbit ambaye alikuja kusaidia sana. Kwa kuwa sehemu hizo zinaambatana vizuri zinapaswa kuchapishwa kwenye printa ya 3D nzuri. Urefu wa safu ndogo sio muhimu (0.2 mm ni sawa) kama kipenyo kidogo cha bomba (tunapendekeza 0.4 mm). Sehemu zinapaswa kuchapishwa katika mwelekeo ulioonyeshwa. Kila actuator ina sehemu 5 za kibinafsi, kwani tulihitaji watendaji 114 hii inamaanisha sehemu 570 (!) Jumla. Kuchapisha hizi tulitumia nguvu ya pamoja ya printa kadhaa za kitaalam za 3D (Ultimaker S2 +, Ultimaker S5, Lulzbot TAZ6, Sindoh 3D Wox DP200). Bado tulikuwa na picha nyingi zilizoshindwa kwenye sehemu na nilijumuisha picha kadhaa za burudani yako. Wakati wote wa uchapishaji ulikuwa karibu masaa 150 (!). Tena faili za stl zinaweza kupatikana kwenye faili ya zip iliyoambatishwa.

Hatua ya 4: Kuunda fremu

Sura hiyo ilikuwa imejengwa kutoka kwa slats za mbao na bodi ya multiplex. Sehemu hizo zilikatwa kwa kutumia msumeno wa duara na jigsaw na kisha kuunganishwa pamoja kwa kutumia gundi ya kuni na visu vya kuni. Kifuniko cha juu na cha chini pia kilikuwa na rangi ili kukipa sura nzuri. Maelezo ya kina ya sehemu pamoja na vipimo vyote yanaweza kupatikana kwenye michoro zilizoambatishwa.

Hatua ya 5: Kukusanya Sanduku la Barua

Kukusanya sanduku za barua ilikuwa kazi nyingi na ilichukua muda mrefu sana, haswa utaftaji. Hii ni kwa sababu kila hatua unayofanya inapaswa kurudiwa mara 114.

1. Kata vipande 114 vya kibinafsi kutoka kwa ukanda wa LED
2. Bati kila pedi za LED
3. Ambatisha kila LED kwenye ubao wa nyuma uliochapishwa wa 3D wa sanduku la barua. LED inapaswa kuwa katikati. Tuliihakikishia pia na gundi ya moto.
4. Ifuatayo tuliandaa 3x114 = waya 442, i.e.kukata kwa urefu, kuvua ncha na kuzibandika. Urefu wa kila waya ulikuwa 10 cm kila mmoja isipokuwa waya zilizounganisha herufi ya mwisho na nukta ambayo inapaswa kuwa ndefu (~ 25 cm). Pia waya zilizounganishwa na herufi ya kwanza ambayo itaunganishwa na arduino na usambazaji wa umeme inapaswa kuwa ndefu.
5. LED za mlolongo wa diasy kwa kutumia waya. Waya hulishwa kupitia mashimo kwenye bango la nyuma la 3D la kila sanduku la barua.
6. Jalada la mbele la sanduku la barua liliambatanishwa na gundi
7. Sehemu za rafu ya laini kwa actuator zinahitaji kushikamana pamoja
8. Rack ya laini hushikamana nyuma ya sanduku la barua kwa kutumia gundi

Hatua ya 6: Kukusanya Watendaji

Kukusanya tena watendaji ilikuwa utaratibu wa kuchosha sana ambao ulichukua muda mrefu.

1. Ambatisha servo kwa nyumba iliyochapishwa ya 3D ukitumia visu zilizojumuishwa
2. Gia pande zote zimeambatanishwa na servo kwa kutumia msalaba wa plastiki uliojumuishwa lakini kwanza msalaba unahitaji kukatwa ili uumbike na kushikamana na gia kwa kutumia epoxy.
3. Ambatisha gia kwa servo ukitumia screw iliyojumuishwa
4. Kabla ya kuingiza safu ya laini kila servo ilifungwa kwa nafasi ile ile
5. Kuingiza safu ya laini na kisanduku cha barua
6. Kuingiza hexnuts mbili za M2 kwenye nyumba zilizochapishwa za 3D ambazo zitatumika kuambatisha kwenye bamba la nyuma baadaye
7. Funga nyumba na kifuniko kilichochapishwa cha 3D ukitumia visu za kugonga za M2.2

Mwishowe tuliishia na fujo kubwa la watendaji wa minyororo kama vile inavyoonekana kwenye picha hapo juu

Hatua ya 7: Kufanya Bamba la nyuma

Sahani ya nyuma ilikatwa na laser kutoka kwa 3mm nene ya kuni ya HDF ikitumia cutter ya CO2 kutoka kwa nafasi yetu ya mtengenezaji. Mwanzoni tulijaribu plywood lakini ikawa nyepesi sana kusaidia uzani wa vifaa vyote. Ingekuwa bora kutumia aluminium katika kesi hii lakini kwa kweli ni ghali zaidi na haiwezi kukatwa na laser ya CO2. Faili ya dxf ya bamba la nyuma imeambatishwa.

Hatua ya 8: Ambatisha Vipengele kwenye Bamba la nyuma na Wiring

Mwanzoni bodi za PCA9685 zinapaswa kushikamana na bamba la nyuma kwa kutumia standoffs za PCB. Kisha moduli ya Arduino nano na RTC inaweza kuwekwa kama inavyoonekana kwenye picha hapo juu. Kwa wale wawili wa mwisho tulitumia wamiliki wa 3D waliochapishwa ambao waliambatanishwa na gundi moto. Vipengele viliunganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa wiring. Kumbuka kuwa ni bora kuwezesha kila PCA9685 kando kupitia kizuizi cha wastaafu. Mwanzoni tulifungwa minyororo pia na viunganisho vya V + na GND na tukaunganisha sehemu ya mwisho ya bodi ya kwanza (kama ilivyopendekezwa kwenye ukurasa wa matunda), hata hivyo, katika kesi hii yote ya sasa yanapitia bodi ya kwanza na tukaishia kuchoma MOSFET ya mzunguko wa ulinzi wa nyuma. Pia kuna lahajedwali lililoambatanishwa linaloonyesha kabati ya servos. Kamba za ugani kwa servos ambapo zinatumika wakati wowote inahitajika. Kumbuka kuwa lazima upe anwani tofauti za I2C kwa kila PCA9685 kama ilivyoelezewa kwenye ukurasa wa adafruit.

Watendaji waliambatanishwa kwenye bamba la nyuma kwa kutumia screws 228x M2. Kazi hiyo ilikuwa ya kupendeza tena lakini baada ya kumalizika saa ilikuwa tayari imeanza kuchukua sura. Tulijaribu pia kupanga nyaya za servo vizuri iwezekanavyo lakini mwishowe cabling ilikuwa bado mbaya.

Nguvu ilitolewa kwa kulisha kebo ya DC kupitia bamba la nyuma na kuiunganisha kwa kituo cha terminal.

Hatua ya 9: Kuambatanisha Bamba la nyuma kwa fremu

Baada ya vifaa vyote kuwekwa vyema na nyaya kupangwa, tuliunganisha bamba la nyuma kwenye fremu kwa kutumia screws 6x M4. Kwa bahati mbaya, tuliacha nafasi ndogo sana kwa nyaya zote zilingane kwa hivyo zilibidi kubanwa kidogo.

Hatua ya 10: Kuhesabu Servos

Kwa kuwa urefu wa visanduku vyote vya barua vilikuwa tofauti kidogo baada ya kupanda tulitumia nambari iliyoambatanishwa kusawazisha servos zote ili visanduku vya barua iwe na nafasi sawa na za kiwango cha juu. Kwa nafasi ya juu tulijaribu kuweka kisanduku cha barua karibu iwezekanavyo kwenye skrini. Nafasi zilizosawazishwa za min / max kwa kila servo baadaye huingia kwenye nambari kuu.

Hatua ya 11: Kupakia Nambari

Imeambatanishwa ni nambari kuu ya saa ya neno. Kuna aina tatu za athari za kuonyesha wakati.

1. Haraka kusogeza herufi zote nyuma (moja baada ya nyingine) na taa nyepesi za LED zilizo na rangi sawa sawa. Kisha sogeza haraka herufi zinazoonyesha wakati kwenda mbele moja baada ya nyingine na kuwasha kila neno kwa rangi isiyo ya kawaida.
2. Haraka kusogeza barua zote nyuma (moja baada ya nyingine) na taa nyepesi za LED zilizo na rangi sawa sawa. Punguza polepole kila neno linaloonyesha wakati mbele (herufi zote kwa wakati mmoja) na fifisha rangi kutoka kwa rangi ya asili na thamani isiyo ya kawaida.
3. Haraka songa herufi zote kwa nafasi isiyo ya kawaida (moja baada ya nyingine) na taa za mwangaza zenye rangi tofauti tofauti. Kisha polepole songa herufi zote nyuma na ufifishe rangi. Endelea na 1. au 2.

Nilitaka pia kutekeleza athari ambapo nukta inayoonyesha dakika ya sasa inazidi kusonga mbele na kufifia rangi ili iwe mbele ya mbele na rangi sahihi wakati dakika imekamilika. Kwa bahati mbaya, sikuweza kufanya kazi bado kwa sababu inaonekana inafanya mpokeaji wa IR asikilize.

Hatua ya 12: Kuambatanisha Skrini

Mwanzoni tulitaka kutumia kitambaa cheupe kama skrini. Shida ilikuwa kwamba baada ya kuifunga kwenye fremu kitambaa kiliinama katikati na tukaishia na upotovu wa pincushion. Tuliamua badala yake tumia karatasi nyembamba nyeupe ya PVC kwa skrini. Jalada hilo pia limetangazwa kwa kutengeneza vivuli vya taa kwa hivyo ina usafirishaji mzuri lakini haijatobolewa kwa hivyo sanduku nyeusi za barua hubaki zimefichwa. Katika jaribio letu la kwanza tuliambatisha foil hiyo kwa kutumia epoxy lakini haikushika vizuri sana kwa hivyo tukabadilisha gundi ya moto. Kuwa mwangalifu ingawa ikiwa gundi ni moto sana inaweza kuyeyusha foil hiyo. Jalada la ziada liliondolewa na kisu halisi.

Hatua ya 13: Kuambatanisha Jalada la Juu na la Chini

Mwishowe vifuniko vya kuni viliwekwa juu na chini. Rangi ya giza hufanya tofauti nzuri na skrini nyeupe. Mpokeaji wa IR alilishwa kupitia shimo kwenye bamba la nyuma na kutengenezwa kwa kifuniko cha juu na gundi ya moto.

Hatua ya 14: Saa iliyokamilishwa na Muhtasari

Baada ya miezi miwili ya kazi kubwa saa hiyo ilimalizika na kufanya kazi. Kwa jumla tunafurahi sana na matokeo. Kuhamisha herufi nyuma ya skrini kuoanishwa na kubadilisha rangi za LED hutoa athari nzuri sana. Mwishowe herufi hazikujipanga vizuri na skrini haikuwa gorofa kwa 100% lakini hii karibu inafanya ionekane nzuri zaidi. Kwa kweli kuna mambo ambayo yanaweza kuboreshwa lakini sidhani kwamba kutakuwa na toleo la 2.0 kwa sababu ya juhudi kubwa ya ujenzi huu, isipokuwa wakati mwingine tutakapotoa uzalishaji kwa China.

Ikiwa unapenda ujenzi huu na umeweza kushuka chini hadi chini tafadhali tupigie kura katika Mashindano ya Epilog.

Tuzo ya Kwanza katika Mashindano ya Epilog X