Lineer Saat (MVMT 113): 13 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Fusion 360 Projeleri »

Deepak Chopra size ne söylerse söylesin, zaman lineerdir. Umarım bu saat, hepimizin alıştığı dairesel saatlerden gerçeğe biraz daha yakındır. Beş dakikalık aralıklar, dakikaya kadar kesin olmaktan daha az nevrotik hissettirir ve her sayı büyütülür, size şimdiye odaklanmanızı hatırlatır.

Bunu Pier 9'daki hemen hemen her makineyi (su jeti, kumlama makinesi, lazer kesici, 3D yazıcı, elektronik laboratuvarı, vb.) kullanarak yaptım. 6061 alüminyumdan, çelik donanımdan (vidalar, somunlar, yataklar), 3D baskılı dişlilerden, bir Arduino Uno'dan ve saat ve dakika panelleri lazerle kesilmiş / kazınmış kontrplaktan yapılmıştır.

Tabii ki bu projenin böyle bir mağazaya girme şansına sahip olmayan hemen hemen herkes için erişilebilir olmadığını biliyorum, ama umarım bunu ilham verici bulursunuz.

Fusion 360, öğrenciler ve hobiler için ücretsizdir ve üzerinde tonlarca eğitim desteği vardır. Yaptığım işi 3D modellemeyi öğrenmek istiyorsanız, bence bu piyasadaki en iyi seçimdir. Kaydolmak için aşağıdaki bağlantıları tıklayın:

Öğrenci/Eğitimci

Hobi/Başlangıç

Ayrıca hareketli parçalarla 3B modelleme projeleri ile ilgili bir dizi web semineri dersi verdim. Bu web seminerlerinde, gelişmiş mekanik montajlar (yani iki veya daha fazla eklemin etkileşimi) ve işleme gibi Fusion 360 özelliklerini öğreneceksiniz. Son web semineri, bu saat tasarımını Fusion 360'ta modellemeye odaklandı. Videonun tamamını buradan izleyebilirsiniz:

İlgileniyorsanız, Arduino ile Dev Düğme Lamba ve Perpetual Clock tasarlamayı öğreneceğiniz bu serideki diğer iki web seminerine göz atın.

Adım 1: 507 Mekanik Hareketler

507 Mekanik Hareketler, 1860'lardan bu tür şeyler için iyi bir referans olarak hizmet eden ortak mekanizmaların bir ansiklopedisidir. Bu mekanizma Hareket 113'e dayanmaktadır, "Rack and Pinion". Bu uzun bir proje olacak, bu yüzden yapmamı istediğiniz belirli bir mekanizmanız varsa, yorumlarda istekte bulunmaktan çekinmeyin!

Adım 2: Tasarım ve 3D Model

Yukarıdaki video, projenin pinyon tasarımı bölümü için yaptığım bir webinarın kaydıdır.

Tasarımın anlaşılması en zor kısmı kremayer ve pinyon dişli takımıydı. Dişli tasarımının matematiği oldukça karmaşık olabilir (aslında, temelde yalnızca bu nedenle dişli düzenekleri tasarlayan mühendisler vardır), ancak Rob Duarte'nin harika bir Youtube eğitimine dayanarak, en son sürümle çalışan kendi şablonumu yaptım Fusion için Spur Gear eklentisi.

Yukarıdaki video, kremayer ve pinyon montajını yapma sürecinde size yol gösterir, ancak daha kapsamlı bir eğitim istiyorsanız, lütfen 5 Nisan'da Design Now In Motion Yapımı Saati web semineri için bana katılın. Web seminerini kaçırırsanız, bu' Kaydedilecek ve videoyu burada yayınlayacağım.

Şablonda (aşağıdaki bağlantı), yukarıda gösterilen parametrelerin tümü önceden girilmiştir. Burada matematiğe girmeyeceğim, ancak talimatları izlerseniz, işinize yarayacaktır.

EKLENTİLER > Komut Dosyaları ve Eklentiler… > Spur Gear > Çalıştır'a giderek Spur Gear eklentisini kullanın. Yukarıda gösterilen pencereyi aldığınızda parametreleri girin. Number of Teeth, değer için bir parametre kullanmanıza izin vermez, bu yüzden değiştirirseniz, bunun dişNum değeriyle eşleştiğinden emin olun. Ayrıca yukarıda gösterildiği gibi adlandırılmış parametreleri 1 ile çarpmanız gerekir.

Donanım yapıldıktan sonra, onu Fusion'daki diğer herhangi bir nesne gibi düzenleyebileceğinizi unutmayın.

Video demosunda gösterildiği gibi, bu, parametreleri kullanarak nasıl bir diş profili oluşturacağınıza bir örnektir.

Fusion'da kendi kremayerinizi ve pinyonunuzu yapmak için kullanabileceğiniz şablona bağlantılar:

Parametreli şablon:https://a360.co/2oeT5El

kremayer dişlisi çözüldükten sonra, motorları, anahtarları ve diğer elektronik parçaları modellemek için çok zaman harcadım ve ardından tüm detayları çözdüm. Yukarıda açıklanan hareket bağlantısıyla, hareket halinde nasıl görüneceğine dair iyi bir resim elde edebildim.

Dosyaya aşağıdaki bağlantıdan erişebilir ve onunla oynayabilir, hatta dosyadan kendi sürümünüzü oluşturmaya çalışabilirsiniz. Parçalar yapıldıktan sonra bir miktar tamir ve değişiklik oldu, bu nedenle tüm parçaları lazerle kesip bitmiş bir ürün elde etmeyi beklemeyin. Bu proje pahalıydı ve çok zaman aldı! Bunu yapmak konusunda gerçekten ciddiysen ve yardıma ihtiyacın varsa, aşağıya yorum yap, ben de seni harekete geçirmek için elimden geleni yapacağım.

Bitmiş Saat Tasarımı:

Halihazırda Fusion 360 kullanıcısı değilseniz, ücretsiz 3D Baskı Dersime kaydolun. Bu, Fusion'da hazırlanmak için hızlandırılmış bir kurstur ve Ders 2, Fusion'ı ücretsiz edinmek için ihtiyacınız olan tüm bilgilere sahiptir.

3. Adım: GÜNCELLEME 12/1/2020

İlk prototipi yaptıktan sonra, tasarımda bazı iyileştirmeler yaparak yeniden başladım. Elektronik ekibinden meslektaşlarımdan biri, motorları sürmek için özel bir devre tasarladı ve konumu algılamaya yardımcı olan manyetik sensörler var (mıknatısların raylara bastırarak oturmasından endeksli).

Modeldeki tüm bileşenlerin parça numaraları vardır, çoğu McMaster Carr veya DigiKey'dendir. Bu çok daha iyi bir tasarımdır, çünkü tamamen uzatıldığında rayın ağırlığından kaynaklanan raf sorununu önler ve mıknatıs sensör indeksleme, motorların her hareketinde doğru konumu garanti eder.

Fusion 360 Montajını Tamamlayın:

4. Adım: Donanım

• Paneller: 6 mm kalınlığında 6061 alüminyum (muhtemelen kontrplak da işe yarar)
• Numara paneli: 3mm kontrplak
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Kalkanı:
• 5V Step Motorlar: https://www.adafruit.com/products/858 (Bunlar yerine 12V motor kullanmanızı tavsiye ederim)
• Limit anahtarları (4):
• Anlık anahtarlar (2):

Adım 5: Elektronik ve Programlama

Elektroniklerin tümü bir Arduino Uno ve bir Adafruit Motor Shield ile yapılır.

İşte nasıl çalışmasını istediğime dair temel fikir:

1. Ünite açıldığında, stepler, sol taraftaki limit anahtarları tetiklenene kadar rafları geri çalıştırır. Bu, konumu sıfıra ayarlar. Adımlayıcılar daha sonra rafları 1 saat panelinde ve 00 dakika panelinde ortalanana kadar ileri doğru çalıştırır.
2. Saat ve dakika ortalandığında, raflar zamanda ileri doğru hareket eder. Her 5 dakikada bir tam hızda altta bir tam konum ve her saatte bir üstte tam bir konum hareket eder.
3. Rafları bir konum (yaklaşık 147 adım) ileri hareket ettirmek için anlık anahtarlar (pim 6-7), ardından saat sayımına devam edin.
4. Saat ve dakika hareketlerinde, çubukları sol limit anahtarlarına geri gönderen ve saat 12'yi ve dakikalar 55'i geçtikten sonra onları sıfırlayan sayaçlar bulunur.

Kodla tam olarak ne yapmam gerektiği konusunda hala net değilim. Randofo'dan alınan aşağıdaki kodla teoride çalışmasını sağladım. Bu kod, limit anahtarlarından biri tetiklendiğinde dakika çubuğunu her 200 ms'de bir (sanırım) bir adım ileri hareket ettirir. Çalışıyor, ancak burada yaptığım temel işi geçerek derinliğimden oldukça hızlı bir şekilde uzaklaşıyorum. Bu, bilgili bir Arduino kullanıcısı için oldukça kolay bir problem gibi görünüyor, ancak yılda belki bir kez sadece bir proje yapıyorum ve her yaptığımda, son projede öğrendiğim her şeyi temelde unuttum.

/*************************************************************

Randy Sarafan'dan Motor Kalkanı Step Demosu

Daha fazla bilgi için bakınız:

www.instructables.com/id/Arduino-Motor-Shi…

*************************************************************/

#include #include #include "yardımcı/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Varsayılan I2C adresiyle motor kalkanı nesnesini oluşturun

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield(); // Veya farklı bir I2C adresi ile oluşturun (yığın için diyelim) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield(0x61);

// Devir başına 200 adımlı bir step motor bağlayın (1.8 derece)

// motor portu #2'ye (M3 ve M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper(300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper(300, 2);

int gecikme uzunluğu = 7;

geçersiz kurulum() {

//seri bağlantıyı başlat Serial.begin(9600); //pin2'yi bir giriş olarak yapılandırın ve dahili pull-up direncini etkinleştirin pinMode(2, INPUT_PULLUP);

// Serial.başlangıç(9600); // Seri kitaplığı 9600 bps'de ayarla

Serial.println("Adım testi!");

AFMS.begin(); // 1.6KHz varsayılan frekansıyla oluştur

//AFMS.başla(1000); // VEYA farklı bir frekansla, diyelim ki 1KHz myMotor1->setSpeed(100); // 10 rpm }

boşluk döngüsü(){

//buton değerini bir değişkene oku int sensorVal = digitalRead(2); sensorVal == DÜŞÜK; int gecikmeL = 200; if (sensorVal == LOW) { Serial.println("Dakika ++"); //myMotor1->step(1640, GERİ, ÇİFT); for (int i=0; i step(147, GERİ, DOUBLE); //analogWrite(PWMpin, i); delay(delayL); } Serial.println("Saat ++"); myMotor1->step(1615, İLERİ, ÇİFT);

//myMotor2->adım(1600, GERİ, ÇİFT);

myMotor2->adım(220, İLERİ, ÇİFT); //gecikme(gecikmeL); } Başka {

//Serial.println("Çift bobin adımları");

myMotor1->step(0, İLERİ, ÇİFT); myMotor1->step(0, GERİ, ÇİFT); } }

Adım 6: Tabanı Birleştirin

Taban, ara parçaları bir arada tutan iki plakadan yapılmıştır. Vidalar, dişli deliklerden plakaya sabitlenir. Bu çizimdeki 6 numaralı parça, aynı zamanda step motorlar için güç terminali için bir yuva olan bir ara parça olan başka bir 3D baskılı parçadır.

7. Adım: Anlık Anahtarlar Ekleyin

Anlık anahtarlar, Arduino ve limit anahtarlarının tümü ön plakaya sabitlenir, bu nedenle değişiklik yapmak için elektroniğe erişmek kolaydır - sadece arka plakayı çıkarın ve her şeye ulaşabilirsiniz.

Adım 8: Montaj Plakasını ve Limit Anahtarlarını Ekleyin

Montaj plakası, raflar için limit anahtarlarını ve yatak tertibatını tutar. Bu kısım, elektronikleri düzenlerken de bir arada kalabilir.

9. Adım: Step Motorları ve Dişlileri Ekleyin

Kademeli motorlar, dişli deliklerden M4 vidalarla panele sabitlenir ve 3D baskılı dişliler, motor direklerine bastırılarak oturtulur. Onları rahat ettirmek ve yıkamak için bir tetik kelepçesi kullandım.

Adım 10: Raf Ekle

Raflarda, iki bilyeli yatağı taşıyan yuvalar vardır. Yataklar ve yuvalar arasında, rafın serbestçe hareket etmesini sağlayan küçük bir boşluk (0,1 mm) vardır.

Rulmanlar, tam olarak ihtiyacım olan uyumu elde etmek için özel 3D baskılı ara parçalar arasına sıkıştırıldı. Ön tarafta, rafları yerinde tutan yıkayıcı görevi gören bir raf plakası vardır.

11. Adım: Saat ve Dakika Çubuklarını Ekleyin

Saat ve dakika çubukları, çubuklar ve raflar arasında boşluk bırakan bir boşluk oluşturarak 12 mm ara parçalarla raflara sabitlenir.

Adım 12: Büyüteç Ekle

Büyüteçler, amazon'da bulduğum ucuz cep büyüteçleri. Çubukların önünden 25 mm ara parçalarla dengelenirler.

Adım 13: Alınan Dersler

Bu proje ile doğrusal hareket hakkında çok şey öğrendim. Rulmanlar ve raflardaki yuvalar arasında kullandığım tolerans biraz fazlaydı, bu yüzden tekrar yaparsam muhtemelen yarıya indireceğimi düşünüyorum. Boşlukların kenarlarındaki boşluk da biraz fazla büyüktü.

Motorlar çalışır, ancak konsol ne kadar uzarsa, o kadar çok çalışması gerekir. Muhtemelen 5V olanlar yerine 12V stepperlerle giderdim.

Geri tepme de daha büyük olmalıydı, belki 0.25 mm. Denediğim ilk viteslerde dişliler raflara çok sıkı bir şekilde dayanıyordu.