Բառի ժամացույցը վերահսկվում է 114 սերվերի կողմից. 14 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Fusion 360 նախագծեր »

Ինչ ունի 114 LED և միշտ աշխատում է: Ինչպես գիտեք, պատասխանը բառային ժամացույց է: Ինչ ունի 114 LED + 114 սերվեր և միշտ շարժվում է: Պատասխանն այն է, որ այս սերվով վերահսկվող բառային ժամացույցը:

Այս նախագծի համար ես միավորվեցի իմ ընկերոջ հետ, որը պարզվեց, որ պարտադիր էր այս կառույցի մեծ ջանքերի շնորհիվ: Բացի այդ, իմ էլեկտրոնային և նրա մեխանիկական հմտությունները բավական լավ էին լրացնում միմյանց: Հանրաճանաչ բառի ժամացույցի այս հարմարեցման գաղափարը ծագեց մեզ մոտ, երբ մենք սովորականն էինք պատրաստում որպես ամանորյա նվեր: Այնտեղ մենք նկատեցինք, որ հնարավոր է նաև հետևից տառերը սպիտակ թղթի վրա նախագծել: Այն ժամանակ սա միայն լուծում էր մեր թշվառ արհեստագործությունը թաքցնելու համար, քանի որ ապակե ափսեի հետևի մասում վինիլային կպչուկը տառերով ամրացնելով ՝ մենք հայտնվեցինք պղպջակների մեջ: Հետո նկատեցինք, որ թուղթը թեքելիս հետաքրքիր էֆեկտների կարելի է հասնել, քանի որ տառերը փոխում են չափերը և դառնում են պղտոր: Սա մեզ դրդեց միտք ստեղծելու բառային ժամացույց, որտեղ տառերը թիկունքից արտածվում են էկրան և կարող են տեղափոխվել առաջ և հետ ՝ կանխատեսվող պատկերի չափը փոխելու համար: Սկզբում մենք մի փոքր դժկամությամբ էինք կառուցում այս նախագիծը, քանի որ ծախսերն ու ջանքերը պահանջում են, երբ ցանկանում եք 114 տառերից յուրաքանչյուրը առանձին տեղափոխել: Այսպիսով, մենք շպրտեցինք այն գաղափարը, որ պատրաստենք մի տարբերակ, որտեղ ժամանակի ցուցադրման համար օգտագործվող յուրաքանչյուր բառ կարող է առաջ և առաջ տեղափոխվել: Այնուամենայնիվ, տեսնելով, որ Epilog մրցույթը մոտենում է Instructables- ին ՝ խնդրելով էպիկական նախագծեր, ինչպես նաև համեմատաբար էժան servo շարժիչներ գտնելուց հետո, մենք որոշեցինք գնալ մինչև վերջ և կազմել համապատասխան տարբերակ, որտեղ յուրաքանչյուր տառ անհատապես վերահսկվում է սերվոյի կողմից:

Ո ATՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Սա մեկօրյա շինարարություն չէ:

Այս նախագծում ներգրավված ջանքերի մասին պատկերացում կազմելու համար հաշվի առեք հետևյալ թվերը: Ավարտված ժամացույցը պարունակում է

• 798 անհատական 3D տպագիր մոդելներ (տպման ընդհանուր ժամանակը ~ 200 ժամ)
• ~ 600 պտուտակ + ~ 250 ընկույզ և լվացքի մեքենա
• ~ 500 լար (ընդհանուր երկարությունը ~ 50 մ): Չհաշված լարերը, որոնք արդեն ամրացված էին սերվոներին:

Քայլ 1: Դիզայն

Theամացույցը նախագծվել է Autodesk Fusion 360- ի և Inventor- ի միջոցով: Ինչպես տեսնում եք, ժամացույցը բաղկացած է 114 տուփից, որոնք շարժվում են գծային շարժիչներով, որոնք էլ իրենց հերթին շարժվում են սերվո շարժիչներով: Յուրաքանչյուր նամակատուփ պարունակում է LED, որը տառը ներկայացնում է սպիտակ PVC փայլաթիթեղից պատրաստված էկրանի հետևի մասում: Բոլոր բաղադրիչները տեղադրված են փայտե շրջանակի մեջ:

Քայլ 2: Նյութերի հավաքում

Էլեկտրոնային բաղադրիչներ

114x SG90 միկրո servo շարժիչներ (ebay.de)

Թեև սերվոները պիտակավորված էին հանրաճանաչ «Tower Pro» ապրանքանիշի անունով, բայց դրանք, անկասկած, ավելի էժան նոկաուտներ են: Այնուամենայնիվ, քանի որ նոկաուտի գինը մոտ 1 եվրո է `սկզբնականի համար 3 եվրոյի համեմատ, սա ամբողջ նախագծի ճանապարհն ավելի մատչելի է դարձնում: Ըստ երևույթին, նոկաուֆները նաև ավելի քիչ են հոսում (իհարկե դա նաև ենթադրում է ավելի քիչ ոլորող մոմենտ), ինչը դյուրինացրեց ամբողջ նախագծի համար համապատասխան սնուցման աղբյուր գտնելը:

• 5 մ WS2812B LED շերտ, 60 LED/մ (ebay.de)
• 8x 16 Ch PWM servo վարորդ PCA9685 (ebay.de)
• DS3231 RTC մոդուլ (ebay.de)
• Արդուինո նանո (ebay.de)
• VS1838B IR ընդունիչ + հեռակառավարիչ (ebay.de)
• 5 Վ, 10 Ա էլեկտրամատակարարում (ebay.de)
• 20x 15 սմ servo երկարացման մալուխ (ebay.de)
• մալուխ DC վարդակից դեպի մերկ մետաղալար (conrad.de)
• 300-500 Օմ դիմադրություն
• 1000 μF կոնդենսատոր (> 5 Վ)

Նյութեր շրջանակի համար

• փայտե սալիկներ

  • 2 հատ 40 x 10 x 497 մմ
  • 2 հատ 12 x 12 x 461 մմ
  • 2 հատ 12 x 12 x 20 մմ

• մուլտիպլեքս

  • 2 հատ 12 x 77 x 481 մմ
  • 2 հատ 12 x 84 x 489 մմ
• սպիտակ PVC փայլաթիթեղ (700 x 1000 x 0.3 մմ) (modulor.de)
• 500 x 500 մմ HDF ափսե, 3 մմ հաստությամբ

Պտուտակներ, մալուխներ և այլն:

• 228x M2 պտուտակներ, 8 մմ երկարություն + լվացարաններ + վեցանկյուն ընկույզներ
• 228x ինքնահպման պտուտակներ M2.2, 6.5 մմ երկարությամբ
• փայտի տարբեր պտուտակներ
• 50 մ, 0.22 մմ 2 (24 AWG) մետաղալար

Բացի այդ, այս նախագիծը պահանջում էր եռաչափ տպագրություն և զոդում: Հետևի ափսեը արտադրվել է լազերային կտրման միջոցով: Շրջանակը կառուցված էր շրջանաձև սղոցով, ոլորահատ սղոցով և փորվածքով: Ինչ վերաբերում է յուրաքանչյուր արժանապատիվ նախագծին, մենք նույնպես շատ տաք սոսինձ օգտագործեցինք, նաև որոշ էպոքսիդային և պլաստմասե սոսինձներ:

Այս ծրագրի ընդհանուր ծախսերը կազմել են մոտ 350 եվրո:

Քայլ 3: 3D տպագիր բաղադրիչներ

Նամակների տուփեր

Յուրաքանչյուր տառ տուփ բաղկացած է 3D տպված կազմից, որը հանդես է գալիս որպես ստվերային դիմակ և հիմքի ափսե, որի վրա կցված կլինի LED: Հիմնական ափսեը ներառում է չորս աքաղաղ, որոնք օգնում են հարթեցնել շարժիչին և վեց անցք `LED մալուխների միջոցով սնվելու համար: Ընդհանուր առմամբ, սա կազմում է 228 մոդել, որոնք բոլորը տպագրվել են սև PLA- ից (Formfutura EasyFill PLA) ՝ 0,4 մմ շերտի բարձրությամբ: Իմ Anycubic Kossel Linear Plus- ի վրա տպագրության ընդհանուր ժամանակը մոտ 23 ժամ էր տառերի ծածկույթների համար և 10 ժամ `հիմնական թիթեղների համար: Բոլոր stl ֆայլերը կարելի է գտնել կցված zip ֆայլում:

Գործարկիչներ

Գործարկիչի դիզայնը հարմարեցվել է Roger Rabbit- ի Linear Servo Extender- ից, որը շատ օգտակար էր: Քանի որ մասերը սերտորեն տեղավորվում են միմյանց հետ, դրանք պետք է տպվեն արժանապատիվ 3D տպիչի վրա: Փոքր շերտի բարձրությունը ոչ այնքան կարևոր է (0.2 մմ լավ է), որքան փոքր վարդակի տրամագիծը (խորհուրդ ենք տալիս 0.4 մմ): Մասերը պետք է տպվեն ցուցադրվող կողմնորոշմամբ: Յուրաքանչյուր շարժիչ բաղկացած է 5 առանձին մասերից, քանի որ մեզ անհրաժեշտ էր 114 շարժիչ, սա նշանակում է ընդհանուր 570 մաս (!) Սրանք տպելու համար մենք օգտագործեցինք մի քանի պրոֆեսիոնալ 3D տպիչների (Ultimaker S2+, Ultimaker S5, Lulzbot TAZ6, Sindoh 3D Wox DP200) համակցված հզորությունը: Այնուամենայնիվ, մենք բազմաթիվ անհաջող տպագրություններ ունեինք մասերի վրա, և ես որոշ նկարներ ներառեցի ձեր զվարճանքի համար: Տպման ընդհանուր ժամանակը մոտ 150 ժամ էր (!): Կրկին stl ֆայլերը կարելի է գտնել կցված zip ֆայլում:

Քայլ 4: Շրջանակի կառուցում

Շրջանակը կառուցված էր փայտե սալերից և մուլտիպլեքս տախտակից: Մասերը կտրված էին շրջանաձև սղոցով և ոլորահատ սղոցով, այնուհետև ամրացվում էին միասին ՝ օգտագործելով փայտի սոսինձ և փայտի պտուտակներ: Վերին և ներքևի ծածկը նույնպես ներկված էր `դրան ավելի գեղեցիկ տեսք հաղորդելու համար: Մասերի մանրամասն նկարագրությունը, ներառյալ բոլոր չափերը, կարող եք գտնել կից գծագրերում:

Քայլ 5: Նամակների տուփերի հավաքում

Նամակների արկղերը հավաքելը շատ աշխատանք էր և շատ երկար տևեց, հատկապես ՝ զոդումը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ձեր կատարած յուրաքանչյուր քայլ պետք է կրկնվել 114 անգամ:

1. LED շերտից կտրեք 114 առանձին կտոր
2. Թիթեղյա բոլոր LED բարձիկներ
3. Յուրաքանչյուր լուսադիոդ ամրացրեք նամակի արկղի 3D տպված հետևի սալիկին: LED- ը պետք է կենտրոնացված լինի: Մենք այն նույնպես ապահովեցինք տաք սոսինձով:
4. Հաջորդը մենք պատրաստեցինք 3x114 = 442 լարեր, այսինքն ՝ երկարությամբ կտրելը, ծայրերը հանելը և դրանք թիթեղացնելը: Յուրաքանչյուր մետաղալարերի երկարությունը 10 սմ էր, բացառությամբ վերջին տառը կետերին միացնող լարերի, որը պետք է ավելի երկար լինի (~ 25 սմ): Նաև առաջին տառին միացված լարերը, որոնք միացված կլինեն արդուինոյին և սնուցման աղբյուրին, պետք է ավելի երկար լինեն:
5. Diasy շղթայի LED- ներ `լարերի օգտագործմամբ: Հաղորդալարերը սնվում են յուրաքանչյուր տուփի 3D տպված հետևի սալիկի անցքերով:
6. Նամակի տուփի առջեւի ծածկը ամրացված էր սոսինձով
7. Գործարկիչի գծային դարակի մասերը պետք է սոսնձվեն միասին
8. Գծային դարակն ամրացվում է նամակների արկղի հետևի մասում ՝ օգտագործելով սոսինձ

Քայլ 6: Գործիչների հավաքում

Կրկին շարժիչների հավաքումը շատ ձանձրալի ընթացակարգ էր, որը տևեց երկար ժամանակ:

1. Սերվոն ամրացրեք 3D տպագրված պատյանին `ներառված պտուտակներով
2. Կլոր հանդերձանքը կցվում է սերվոյին `օգտագործելով ներառված պլաստիկ խաչը, բայց նախ պետք է խաչը կտրել ձևի վրա և ամրացնել այն հանդերձին` օգտագործելով էպոքսիդ:
3. Կցեք պտուտակը սերվոյին `օգտագործելով ներառված պտուտակը
4. Մինչև գծային դարակ տեղադրելը, յուրաքանչյուր սերվո զրոյացվել է նույն դիրքի
5. Գծային դարակը տեղադրելով նամակագրության տուփով
6. 3D տպված պատյանում տեղադրեք երկու M2 վեց հատիկ, որոնք հետագայում կօգտագործվեն այն հետնամասին ամրացնելու համար
7. Փակեք տուփը 3D տպված կափարիչով ՝ օգտագործելով M2.2 ինքնահպման պտուտակները

Ի վերջո, մենք հայտնվեցինք մի մեծ կեղտոտ խառնաշփոթ շղթայակիր շարժիչներով, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում

Քայլ 7: Կրկնակի ափսեի պատրաստում

Հետևի ափսեը լազերային կտրված էր 3 մմ հաստությամբ HDF փայտից ՝ օգտագործելով մեր տեղական արտադրող տարածքի CO2 լազերային դանակը: Սկզբում մենք փորձեցինք նրբատախտակ, բայց պարզվեց, որ այն չափազանց ճղճիմ էր `բոլոր բաղադրիչների կշիռը պահելու համար: Այս դեպքում նույնիսկ ավելի լավ կլիներ ալյումին օգտագործել, բայց դա, իհարկե, ավելի թանկ է և չի կարող կտրվել CO2 լազերով: Կողքի ափսեի համար dxf ֆայլը կցված է:

Քայլ 8. Կցեք բաղադրիչները հետևի սալիկին և լարերը

Սկզբում PCA9685 տախտակները պետք է ամրացվեն հետևի սալիկին `օգտագործելով PCB- ի անջատումները: Այնուհետև Arduino nano և RTC մոդուլները կարող են տեղադրվել, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում: Վերջին երկուսի համար մենք օգտագործեցինք 3D տպագիր կրիչներ, որոնք ամրացված էին տաք սոսինձով: Բաղադրիչները միացված էին, ինչպես ցույց է տրված միացման սխեմայում: Նկատի ունեցեք, որ ամենալավն այն է, որ յուրաքանչյուր PCA9685- ը առանձին սնուցվի տերմինալային բլոկի միջոցով: Սկզբում մենք շղթայեցինք նաև V+ և GND միակցիչները և միացրեցինք միայն առաջին տախտակի տերմինալային բլոկը (ինչպես առաջարկվում է ադաֆրուտի էջում), սակայն, այս դեպքում ամբողջ հոսանքը անցնում է առաջին տախտակի միջով, և մենք ավարտեցինք այրելով MOSFET- ը: հակառակ պաշտպանական սխեմայի: Կցված է նաև աղյուսակ, որը ցույց է տալիս սպասարկողների մալուխները: Լրացուցիչ մալուխներ սերվերի համար, որտեղ անհրաժեշտության դեպքում օգտագործվում են: Նկատի ունեցեք, որ յուրաքանչյուր PCA9685- ին պետք է նշանակեք տարբեր I2C հասցեներ, ինչպես բացատրված է adafruit էջում:

Գործողներն այնուհետև ամրացվեցին հետևի սալիկին ՝ օգտագործելով 228x M2 պտուտակներ: Աշխատանքը կրկին շատ միապաղաղ էր, բայց այն ավարտվելուց հետո ժամացույցն արդեն սկսել էր ձևավորվել: Մենք նաև փորձեցինք հնարավորինս լավ կազմակերպել servo մալուխները, բայց վերջում մալուխը դեռ շատ խառնաշփոթ էր:

Էլեկտրաէներգիան մատակարարվում էր DC մալուխը հետևի սալիկի միջոցով սնուցելով և այն միացնելով տերմինալային բլոկին:

Քայլ 9. Կողքի ափսեի ամրացում շրջանակին

Բոլոր բաղադրիչների տեղադրումից և մալուխների կազմակերպումից հետո մենք ամրացրեցինք հետևի սալիկը շրջանակին `օգտագործելով 6x M4 պտուտակներ: Unfortunatelyավոք, մենք շատ քիչ տեղ թողեցինք, որպեսզի բոլոր մալուխները տեղավորվեն, այնպես որ դրանք պետք է մի փոքր սեղմվեն:

Քայլ 10: vառայությունների ճշգրտում

Քանի որ բոլոր փոստարկղերի բարձրությունը մի փոքր այլ էր տեղադրվելուց հետո, մենք օգտագործեցինք կցված ծածկագիրը ՝ բոլոր սերվերը ճշգրտելու համար, որպեսզի փոստարկղերն ունենան նույն նվազագույն և առավելագույն դիրքերը: Առավելագույն դիրքի համար մենք փորձեցինք փոստարկղը տեղադրել հնարավորինս մոտ էկրանին: Յուրաքանչյուր սերվոյի համար չափագրված նվազագույն/առավելագույն դիրքերը հետագայում մուտքագրվում են հիմնական կոդի մեջ:

Քայլ 11: Կոդի վերբեռնում

Կցված է ժամացույց բառի հիմնական կոդը: Threeամանակը ցույց տալու համար կա երեք տեսակի էֆեկտ:

1. Արագորեն տեղափոխեք բոլոր տառերը դեպի ետ (մեկը մյուսի հետևից) և թեթև LED- ներ `հավասար պատահական գույնով: Այնուհետև արագ տեղափոխեք այն տառերը, որոնք ժամանակը ցույց են տալիս առջևից մեկը մյուսի հետևից և յուրաքանչյուր բառը լուսավորում են պատահական գույնով:
2. Արագորեն տեղափոխեք բոլոր տառերը դեպի ետ (մեկը մյուսի հետևից) և թեթև LED- ներ `հավասար պատահական գույնով: Դանդաղ տեղափոխեք յուրաքանչյուր բառ, որը ցույց է տալիս ժամանակը առաջ (բոլոր տառերը միաժամանակ) և գունաթափեք գույնը ֆոնի գույնից պատահական արժեքի:
3. Արագ տեղափոխեք բոլոր տառերը պատահական դիրքի (մեկը մյուսի հետևից) և թեթև լուսադիոդներ ՝ տարբեր պատահական գույնով: Այնուհետև դանդաղ տեղափոխեք բոլոր տառերը դեպի ետ և գունաթափեք գույնը: Շարունակեք 1. կամ 2 -ով:

Ես նաև ցանկանում էի ներազդել այնպիսի էֆեկտի վրա, երբ կետը, որը ցույց է տալիս ընթացիկ րոպեն, աստիճանաբար առաջ է շարժվում և մարում գույնը, որպեսզի րոպեի ավարտից հետո այն լինի ճիշտ գույնի առջևի դիրքում: Unfortunatelyավոք, ես դեռ չեմ ստացել այն աշխատելու, քանի որ, կարծես, IR ստացողը չի արձագանքում:

Քայլ 12: Էկրանի ամրացում

Սկզբում մենք ցանկանում էինք սպիտակ գործվածք օգտագործել որպես էկրան: Խնդիրն այն էր, որ այն շրջանակին ամրացնելուց հետո հյուսվածքը թեքվեց կենտրոնում, և մենք հայտնվեցինք մատանի խեղաթյուրմամբ: Հետո մենք որոշեցինք փոխարենը օգտագործել էկրանին սպիտակ բարակ PVC փայլաթիթեղ: Նրբաթիթեղը գովազդվում է նաև լամպի երանգներ պատրաստելու համար, այնպես որ այն ունի ողջամիտ փոխանցում, բայց այն թափանցիկ չէ, այնպես որ սև տառերը մնում են թաքնված: Մեր առաջին փորձարկման ժամանակ մենք փայլաթիթեղը ամրացրեցինք էպոքսիդ օգտագործելով, բայց այն այնքան էլ լավ չկպչեց, և մենք անցանք տաք սոսինձի: Thoughգույշ եղեք, որ եթե սոսինձը շատ տաք է, այն կարող է իրականում հալեցնել փայլաթիթեղը: Ավելորդ փայլաթիթեղը հեռացվել է ճշգրիտ դանակով:

Քայլ 13: Վերևի և ներքևի ծածկույթի ամրացում

Վերջապես ներկված փայտե ծածկերը ամրացվեցին վերևի և ներքևի մասում: Մուգ գույնը հաճելի հակադրություն է տալիս սպիտակ էկրանին: IR ընդունիչը սնվում էր հետևի ափսեի անցքով և ամրացվում վերին ծածկույթին `տաք սոսինձով:

Քայլ 14: Ավարտված ժամացույց և ամփոփում

Երկու ամիս ինտենսիվ աշխատանքից հետո ժամացույցը վերջապես ավարտվեց և աշխատեց: Ընդհանուր առմամբ, մենք շատ գոհ ենք արդյունքից: Էկրանի ետևում տառերը տեղափոխելը ՝ զուգակցված LED- ների գույների փոփոխության հետ, ստեղծում է շատ զով արտաքին տեսք: Ի վերջո, տառերը միանգամայն համահունչ չէին, և էկրանը 100% հարթ չէր, բայց դա գրեթե դարձնում է նույնիսկ ավելի գեղեցիկ: Անշուշտ կան բաներ, որոնք կարելի է բարելավել, բայց ես չեմ կարծում, որ 2.0 -րդ տարբերակ կլինի այս կառույցի մոնումենտալ ջանքերի շնորհիվ, եթե հաջորդ անգամ արտադրանքը չվերագրենք Չինաստան:

Եթե ձեզ դուր է գալիս այս կառուցվածքը և ձեզ հաջողվեց ոլորել մինչև ներքև, խնդրում ենք քվեարկել մեզ համար Epilog Contest- ում:

Առաջին մրցանակ Epilog X մրցույթում