Horloge aimantée pour réfrigérateur : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

J'ai toujours été fasciné par les horloges inhabituelles. C'est l'une de mes dernières créations qui utilise les chiffres de l'alphabet du réfrigérateur pour afficher l'heure.

Les chiffres sont placés sur un morceau de plexiglas blanc mince qui a une fine feuille de métal laminée à l'arrière. Il y a de petits aimants dans chacun des numéros qui font que le numéro s'accroche à la tôle lorsqu'ils ne sont pas déplacés.

Les numéros sont déplacés à l'aide d'un mécanisme CoreXY qui déplace un chariot derrière un numéro, il engage ensuite deux aimants qui attirent les aimants sur le numéro et permet au numéro de suivre le mouvement du chariot. Une fois arrivé à destination, les aimants du chariot sont désengagés et le nombre restera en place en raison de la fine tôle soutenant le plexiglas.

Fournitures

• 1 x RobotDyn SAMD21 M0-Mini
• 1 x Adafruit PCF8523 RTC1
• 1 x bouclier de moteur pas à pas Kingprint CNC Shield
• 2 x A4988 pilote de moteur
• 2 × moteur pas à pas Usongshine 42BYGH
• 1 x servomoteur
• 2 × poulie de courroie de distribution GT2, 16 dents, largeur 5 mm
• 2 × poulie de renvoi GT2, alésage 5 mm, sans dents
• 2 × micro-interrupteur à levier avec galet
• 6 × poulie de renvoi GT2, alésage 5 mm, 20 dents
• 1 × Courroie de distribution GT2, 8m5
• Aimants de réfrigérateur en nickel brossé 54 × 6x2 mm
• 2 aimants de réfrigérateur en nickel brossé de 10x3 mm
• Tige de guidage 2 × 8 mm x 600 mm
• Tige de guidage 2 × 8 mm x 500 mm
• 1 × LM7805, régulateur de tension 5v
• 1 × 12V, 10A Alimentation
• 1 x 1/16" d'épaisseur en plexiglas blanc, 21"x19"
• 1 feuille de métal 36ga, 20"x18"
• 1 x3/4" contreplaqué, 24"x24"
• Matériel divers

Étape 1: Construire le cadre

Le cadre se compose de contreplaqué de 3/4" avec de l'acrylique blanc de 1/16" monté dans une ouverture dans le contreplaqué.

L'ouverture mesure 16"x20" avec une feuillure de 17"x21"x1/16" autour du bord pour que la feuille acrylique affleure la surface du contreplaqué. J'ai utilisé une super colle en gel pour fixer l'acrylique au contreplaqué. J'ai utilisé un routeur CNC pour couper le contreplaqué, mais cela pourrait être fait avec une scie sauteuse et un routeur. Parce que le routeur CNC laisse des coins arrondis (1/8 "dans mon cas), j'ai utilisé un graveur laser pour couper l'acrylique pour qu'il corresponde.

Étape 2: imprimez les pièces en 3D

J'ai conçu et imprimé en 3D toutes les pièces nécessaires pour maintenir les moteurs et les engrenages du mécanisme CoreXY. J'utilise du PETG mais le PLA devrait fonctionner correctement.

Il y a 11 pièces au total, 9 uniques. Les fichiers peuvent être trouvés sur Thingiverse.

• Support moteur pas à pas x 2
• Support d'angle x 2
• Chariot supérieur
• Chariot inférieur
• Chariot magnétique
• Support d'aimant
• Vis
• Équipement
• Support de micro-interrupteur

J'ai imprimé en 3D tous les chiffres utilisés dans l'horloge. Il y a 10 chiffres pour les minutes et les heures (0-9), 6 chiffres (0-5) pour les dizaines de minutes et 1 chiffre (1) pour les dizaines d'heures. Ceux-ci étaient imprimés en utilisant différentes couleurs PLA pour ajouter de la variété.

Étape 3: Assembler le mécanisme CoreXY

Vous trouverez des détails sur le fonctionnement d'une conception CoreXY sur CoreXY.comConstruire le support magnétiqueLe support magnétique est ce qui se trouve à l'arrière de l'horloge, il est positionné derrière un nombre donné et les aimants sur le support sont abaissés pour établir une connexion magnétique entre le transporteur et le numéro. Le numéro peut ensuite être déplacé vers une nouvelle position et les aimants sur le support sont soulevés pour se désengager et laisser le numéro à sa nouvelle position.

Sidenote: J'avais initialement prévu d'utiliser des électro-aimants pour s'engager et se désengager avec le nombre. Pour une raison quelconque, j'ai abandonné cette idée au début du processus de conception. Je ne me souviens pas pourquoi. Je prévois de tester des électro-aimants et je pourrais finir par remplacer ce chariot à l'avenir.

Les aimants sont soulevés et abaissés à l'aide d'une vis et d'un servo. La vis a un filetage très grossier de sorte qu'un demi-tour de la vis soulèvera les aimants d'environ 4mm ce qui est suffisant pour désengager la connexion aux chiffres. Assemblage des composants CoreXY

1. La première étape consiste à fixer le support du moteur pas à pas Beta (le moteur inférieur). Je l'ai placé de manière à ce que le bord du support affleure le bord du contreplaqué.
2. Ajoutez les pignons fous aux chariots inférieur et supérieur et aux supports d'angle.
3. Faites glisser le chariot inférieur sur la tige de guidage, puis fixez le support d'angle.
4. J'ai imprimé en 3D un outil d'alignement pour m'assurer que la tige de guidage inférieure était parallèle au bord du contreplaqué. Je l'ai utilisé pour déterminer où visser le support d'angle.
5. Ajoutez les tiges de guidage verticales, le support magnétique, puis répétez les étapes ci-dessus pour le chariot supérieur et le moteur Alpha.
6. Pour aligner les tiges de guidage supérieures, j'ai pris un morceau de contreplaqué et j'ai mis une vis à une extrémité. J'ai ensuite ajusté la vis pour qu'elle touche juste la tige à l'extrémité du moteur. Je le glisse ensuite à l'autre extrémité et vis dans le guide d'angle.
7. Monter les moteurs pas à pas et les engrenages d'entraînement
8. Enfilez la courroie de distribution et fixez-la au porte-aimant

Étape 4: ajouter les commutateurs domestiques

Le CoreXY doit se calibrer après chaque cycle d'alimentation pour savoir où se trouvent les coordonnées 0, 0. Il le fait en se déplaçant vers le haut à gauche (0, 0) jusqu'à déclencher deux micro-interrupteurs qui indiquent la position de repos. La position où ces interrupteurs n'est pas critique, ils doivent juste être placés près du coin de sorte qu'à la fois le chariot supérieur et le chariot magnétique enfoncent l'interrupteur pendant le cycle de ralliement.

Étape 5: Électronique

Le schéma montre les connexions nécessaires entre le M0-mini, le RTC et le CNC Shield. Les moteurs pas à pas se branchent sur le blindage CNC.

La puissance du blindage CNC qui va aux moteurs pas à pas provient d'une alimentation 12v, 10A. Ce 12V est également alimenté par un régulateur de tension LM7805 qui peut être utilisé pour alimenter le M0-mini et le RTC.

Les micro-interrupteurs X et Y Zero sont câblés directement sur la carte M0-mini.

Étape 6: ajouter de la tôlerie

J'ai eu du mal à me procurer une grande feuille d'acier de calibre 36, j'ai donc utilisé des feuilles de 10 "x 4" disponibles auprès de plusieurs sources. Pour les fixer à l'acrylique, j'ai utilisé du ruban adhésif double face en polyester 3M de 1/2" de large placé le long des coutures. Cela a donné une surface en acier lisse.

Étape 7: Logiciel

Le logiciel se compose de plusieurs modules

• Interface RTC
• Accélération/décélération du moteur effectuée à l'aide de temporisateurs et d'interruptions
• Fonctionnalité CoreXY utilisée pour se déplacer vers un ensemble de coordonnées donné
• L'horloge - cela déterminait comment déplacer les nombres de leur position d'origine à la position de l'horloge et inversement.

Tout le code source peut être trouvé sur Github

github.com/moose408/Refrigerator_Magnet_Clock

Étape 8: Préparation des nombres

Chaque numéro a deux aimants 6x2mm collés au dos. Ceux-ci ont été fixés à l'aide de super colle gel. Il est important que tous les aimants soient orientés dans la même direction. Je me suis assuré que les aimants avaient le pôle nord vers le haut. Peu importe quel pôle fait face, il doit juste être à l'opposé des aimants sur le support CoreXY afin que les nombres soient attirés par le support.

Étape 9: Initialisation de l'horloge

Le placement initial des numéros est effectué la première fois que l'horloge est exécutée. Le chariot CoreXY se déplace vers une position vide près du milieu du visage et engage ses aimants.

L'utilisateur place un numéro en face du transporteur et indique au logiciel quel numéro et s'il s'agit d'un numéro de minute, de dizaines de minutes, d'heure ou de dizaines d'heures. Le logiciel stockera alors le numéro dans sa position d'origine. Ceci est répété jusqu'à ce que les 27 numéros aient été placés.

À ce stade, l'horloge peut être démarrée et le logiciel déplacera les chiffres appropriés pour afficher l'heure. Remarque: cette initialisation doit être effectuée une seule fois. Une fois que les chiffres sont dans la position, le logiciel sait où ils se trouvent même s'il y a un cycle d'alimentation.

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