Gear Clock: 3 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Het hart van de klok is een PIC 16f628A microcontroller (PDF). Deze microcontroller heeft een interne oscillator, maar er wordt een externe 20MHz kristaloscillator gebruikt omdat deze weken en maanden nauwkeurig de tijd moet bijhouden. De microcontroller is gekoppeld aan twee knoppen en één motor.

Kijk voor meer details op het project Website.alan-parekh.com/projects/gear-clock De Gear Clock Kit is nu verkrijgbaar. Kijk op onze kitpagina voor meer details. Als je een CNC-machine hebt, kun je je eigen tandwielen snijden en gewoon de elektronica voor de klok kopen.

Stap 1: Knip en schilder de tandwielen

De tandwielen zijn gemaakt van MDF. Ze waren geverfd om een metallic look te krijgen, maar de look waar ik voor ging werd niet bereikt. Aanvankelijk dacht ik eraan om de tandwielen eruit te laten zien alsof ze van metaal waren en enkele tientallen jaren moesten roesten. Ik vond een aantal coole producten die me dat verroeste effect zouden geven, maar ze waren een beetje te duur. Ik nam genoegen met een blikje Krylon Black Metallic Hammered Finish-lak. Het monster op het deksel is heel mooi zwart met een subtiel beetje grijs. Ik denk dat dit misschien van een slechte batch is, omdat de uiteindelijke look niet zo zwart is als zou moeten. Het maakte het ook een beetje moeilijk om foto's te maken van de laatste klok, omdat zelfs met bescheiden verlichting de schittering verschrikkelijk was.

De versnellingsopstelling is als volgt:

• 9 tands motortandwiel
• 72-tands minuuttandwiel met een 24-tands secundair
• 72 tands tussentandwiel met een 18 tands secundair
• 72 tands uurwerk

Om de juiste timing te bereiken, wordt het motortandwiel met 9 tanden elke 9 seconden 4 stappen vooruitgeschoven. Door 4 stappen tegelijk te bewegen, kunnen de motorroutines eenvoudig zijn, omdat de motor altijd in rust is met dezelfde spoel bekrachtigd.

Stap 2: Bouw de klokelektronica

Microcontroller

Het brein van dit project is een PIC 16F628A microcontroller. Hij houdt de tijd bij en activeert indien nodig de stappenmotor.

Toetsen

De interface is heel eenvoudig, het bestaat uit twee knoppen. Wanneer de linkerknop wordt ingedrukt, zet de klok de tijd vooruit met behulp van de motor. Wanneer de rechterknop wordt ingedrukt, verlaagt de klok de tijd met behulp van de motor. Het enige probleem is dat wanneer u de tijd met vele uren moet corrigeren, u de knop lang ingedrukt moet houden. De stappenmotor wordt ook altijd geactiveerd om te voorkomen dat de tandwielen wegglijden. Om dit probleem op te lossen wanneer beide knoppen worden ingedrukt, wordt de stappenmotor uitgeschakeld en kan het minuuttandwiel vrij ronddraaien.

Motor

De motor is een unipolaire stappenmotor die is geoogst uit een oude 5 1/4 inch floppy drive. Dit is de motor die vroeger de lees-schrijfkoppen heen en weer bewoog, om er een te krijgen van deze grootte en kracht moet je een mooie oude vinden. Moderne floppydrives hebben geen steppers met dit koppelniveau.

Deze motor beweegt 1,8 graden per puls wat betekent dat hij bij 200 pulsen één volledige omwenteling maakt. Omdat het een bipolaire motor is, kan de PIC hem eenvoudig aansturen met slechts 4 transistors.

Code

De code is in feite opgesplitst in twee secties, er is een iteratieve lus die de knoppen controleert op een verandering in status en controleert of de interne klok de markering van 9 seconden heeft overschreden. Als een van deze omstandigheden is opgetreden, wordt de stappenmotor op de juiste manier aangedreven.

Het andere deel van de code is interrupt-gedreven en houdt de tijd bij. Elke 0,1 seconde wordt een interrupt geactiveerd en wordt zo nodig een interne klok aangepast. Er zit een echte lopende klok in, als je de klok PIC pin 6 aansluit op een seriële computerpoort die werkt op 9600 bps, zul je zien dat de interne klokwaarden één keer per seconde worden bijgewerkt. De klokwaarde is in dit geval willekeurig omdat deze nooit wordt weergegeven en niet hetzelfde zal zijn als wat de tandwielen weergeven, maar dezelfde code zal worden gebruikt in toekomstige projecten die deze codeweergavetijd zullen gebruiken.

Stap 3: monteren en genieten

Alle stukjes worden aan elkaar geschroefd, het enige stuk dat is gelijmd is de stappenmotor in de motorhouder.