Orologio a ingranaggi: 3 passi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Il cuore dell'orologio è un microcontrollore PIC 16f628A (PDF). Questo microcontrollore ha un oscillatore interno, tuttavia viene utilizzato un oscillatore a cristallo esterno da 20 MHz poiché dovrà tenere traccia del tempo con precisione per settimane e mesi. Il microcontrollore è interfacciato a due pulsanti e un motore.

Per maggiori dettagli dai un'occhiata al progetto Website.alan-parekh.com/projects/gear-clock Il Gear Clock Kit è ora disponibile. Dai un'occhiata alla nostra pagina del kit per maggiori dettagli. Se hai una macchina CNC puoi tagliare i tuoi ingranaggi e acquistare semplicemente l'elettronica per l'orologio.

Passaggio 1: taglia e dipingi gli ingranaggi

Gli ingranaggi sono realizzati in MDF. Sono stati dipinti per avere un aspetto metallico, tuttavia l'aspetto che stavo cercando non è stato raggiunto. Inizialmente pensavo di far sembrare gli ingranaggi fatti di metallo e lasciati arrugginire per qualche decina di anni. Ho trovato dei prodotti fantastici che mi avrebbero dato quell'effetto arrugginito ma erano un po' troppo costosi. Ho optato per una lattina di vernice Krylon Black Metallic Hammered Finish. Il campione sul coperchio è un bel nero con un sottile tocco di grigio. Penso che questo potrebbe provenire da un lotto difettoso poiché l'aspetto finale non è nero come dovrebbe essere. Ha anche reso un po' difficile scattare foto dell'orologio finale poiché anche con un'illuminazione modesta il bagliore era orribile.

La disposizione degli ingranaggi è la seguente:

• Motoriduttore a 9 denti
• Minuto a 72 denti con secondario a 24 denti
• Ingranaggio intermedio da 72 denti con secondario da 18 denti
• Ingranaggio orario 72 denti

Per ottenere la corretta fasatura l'ingranaggio del motore a 9 denti viene fatto avanzare di 4 passi ogni 9 secondi. Muovendo 4 passi alla volta le routine del motore possono essere semplici poiché il motore è sempre a riposo con la stessa bobina eccitata.

Passaggio 2: costruire l'elettronica dell'orologio

Microcontrollore

Il cervello di questo progetto è un microcontrollore PIC 16F628A. Tiene traccia del tempo e attiva il motore passo-passo quando necessario.

pulsanti

L'interfaccia è molto semplice, si compone di due pulsanti. Quando si preme il pulsante sinistro l'orologio fa avanzare il tempo utilizzando il motore. Quando si preme il pulsante destro, l'orologio decrementa il tempo utilizzando il motore. L'unico problema è che quando devi correggere l'ora di molte ore dovresti tenere premuto il pulsante a lungo. Anche il motore passo-passo è sempre alimentato per evitare che gli ingranaggi scivolino. Per superare questo problema, quando vengono premuti entrambi i pulsanti, il motore passo-passo viene diseccitato e l'ingranaggio dei minuti può essere ruotato liberamente.

Il motore

Il motore è un motore passo-passo unipolare che è stato raccolto da un vecchio floppy drive da 5 1/4 di pollice. Questo è il motore che muoveva avanti e indietro le testine di lettura e scrittura, per ottenere una di queste dimensioni e potenza dovrai trovarne una bella vecchia. Le moderne unità floppy non hanno stepper con questo livello di coppia.

Questo motore si muove di 1,8 gradi per impulso, il che significa che con 200 impulsi effettuerà una rotazione completa. Poiché è un motore bipolare, è semplice per il PIC guidarlo con solo 4 transistor.

Codice

Il codice è sostanzialmente diviso in due sezioni, c'è un ciclo iterativo che monitora i pulsanti per un cambiamento di stato e controlla se l'orologio interno ha superato i 9 secondi. Se si verifica una di queste condizioni, il motore passo-passo viene azionato in modo appropriato.

L'altra sezione del codice è guidata dall'interruzione e tiene traccia del tempo. Un interrupt viene attivato ogni 0,1 secondi e regola un orologio interno secondo necessità. All'interno c'è un vero orologio funzionante, se colleghi il pin 6 del PIC dell'orologio a una porta seriale del computer che funziona a 9600 bps, vedrai i valori dell'orologio interno aggiornarsi una volta al secondo. Il valore dell'orologio in questo caso è arbitrario poiché non viene mai mostrato e non sarà lo stesso di quello visualizzato dagli ingranaggi, ma questo stesso codice verrà utilizzato in progetti futuri che utilizzeranno questo tempo di visualizzazione del codice.

Passaggio 3: assembla e divertiti

Tutti i pezzi si avvitano insieme, l'unico pezzo che è incollato è il motore passo-passo nel supporto del motore.