Produzione di servoorologi Arduino Orologio meccanico dinamico creativo fatto a mano

Hai mai pensato di realizzare tu stesso un orologio completamente diverso utilizzando un mucchio di parti meccaniche e una scheda di sviluppo? Non è lo schermo elettronico silenzioso, né il tradizionale ticchettio del puntatore, ma ilservocon il puntatore, ruotando in un modo pieno di bellezza meccanica. Sembra un po' complicato? Non preoccuparti, in realtà è più facile di quanto pensi ed è molto più divertente. Oggi parleremo di come utilizzare ilservoper costruire passo dopo passo il tuo orologio meccanico, in modo che tu possa non solo provare la gioia della creazione durante il processo pratico, ma anche aggiungere un interessante punto di discussione alla tua casa.

Perché usare aservofare un orologio?

I vantaggi più diretti derivanti dall'utilizzo di un servo come orologio sono "divertenti" e "unici". Gli orologi che compri sul mercato sono tutti uguali, ma quando ne costruisci uno tu hai l'ultima parola, dallo stile del quadrante al modo in cui si muovono le lancette. Il suono preciso e meccanico del "ticchettio" quando lo sterzo gira è qualcosa che i normali orologi al quarzo non possono fornire. Inoltre, questo è un eccellente progetto introduttivo che può aiutarti a comprendere il servocontrollo, la programmazione del microcontrollore e come viene calcolato il tempo nel mondo digitale. Ha molteplici scopi.

L'orologio dello sterzo è preciso?

Questa è una buona domanda e quella di cui tutti sono più preoccupati. Ad essere onesti, se ti affidi solo al tuo timer, ci saranno effettivamente delle deviazioni quando corri per un lungo periodo. È normale che alla fine della giornata si spenga di qualche secondo. Ma abbiamo una soluzione: aggiungere un "modulo orologio", come questo modulo RTC ad alta precisione. Questo modulo ha la propria batteria e un oscillatore a cristallo e l'ora è molto precisa. Devi solo leggere regolarmente l'ora corrente e quindi comandare al servo di girare nella posizione corrispondente. In questo modo il vostro orologio servo potrà essere preciso quanto un orologio digitale.

Quali parti principali sono necessarie per realizzare un orologio?

Per iniziare il lavoro dobbiamo prima preparare gli “ingredienti”. Il core deve essere una scheda di sviluppo, come la più comune Uno o Nano. Poi ci sono i servi. Si consiglia di utilizzarne due o tre per controllare rispettivamente le lancette delle ore e dei minuti. Se vuoi che la lancetta dei secondi si muova, devi prepararne tre. Il modulo orologio RTC è la chiave per garantire la precisione, non dimenticarlo. Poi ci sono il quadrante e le lancette, che puoi utilizzare in cartone, acrilico o stampate in 3D. Infine, sono necessari alcuni cavi Dupont, una breadboard per la connessione e un alimentatore per alimentare il servo, poiché la connessione diretta potrebbe non fornire energia sufficiente.

Come utilizzare il codice per far ruotare il servo

La programmazione è l’anima dell’intero progetto. In realtà il principio non è complicato: otteniamo l'ora corrente tramite il modulo RTC e poi "mappiamo" questa volta nell'angolo al quale il servo dovrebbe ruotare. Ad esempio, per un servo a 180 gradi, impostiamo 0 gradi in modo che corrispondano alle 12, 90 gradi alle 3 e così via. La difficoltà è che la lancetta dei minuti si sposta di 6 gradi ogni minuto, mentre la lancetta delle ore, oltre a spostarsi di 30 gradi ogni ora, si muove anche lentamente tra due ore man mano che i minuti aumentano. Ad esempio, alle 3:30, la lancetta delle ore dovrebbe essere esattamente tra 3 e 4. Queste logiche di calcolo devono essere implementate accuratamente nel codice.

️Passaggio uno: costruisci il circuito hardware

Non affrettarti a scrivere prima il codice, configura l'hardware. Collega i pin SDA e SCL del modulo RTC rispettivamente a A4 e A5 (questo è il caso sulla scheda Uno) e collega VCC e GND. Le linee di segnale del servo sono collegate ai pin PWM, come 9, 10 e 11. Il filo rosso è collegato all'alimentazione a 5 V (se il servo è più grande, è richiesto un alimentatore esterno) e il filo marrone o nero è collegato a GND. Si consiglia di utilizzare prima una breadboard e collegare tutte le linee per facilitare test e regolazioni.

️Passaggio 2: scrivi e carica il codice

Aperto l'IDE, è necessario installare due librerie: una è per pilotare il modulo RTC, come ""; l'altra è la libreria "Servo" per controllare il servo (questa è integrata). La logica del codice è: inizializza l'RTC e il servo in setup() e riporta tutti i puntatori a zero. Quindi in loop(), leggi continuamente l'ora corrente di RTC, calcola l'angolo corrispondente alla lancetta delle ore e alla lancetta dei minuti e infine usa il comando.write(angolo)comando per ruotare il servo. Per risparmiare energia e ridurre le vibrazioni del servo, puoi lasciare che aggiorni la sua posizione ogni minuto.

Come garantire che il puntatore si sposti nella posizione corretta durante l'installazione

Questo passaggio è molto critico ed è direttamente correlato alla capacità di leggere l'orologio. Prima di installare il puntatore sul bilanciere del servo, assicurarsi di girare prima il servo nella "posizione di riferimento". Ad esempio, nel codice, lasciare che il servo della lancetta delle ore ruoti su 0 gradi, quindi allineare manualmente la lancetta delle ore con la direzione delle 12, quindi indossarla stabilmente. Lo stesso vale per la lancetta dei minuti. Se è installato in modo storto, l'ora visualizzata sarà errata. Si consiglia di ritagliare prima un semplice quadrante dalla carta e di segnare le posizioni approssimative delle ore 12, 3, 6 e 9. Durante la fase di debug, installare il puntatore e correggere gradualmente l'offset dell'angolo nel codice finché l'ora non viene visualizzata con precisione.

Come migliorare l'aspetto della cassa e del quadrante

Dopo aver eseguito la parte meccanica, puoi creare un bellissimo guscio. Qui è dove diventi creativo. Puoi utilizzare scatole di CD scartate per creare un quadrante trasparente, consentendo al circuito stampato all'interno di incombere, conferendogli un senso di tecnologia. È anche possibile tagliare al laser un involucro di legno in stile retrò. Puoi disegnare a mano i numeri sul quadrante oppure stampare i caratteri che preferisci da Internet e incollarli sopra. Se vuoi rendere il puntatore più speciale, puoi utilizzare un sottile foglio di metallo per ritagliare la forma che preferisci. Ricorda, non esiste una risposta standard per la cassa di questo orologio, la tua estetica è l'unico criterio.

Dopo aver letto questo, pensi che non sia così difficile realizzare un orologio con un servo? Dalla comprensione dei principi, alla preparazione delle parti, alla programmazione e all'assemblaggio pratico, ogni passaggio è un processo di apprendimento e creazione. Non puoi comprare la sensazione di realizzazione che provi quando i tuoi amici si meravigliano di questo orologio unico nel suo genere. In particolare vorrei sapere, se lo facessi, quali funzioni speciali vorresti aggiungere a questo orologio? Ad esempio, per leggere l'ora o per creare una luce di fondo da sogno con le strisce luminose a LED? Benvenuto per condividere le tue fantastiche idee nell'area commenti. Se ritieni che questo articolo ti sia utile, non dimenticare di mettere mi piace e condividerlo con più amici pratici!