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Una pantalla electromecánica de siete segmentos impresa en 3D con un solo motor.

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Calidad de creación: 5,0/5 (1 voto)
Evaluación de los miembros: imprimibilidad, utilidad, detalles, etc.
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Descripción del modelo 3D

https://youtu.be/PMBvHlLs_6s

https://youtu.be/ukRGbEUAVtM

A través de mis seguidores he recibido varios enlaces a pantallas electromecánicas de siete segmentos creadas con cartón o Legos que utilizan bastantes servos y/o motores para simular una pantalla LED de siete segmentos, y la mayoría, si no todas, no eran exactamente lo que uno consideraría un diseño de "bajo perfil". Entonces fui desafiado por un seguidor para intentar crear un diseño de bajo perfil de un contador de décadas electromecánico de siete segmentos accionado por un solo motor, y "A 3D Printed Seven Segment Electro-Mechanical Single Motor Driven Display" es mi respuesta al desafío.

En mi diseño, un Adafruit ESP32 acciona un económico motor paso a paso y un driver, que a su vez acciona dos levas ranuradas (una que controla los segmentos A, B, F y G, y una segunda que controla los segmentos C, D y E) de forma que el modelo cuenta de 0 a 9 repetidamente (un contador de décadas) a través de un único motor paso a paso. Siete "correderas" siguen unas ranuras de leva específicas para hacer oscilar los siete segmentos dentro y fuera de la vista, y una mera desviación de 3,5 mm de una corredera da lugar a un movimiento de 90 grados de su segmento respectivo.

Tengo previsto ampliar este diseño para crear un reloj de horas y minutos de gran formato.

Como siempre, probablemente me olvidé de uno o dos archivos o quién sabe qué más, así que si tienen alguna pregunta, no duden en comentar, ya que cometo muchos errores. Diseñado con Autodesk Fusion 360, cortado con Ultimaker Cura 4.10.0, e impreso en 3D en Ultimaker PLA en Ultimaker S5s.


Parámetros de impresión 3D

Partes.

He adquirido las siguientes piezas:

  • Una placa Adafruit Feather ESP32.

  • Un "6PCS 28BYJ-48 Stepper Motor Kit".

  • Cuatro "Rodamientos de Bolas de Ranura Profunda uxcell 6700-2RS Z2 10mm x 15mm x 4mm Acero Cromado Doblemente Sellado".

  • Una fuente de alimentación USB con conector compatible con el conector USB de la placa ESP32.

  • Una longitud de 36" de cable musical de 1,9 mm.

Imprimí en 3D las siguientes piezas con una altura de capa de 0,15 mm, 20% de relleno y sin soportes:

  • Dos "Axle, Gear, Cam.stl".

  • Catorce "Eje, Segmento.stl".

  • Dos "Perno, 4mm.stl".

  • Seis "Perno, 8mm.stl".

  • Una "Tapa.stl".

  • Una "Cara.stl".

  • Un "Gear, Cam A, B, G, F.stl".

  • Un "Engranaje, leva C, D, E.stl".

  • Un "Engranaje, levas, accionamiento.stl".

  • Un "Rear.stl".

  • Siete "Segmento.stl".

  • Un "Slide A.stl".

  • Un "Slide B.stl".

  • Una "Diapositiva C.stl".

  • Una "Diapositiva D.stl".

  • Una "Diapositiva E.stl".

  • Una "Diapositiva F.stl".

  • Una "Diapositiva G.stl".

Este mecanismo es una impresión y ensamblaje de alta precisión utilizando a veces piezas impresas en 3D de muy pequeña precisión en espacios reducidos con una alineación muy precisa. Imprimí en 3D todas las piezas utilizando el "perfil de ingeniería" de la Ultimaker Cura 4.10.0 en mi Ultimaker S5, que proporciona una tolerancia muy precisa que requiere un recorte, limado, perforación o lijado mínimo, si es que lo hay. Sin embargo, antes del montaje, sigo probando y recortando, limando, taladrando, lijando, etc. todas las piezas según sea necesario para el movimiento suave de las superficies móviles, y el ajuste apretado de las superficies no móviles. Dependiendo de la cortadora, la impresora, la configuración de la impresora y los colores elegidos, puede ser necesario recortar, limar, taladrar y/o lijar más o menos para recrear con éxito este modelo. Yo limé cuidadosamente todos los bordes que estaban en contacto con la placa de construcción para asegurarme de que todo el "exudado" de la placa de construcción se eliminara y que todos los bordes estuvieran lisos utilizando pequeñas limas de joyero y mucha paciencia.

Este mecanismo también utiliza ensamblaje roscado, por lo que utilicé un juego de machos de roscar (de 4 mm por 1 y de 8 mm por 1,25) como se requiere para la limpieza de las roscas.

Montar la cara.

Para montar la cara, realicé los siguientes pasos:

  • Utilizando una herramienta rotativa manual con una cuchilla de corte, corté siete tramos de 10 mm de alambre musical de 1,9 mm y, a continuación, retiré la fresa de un extremo y redondeé el otro extremo de cada una de las siete clavijas.

  • Presioné una clavija en cada una de las siete "Slide A.stl", "Slide B.stl", "Slide C.stl", "Slide D.stl", "Slide E.stl", "Slide F.stl" y "Slide G.stl" de forma que la clavija encajara en el "Segment.stl" cuando se instalara.

  • Deslice el pasador de la diapositiva A en la ranura de uno de los segmentos y, a continuación, deslice el conjunto hasta su posición en "Face.stl".

  • Asegura el segmento a la cara usando dos "Axle, Segment.stl".

  • Me aseguré de que la corredera y el segmento se movían con facilidad desde que se abría hasta que se cerraba por completo, y limé / lijé lo necesario si el movimiento era brusco.

  • Repitió los tres pasos anteriores para las restantes correderas y segmentos.

Monta la parte trasera.

Para montar la parte trasera, realicé los siguientes pasos:

  • Presioné dos rodamientos tanto en "Gear, Cam, A, B, G, F.stl" como en "Gear, Cam, C, D, E.stl" (uno en la parte superior y el restante en la inferior) de tal manera que los rodamientos quedaran al ras de la parte superior e inferior del engranaje / levas.

  • Fijar el motor paso a paso a "Rear.stl" utilizando dos "Bolt, 4mm.stl".

  • Presionado "Gear, Cams, Drive.stl" en el eje del motor paso a paso.

  • Inserta un "Axle, Gear, Cam.stl" en el orificio de montaje del eje superior en el conjunto posterior, luego presiona el conjunto de engranaje / leva "abgf" en el eje de tal manera que la flecha grande apunte hacia arriba.

  • Inserte el eje de engranaje/leva restante en el orificio de montaje del eje inferior en el conjunto trasero, luego presione el conjunto de engranaje/leva "cde" en el eje de manera que la flecha grande apunte directamente hacia arriba.

  • Giró con cuidado el engranaje de accionamiento de la leva verificando que las dos flechas estuvieran perfectamente alineadas y, si no era así, retiró un engranaje, alineó la flecha con el engranaje restante y volvió a colocar el engranaje.

Montaje final.

Para el montaje final, realicé los siguientes pasos:

  • Me aseguré de que las dos flechas del engranaje/leva estuvieran apuntando hacia arriba (la posición "0").

  • Abrir el segmento g.

  • Colocó el conjunto trasero sobre el conjunto frontal, lo bajó con cuidado sobre el conjunto frontal, luego aseguró ambos ejes al conjunto frontal.

  • Coloque la "Cubierta.stl" sobre el conjunto, bájela con cuidado sobre el conjunto y fíjela en su lugar con seis "Pernos, 8mm.stl".

Software.

'he incluido el archivo de entorno de Arduino "Software.ino" que contiene el software muy simple requerido para el ciclo de la pantalla de 0 a 9 y volver a 0. Este software necesita ser compilado y descargado en la placa Adafruit ESP32.

El software debe ser bastante fácil de entender, pero si usted tiene una pregunta, no dude en comentar y voy a hacer mi mejor esfuerzo para responder.

Cableado.

El kit del motor paso a paso venía con bastantes puentes para cablear la pantalla, así que yo:

  • Conecté un puente azul entre el pin A6 del ESP32 y el pin IN1 del driver del motor paso a paso.

  • Conectado un puente verde entre el pin A7 del ESP32 y el pin IN2 del controlador del motor paso a paso.

  • Conectado un puente amarillo entre el pin A8 del ESP32 y el pin IN3 del controlador del motor paso a paso.

  • Conectado un puente naranja entre el pin A9 del ESP32 y el pin IN4 del controlador del motor paso a paso.

  • Conectado un puente negro entre el pin GND del ESP32 y el pin "-" del driver del motor paso a paso.

  • Conectado un puente rojo entre el pin USB del ESP32 y el pin "+" del controlador del motor paso a paso.

Con el software descargado y el cableado completo, conecté la fuente de alimentación usb al puerto usb del ESP32 y la pantalla comenzó a ciclar de 0 a 9 y de nuevo a 0.

Y así es como imprimí en 3D, monté, programé y cableé esta pantalla electromecánica de siete segmentos de gran formato.

¡Espero que os haya gustado!

Información sobre el 3D archive

  • Formato de diseño 3D: STL y ZIP Detalles del fichero Cerrar
    • Axle, Gear, Cam.stl
    • Axle, Segment.stl
    • Bolt, 4mm.stl
    • Bolt, 8mm.stl
    • Cover.stl
    • Face.stl
    • Gear, Cam A, B, G, F.stl
    • Gear, Cam C, D, E.stl
    • Gear, Cams, Drive.stl
    • Rear.stl
    • Segment.stl
    • Slide A.stl
    • Slide B.stl
    • Slide C.stl
    • Slide D.stl
    • Slide E.stl
    • Slide F.stl
    • Slide G.stl
    • Software.ino.zip
  • Fecha de publicación: 2021/07/09 22:15

Licencia

CC BY NC SA

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