Antique' Correction automatique de l'horloge analogique

https://www.youtube.com/watch?v=XDOLTDDkg-n0

"Antique' Auto Correcting Analog Clock" est une horloge analogique de style analogique que j'ai conçue pour ressembler à une horloge appartenant à ma grand-mère il y a de nombreuses années. Son horloge avait un boîtier en bois avec de la quincaillerie en laiton et des mécanismes intérieurs. Cette horloge a un boîtier imprimé en 3D utilisant du bois et du cuivre PLA pour le boîtier de l'horloge, les détails et le fonctionnement interne, et du PLA noir pour les aiguilles de l'horloge. Son horloge utilisait un mécanisme à ressort, cette horloge utilise un Adafruit Feather ESP 32, un moteur pas à pas et un contrôleur de moteur pas à pas pour commander les aiguilles de l'horloge à un rythme d'une fois par minute.

Le logiciel de l'horloge est conçu pour "localiser" l'horloge à la mise sous tension ou à la remise à zéro (par exemple, tourner les aiguilles de l'horloge à la position 12:00) en utilisant un commutateur Reed et des aimants pour détecter la position de localisation. Ensuite, en utilisant l'un des nombreux serveurs d'horloge NTP pour maintenir l'heure, le logiciel fait tourner les aiguilles de l'horloge à l'heure correcte. Le serveur d'horloge NTP est interrogé par le logiciel en haut de chaque heure et l'heure reçue du serveur NTP est enregistrée dans l'horloge temps réel ESP32. A 12:00 (midi et minuit), si l'horloge est lente (détectée par l'heure NTP de 12:00, mais le commutateur Reed n'est pas activé), le logiciel avance l'horloge à la position 12:00 (commutateur Reed activé), puis reprend le fonctionnement normal.

Comme d'habitude, j'ai probablement oublié un dossier ou deux ou qui sait quoi d'autre, donc si vous avez des questions, n'hésitez pas à me les poser car je fais beaucoup d'erreurs.

Conçu avec Autodesk Fusion 360, tranché avec Cura 3.5.1 et imprimé en PLA sur un Ultimaker 2+ Extended et un Ultimaker 3 Extended.

Acheter, imprimer et préparer les pièces.Acheter, imprimer et préparer les pièces.

J'ai acheté les pièces suivantes :

1) Une plume d'Adafruit ESP32 (Adafruit).

2) Un jeu d'embouts femelles "slim" Adafruit pour le Feather ESP32 (Adafruit).

3) Un moteur pas à pas, un contrôleur et des câbles (TIMESETL 5pcs DC 5V Stepper Motor 28BYJ-48 + 5pcs ULN2003 Driver Board, online).

4) Un interrupteur Reed (ORD2210V/20-25 AT, Mouser.com, très fragile, j'en ai donc acheté 10).

5) Quatre vis à tête cylindrique de 4 mm sur 10 mm (quincaillerie locale).

6) Quatre écrous de 4 mm (quincaillerie locale).

7) Neuf aimants néodyme de 3 mm sur 1,5 mm (magasin de bricolage local).

8) Un câble USB vers ESP32 USB (Adafruit).

9) Une pile au lithium (3.7vdc, 1200mah, Adafruit). La batterie est optionnelle, voir câblage.

J'ai imprimé toutes les pièces imprimées en 3D à une hauteur de couche de .15mm, les boulons et les entretoises à 50% de remplissage, les autres pièces à 20% de remplissage, aucun support. Les pièces imprimées en 3D comprennent :

1) Un "Train d'essieu, minutes aux heures.stl".

2) Un "Back.stl".

3) Deux "Boulon, 4mm.stl".

4) Sept "Boulon, 6mm par 8mm.stl".

5) Un "Boulon, Support, Interrupteur, Reed.stl".

6) Un "Cover.stl".

7) Un "Bouton de porte.stl".

8) Un "Door.stl".

9) Un "Frame.stl".

10) Un "Front, Dual Extrusion.3mf" ou "Front.stl".

11) Un "Gear, Hours.stl".

12) Un "Gear, Minutes To Hours.stl".

13) Un "Gear, Minutes.stl".

14) Une "Main, Heure.stl".

15) Une "Main, Minute.stl".

16) Un "Holder, Switch, Reed.stl".

17) Un "Rear, Dual Extrusion.3mf" ou "Rear.stl".

18) Quatre "Spacer, Frame to PC Boards.stl".

19) Trois "Standoff, avant à arrière.stl".

20) Quatre "Standoff, Frame to Rear.stl".

Avant l'assemblage, vérifiez l'ajustement et la coupe, la lime, le sable, etc. de toutes les pièces nécessaires au mouvement lisse des surfaces mobiles et à l'ajustement serré des surfaces non mobiles. Selon les couleurs que vous avez choisies, le modèle de votre imprimante et les paramètres de votre imprimante, il peut être nécessaire d'effectuer plus ou moins de rognage, de limage et/ou de ponçage. Limez soigneusement tous les bords qui sont entrés en contact avec la plaque de construction, en particulier à l'intérieur et autour des dents de l'engrenage, pour vous assurer que tous les bords de la plaque de construction "suintent" sont enlevés et qu'ils sont lisses. J'ai utilisé de petites limes de bijoutiers et beaucoup de patience pour réaliser cette étape. Ce modèle utilise des composants filetés de 4mm, 6mm et 8mm, donc un jeu de tarauds et de matrices peut être utile pour nettoyer les pièces filetées.

Installer le commutateur Reed dans le support de commutateur Reed. Installer le commutateur Reed dans le support de commutateur Reed.

Quelques remarques sur les interrupteurs à lames :

1) Ils sont très fragiles.

2) Ils sont très fragiles.

3) Ils sont très fragiles.

Eh bien, vous voyez le tableau. J'ai utilisé un interrupteur à anche dans cette conception parce qu'ils n'ont besoin d'aucune alimentation électrique, et, eh bien, il m'en restait quelques uns d'un projet antérieur. Lorsque vous pliez les fils de l'interrupteur à lames, pliez-les toujours à l'aide d'une pince à becs d'aiguille pour maintenir le fil à plier. Ne jamais plier les fils au niveau de la vitre car cela briserait l'interrupteur à lames.

Commencez par faire glisser l'interrupteur à lames en position "Holder, Switch, Reed.stl" comme indiqué. Tenez le fil de l'interrupteur Reed à l'aide d'une pince à aiguille comme indiqué, puis pliez le fil vers le haut et au-dessus du support de l'interrupteur Reed comme indiqué. Répétez ce processus avec le fil de commutation Reed restant.

Placez cet assemblage dans un endroit sûr jusqu'au câblage.

Assembler la plume ESP32.Assembler la plume ESP32.

Monter le Feather ESP32 à l'aide des connecteurs femelles "slim" comme décrit ici : https://learn.adafruit.com/adafruit-huzzah32-esp32-feather/assembly.

Câbler l'ESP32 au contrôleur de moteur pas à pas et au commutateur Reed.Câbler l'ESP32 au contrôleur de moteur pas à pas.

Pour raccorder l'ESP32 au contrôleur du moteur pas à pas, j'ai fixé les deux cartes, côté soudure vers le haut, au côté engrenage de "Frame.stl" à l'aide des quatre vis et écrous borgnes 4mm par 10mm (notez qu'il n'y a que deux vis borgnes, entretoises et écrous par carte), puis :

1) Souder un fil entre la broche 14 de l'ESP32 et la broche IN4 du stepper board.

2) Souder un fil entre la broche 32 de l'ESP32 et la broche IN3 du stepper board.

3) Souder un fil entre la broche 15 de l'ESP32 et la broche IN2 du stepper board.

4) Souder un fil entre la broche 33 de l'ESP32 et la broche IN1 du stepper board.

5) Souder un fil entre la broche GND de l'ESP32 et la broche "-" du stepper board.

6) Souder un fil entre la broche ESP32 "BAT" (pour batterie de secours) ou "USB" (utilisation sans batterie) et la broche pas à pas "+".

7) Souder un fil entre la broche 27 de l'ESP32 à un fil du commutateur Reed.

8) Souder un fil entre la broche GND de l'ESP32 et le fil restant de l'interrupteur Reed.

9) En utilisant du cyanoacrylate épais, collez les fils sur le côté du support de l'interrupteur Reed pour soulager la tension.

Assembler et tester le cadre de l'horloge.Assembler et tester le cadre de l'horloge.

Fixer les cartes contrôleur ESP32 et moteur pas à pas sur le côté non engrenage de "Frame.stl", côté composants vers le haut, à l'aide de quatre vis borgnes de 4 mm sur 10 mm, quatre "Spacer, Frame to PC Boards.stl" et quatre écrous de 4 mm comme indiqué (attention, il y a seulement deux vis borgnes, rondelles et écrous par carte).

Fixer le moteur pas à pas à l'ensemble du cadre à l'aide des deux "Boulon, 4mm.stl", puis tourner soigneusement l'arbre du moteur pas à pas en position verticale comme indiqué.

Appuyer à fond sur "Gear, Minutes.stl" sur l'arbre du moteur pas à pas comme indiqué.

Placer "Gear, Minutes To Hours.stl" en position sur le cadre en orientant la fente verticale comme indiqué, puis fixer en place avec "Axle Gear, Minutes To Hours.stl". Ne serrez pas trop fort.

Empilez trois des aimants en néodyme ensemble, puis pressez-les en position sur le côté plat de "Gear, Hours.stl" comme indiqué.

Positionner l'interrupteur Reed sur la fente du cadre, puis fixer en place avec "Bolt, Holder, Switch, Reed.stl" comme indiqué.

Enroulez les fils excédentaires du moteur pas à pas autour du moteur pas à pas, puis branchez le connecteur du moteur pas à pas dans le connecteur de la carte contrôleur du moteur pas à pas.

Placez l'engrenage horaire sur l'engrenage minute en notant l'alignement de la fente.

Une fois terminé, tous les emplacements d'engrenage devraient être verticaux, ce qui correspond à la position 12:00 de l'horloge.

Ensuite, mettez les cartes sous tension via USB et batterie (si vous avez câblé l'horloge pour USB et batterie) ou USB uniquement (si vous avez câblé l'horloge pour USB uniquement), chargez le fichier "Clock.ino" dans l'environnement Arduino, puis procédez comme suit :

1) Changer la constante de code source "HOME_SWITCH_CALIBRATE" en "true".

2) Changez la variable de code source "chSSID" en SSID de votre routeur wifi.

3) Changez la variable de code source "chPassword" en mot de passe de votre routeur wifi.

4) Télécharger le code à l'horloge.

5) Une fois téléchargée, la roue des minutes de l'horloge doit tourner de 90 degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, puis dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que l'interrupteur Reed s'active.

Si l'horloge ne s'arrête pas à 12:00 :

1) Si l'horloge est en avance, tourner ou faire glisser le support de l'interrupteur Reed pour l'éloigner de la rotation des aimants de l'engrenage horaire.

2) Si l'horloge est en retard, tourner ou faire glisser le support de l'interrupteur Reed vers la rotation des aimants de l'engrenage horaire.

3) Appuyez sur le bouton de réinitialisation de l'ESP32.

4) Si l'horloge s'arrête à 12:00, c'est fini, mais si non, retour à l'étape 1.

Une fois que le porte-interrupteur à lames est correctement positionné, fixez le porte-interrupteur à lames à l'aide d'un petit point de colle cyanoacrylate épaisse.

Enfin :

1) Changer la constante de code source "HOME_SWITCH_CALIBRATE" en "false".

2) Réglez la constante de code source "TIME_ZONE" sur votre fuseau horaire (le décalage entre UTC et mon fuseau horaire est -5).

3) Télécharger le code à l'horloge.

4) Couper l'alimentation électrique.

Attacher le cadre de l'horloge à l'arrière de l'horloge .

Presser trois aimants néodyme dans "Rear, Dual Extrusion.stl" ou "Rear.stl". Assurez-vous que tous les aimants sont orientés de la même façon.

Enfiler les quatre vis "Standoff, Frame to Rear.stl" dans l'assemblage arrière comme illustré.

Positionner l'ensemble du cadre sur les quatre entretoises, puis fixer en place à l'aide de quatre "Boulon, 6mm par 8mm.stl".

Assembler l'horloge avant.Assembler l'horloge avant.

Enfiler les trois "Standoff, Front to Rear.stl" dans "Front, Dual Extrusion.stl" ou "Front.stl".

"Cover.stl" est optionnel, et si vous avez décidé de l'imprimer, pressez-le dans la fente autour du devant.

Assembler et fixer la porte.Assembler et fixer la porte.

Enfoncez les trois autres aimants néodyme dans les trous de "Door.stl" en veillant à ce qu'ils s'alignent magnétiquement avec les aimants de l'ensemble arrière.

Enfiler "Door, Knob.stl" dans l'assemblage de la porte comme illustré.

Branchez le câble USB sur l'ESP32, puis faites-le sortir par l'arrière comme indiqué.

Placez l'assemblage de la porte sur l'assemblage arrière tel qu'illustré.

Assemblage final.>Assemblage final

Si vous utilisez une batterie, branchez-la dans le connecteur de batterie ESP32, puis positionnez-la comme indiqué et glissez soigneusement l'assemblage avant sur l'assemblage arrière. Faites très attention à ne pas casser l'interrupteur à lames.

Fixez l'ensemble avant à l'ensemble arrière à l'aide de trois "Boulon, 6mm par 8mm.stl" comme indiqué.

Appuyez à fond sur l'aiguille des heures sur la roue des heures.

Appuyez à fond sur l'aiguille des minutes jusqu'à ce que la vitesse des minutes soit atteinte.

Mettez l'horloge sous tension. L'horloge commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à la position 12:00, après quoi elle tourne par le chemin le plus court vers l'heure indiquée par le NTP.

Et c'est ainsi que j'ai imprimé et assemblé " Antique' Auto Correcting Analog Clock ".

J'espère que vous l'apprécierez !