该项目旨在围绕恩智浦LPC845-BRK板构建一个步进电机时钟。该设计结合了3D打印和激光切割部件,成本低于15美元。
下面是时钟运行的视频:
这GitHub存储库包括一个带有物料清单的电子表格文件。对于此项目,您需要:
时钟是围绕非常便宜的28BYJ-48步进电机设计的(你可以用不到10美元买到其中的5个,包括步进电机驱动板)。
这个想法是用两个步进电机用一个简单的齿轮来驱动每个时钟指针。电机反向放置,以最小化空间。带轴的齿轮是3D打印的。
它使用的是28BYJ-48 5V步进电机,带有一个驱动板,上面有ULN2003:
下图显示了在试验板上使用LPC845-BRK的早期原型:
齿轮设计有OpenSCAD:
使用OpenSCAD,可以为不同的齿轮系数参数化和改变设计。
3D文件在GitHub上作为STL和123D文件提供:
垫片和齿轮零件应100%填充印刷。
为了获得零位置,设计使用霍尔传感器来检测手的零位置。为此,磁铁被压入两个时钟指针:
激光切割部分采用Inkscape设计。svg):
可选地,零件也可以是3D打印的,但是这将花费更长的时间。可以使用不同的材料(胶合板、聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸树脂),但通常胶合板是最便宜的。
因为恩智浦LPC845-BRK没有在引脚行上暴露5V,所以您可以从U3的引脚3或C8的正端获得它:
这两个位置都很容易接近,我从XC6206的第3针Vin使用过:
为每个电机电源创建两个插头:
该板配有良好的和对试验板友好的头部。因为引脚比普通引脚薄,所以我建议使用“普通”的2.54毫米引脚排。因为K1开关放置得离针脚排太近,请将它们切掉,这样针脚排就可以放在顶部:
线路相当简单。如果需要,可以使用微控制器板上的不同引脚(参见下一节)。
GND、磁传感器和两个电机连接都在左侧。Vdd/3.3v和RTC的I2C位于右侧:
使用较短的导线连接至数字信号处理器3131模块:
将GND线和3.3V线延伸至霍尔传感器,或在实时温度控制模块上使用额外的引脚连接。该模块被放置在其支架中,并用螺钉固定在微控制器下方:
将两个霍尔传感器(GND、3.3V和信号)焊接到电缆上,用收缩管隔离,并将其放入支架中,如下所示:
两个步进电机驱动板连接在另一侧:
将小距离固定器粘合/放置在下外壳上:
轴承被放入下支架板和上支架板。小夹板环粘在里面,以防止轴承掉进去。
插入轴承后:
下图显示了轴插入轴承时的下侧:
四个距离固定器用于将顶部和底部外壳部件压在一起。同时,它们将侧壁固定在适当的位置,所以不需要胶水。
下面是一张附有顶面的图片:
相反,通过USB电缆为时钟供电,可选地,可以在外壳内放置无线充电接收器。将接收器输出连接到5V,例如在步进电机驱动板上。
该软件采用恩智浦微处理器集成开发环境和软件开发工具包编写。
该项目正在使用MCULib库,其中包括FreeRTOS和硬件,高级驱动程序。该系统具有使用LPC845-BRK串行端口的命令行界面。
系统正在运行自由操作系统:
上电时,时钟使用霍尔传感器将指针移动到零位。然后,手的位置每分钟都会更新。
激光切割和3D打印的优势在于时钟可以定制。下面是我尝试过的几种材料和颜色组合。
分档时钟亚克力白面指针
分档时钟木头白指针
分档时钟木质银指针
步进时钟木头黑手
步进时钟黑脸白手
我可能会建立另一个白色的手,黑脸,白脸前面,和其他一切都是黑色的。
通过多次迭代,我花了一段时间来实现这个设计。这钟走得很好。齿轮游戏可能更好,但对于3D打印的,我很高兴。时钟很好地显示了时间,步进电机无声且工作正常。我想我需要尝试更多的颜色组合!
打卡快乐!