Relógio de engrenagem: 3 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:41

O coração do relógio é um microcontrolador PIC 16f628A (PDF). Este microcontrolador tem um oscilador interno, no entanto, um oscilador de cristal externo de 20 MHz está sendo usado, uma vez que terá que controlar o tempo com precisão por semanas e meses. O microcontrolador tem interface com dois botões e um motor.

Para mais detalhes, dê uma olhada no projeto Website.alan-parekh.com/projects/gear-clock O Gear Clock Kit já está disponível. Dê uma olhada em nossa página de kit para mais detalhes. Se você tem uma máquina CNC, você pode cortar suas próprias engrenagens e comprar apenas os eletrônicos para o relógio.

Etapa 1: cortar e pintar as engrenagens

As engrenagens são feitas de MDF. Eles foram pintados para ter um aspecto metálico, porém o visual que eu procurava não foi alcançado. Inicialmente, eu estava pensando em fazer as engrenagens parecerem feitas de metal e enferrujadas por algumas dezenas de anos. Achei alguns produtos legais que me dariam aquele efeito enferrujado, mas eram um pouco caros. Eu me contentei com uma lata de tinta Krylon Black Metallic Hammered Finish. A amostra na tampa é um preto muito bonito com um leve tom de cinza. Acho que isso pode ser de um lote ruim, já que o visual final não é tão preto quanto deveria ser. Também tornou um pouco difícil tirar fotos do relógio final, pois mesmo com uma iluminação modesta o brilho era horrível.

O arranjo da engrenagem é o seguinte:

• Engrenagem do motor de 9 dentes
• Engrenagem minuto de 72 dentes com um secundário de 24 dentes
• Engrenagem intermediária de 72 dentes com uma secundária de 18 dentes
• Engrenagem de 72 horas de dente

Para atingir o tempo correto, a engrenagem do motor de 9 dentes é avançada 4 etapas a cada 9 segundos. Movendo 4 etapas por vez, as rotinas do motor podem ser simples, uma vez que o motor está sempre em repouso com a mesma bobina energizada.

Etapa 2: construir a eletrônica do relógio

Microcontrolador

O cérebro deste projeto é um microcontrolador PIC 16F628A. Ele controla o tempo e ativa o motor de passo quando necessário.

Botões

A interface é muito simples, consiste em dois botões. Quando o botão esquerdo é pressionado, o relógio avança o tempo usando o motor. Quando o botão direito é pressionado, o relógio diminui o tempo usando o motor. O único problema é quando você precisa acertar a hora em muitas horas, você teria que manter o botão pressionado por muito tempo. O motor de passo também está sempre energizado para evitar que as engrenagens escorreguem. Para superar esse problema, quando ambos os botões são pressionados, o motor de passo é desenergizado e a engrenagem diminuta pode ser girada livremente.

Motor

O motor é um motor de passo unipolar que foi retirado de uma velha unidade de disquete de 5 1/4 polegadas. Este é o motor que costumava mover as cabeças de leitura e gravação para frente e para trás, para obter um deste tamanho e potência, você precisará encontrar um bom e antigo. As unidades de disquete modernas não têm steppers com este nível de torque.

Este motor se move 1,8 graus por pulso, o que significa que com 200 pulsos ele fará uma rotação completa. Por ser um motor bipolar, é simples para o PIC acioná-lo com apenas 4 transistores.

Código

O código é basicamente dividido em duas seções, há um loop iterativo que monitora os botões para uma mudança de estado e verifica se o relógio interno ultrapassou a marca de 9 segundos. Se uma dessas condições ocorrer, o motor de passo será acionado adequadamente.

A outra seção do código é controlada por interrupções e mantém o controle do tempo. Uma interrupção é disparada a cada 0,1 segundos e ajusta um relógio interno conforme necessário. Há um relógio real funcionando internamente, se você conectar o pino 6 do PIC do relógio a uma porta serial do computador operando a 9600 bps, você verá os valores do relógio interno serem atualizados uma vez por segundo. O valor do relógio neste caso é arbitrário, pois nunca é mostrado e não será o mesmo que as engrenagens estão exibindo, mas este mesmo código será usado em projetos futuros que usarão este tempo de exibição do código.

Etapa 3: montar e aproveitar

Todas as peças são aparafusadas, a única peça colada é o motor de passo no suporte do motor.