手把手教你制作创意夜光小贱钟
一、前言
plotclock是一款绘图时钟,如图1所示,它由一支可擦除的水笔、机械小手臂和一块白板以及其他 3D 打印或者激光切割的零配件制作而成,它能用机械小手夹住水笔在白板上写下当前的时间,精确到分钟,再套住笔帽擦除时间,如此反复,因此人送外号“小贱钟”(下文统称小贱钟)。
图1 小贱钟
制作一个Plotclock需要三个9克舵机,一块Arduino UNO,一个外部时钟模块,一套3D打印件,一只马克笔或者水性笔,如图2所示。
图2 小贱钟架构图
接下来介绍另一个版本的“小贱钟”,将笔换成紫外光,画板贴上一层荧光纸,利用荧光纸吸光的功能,也可以“写时间”。另外由于使用光“写字”,升降的舵机就可以省去了,也就是说这个版本的小贱钟只需要两个舵机即可。夜光小贱钟如图3所示。
图3 紫外光版小贱钟
本文主要介绍夜光小贱钟的制作方法。
先来看一下夜光小贱钟的视频演示效果:
如图4~图6所示,细节图,下面正式开始制作教程。
图4 夜光小贱钟
图5 夜光小贱钟
图6 夜光小贱钟
二、材料清单
如表1所示:
表1 材料清单
三、电路图
电路图如图7所示:
图7小贱钟电路图
主要电路连接关系如表2所示:
表2 引脚对应表
四、制作过程
1、先将小贱钟所有结构件3D打印出来。如图8所示。
图8小贱钟3D打印结构件
打印完之后,可以先拼起来看看整体效果,如图9所示,如果尺寸有出入,可以自己加工打磨一下。
图9小贱钟整体拼接效果
2、用螺丝将Arduino Uno固定到小贱钟基体上,螺丝位置上不用全部固定,使用2~3颗螺丝固定就可以了,如图10所示。
图10固定Arduino Uno
3、在小贱钟盖板上安装两个MG90舵机,如图11所示。再固定舵机的时候,只固定图示标注的位置,另外两个孔是为LED小灯准备的
图11安装MG90舵机
4、安装小贱钟摆臂与LED,如图12、图13所示。安装LED小灯的时候可能需要打磨加工一下了,尽量把LED小灯往下安装。
图12安装LED
图13安装摆臂
5、在盖板上贴上荧光纸,同时调整LED小灯的位置,让LED小灯尽可能的贴近荧光纸,如图14所示。
图14安装荧光纸
6、使用洞洞板搭建电路,洞洞板在焊接之前需要事先排版好位置,确定之后再进行焊接,如图15~图18所示.
图15
图16
图17
图18
7、电路板基本完成,先用万用表测试一下有没有短路的情况,没有的话,就可以接线测试程序了,如图19~图21所示。
图19电路板背面
图20舵机以及时钟模块的信号线
图21 连接图
如果接线位置不太对,可以拆下来重新焊接调整,不要怕麻烦。
8、焊接LED小灯,将正负极通过之前预留的位置接到电路板上,如图22所示。
图22焊接LED
9、接线的过程中注意不要太用力,但是需要把每个接口接实,总之接线时胆大心细。安装完成后,可以上电看一下,最好接完线之后也用万用表测试一下,这样更保险一些。
图23上电测试
五、程序与调试
在组装过程中需要用程序调试安装,先上传测试代码。
https://pan.baidu.com/s/13gsGcqm3ikxMJ2e54Eo_xw
调整左右舵机参数,如图24所示的几个参数,方块标注的参数是调整左右舵机的90度位置和180度位置,圆圈标注的参数是升举舵机的,注释即可。最后调整摆臂左右运动如图25所示,这个过程其实是在调整基准位置。
图24参数调整
图25 左右舵机臂参考图
调整好舵机以后,接下来设置DS3231的时间,因为DS3231模块是一个自己供电的模块,也就是说他自己内部的时钟不会停止,控制板要做的事只是读取时间,并显示出来就可以了。
但是这个时钟模块需要调整一下时间,因为模块生产好之后的内部时间和生活中的时间不一样。
首先下载DS3231库文件,下载地址:
https://pan.baidu.com/s/1mCCKk92Bv3jzfaedKjdR3A
先从DS3231库文件示例中打开adjust,如图26所示,并设置好现在的时间,然后上传程序。那这里提醒一下,由于修改模块的时间是从上传程序成功的时候开始运行,所以修改的时间应该也要把上传程序的这段时间加进去,这样模块才能和时钟的时间更加接近
图26DS3231时钟模块adjust例程
此处需要注意的是,Arduino有个特性,重新上电之后,程序会重新执行,而且执行之前的程序,之前使用adjust调整时间,如果程序上传成功后断电,有上电,那么相当于重新修改一次时间,而这次修改是错误的。所以再模块的时间修改成功后,不要断电,继续上传另外一个示例程序now,如图27所示,完成之后就不用担心模块的时间会被修改了,因为now程序只有读时间的操作。
图27DS3231时钟模块now例程
调整一下舵机,按键,LED小灯的接口设置,接下来就可以上传完整的程序,完整程序下载地址:
https://pan.baidu.com/s/1li6Oji_tJzSOteUvYwvF9w
至此,小贱钟的制作就全部完成了。
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