O que é um servo-relógio? Faça seu próprio relógio de arte dançante

Você já pensou nos novos truques que o relógio da sua casa pode fazer além de contar as horas? Os relógios de quartzo comuns sempre sentem falta de calor depois de olhar para eles por um longo tempo, enquanto os relógios inteligentes do mercado são todos iguais. Recentemente, descobri uma coisa particularmente interessante no círculo maker - umservorelógio. Acontece oservo, uma peça originalmente usada em robôs, no núcleo do acionamento dos ponteiros do relógio. Ele não apenas mantém a beleza mecânica, mas também pode realizar vários métodos criativos de cronometragem por meio da programação. Hoje, como alguém que já passou por isso, falarei com vocês sobre como brincar com oservorelógio do zero.

O que há de tão especial no servo relógio?

Os ponteiros dos relógios comuns são acionados por osciladores de quartzo, movem-se de forma irregular e não podem ser controlados por si próprios. O servo-relógio é diferente. Ele usa o tipo de servo na junta do robô. Você pode controlar com precisão o ponteiro em qualquer ângulo. o que isso significa? Isso significa que você pode fazer os ponteiros do relógio dançarem na hora ou deixar o ponteiro dos segundos deslizar pelo mostrador a uma velocidade constante. A suavidade é particularmente encantadora.

A primeira vez que vi um relógio feito por alguém usando um servo na Estação B, fiquei imediatamente surpreso. Os três servos estão empilhados juntos, cada um acionando os ponteiros das horas, minutos e segundos. O ponteiro dos segundos não salta, mas gira suavemente como um relógio mecânico de última geração. O que é ainda mais mágico é que, na hora certa, o ponteiro girará primeiro e depois apontará para a posição correta, o que traz uma sensação de ritual. Esse tipo de relógio não é mais apenas uma ferramenta para saber as horas, mas se tornou uma obra de arte em casa.

O que você precisa preparar para fazer um servo relógio?

Se você quiser fazer um servo-relógio, primeiro você deve preparar essas coisas. O primeiro é o mecanismo de direção. Recomenda-se a utilização deste tipo de engrenagem metálica, que possui alto torque e não é fácil de agitar. Três são necessários para controlar os ponteiros das horas, minutos e segundos, respectivamente. Depois, há a placa de controle principal. Uno é o mais adequado para começar e há muitas informações sobre programação simples. Você também precisa de um módulo de relógio, o que é recomendado. Possui compensação de temperatura e o erro será de apenas um ou dois minutos por ano.

Além desses componentes principais, você também precisará de alguns materiais auxiliares. Por exemplo, mostradores de acrílico cortados a laser ou conectores de ponteiro impressos em 3D. A placa de ensaio e o fio Dupont são usados ​​para testar o circuito e depois soldados e fixados após a depuração. Não se esqueça de preparar uma linda concha. Existem muitos desenhos de design de código aberto online que podem ser baixados diretamente. Um conjunto de materiais básicos custa apenas cerca de 200 yuans, o que é muito mais barato do que comprar um relógio criativo pronto.

Como obter um tempo de viagem preciso com o relógio do volante

Para que o relógio mantenha a hora precisa, devemos primeiro resolver o problema da fonte do tempo. Isto é o que o módulo de relógio faz. Ele possui um oscilador de cristal interno e pode continuar a marcar o tempo contando com uma bateria tipo botão, mesmo se a energia for cortada. Cada vez que for iniciado, o ano, mês, dia, hora, minuto e segundo atuais serão lidos no módulo. Então você precisa converter esses dados de tempo no ângulo de rotação do servo.

Aqui vai uma pequena dica. A faixa de rotação do servo é geralmente de 0 a 180 graus, enquanto um círculo no mostrador é de 360 ​​graus. Portanto, precisamos fazer conversões: por exemplo, o ponteiro dos segundos deve se mover 6 graus por segundo, mas o servo só pode girar 180 graus. Então podemos fazer o ponteiro dos segundos ir de 0 graus a 180 graus, de 0 a 30 segundos, e depois de 180 graus de volta a 0 graus, de 30 a 60 segundos. Os ponteiros das horas e dos minutos têm lógica semelhante, mas a relação de ligação entre eles deve ser considerada.

Como projetar a estrutura mecânica de um relógio

A estrutura mecânica é onde o relógio da direção mais testa sua habilidade prática. Os três servos devem ser empilhados uns sobre os outros e seus eixos de saída devem estar no mesmo eixo. Você pode usar um suporte de metal para fixar o servo em formato de torre. O inferior é responsável pelo ponteiro das horas, o do meio é o ponteiro dos minutos e o superior é o ponteiro dos segundos. Um conector indicador deve ser instalado no volante de cada caixa de direção. Este conector deve ser projetado para ser ajustável para facilitar a calibração da posição do ponto zero.

A escolha dos ponteiros também é particular. Como o torque da caixa de direção é limitado, o ponteiro não pode ser muito pesado. É melhor usar folhas de plástico leves ou folhas finas de alumínio. O ponteiro dos segundos é o mais longo, mas o mais leve; o ponteiro das horas é o mais curto, mas pode ser um pouco mais pesado. Ao instalar, certifique-se de que não haja brigas entre os ponteiros e deixe espaço suficiente. Ao depurar, primeiro use um programa para girar cada servo em 90 graus e, em seguida, alinhe manualmente o ponteiro com a direção das 12 horas e corrija-o.

O controle da programação é difícil?

Não entre em pânico ao ouvir a palavra programação. O código de controle do servo clock é bastante simples. Usando a biblioteca Servo, você pode ativar o servo com apenas algumas linhas de código. A lógica central é: tempo de leitura → cálculo do ângulo → ângulo de gravação. Por exemplo, para fazer o ponteiro dos segundos se mover, primeiro leia os segundos atuais, multiplique por 6 para obter o ângulo teórico e, em seguida, use a função map para mapeá-lo para a faixa de deslocamento real do servo.

Deixe-me dar um exemplo simples de estrutura: inicialize o módulo servo e clock em void setup(); atualize o tempo a cada segundo em void loop(), chame três funções para calcular o ângulo de horas, minutos e segundos e, em seguida, use servo.write() para girar o servo. Lembre-se de adicionar um julgamento para evitar jitter servo causado por escrita frequente. A posição do ponteiro pode não ser precisa no início, não se preocupe, basta adicionar um valor de calibração ao código para ajustá-lo.

Como tornar o servo clock mais criativo

Depois que as funções básicas forem implementadas, você poderá começar a usar sua imaginação. Você pode fazer com que o relógio escureça automaticamente os ponteiros à noite para evitar perturbar seu sono. Ou conecte um sensor de temperatura e umidade e use um anel de luz LED na borda do mostrador para exibir dados ambientais. Um dos trabalhos mais legais que já vi é um mostrador transformado em mapa da cidade, com o ponteiro das horas apontando para diferentes áreas para representar horários diferentes.

Existem também muitas maneiras de brincar com o design exterior. Use registros antigos para fazer a marcação e seguir um caminho retrô; use acrílico transparente e tiras de luz RGB para seguir um caminho tecnológico; você pode até esculpir um mostrador oco em madeira para tornar os ponteiros ligeiramente visíveis. Existem muitos projetos de código aberto na Internet para referência. Por exemplo, "Clock" usa balanço em vez de rotação, e "Word Clock" usa palavras iluminadas para exibir a hora. São todas variações de servo-relógios.

Depois de ler isso, você está ansioso para tentar? Como você mais deseja que seja o relógio servo? Retro, industrial ou minimalista? Você está convidado a postar seus esboços criativos na área de comentários. Se gostar mais, posso compartilhar o conjunto completo de códigos e desenhos! Lembre-se de me seguir, atualizarei o guia para evitar pits do relógio do volante na próxima semana para informar quais desvios são desnecessários.