大理石鐘“時(shí)光流逝”

這是一個(gè)“簡(jiǎn)單”的3d打印球時(shí)鐘，使用3/8“直徑鋼軸承來(lái)計(jì)算時(shí)間(我把“簡(jiǎn)單”放在引號(hào)里是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和完善這個(gè)東西一點(diǎn)都不簡(jiǎn)單。）
我的目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)球時(shí)鐘可以三維打印相對(duì)容易的安德3類三維打印機(jī)和組裝沒(méi)有太多的麻煩。我見(jiàn)過(guò)并從其他的鐘表上取下了ipiration（特別是3Dadicto的鐘：
所需的其他材料：
30x 3/8“滾珠軸承（至少）
10個(gè)M3x6螺釘（或更長(zhǎng)）
1x M2.5定位螺釘
1x Arduino Nano（或同等產(chǎn)品）
1x DRV8825步進(jìn)電機(jī)（或同等產(chǎn)品）
1x Nema 8（20x20x38mm）步進(jìn)電機(jī)（較短的沒(méi)有必要的扭矩）
1x 5.5mm x 2.1mm直流電源插座（或同等產(chǎn)品）
1x 12v電源，帶2.1mm x 5.5mm插頭（或同等產(chǎn)品）
（可選）1x3“x 3.5”試驗(yàn)板PCB
（可選）Arduino和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的安裝插座。
（可選）電機(jī)和電源線的JST接頭。
印刷電路：
這些型號(hào)都不應(yīng)該打印的支持，但它是相當(dāng)重要的，你的打印機(jī)是相當(dāng)好的撥號(hào)。你的建板需要非常水平，因?yàn)樘嗟膬A斜在打印可以阻止時(shí)鐘工作。我建議在玻璃上印刷，特別是在升降輪上，因?yàn)槟阆Ｍ砻姹M可能平整光滑。
警告！你可能會(huì)想打印在PETG（或ABS）的電機(jī)外殼和背面和安裝輪轂，因?yàn)樾⌒蚇ema 8電機(jī)可以運(yùn)行熱，我已經(jīng)讓這些電機(jī)熱到足以變形PLA。
另外，當(dāng)你打印時(shí)鐘基座（可以在PLA中打?。r(shí)，你至少要打印組成斜坡的圖層，使用盡可能低的圖層高度（例如0.12mm），因?yàn)槿绻逼虏皇欠浅Ｆ交?，小球偶爾?huì)卡在斜坡上。我使用了PrusaSlicer的自適應(yīng)打印圖層功能，這對(duì)我來(lái)說(shuō)很好。
所有的其他部分都可以用普通設(shè)置的PLA打印（也許20%填充3周長(zhǎng)，但實(shí)際上任何東西都可能做到這一點(diǎn)。）
準(zhǔn)備工作：
打印完所有零件并將其清理干凈后，可能需要花一些時(shí)間打磨底座上的斜面，使其盡可能平滑。如果你不這樣做，球可能偶爾會(huì)卡在坡道上。慢慢來(lái)，用手指或工具慢慢放下一個(gè)球，以確保沒(méi)有平點(diǎn)或凸起會(huì)導(dǎo)致球卡住。盡管我盡了最大的努力，我還是發(fā)現(xiàn)隊(duì)伍中的最后一個(gè)球偶爾會(huì)卡住。因此，我建議你至少使用30個(gè)球，即使在12點(diǎn)59分的時(shí)候，在斜坡上給你額外的幾個(gè)球。有2到3個(gè)額外的球，即使有一個(gè)球卡住，仍然會(huì)有一個(gè)準(zhǔn)備好被電梯接走。那個(gè)被卡住的球會(huì)在下次球回到隊(duì)列時(shí)被打散。另外，我發(fā)現(xiàn)如果最低的球后面沒(méi)有足夠的壓力，它可能不會(huì)被提升輪撿起。在隊(duì)列中有額外的球有助于你每次都能撿到球。
電子設(shè)備：
我已經(jīng)包括一個(gè)接線圖，以電線的Arduino納米到DRV8825步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器的步進(jìn)電機(jī)。這是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的布線工作。慢慢來(lái)，確保你正確地識(shí)別出所有的pi（它們可能不是你期望的順序），你就會(huì)得到它。一個(gè)試驗(yàn)板和JST連接是沒(méi)有必要的，但他們真的可以幫助。我還包括了一些其他的圖片，顯示了布線和引腳布局，可以幫助這一點(diǎn)。
警告！您將需要確保您設(shè)置正確的VREF上的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，然后再嘗試連接到步進(jìn)電機(jī)。Nema 8電機(jī)需要非常小的電流，如果你設(shè)置太高的VREF電機(jī)將運(yùn)行方式太熱。如果您跳過(guò)此步驟，則很容易熔化電機(jī)外殼或損壞電機(jī)。您需要將VREF設(shè)置為300mV或更低。越低越好。把它調(diào)得足夠高，這樣馬達(dá)就不會(huì)失速或跳步。即使你做對(duì)了，你的馬達(dá)可能會(huì)在55到60攝氏度左右運(yùn)行，所以確保你已經(jīng)打印了任何與馬達(dá)接觸的零件，這些零件在這些溫度下不會(huì)變形。如果您不知道如何設(shè)置VREF，以下頁(yè)面可以提供幫助： Calibration guide DRV 8825/94
現(xiàn)在也是一個(gè)很好的時(shí)間來(lái)閃光與我提供的草圖阿爾杜諾和校準(zhǔn)時(shí)鐘。請(qǐng)注意，Arduino上的內(nèi)部時(shí)鐘是出了名的不準(zhǔn)確，所以如果你想讓時(shí)鐘準(zhǔn)確，你需要校準(zhǔn)。你可以在代碼里找到它。即使經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，你也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于溫度等環(huán)境因素會(huì)影響Arduino的內(nèi)部時(shí)鐘，因此時(shí)鐘每一兩天都會(huì)以一種方式或另一種方式漂移一秒。如果這對(duì)您來(lái)說(shuō)是個(gè)問(wèn)題，您需要想出一些方法來(lái)同步時(shí)間，例如外部RTC模塊，并調(diào)整草圖以與之配合使用。我沒(méi)有這么做，因?yàn)檫@對(duì)我來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠好了，但如果你選擇走那條路，請(qǐng)給我留言。我很想聽(tīng)聽(tīng)進(jìn)展如何。
裝配：
計(jì)數(shù)盤(pán)應(yīng)該在一點(diǎn)鼓勵(lì)下卡入搖籃。侯盤(pán)在底部，特盤(pán)在中間，分鐘盤(pán)在頂部。確保它們?nèi)菀邹D(zhuǎn)動(dòng)。我已經(jīng)包括了一個(gè)測(cè)試樞軸模型，您可以打印，以確保您的托盤(pán)將附加和移動(dòng)正確之前，您承諾打印完整的基地。使用它！如果托盤(pán)適合太貼身，那么你可能想重新打印他們與較低的外墻擠壓或可能與一個(gè)小的橫向擴(kuò)展。托盤(pán)應(yīng)該很容易傾斜。
把一個(gè)球放在每一個(gè)小杯子里，在每一個(gè)計(jì)數(shù)盤(pán)的左邊。這些球是配重，確保計(jì)數(shù)托盤(pán)將重置為正常方向（向左傾斜）后，他們清空球。每個(gè)計(jì)數(shù)盤(pán)的背面都有一個(gè)孔，用于安裝M3螺栓。這樣可以調(diào)整配重。當(dāng)合適的大理石滾動(dòng)到托盤(pán)上時(shí)，您希望每個(gè)托盤(pán)保持靜止（或幾乎靜止）。如果當(dāng)球滾進(jìn)去時(shí)，它向前傾斜超過(guò)一個(gè)抖動(dòng)，那么你就需要通過(guò)后退螺栓來(lái)增加重量，直到托盤(pán)保持靜止。如果你需要更大的重量，可以使用更長(zhǎng)的螺栓或者加一個(gè)螺母。托盤(pán)應(yīng)該保持向左傾斜，即使前排裝滿了球。一旦計(jì)數(shù)滿了，下一個(gè)球ente應(yīng)該使托盤(pán)向右傾斜并清空所有的球。如果托盤(pán)沒(méi)有與最后一個(gè)球一起向右傾斜，或者如果在所有球離開(kāi)托盤(pán)之前托盤(pán)反彈，則需要通過(guò)進(jìn)一步擰入螺栓或更換較短（較輕）的螺栓來(lái)減輕配重。這將需要一些實(shí)驗(yàn)，但如果它沒(méi)有調(diào)好，時(shí)鐘會(huì)掉球，甚至可能根本不工作。
接下來(lái)，將輸入塔和球返回件粘在一起，使用CAD照片作為它們?nèi)ツ睦锏闹改?。回程坡道?yīng)該排成一行。當(dāng)這兩個(gè)部件粘在一起后，你可以把它們粘在底座上，只要確保所有的斜面都對(duì)齊，球可以很容易地沿著回球斜面向下移動(dòng)，并到達(dá)底座上的斜面。你要先測(cè)試一下再粘！公差是相當(dāng)嚴(yán)格，所以你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)你需要做一些砂光或其他后處理，以確保所有的坡道是明確的。
將馬達(dá)殼體與電子設(shè)備和步進(jìn)馬達(dá)組裝在一起。如果你用一個(gè)試驗(yàn)板來(lái)安裝芯片，你可以用M3螺絲把試驗(yàn)板固定在外殼下面的支架上。把電源插座裝在后面，把步進(jìn)電機(jī)裝在外殼的側(cè)面，這樣主軸就可以穿過(guò)大圓。然后用3個(gè)M3螺釘將背面固定到外殼上。請(qǐng)注意，此型號(hào)中使用的所有螺釘均為自攻螺釘。所有接收孔都沒(méi)有預(yù)螺紋。
使用定位螺釘將安裝輪轂連接到步進(jìn)電機(jī)的主軸。輪轂上的凸耳應(yīng)朝向電機(jī)。輪轂應(yīng)與主軸端部齊平（或接近齊平）。確保輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)自如，并盡可能與主軸垂直。如果擺動(dòng)過(guò)大，提升輪可能會(huì)卡住。
小心地將提升輪擰到安裝輪轂上。注意，螺紋的方向與普通螺紋相反。您需要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)車輪才能連接它。這是為了防止車輪在運(yùn)行過(guò)程中從輪轂上掉線。安裝車輪時(shí)，可以打印并使用輪轂扳手防止輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。小心不要過(guò)緊。僅僅用手指緊就夠緊了。
現(xiàn)在是時(shí)候把馬達(dá)總成放在底座上，然后把它滑到斜坡旁邊。你得試著把它滑到多近的地方。這里有一個(gè)真正的水平打印床墊最。即使有一個(gè)非常好的校準(zhǔn)打印機(jī)，您的車輪可能會(huì)有那么輕微的調(diào)整，擦傷了模型在一些地方。你希望它離底部斜坡足夠近，一次一個(gè)接一個(gè)球，但距離足夠遠(yuǎn)，摩擦力不會(huì)束縛馬達(dá)。
請(qǐng)注意，車輪的設(shè)計(jì)，使一個(gè)球?qū)⒆谥皇怯悬c(diǎn)自豪時(shí)，它是在電梯口袋進(jìn)行。這意味著輪子不需要被時(shí)鐘猛撞。這也意味著球?qū)⒈徊东@更順利比他們會(huì)如果口袋更深。你應(yīng)該有至少一毫米或兩毫米的間隙。
測(cè)試一下。一旦您對(duì)電機(jī)外殼和提升輪的位置滿意，就可以用幾個(gè)M3螺釘將它們固定到位。
設(shè)置時(shí)鐘和讀取時(shí)間：
時(shí)間到了