大理石鐘“時光流逝”

這是一個“簡單”的3d打印球時鐘，使用3/8“直徑鋼軸承來計算時間(我把“簡單”放在引號里是因為設計和完善這個東西一點都不簡單。）
我的目標是創(chuàng)造一個球時鐘可以三維打印相對容易的安德3類三維打印機和組裝沒有太多的麻煩。我見過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M3x6螺釘（或更長）
1x M2.5定位螺釘
1x Arduino Nano（或同等產(chǎn)品）
1x DRV8825步進電機（或同等產(chǎn)品）
1x Nema 8（20x20x38mm）步進電機（較短的沒有必要的扭矩）
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”試驗板PCB
（可選）Arduino和步進驅(qū)動器的安裝插座。
（可選）電機和電源線的JST接頭。
印刷電路：
這些型號都不應該打印的支持，但它是相當重要的，你的打印機是相當好的撥號。你的建板需要非常水平，因為太多的傾斜在打印可以阻止時鐘工作。我建議在玻璃上印刷，特別是在升降輪上，因為你希望表面盡可能平整光滑。
警告！你可能會想打印在PETG（或ABS）的電機外殼和背面和安裝輪轂，因為小型Nema 8電機可以運行熱，我已經(jīng)讓這些電機熱到足以變形PLA。
另外，當你打印時鐘基座（可以在PLA中打?。r，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），因為如果斜坡不是非常平滑，小球偶爾會卡在斜坡上。我使用了PrusaSlicer的自適應打印圖層功能，這對我來說很好。
所有的其他部分都可以用普通設置的PLA打?。ㄒ苍S20%填充3周長，但實際上任何東西都可能做到這一點。）
準備工作：
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，球可能偶爾會卡在坡道上。慢慢來，用手指或工具慢慢放下一個球，以確保沒有平點或凸起會導致球卡住。盡管我盡了最大的努力，我還是發(fā)現(xiàn)隊伍中的最后一個球偶爾會卡住。因此，我建議你至少使用30個球，即使在12點59分的時候，在斜坡上給你額外的幾個球。有2到3個額外的球，即使有一個球卡住，仍然會有一個準備好被電梯接走。那個被卡住的球會在下次球回到隊列時被打散。另外，我發(fā)現(xiàn)如果最低的球后面沒有足夠的壓力，它可能不會被提升輪撿起。在隊列中有額外的球有助于你每次都能撿到球。
電子設備：
我已經(jīng)包括一個接線圖，以電線的Arduino納米到DRV8825步進電機驅(qū)動器和驅(qū)動器的步進電機。這是一個相當簡單的布線工作。慢慢來，確保你正確地識別出所有的pi（它們可能不是你期望的順序），你就會得到它。一個試驗板和JST連接是沒有必要的，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。
警告！您將需要確保您設置正確的VREF上的步進驅(qū)動器，然后再嘗試連接到步進電機。Nema 8電機需要非常小的電流，如果你設置太高的VREF電機將運行方式太熱。如果您跳過此步驟，則很容易熔化電機外殼或損壞電機。您需要將VREF設置為300mV或更低。越低越好。把它調(diào)得足夠高，這樣馬達就不會失速或跳步。即使你做對了，你的馬達可能會在55到60攝氏度左右運行，所以確保你已經(jīng)打印了任何與馬達接觸的零件，這些零件在這些溫度下不會變形。如果您不知道如何設置VREF，以下頁面可以提供幫助： Calibration guide DRV 8825/94
現(xiàn)在也是一個很好的時間來閃光與我提供的草圖阿爾杜諾和校準時鐘。請注意，Arduino上的內(nèi)部時鐘是出了名的不準確，所以如果你想讓時鐘準確，你需要校準。你可以在代碼里找到它。即使經(jīng)過校準，你也可能會發(fā)現(xiàn)，由于溫度等環(huán)境因素會影響Arduino的內(nèi)部時鐘，因此時鐘每一兩天都會以一種方式或另一種方式漂移一秒。如果這對您來說是個問題，您需要想出一些方法來同步時間，例如外部RTC模塊，并調(diào)整草圖以與之配合使用。我沒有這么做，因為這對我來說已經(jīng)足夠好了，但如果你選擇走那條路，請給我留言。我很想聽聽進展如何。
裝配：
計數(shù)盤應該在一點鼓勵下卡入搖籃。侯盤在底部，特盤在中間，分鐘盤在頂部。確保它們?nèi)菀邹D(zhuǎn)動。我已經(jīng)包括了一個測試樞軸模型，您可以打印，以確保您的托盤將附加和移動正確之前，您承諾打印完整的基地。使用它！如果托盤適合太貼身，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小的橫向擴展。托盤應該很容易傾斜。
把一個球放在每一個小杯子里，在每一個計數(shù)盤的左邊。這些球是配重，確保計數(shù)托盤將重置為正常方向（向左傾斜）后，他們清空球。每個計數(shù)盤的背面都有一個孔，用于安裝M3螺栓。這樣可以調(diào)整配重。當合適的大理石滾動到托盤上時，您希望每個托盤保持靜止（或幾乎靜止）。如果當球滾進去時，它向前傾斜超過一個抖動，那么你就需要通過后退螺栓來增加重量，直到托盤保持靜止。如果你需要更大的重量，可以使用更長的螺栓或者加一個螺母。托盤應該保持向左傾斜，即使前排裝滿了球。一旦計數(shù)滿了，下一個球ente應該使托盤向右傾斜并清空所有的球。如果托盤沒有與最后一個球一起向右傾斜，或者如果在所有球離開托盤之前托盤反彈，則需要通過進一步擰入螺栓或更換較短（較輕）的螺栓來減輕配重。這將需要一些實驗，但如果它沒有調(diào)好，時鐘會掉球，甚至可能根本不工作。
接下來，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?。回程坡道應該排成一行。當這兩個部件粘在一起后，你可以把它們粘在底座上，只要確保所有的斜面都對齊，球可以很容易地沿著回球斜面向下移動，并到達底座上的斜面。你要先測試一下再粘！公差是相當嚴格，所以你可能會發(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。
將馬達殼體與電子設備和步進馬達組裝在一起。如果你用一個試驗板來安裝芯片，你可以用M3螺絲把試驗板固定在外殼下面的支架上。把電源插座裝在后面，把步進電機裝在外殼的側(cè)面，這樣主軸就可以穿過大圓。然后用3個M3螺釘將背面固定到外殼上。請注意，此型號中使用的所有螺釘均為自攻螺釘。所有接收孔都沒有預螺紋。
使用定位螺釘將安裝輪轂連接到步進電機的主軸。輪轂上的凸耳應朝向電機。輪轂應與主軸端部齊平（或接近齊平）。確保輪轂轉(zhuǎn)動自如，并盡可能與主軸垂直。如果擺動過大，提升輪可能會卡住。
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。您需要逆時針轉(zhuǎn)動車輪才能連接它。這是為了防止車輪在運行過程中從輪轂上掉線。安裝車輪時，可以打印并使用輪轂扳手防止輪轂轉(zhuǎn)動。小心不要過緊。僅僅用手指緊就夠緊了。
現(xiàn)在是時候把馬達總成放在底座上，然后把它滑到斜坡旁邊。你得試著把它滑到多近的地方。這里有一個真正的水平打印床墊最。即使有一個非常好的校準打印機，您的車輪可能會有那么輕微的調(diào)整，擦傷了模型在一些地方。你希望它離底部斜坡足夠近，一次一個接一個球，但距離足夠遠，摩擦力不會束縛馬達。
請注意，車輪的設計，使一個球?qū)⒆谥皇怯悬c自豪時，它是在電梯口袋進行。這意味著輪子不需要被時鐘猛撞。這也意味著球?qū)⒈徊东@更順利比他們會如果口袋更深。你應該有至少一毫米或兩毫米的間隙。
測試一下。一旦您對電機外殼和提升輪的位置滿意，就可以用幾個M3螺釘將它們固定到位。
設置時鐘和讀取時間：
時間到了