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俺也作旋转时钟(连载)

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huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
去年好象是9月份时候看匠人jj说要作个旋转时钟,网上找了下老外作的视频,呵呵,看的很眼馋.琢磨着不自量力的也作一个.
寒假,闭门造车的写完了初步程序,包括有红外遥控和无线显示更新,自己喜欢用avr,所以用m16写的,16mhz指令速度,算算不必要考虑太多速度问题.画了个pcb板,本来打算乘毕业设计搭顺路车作板,后来因为一些事情,没有搞了.写好的程序也丢了.
6月份上班,某天,老板叫我马上出板,突然的给电了一下想起以前琢磨过的这个玩意,马上赶时间20分钟匆忙画了个pcb,暗自庆幸搭上了顺路车.公司有台很破很土很久很原始的铣床,80年代的.也就一个钻头,x,y轴摇杆.估计定位最多1mm精度.于是,偶就偷偷的跟在工程部后面偷师,看了一天知道操作那个破玩意了.每天下班偷偷的操作一会进行磨边,发挥蚂蚁吭大象精神,逐渐的把旋转时钟的外壳用有机玻璃加工出来了(主要是很新鲜好玩,很有兴趣,写程序就没这个兴趣了).没办法作成圆形的,作三角形,正方形也太土了,只好作了个八角形.嘿嘿,凑合着能看(有机玻璃也用滴公司的,不要让boss知道少了玻璃块,不过我很聪明,每次从用过的玻璃块上裁一小块,嘿嘿,都刻刀的干活,电磨电锯也没有,手臂很酸).电机一直想用无刷无感的那种电机,驱动起来挺麻烦的,不过偶已经基本上掌握了驱动技术.另加一个m8,几个mos管,驱动起来木有问题滴.先打算用直流电机凑合着.电路板一直以为作的宽大一点会稳定一些,也没想到重心问题在高速下这么明显,结果装上电路板一试,我都想哭了,这,这简直就是拖拉机啊,还给匠人和老x砸了几砖头.现在重新画了块,作很窄,长边8cm长 1.4cm宽  短边5cm长 2.2cm宽 尽量的重心在轴线上,丝印了画了很多条准心,不知道的还以为是作瞄准用的,到处有喷锡留给以后配重焊东西.最近没有作板,等吧.而且最近焦头烂额的,这个东西暂时放下,等过阵看后续吧.
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huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:19 | 只看该作者

班门弄斧说下原理

说实话觉得匠人废话很多.....
这个东西在软件上很简单的,看一下视频就知道了.硬件才麻烦,要想作漂亮很难的.俺稍微说下自己想法.
俺先说软件了.首先,找个老外作的视频看下,分别看下转动和不转动.不转动时候是一排led,转动起来就是图片了.显然和多位数码管显示一个原理,是靠扫描实现的. 知道液晶图片取模,自然也就知道这个怎么取字模了.转动起来是一个圆,假设分360度,则每过一度就改变显示内容.
显示软件:需要一个显示缓冲区,一个电平比较中断比如外中断/模拟比较中断,一个定时器.
显示相关的软件伪代码
1周期同步中断 光电/霍而啥的都可以.
{
计下本周所用时间(认为此处是360度),
本周时间/360=下周每次显示的步进时间间隔(电机速度变化不会非常快).
让定是器重新计时
显示一次(认为此处是0度处)
}
2 顶事器匹配或溢出中断 每度产生一次 溢出或匹配什么的自己弄
{
显示一次
步进一次
}
3 显示程序
{
如果图片形式
取显存送到led

如果是指针形式
判断当前角度是否要显示
如果要显示,显示相应指针模
如果不要显示 灭灯
}
时钟软件
用单片机作一个时钟谁都会,数码形式显示时间也都会,就是更新显示缓存就可以了,显示图片,汉字什么的都一个原理了. 只说简单的模拟钟. 先套出模拟指针的字模(假设只用一列显示),作为一个常数定义就可以了.
1时钟更新
{
如果一秒到
{
更新时间
如果分钟到

更新时间
如果小时到
更新时间
如果天到
更新日期
~~~~~~~~
}
}
更新数字钟显存秒位
秒钟角度=x*9360/60)
更新分钟显存
分钟角度=x*(360/60)
更新小时显存
小时角度=x*(360/12)+(分钟)*(360/12/60)
~~~~~~~~~
}
上面貌似还有遗漏,这几天焦头烂额,头脑不清楚,先凑合着看吧.
这样一来,核心部分就封装好了,改动只需要首先确认mcu是否足够快,顶是器,io口,中断是否足够多和足够用(比如顶是器范围和精度).修改中断定义等就好了.对外接口也就是修改时间,改变显存,改变标志串比如显示标志等. 
显示图片,红外遥控等等杂七杂八东西都往上加就可以了.最后目的都是要显示出来,而显示出来也就改变标志,改变显存内容.软件部分如果对弹片机各模块熟悉,估计也就个3天能闭门造车的大体上整好个核心,再到硬件上去调.
Pcb板问题,上次已经挨大家砖头了,不敢说话,等哪天或者哪个世纪偶的板子回来了再说吧.不然偶又要挨砖头了.要是那种柔性pcb,微贴片高亮led加上裸片mcu估计会很好的.那样子就够轻巧了.
供电问题,这是一个和麻烦的问题啊,匠人意见是电刷,老x意见旋转发电.这两种比较有代表性,不过我觉得缺陷都很大.电刷磨起来很不爽的,旋转发电效率不好.至于其他网友说的先进技术,似乎不适合玩.俺自己的想法一直没说.其实匠人的想法再稍微改动一下就是俺的想法了.试想一下,负极供电都已经借助电机轴解决了,为什么我们不用同样的办法来解决正极供电而非要另起炉灶呢.负极供电其实是一个轴承结构解决的.正极也可以用同样方式的.电机轴上再加一个轴承结构.这样电机轴从内到外就是电机原轴—绝缘层---固定金属层(接电路板)----滑动金属层(接电源). 这个结构和电机本身结构差不多的,实际运行中,是中间的金属层随电机轴转动而最外金属层固定. 这个当然业余条件下很难找到成品.不过,可以自己diy的.而且和匠人最后的做法和相似.用热缩管套在轴上当绝缘层.再套一个金属管,紧紧的套在热缩管上,不同的是匠人jj的是上面外扩,而我是下面外扩(如果考虑任何角度都能工作,上面也要外扩),类似天线的稍微内收那样就可以了.外面再找个金属管套上面能滑动,下面的外扩结构可以使金属管不会掉下去,其实下面的电机已经固定了,还往哪掉?所以外扩结构都不是必须的.当然大家都猜到了最好的材料是什么,剪根天线就可以完成这些了(要选择恰好两个金属管间有点点间隙,也许你要剪两根).这个不是很紧的接触,电流不大,不用考虑火花什么的,因为转动有震动,难免会有瞬间掉电的可能性,在电路板上加上几个贴片电容没问题吧,难道供电0.01s还不成?,一个1206封状的10uf,10个堆一起也用不到多重多大.这样可以作到基本无磨损的.对于匠人jj的上面外扩撑起电路板,我是这样解决的.找个铜螺丝(孔径比电机轴小)然后用电钻稍微的扩到比轴略小(不要让boss知道,偶又在损害公司设备,不然估计会有菜刀飞过来),然后,风枪伺候,乘热把螺丝套轴上,冷下来自然就紧了(偶记得是小学读物里的,煤矿的金刚钻也是这样热加工的) ,拿螺丝冷缩的来托住电路板,应该比匠人jj的破铁片剪开要好些吧.
电机的选择,既然是自己玩,就不用考虑成本.直流有刷电机效率低,容易抖动,噪音大,干脆用无刷吧.噪音小,效率高,控制能力强(精确的控制每秒多少转,显示部分几乎不要再同步了),寿命长.比如我手头这个,很小巧的,,连轴一起高度是近4cm而且轴部分占多,外转子(这样一来电路板就帖在很大的一个平面上,很稳定了.不过供电得从上面吊一根线了),都可以放到我作的盒子里面了,实现完全密封挂墙上了.加上我的微磨损供电结构,哈哈,噪音和磨损问题都搞定了.再加上感光管,必要时候就停止转动.8过,无刷无感电机驱动起来难度还是有的,得另用一片单片机而且性能还不能太低.偶这个是12磁极的,如果每秒200转,处理起来也不是这么容易的.至于价格,我都很想不通,这样一个电机,也就几根漆包线,几块磁钢,几块不锈钢,100淫民贝左右.这样,配上一个漂亮外壳,纯材料费就是近200了.至于匠人说他的钟价值近200我就不太相信了.
盒子,俺还是觉得用有机玻璃的很漂亮(主要是没钱,有钱我就用水晶,用宝石,用钻石了).要是有一台好的机床,那简直就可以…… .至少上面镂个花镂个字不成问题.边沿曲线也可以作的很漂亮,可惜偶是台破机器.不过至少是个密封的壳了,晶莹剔透,还是八角形,隐藏八卦玄机哦.比匠人jj那个应该要漂亮些,哈哈。
其实,我的很多想法和匠人jj是相似的.比如供电,比如有机玻璃.嘿嘿,等俺的出来,一定要把匠人的比下去,看谁的漂亮舒服.
还有,,还有的留下次说吧.很不好意思的说目前还没有盖完这个烂尾楼,我还是等着看老x的钟.我的最近是出不来了,真的烦的要死,杂七杂八的,感觉是瞎忙碌却没什么收获.难道小公司都这样吗?
最后,偶上几个图吧,偶可是下班乘boss不在才敢这么正大光明的把玩意摆桌子上.还好偶boss不上21ic滴.发现不了俺,哇咔咔.
软件等搞定了再帖

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板凳
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:20 | 只看该作者

外壳

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地板
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:21 | 只看该作者

有刷电机

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huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:23 | 只看该作者

无刷电机

[img]https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20079/200792314380415.jpg[img]
[img]https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20079/2007923143835331.jpg[img]
[img]https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20079/2007923143910602.jpg[img]

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huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:23 | 只看该作者

~~整个结构可全封盒子里,只引两电源线

`````

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7
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 14:25 | 只看该作者

昂贵的无刷电机

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xwj| | 2008-8-8 14:53 | 只看该作者

呵呵,不错! 壳子做的挺漂亮的:-)

说说供电方法:
1、简单点就直接电刷加个绝缘套筒了;
2、要摩擦小受命长的话将上面的电刷加个绝缘套筒换成微型轴承,变滑动摩擦为滚动摩擦,结构、安装也方便点;
3、感应发电,这个方法与转速相关,且消耗电机功率,放弃;
4、分体式开关变压器:采用两片磁罐做无接触变压器,做产品的话我会用这个方法,做实验的话还没去找材料:-)

黄启的那种电机要不了多少钱的,淘宝上也就二、三十元,
供电看来只能用方法1、2,用不明显的导线加弹簧从前面顶上去了

无刷电机尽量用相数多KV值低的,以保证转矩

如果是用有刷电机的话,有刷电机低转速(大负载转矩)时效率很低,最好加一级减速

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9
computer00| | 2008-8-8 14:57 | 只看该作者

搞个装刻录光盘的盒子,做个磁悬浮的比较好玩~~~

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xwj| | 2008-8-8 14:59 | 只看该作者

公司有铣床的话在机械加工上要省很多很多力气的

哪怕是很破很土很久很原始的铣床:-)

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11
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 15:01 | 只看该作者

不会吧,靠,我被人骗了??? 说是近100呀..这么小个的

我等着看老x的,我的要搁着了.

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12
程序匠人| | 2008-8-8 15:14 | 只看该作者

讨论

1、关于电刷结构。你这还是滑环+电刷的结构,只不过,你的电刷是环形的,并且是套在滑环上的。这个方法,匠人也想到过,后来担心摩擦面积太大,阻力太大了,而且磨损更厉害,所以没有采用。不知你的想法有没有经过实践验证?另外一个问题是,你的结构是别人很难复制的,上哪里去找那天线杆啊?而匠人用的那个滑环,可以电子市场上的标准接插件,零售只要1毛钱一个。

2、关于电机。用100元的电机,您真是有钱淫啊。匠人无语中。。。。

3、关于有机玻璃,你目前这个玻璃做得再好看,也肯定不如匠人的好。原因嘛。。。提醒你一下,想一想:匠人为什么要用黑色的有机玻璃做底座?

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13
yewuyi| | 2008-8-8 15:19 | 只看该作者

最近俺也玩了一个小直流电机的玩意

TLLD,不能装传感器,连个限位开关都不能装,只能依靠电机堵转电流和负载上拉和负载下放的电流不同来做定位。


哈哈,异想天开,突然感觉,LZ的‘偏心轮’结构说不定也能用电流的方法来判断位置。。。

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14
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 15:20 | 只看该作者

re

 转了下,天线弄好点,转起来还是蛮好的啊.天线也容易找啊,收音机,遥控什么的都有
 电机没有花钱啦,我怎么会花100去买电机,那半个月是不要吃饭了.
 我也猜想有机玻璃有光学上问题,还没装壳试过,,, 

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15
程序匠人| | 2008-8-8 15:23 | 只看该作者

re

外层滑动金属层(电刷),与里层的固定金属层直接的滑动摩擦要是能改成滚动摩擦就好了,可惜匠人没找到这小的合适的微型轴承。你们要是能找到,告诉一声。

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16
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 15:24 | 只看该作者

反光什么的,把玻璃表面处理一下呢..

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17
程序匠人| | 2008-8-8 15:26 | 只看该作者

转10分钟后再来报告

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18
huangqi412|  楼主 | 2008-8-8 15:31 | 只看该作者

哎,过阵看能继续不,最近个多星期是烦死了

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19
xwj| | 2008-8-8 15:31 | 只看该作者

呵呵,微型模型轴承也就2、3块钱一个

航模店、轴承店都有卖的

问题俺现在在关外,要买点什么东西真TNND麻烦啊....

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20
xwj| | 2008-8-8 15:37 | 只看该作者

至于动力,我觉得还是得减速才行

不然电机效率特低,会严重发热的

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