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da andreafranz » lun mar 23, 2020 3:58 pm
Buongiorno a tutti,
allego qualche dettaglio sulla costruzione dell'orologio da parete comandato da hardware "Arduino"
scheda arduino "uno" costo 10 euro
scheda di controllo CNC shield protoneer ver. 3.0 costo 5 euro compatibile ed installabile direttamente su arduino uno
2 stepper motor driver costo 2 euro cad (la scheda supporta fino a 4 motori) da installare direttamente sulla scheda
2 motori passo passo Nema 17 costo 10 euro cad
tutto il kit ,motori esclusi, si trova a 15 euro su ebay
2 microswitch magnetici magnetic glass reed costo 10 pz X 3 euro
funzionamento:
il sistema Arduino provvede, mediante un software adeguato, a far procedere il motore "minuti" di un passo pari a 1,8 gradi
ogni 18 sec. quindi giro completo di 360° in 3600 sec ( 1 ora).
il motore "ore" fa un passo di 1,8° ogni 12 impulsi del motore minuti facendo appunto 360° in 12 ore.
Arduino fornisce gli input ogni tot millisec ma rimane la necessità di comandare i motori ecco perchè la scheda cnc shield e
i motor drivers.
problema 1
è necessario forare il muro con una punta sufficientemente lunga (60 cm nel mio caso) ma in modo assolutamente perpendicolare
al muro stesso. Piccole variazioni dell'angolo a dx o sx, in su o giù provocano poi l'urto delle lancette con il quadrante.
Questo dettaglio mi ha fatto impazzire.
problema 2
non conoscendo la precisione del clock di arduino ed essendo l'orologio abbastanza irraggiungibile c'è la necessità di un
controllo remoto. ( piccoli ritardi dovuti al movimento motori si accumulano, cambio ora un paio di volte anno ecc)
ho installato all'interno dell'edificio rispettivamente di fronte ai motori due piccolissimi microswitch magnetici ad ore 12 dei minuti e ad ore 6 delle ore
due piccole lancette magnetiche inserite direttamente sull'albero motore fanno scattare gli interruttori quando ci passano davanti
Alle ore 6 e alle 18 un "preciso" cronotermostato al quarzo (modello da riscaldamento alloggio) chiude un contatto su arduino e i motori si azionano in continuo fino a quando il magnete non fa scattare il microswitch bloccando i motori a ore 6.00.
questo è il rifasamento ogni 12 ore di cui parlavo nel post precedente.
In realtà arduino è molto più preciso di quanto pensassi ma almeno al cambio ora stagionale non devo pigliare la scala e spostare le lancette!!!
problema 3
i motori passo passo sono regolabili ogni quando fare un passo ma l'accelerazione è fissa e molto elevata.
il sistema albero/lancetta ha un gioco di leve molto sfavorevole (ogni spostamento di 1,8 gradi sono cm alla punta della lancetta minuti).
Ho interposto un giunto elastico tra albero motore e albero passante il muro im modo da ammortizzare l'accelerazione del motore.
Fondamentale è stato poi il bilanciamento della lancetta dei minuti con una placchetta di piombo sulla coda altrimenti c'era un fastidioso tremolio al bloccaggio.
in aggiunta per dar "fiato" ai motori ho scelto di metterli in stand by tra un passo e l'altro quindi in pratica si disattivano e si sganciano. Se la lancetta è più pesante da un lato cade tristemente tra le 12 e le 6 e non risale tra le 6 e le 12!
Ad oggi (dopo 3 giorni) il sistema va ed è molto preciso. speriamo resista!
ps: il sito Aisor non mi permette di allegare files di testo, aggiungo qui sotto il file di programmazione.
se qualcuno è interessato può leggerselo o caricarlo direttamente da txt su un arduino.
ogni modifica o commento sono assolutamente bene accetti, anzi richiesti, se si vuole migliorare è indispensabile il contributo di tutti.
ciao, a presto
// Orologio con motori passo-passo By Andrea & Piero
//
int minuti;
int ore;
int totminuti;
int disrif; //disabilita lettura rifasamento per un'ora
int lettrif; //lettura consenso per continuare rifasamento
int pin9; //lettura input digitale switch minuti (attivo se =0)
int pin10; //lettura input digitale switch ore (attivo =0)
int pin11; // input per iniziare rifasamento
void setup () // inizializza le variabili
{
pinMode (5, OUTPUT); //inizializza pin 5 (direz. ore) come output
pinMode (6, OUTPUT); //inizializza pin 6 (direz. minuti) come output
pinMode (9, INPUT_PULLUP); //inizializza pin 7 come input dello switch
// motore dei minuti a ore 12 (va messo a massa
// per quota raggiunta)
pinMode (2, OUTPUT); //inizializza pin 2 (impulso ore)come output
pinMode (3, OUTPUT); //inizializza pin 3 (impulso minuti)come output
pinMode (10,INPUT_PULLUP);// inizializza pin 10 come input dello switch
//motore delle ore a ore 12 (va messo a massa per
// quota raggiunta)
pinMode (8, OUTPUT); //inizializza pin 8 (abilitazione motori) come output
pinMode (11, INPUT_PULLUP); //input digitale per iniziare rifasamento
digitalWrite (8, HIGH); //disabilita motori
minuti=0;
ore=0;
totminuti=0;
disrif=0; // contatore per disabilitare lettura consenso rifasamento
// dopo la lettura viene portato a 12000 e decrementato
// ogni minuto per rileggere l'input dopo un'ora
// 12000 = 60(minuti)*200(impulsi/minuto
// finchè <>0 lettura rifasamento disabilitata
}
void loop () // programma
{
if(disrif>0) disrif=disrif-1;
delay(17450); //aspetta 18 secondi
digitalWrite (8, LOW); //abilita motori (attivo LOW)
delay(10);
digitalWrite(6,LOW); //direzione motore minuti
digitalWrite (3, HIGH); //esegui 1 step
delayMicroseconds (800); //aspetta 800 microsecondi
digitalWrite (3, LOW); //abbassa il pin step
delay(500); //aspetta 1/2 secondo
digitalWrite (8, HIGH); //disabilita motori
minuti=minuti+1;
totminuti=totminuti+1;
if (minuti==200)
{
minuti=0;
ore=ore+1;
}
if(totminuti==12)
// dopo 12 impulsi sui minuti, da' un impulso sul motore ore
{totminuti=0; // riporta a zero totalizzatore minuti
digitalWrite (8, LOW); //abilita motori (attivo LOW)
delay(10);
digitalWrite(5,LOW); //direzione motore ore
digitalWrite (2, HIGH); //esegui 1 step
delayMicroseconds (800); //aspetta 800 microsecondi
digitalWrite (2, LOW); //abbassa il pin step
delay(500); // aspetta 1/2 secondo
digitalWrite (8, HIGH); //disabilita motori
if(ore==200) // quando la lancetta ore è sul 12, riporta a zero
{
ore =0;
}
}
//
//controlla se devi eseguire rifasamento
//
if (disrif==0)
{
{lettrif=digitalRead(11); //leggi input consenso rifasamento
}
if(lettrif==0)
{
disrif=12000; //disabilita lettura consenso rifasamento per un'ora
/* tratta rifasamento incrementando gli impulsi
sia delle ore che dei minuti finchè l'input digitale
di ciascuno dei 2 motori sia attivo
*/
pin10=digitalRead(10);
while(pin10==1) // esegui uno step finchè non va a 0
{
digitalWrite (8, LOW); //abilita motori (attivo LOW)
delay(10);
digitalWrite(5,LOW); //direzione motore ore
digitalWrite (2, HIGH); //esegui 1 step
delayMicroseconds (800); //aspetta 800 microsecondi
digitalWrite (2, LOW); //abbassa il pin step
delay(10);
digitalWrite (8, HIGH); //disabilita motori
pin10=digitalRead(10);
}
pin9=digitalRead(9); //leggi switch minuti
while(pin9==1) // esegui step finchè non va a false
{
digitalWrite (8, LOW); //abilita motori (attivo LOW)
delay(10);
digitalWrite(6,LOW); //direzione motore minuti
digitalWrite (3, HIGH); //esegui 1 step
delayMicroseconds (800); //aspetta 800 microsecondi
digitalWrite (3, LOW); //abbassa il pin step
delay(10);
digitalWrite (8, HIGH); //disabilita motori
pin9=digitalRead(9);
}
}
}
}
