用Arduino自制一个只有表针，没有表盘的“空心时钟”

祝大家端午节快乐！

这周我们来一起看看如何用Arduino自制一个只有表针，没有表盘的“空心时钟”。

看起来还是挺炫酷的，再放几张网友们参照教程做的图欣赏一下：






▲ 视频演示材料

准备

• 步进电机28BYJ-48和驱动板包括
• 用于控制步进电机的微控制器（比如Arduino nano）
• 2mm x 10mm自攻螺钉 * 8
• 润滑脂（高粘性）
  

这个时钟可以用大多数常见的200 x 200mm打印机打印，除了装饰部分（index.stl，203 x 203mm）。

文章最后还有一个缩小小的版本（85%）。

文中所有的涉及的STL文件可以到文末下载。
第1步：打印零件

• 打印零件
• 有些零件需要支撑
• 好好去毛刺，特别是几个非常小的齿轮（时钟中心的蜗轮和小齿轮）
  

相关STL文件可以到文末下载。
第2步：组装蜗杆传动系统

• 用烙铁进行塑料焊接，对于连接gear.stl、axis.stl和worm-gear.stl相互之间是很有用的。
• 你也可以使用一些安全的胶水，如双组分环氧胶。
• 在中央齿轮中注入一点油脂。不仅可以减少摩擦，而且可以减少齿隙。
• 中央齿轮的齿隙对时钟的精确性影响很大。h-gear1.1x.stl比原来的h-gear.stl要大一点，以抑制齿隙。中央齿轮的齿隙对时钟的精确性影响很大。从两个候选中选择更好的小齿轮。h-gear1.1x.stl比原来的h-gear.stl大一点。
  

第3步：组装电机驱动器

• 如果2毫米自攻螺钉的头部比步进电机的孔小，请使用垫圈或换更大的螺钉。
  

第4步：啮合分钟旋转器和时钟的主体

• 为了避免齿轮脱落，我们可以翻转机身一侧（上图中的绿色部分)，然后把顶部的钩子钩住。
• 需要使用三颗自攻螺钉安装分钟盖。
  

第5步：安装时针

• 注意使用自攻螺丝安装时针的时候不要拧太紧了，当你调整时钟时，它应该是会滑动的
• 固定好其他部分
  

第6步：准备电路

• 将Nano的端口4、5、6和7连接到步进电机驱动器
• 连接VCC（+5V）和GND
  

如果你想把整个电路封闭起来放到盒子里，可以打印零件做个盒子（相关文件放在文末）。

然后用两个2毫米的自攻螺钉来组装起来。

第7步：程序



将代码闪到Arduino上。把代码上传到Arduino IDE 上。

如果你的电机跑错了方向，请修改代码中的数字顺序：
int port[4] = {4, 5, 6, 7};

改为
int port[4] = {7, 6, 5, 4};

这上面的数字和Arduino Nano的针脚有关（D4-D7）。

完整代码如下：
// Please tune the following value if the clock gains or loses.
// Theoretically, standard of this value is 60000.
#define MILLIS_PER_MIN 60000 // milliseconds per a minute

// Motor and clock parameters
// 4096 * 110 / 8 = 56320
#define STEPS_PER_ROTATION 56320 // steps for a full turn of minute rotor

// wait for a single step of stepper
int delaytime = 2;

// ports used to control the stepper motor
// if your motor rotate to the opposite direction,
// change the order as {4, 5, 6, 7};
int port[4] = {4, 5, 6, 7};

// sequence of stepper motor control
int seq[8][4] = {
  {  LOW, HIGH, HIGH,  LOW},
  {  LOW,  LOW, HIGH,  LOW},
  {  LOW,  LOW, HIGH, HIGH},
  {  LOW,  LOW,  LOW, HIGH},
  { HIGH,  LOW,  LOW, HIGH},
  { HIGH,  LOW,  LOW,  LOW},
  { HIGH, HIGH,  LOW,  LOW},
  {  LOW, HIGH,  LOW,  LOW}
};

void rotate(int step) {
  static int phase = 0;
  int i, j;
  int delta = (step > 0) ? 1 : 7;
  int dt = 20;

  step = (step > 0) ? step : -step;
  for(j = 0; j < step; j++) {
    phase = (phase + delta) % 8;
    for(i = 0; i < 4; i++) {
      digitalWrite(port, seq[phase]);
    }
    delay(dt);
    if(dt > delaytime) dt--;
  }
  // power cut
  for(i = 0; i < 4; i++) {
    digitalWrite(port, LOW);
  }
}
void setup() {
  pinMode(port[0], OUTPUT);
  pinMode(port[1], OUTPUT);
  pinMode(port[2], OUTPUT);
  pinMode(port[3], OUTPUT);
  rotate(-20); // for approach run
  rotate(20); // approach run without heavy load
  rotate(STEPS_PER_ROTATION / 60);
}

void loop() {
  static long prev_min = 0, prev_pos = 0;
  long min;
  static long pos;

  min = millis() / MILLIS_PER_MIN;
  if(prev_min == min) {
    return;
  }
  prev_min = min;
  pos = (STEPS_PER_ROTATION * min) / 60;
  rotate(-20); // for approach run
  rotate(20); // approach run without heavy load
  rotate(pos - prev_pos);
  prev_pos = pos;
}
第8步：测试和调整

• 由于齿轮组有一定的齿隙，因此时针的位置会在左右两边出现偏差。为了解决这个问题，可以在那里插入一些柔软的材料，比如毛毡或海绵，来提供一点摩擦。
• 在指针上涂上油漆可以提高能见度。颜料型涂料比染料型油墨好，后者会有毛细现象扩散。
  

你还可以在https://www.thingiverse.com/thing:5142739 的评论中找到一些有用的信息。
第9步：调整时间

• 用Nano的复位按钮把时间设置提前一分钟
• 在电机旋转时，再用复位按钮进行精调
• 时针可以直接用手调整（靠摩擦）
  

第10步：较小版本（可选）

• 对于较小的3D打印机（如Prusa mini，180x180cm），作者还准备了85%的缩放版本。
  

STL文件同样打包好了放在下面的链接里。
原文链接：https://www.instructables.com/Hollow-Clock-3/

原项目作者: shiura

译文首发：DF创客社区
开源项目，转载请务必注明项目出处与原作者信息

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厉害厉害！

wow心动了

TuTu 发表于 2022-6-20 14:48
wow心动了

优秀！！

这个不错

厉害，学会了

颜值满分

派大星ym 发表于 2022-8-1 13:01
颜值满分

666666666666666

6666666666

好看                    

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