Como funciona o relógio
Finalmente decidi trabalhar com o Arduino, e como resultado fiz meu primeiro projeto: um relógio digital totalmente mecânico.

Componentes
Eletrônicos:
- (1) Arduino Nano.
- (2) PCA9685 servo drivers PWM de 16 canais e 12 bits.
- (1) DS3231 Real Time Clock (RTC).
- (1) Interruptor de toque TTP223B.
- (33) Servo motor SG90.
- (2) Servo motores 20KG potentes.
- (1) Chave de sinal do servo motor.
- (1) Fonte de alimentação 12V 6A.
Materiais:
- Contraplacado de nogueira 3 mm.
- Folheado de nogueira.
- Plexiglas 3 mm.
- Fio de aço carbono.
- Parafusos.
- Imãs permanentes.
- Bolas de metal 6 mm.
Equipamento:
- Cortador a laser Glowforge .
- Várias ferramentas.
Etapa 1: esquemático e código
O diagrama esquemático do dispositivo é bastante simples. Tudo se conecta a tudo via SDA, SCL, aterramento e pinos V +.
O código como um todo funciona de acordo com os seguintes princípios:
- Cada motor é controlado por uma ou duas placas PCA9685. Cada dígito tem 7 segmentos - 14 servos para horas e 14 para minutos. Existem dois motores mais potentes que giram o corpo, 4 elevam a plataforma e 1 para o cólon.
- O tempo é obtido do chip do relógio em tempo real.
- Incluí um interruptor de toque no circuito para poder mudar os formatos do relógio (12/24 horas).
Etapa 2: prototipagem




Números e números
Cada número possui 7 segmentos. Cada segmento é acionado por um servo motor. Um dos maiores desafios era posicionar os servos para minimizar o tamanho geral do relógio. O design do computador ajudou muito aqui.
Comecei com um único dígito. A foto mostra os caminhos do mecanismo de levantamento, ao longo dos quais, de acordo com o plano original, as bolas deveriam se mover. Eu também queria que todas as bolas caíssem primeiro, quando a hora atual mudasse - mas este sistema acabou sendo muito complicado. E é bom, já que o relógio ainda está funcionando alto o suficiente - e a cada minuto, cem bolas caindo provavelmente começariam a incomodar rapidamente.
Etapa 3: design



Tronco
Os servomotores são conectados aos fios de conexão. Um fio vai para cada um dos segmentos numéricos e há quatro ímãs para cada segmento. Você só precisa repetir tudo 28 vezes.
A primeira camada são os ímãs, a segunda contém os servos, a terceira contém os componentes eletrônicos e, em seguida, há a parede posterior. Sim, talvez o layout seja muito apertado - o que fazer.
Nas paredes laterais estão dois motores de 20Kg que giram todo o corpo para carregar e descarregar as bolas. A propósito, no futuro não usarei materiais diferentes para um projeto. Eu queria que o relógio fosse quase transparente, com um pequeno acabamento em madeira. Era muito difícil trabalhar com materiais de espessuras diferentes, que também produziam espessuras de corte diferentes em um cortador a laser.
Mecanismo de elevação (parte inferior)
A talha possui 4 motores para ajudar a elevar e baixar a plataforma onde as esferas de aço se alinham com os segmentos numéricos. A elevação é realizada por meio de uma simples transmissão de cremalheira e pinhão.
Pernas
A alimentação de 12 V é fornecida pela parte inferior do gabinete. Consegui esconder bem os fios em uma das pernas, para que os fios não fiquem presos ali.
Etapa 4: retoques finais


Ao projetar um relógio, sempre me lembrava da necessidade de fazer um design duplo. Uma das variantes do relógio parece ser feita inteiramente de madeira. E se você remover essas sobreposições, poderá ver o interior e a operação do mecanismo. Agora eu entendo que gosto mais deles com sobreposições, porém, o projeto fica muito legal sem eles.