Flip-Clock

Источник:

www.printables.com

Репозиторий GitHub: https://github.com/iz2k/flip-lock

3D дизайн
Разработка аппаратного обеспечения и прошивки печатной платы
Разработка программного обеспечения Raspberry Pi
Руководство пользователя
Пере��идные часы

Flip-Clock — это старый стильный классический будильник с современными функциями, такими как автоматическая настройка времени, прогноз погоды, FM-радио или воспроизведение Spotify. Устройство состоит из трех напечатанных на 3D-принтере перевернутых цифр, печатной платы со встроенными драйверами для шаговых двигателей, управляющих цифрами, и Raspberry Pi 3 A+ с динамиками мощностью 3 Вт для запуска основного кода.

Вся механика и электроника смонтированы внутри элегантной крышки, напечатанной на 3D-принтере. Кроме того, в пользовательский интерфейс включены панель повтора сигнала, два поворотных энкодера и светодиодная лента RGBW.

Части
Перевернутые цифры, напечатанные на 3D-принтере

Каждая перекидная цифра состоит из опорной конструкции с двумя подшипниками. Ось размещена внутри подшипников, удерживающих два держателя закрылков. Все створки закреплены внутри этих держателей. Движение цифры достигается с помощью шагового двигателя и двух шестерен. ИК-передатчик и ИК-приемник расположены сверху и снизу закрылков для обнаружения переходов. Кроме того, рядом с шестернями размещен концевой выключатель для синхронизации с ним каждого оборота.

Подчасти
Структура поддержки
Подшипники (623-2RS)
Ось
Держатели клапанов
закрылки
Шестерни
Шаговый двигатель (28BYJ-48)
ИК-передатчик (ИК-диод)
ИК-приемник (ИК-фотодиод)
Концевой выключатель (CLW1093)

Плата контроллера FlipDigitController

Печатная плата FlipDigitController включает в себя микроконтроллер и драйверы для управления шаговыми двигателями. Кроме того, печатная плата также управляет ИК-передатчиком и приемником для обнаружения перемещения закрылков и концевым выключателем для автоматической синхронизации оси. Плата имеет интерфейс UART для протокола уровня абстракции.

Текущая версия платы мо��ет обрабатывать до двух перевернутых цифр одновременно. Для устройства FlipClock использованы два блока печатной платы: один для управления часовой и минутной заслонками, другой для управления флюгерами.

Блок-схема

Подчасти
MSP430FR2433 Микроконтроллер
Компараторы INA333
Драйверы ULN2003A
3D-печатная обложка

Подчасти
Верхняя крышка, напечатанная на 3D-принтере
Нижняя крышка, напечатанная на 3D-принтере
Передняя обложка, напечатанная на 3D-принтере
Задняя крышка, напечатанная на 3D-принтере
Поворотные энкодеры

Для пользовательского интерфейса использовались два поворотных энкодера. Используемые энкодеры могут обнаруживать шаги в обоих направлениях и оснащены встроенным переключателем. Один из кодеров используется для управления громкостью (вверх/вниз/отключение звука), тогда как другой кодер управляет аудиоустройством (FM-радио/Spotify/выключение).

Энкодеры колес

Подчасти
Колесо регулировки громкости, напечатанное на 3D-принтере
Колесо управления, напечатанное на 3D-принтере
Энкодеры вращения TT EN11-HSM1AF15
Панель повтора

В верхней части устройства FlipClock имеется панель повтора сигнала. Эту панель можно использовать для включения ночника по умолчанию или для остановки/отсрочки сигнала будильника при его срабатывании. Тактильные переключатели расположены под панелью, чтобы определить, когда она нажата.

Барный переключатель

Подчасти
3D-печатная панель для сна
Тактильные переключатели EVQ-Q2S03W
NeoPixel RGBW Stick

Две светодиодные палочки NeoPixel RGBW были установлены на передней панели FlipClock, чтобы обеспечить устройству функции ночника и световых знаков.

Подчасти
NeoPixel RGBW Stick
Динамики 3 Вт

Подчасти
Комплект закрытых стереодинамиков — 3 Вт, 4 Ом
FM-радио тюнер (RTL-SDR)
Радиоприемник RTL-SDR FM-антенна

Подчасти
Ключ RTL-SDR
FM-антенна
Малиновый Пи 3 А+
Крышка стереодинамика Raspberry Pi 3 Model A+ Adafruit I2S 3 Вт

Подчасти
РПИ3 А+
Крышка стереодинамика Adafruit I2S 3 Вт
Источник питания
Корпус модуля питания PSM

Подчасти
Модуль питания ПС-05-5
Корпус, напечатанный на 3D-принтере
Электропроводка

Правильная проводка для подключения различной электроники следующая:

ПСМ-соединение:

Подраздел PIN PIN Подраздел
РПИ3 5 В 5 В ПСМ
RPI3 Земля Земля PSM

Соединение NeoPixel: