Miért lettek órák?
2021 elején kitaláltam, hogy órákat fogok összerakni karácsonyi ajándékként ismerősöknek/családtagoknak, merthogy 2020-ban mindenki naptárt kapott (az is saját készítésű persze), így ’21-ben valami mást kellett.
Azért órákra esett a választás, mert
- nagyrészt mindenkinek hasznos,
- lehetőség egyedi ötletek megvalósítására,
- lehetőség a saját mechanikai szerelési képességek javítására (kulturáltan kell kinézniük :D),
- értelmes keretek között kivitelezhető az otthoni lehetőségeken belül.
A követelmények ezek voltak:
- minél hülyébb módon mutassák az időt (részben sikerült, az igazán vad ötleteket még nem kezdtem el megvalósítani :D),
- újrahasznosított anyagok használata, ahol lehet (pipa, nagyrészt abból vannak),
- olcsó (részben összejött... mondjuk, ha a kínaiak nem küldenek vagy ötször 360 fokos szervót a rendes digitális helyett, olcsóbban kijön),
- jól nézzen ki (nem mind jött össze... vagy... egy sem :D),
- lehetőleg semmi ne legyen ragasztva, mindent csavarral.
Négy darab volt a cél, végül is 5 lett belőle. És elkészültek időre, bár kb. semmi nem úgy jött össze, ahogy szerettem volna, illetve olyan szívások voltak, amikre az ember álmában sem gondol :D. Az alap leginkább Arduino volt, aminek a saját óráját használtam (ez nem volt jó ötlet, mert a kínai Arduino-klónok órajele valami borzalmasan pontatlan, egy nap alatt el tud mászni akár egy percet is...).
Lehetett volna mindegyiket még ötféleképpen megoldani, persze. Lássuk, végül mi lett belőlük! :D
(Igen, tudom, hogy ezt is 10 perc alatt bárki összerakja, akármelyiket, még jobban, egy perc ráfordítást sem ér, mert nagyobb az óradíja valakinek, stb. :P :D)
1.
Ez készült el először. CD-henger az alap, és az elgondolás az volt, hogy két szervóval a henger palástján lehet mozgatni két mutatót egy skála előtt. Na, ezt jobban át kellett volna gondolni, mert az 50 db-os hengerben nem fért el két szervó egymás fölött :D. Hát, akkor legyen egymás mögött, akkora különbség nem lesz az ívben... aha... :D (Már akkor is jobban jártam volna, ha lapjával fordítom össze...)
Az eredmény az lett, hogy valami brutálisan eltér a két mutató íve, így elég nehéz a szélsőbb állásokat leolvasni. Mondjuk nem lehetetlen, némileg nyakmozgatós... Az óra leginkább szemmagasságban helyezhető el, mert a mutatók íve miatt a skálát sem lehetett a henger széléhez elég közel tenni. Az aljára került a szokásos két gomb, egy az órát lépteti, egy a percet, csak előre. A kettőt együtt lenyomva visszaáll 0-ra.
A felhasznált anyagok amúgy:
- Aerocool Deep Impact hűtő borzalmas gagyi szürkeöntvény ventitartója tartja a skálát,
- a skála íves fém alapja LCD keretből lett vágva,
- CD-henger az alap, ugye,
- a 7805 bontott (az Arduino Pro Mini saját stabilizátora nem bírja el a két szervót),
- bontott mikrokapcsolók, és IDE szalagkábelből származó vezetékek, bontott csavarok,
- a szervók újak, eBay-ről,
- a tápegység egy régi Samsung telefon töltője.
A legnagyobb szívás azonban csak ezután jött, mert kiderült, hogy borzalmasan pontatlan az egész, ha az Arduino saját óráját használja (ja, de nem úgy, hogy fix késik/siet, hanem össze-vissza, hol siet, hol késik :D). Tehát soros porton ki kellett vele íratni az időt, hogy be lehessen lőni egy átlagos napi eltérést, és így korrigálni pl. naponta. Ebben az a jó, hogy a soros kommunikáció tovább rontja a pontosságot... Néhány hét alatt azért sikerült belőni kb. fél másodperc per napra, ami ugyan borzalmas, de mint kiderült, sok kínai kvarc óraszerkezet se tud jobbat. :S A többi óránál már helyből ezt a módszert használtam. (Volt, amelyiknél óránként volt 10 mp eltérés...)
2.
Volt pár fölös (nagyrészt már nem olvasó) CD-meghajtóm, amiből szögegyszerű, csavarorsóval felszerelt léptetőmotor bontható (a fejmozgató). 4 vezetékes, egy mezei ebay-es motormeghajtóval megforgatható. (A modul két DC motort, vagy egy 2 tekercses léptetőt tud elvinni.) Jött az ötlet, hogy akkor két léptetővel két mutató, és voilà, lineáris óra (ha az előző nem lett volna elég lineáris). Külsőre az elképzelés az volt, valami 50-es évekbeli műszert idézzen.
Csakhogy a CD fejmotor úthossza pontosan 5,5 cm. A CD sugara 6 - akad pár olyan meghajtó, amiben 5 vagy 6 cm-es motor van, de nagy eltérések nincsenek. Tehát valahogyan meg kellett növelni a mutató úthosszát, mert 5,5 cm-es skálán olvashatatlanul kicsi számok fértek volna el.
Adja magát (és a Hobby elektronika topicban sem kaptam jobb javaslatot), hogy egy rudat kell mozgatni a CD-fejmotorral, aminek az egyik vége egy forgásponton rögzített — ez nem volt nehéz, a mutató hátsó végét lehajlítottam kör alakúra, egy csavaron forog. A csavarorsóra egy drót tekeredett, a végeit egy pár mm-es NYÁK-ra forrasztottam, és a NYÁK-on egy másik dróthurokkal rögzült a mutató, ami így el tud fordulni, és előre-hátra mozogni a drótszemben. Ez végül igen ronda lett, mert folyamatosan elakadt a mutató mozgás közben, így rengeteget kellett hajtogatni a kis kocsin, amit a csavarorsó visz. Két ilyen egység készült, egy a percet, egy az órát mutatja.
Mivel a mutatók íven mozognak, két, plexiből vágott, íves lap tartja a papírra nyomtatott skálát. A szerkezet alapja fa, a két mutatós szerkezet fémlapra épült, a cucc borítása plexi lett. Ez rendesen el lett mérve minden tekintetben :D (viszont köszi mdk01-nek a segítséget a precíz vágással, abban nem volt hiba!). Tehát az oldallapokat túl nagyra vettem, a tetejét meg keskenyre, nagy mák volt, hogy még így is össze lehetett rakni :D (Sajnos az LCD-s plexi nem a legjobb ilyesmihez, mert a jó fényterülés miatt a vastagsága sem mindnek állandó, és a legtöbbje pöttyös... :S)
A tápot USB-ről kapja, egy normálisabb 2.0-s 500 mA-s tápról elmegy. A két mikrokapcsolós beállítás ugyanúgy működik, mint az előzőnél (csak macera beállítani, mert nagyon lassan reagál a CD-fejmotor.)
Felhasznált anyagok:
- CD-fejmotor,
- elhasznált zöldségesláda fa lécei (csiszolva, lazúrozva),
- törött laptop LCD-kijelző plexije,
- LCD-kijelző fém kerete,
- PC-ház elejéből kitörhető fémlemez (ezen van a fejmotor + a mutató forgáspontja),
- PC-házból kitörhető hátlapi takarólemez,
- szokásos mikrokapcsolók, IDE kábel,
- telefonokból származó torx csavarok,
- drótból készült mutatók,
- szokásos mikrokapcsolók.
- Adtam hozzá tápot, ami egy régi telefon töltőjéből készült (kivételesen stabilizált 5V-os cucc volt...)
Új alkatrészek:
- Arduino Pro Mini klón,
- motorvezérlők,
- microUSB 2.0 breakout board, ez adja a kulturált USB aljzatot (hátrafelé néz ki a szervók mellett).
A szokásos pontossági parát meg sem említem, ezt is hetekig kellett tesztelni — illetve bajok voltak az egyik CD motor rendszeres akadásával is, és a léptetés mértékével is játszani kellett, mivel a mutatók íven mozognak.
Mivel kispóroltam a végálláskapcsolót a két mutatópályáról, az is macera volt, hogy biztosan mindig ugyanoda álljon vissza a 0-ra a két mutató — azt várná az ember, hogy egy léptetőmotornál bizonyos lépésszám minden irányba ugyanannyi utat eredményez... :D. Végül nagyon gagyi megoldás lett, egyszerűen 59 percnél és 12 óránál léptet sokat felfele, kicsit kattog a fenti határolón, és meghatározott számú lépéssel tér vissza 0-ra.
Az is érdekes volt, hogy CD-fejmotornál azonos számú lépéshez más sebességgel más úthossz tartozik... :S :D. Sajnos a hangtalanság nem jött össze, pedig a motor tud olyat, de csak nagyobb sebességeken, úgy viszont hajlamos volt elakadni...
Burkolat nélkül még készült róla egy tesztvideó is:
Illetve ez még csak a CD-fejmotor próbálgatása:
3.
Az 1. óra 90 fokkal elfordított esete — na ez a mélypont, mert igazából egy mezei kerek óra, csak a mutatók nem körben, hanem félkörben mozognak. :D. Ez álló kivitelű lett, így egy vékonyabb (25 db-os) CD-hengerbe elfért. A két szervót így ki kellett lógatni a henger alján, szerencsére a rögzítőcsavarjaik jók voltak a támasztékként szolgáló, drótból készült lábak rögzítéséhez (ezekkel a falra is lehetne akasztani). Itt legalább volt annyi eszem, hogy a két szervót lapjával rakjam össze — és az eltérés itt jól is jött, mert úgyis két külön köríven van a perc és az óra.
Egyszerűen elfelejtettem normálisan lefotózni, mert haver születésnapjára lett odaadva, hónapokkal Karácsony előtt :D
A számlap egy félbevágott CD-lemezből készült, papírból került rá a skála. Ezen kívül semmi extra, szokásos microUSB breakout board-on a tápcsatlakozó, és kész is. Plusz a szokásos problémák a mutatók pozíciójának meghatározásával, meg a pontossággal... :D
4.
Ez egy hirtelen jött ötlet volt. Tulajdonképpen egy kuka mellett talált kis kerti lámpából indult, amin volt egy jó napelem, meg egy vezérlés, az akku kuka volt.
Na de mit lehetne belőle csinálni? Volt törött házas kínai műanyag falióra, új korában is ronda volt, azóta sem lett jobb... Az óraszerkezetet kikapni nem volt macera (mondjuk valaki úgy találta ki, hogy a másodpercmutatóról van meghajtva minden, annak a tengelye meg keresztülmegy az egész szerkezeten, és a mutatóval együtt lehet kirántani...). Vagy 20 éve egy iskolai feladatban már volt CD-lemezből készített óra összerakása (csak ott a fém alkatrészek legyártása volt a lényeg), adta magát, hogy ugyanazt kell összerakni, napelemet neki, meg egy nagyobb nikkelakkut. 0 Ft-os projekt!
Aha. Ez az elmélet. Tesztelve szépen működött, mert nem volt számlap, csak leraktam az óraszerkezetet, bele egy kis akkut, a kislámpa elektronikájáról ment a töltés az akkura, az elektronikán meg lógott a napelem. Ment is ahogy kellett — kora ősszel volt elég napsütés.
PC-ház kitörhető 5,25" -os takarólemezéből lehajlítottam egy talpat, egy lyuk kellett az óraszerkezet rögzítéséhez, felfogattam rá egy döglött CD-t, arra került egy nyomtatott számlap, napelem ragasztva az aljára.
Minden rendben is volt az első pár napban, aztán jött némi felhő, és elkezdett késni. WTF.
Felsorolásszerűen a következő néhány hét:
- gyenge az akku, keresni kell olyat, ami még nem használódott el annyira, hogy magától széjjelmerüljön :D,
- gyenge a napelem, csere (szerencsére a fehérvári topicban volt sok embernél ilyen kerti lámpa, amit amúgy kidobtak volna, mert tönkrement, így lett olyan napelem, ami áramot is tud leadni :D),
- biztos rossz az elektronika (ez maradt, semmi baja),
- biztos rossz az óraszerkezet (nem, tényleg ilyen gagyi, hogy 1,4-1,5 V körül kb. pontos, de 1,2 -n már lassul...),
- mikor süt már ki a nap?
Végül lett hozzá elég combos napelem, és egy normálisabb (persze bontott) nikkelakku, így már szépen ketyegett napokig, amíg eljött a következő napsütéses időszak, és fel tudta tölteni magát. Az óraszerkezet 100-300 uA körüli áramot használhat (nincs róla egy normális adatlap, amin megadják), ami meglepően kevésnek hangzik, de még másodpercenként egy ilyen impulzussal is elég hamar leszív egy 300 mAh-s akkut, tehát combosabb kellett.
Kapott még egy kapcsolót, amivel le lehet választani az óráról a napelemet és az akkutöltő elektronikát, így sima elemet is lehet bele tenni, azzal is elvan.
A felhasznált anyagok listája itt elég egyszerű, mert minden újrahasznosított az egész cuccban :D.
5.
Ez meg nem óra lett, hanem hőmérő. Természetesen kiderült, hogy már az elgondolás is rossz volt, hogy Deprez-műszerből hőmérőt csinálunk :D. Az egész onnan indult, hogy volt egy Deprez-műszer (konkrétan kivezérlésjelző), amiért már nem volt kár, viszont ugye egy darab volt belőle. Korábban kipróbáltam, hogy hosszabb mutatót lehet vele mozgatni, hmmmm, egy hőmérőnek csak egy mutatója van...
Össze is dobtam, DS18B20 a hőmérő, egy Arduino pedig kiolvassa, és a hőmérsékletnek megfelelő feszültséget ad ki az egyik PWM kimenetén. Az Arduino mellé persze kellett egy 7805, mert amint rákötöttem egy Nokia dugasztápot (ami 8 V-t adott, terhelve 5 V) el is durrant az Arduino stabilizátora (RAW bemenet 12 V-ig...). :D. A PWM kimenetről egy potin keresztül osztódik le a feszültség a műszerre, illetve kapott még egy potit, aminek az állásától függően hozzáad/elvesz a mért értékhez. (Nulla beállítás, ugye.)
Utóbbi kellett is, mert a hosszabb mutató miatt az alapvetően gyenge alapműszer nagyon érzékeny lett a vízszintesre, tehát ha kicsit is dől a műszer, elmászik. A CD-henger, amibe beépítettem, kapott egy műanyag talpat, abba került a 7805, meg egy nehéz csavar, hogy stabilan tartsa. Skála alapja plexi, csiszolva, rá papírra nyomtatott skála, szokásos módon.
A használata tehát úgy néz ki, hogy a 220-ba bedugáskor végigmozog a -20...+60 fokos mérési tartományon, majd egy ideig 0 -t mutat, ilyenkor be lehet állítani, hogy a mutató tényleg a 0-n álljon. Ha ez megtörtént, akkor már pontosan mutatja a hőmérsékletet.
Ez a cucc sem volt egyszerű, mert a kivezérlésjelző sok minden, csak nem lineáris... A skála alján nagyon kis feszültségváltozásra is kitér, míg a másik végén már elég nagy szorzókat kellett alkalmazni a kimeneten. És persze hiba volt ilyen nagy mérési tartományt választani, -10...+50 is bőven sok lett volna. És még jobb lett volna egy nagyobb mozgástartomány, mert ilyen picire nem lehet értelmesen olvasható skálát feltenni... Szóval ez már csak így maradt.
(Később kiderült, hogy a végeredmény nem lett igazán jó - ez majd cserés lesz, valószínű egy LCD-st építek helyette.)
Végszó
Végül is ajándékként elég jól fogadták ezeket, a napelemes maradt meg, mert elég kevés célszemély volt, akinek napos a lakása. Illetve a következő napelemes-CD-s cuccok már lítiumakkuval kellene készüljenek, és valamilyen eltérő vázzal (pl. A alakú, az A egyik szárán a napelem, másikon az óra, így lehet a napfénynek háttal az óra, rugalmasabban elhelyezhető.)
Az igazán vad ötletek is odébb vannak még, pl. 30 cm-es álló lineáris óra, esetleg valami majd' méter hosszú lineáris, vagy LED-ekkel megvalósított óra vagy mini lineáris CD-fejmotorral, befőttesüvegbe LED-eket leengedő órák... :D. Idő kevesebb van, mint ötlet :). Különösen, ha ezek valami jóféle steampunk kinézettel készülnének. Mondjuk DC-motor van, rendeltem pár hajtóműves példányt is.
A másik irány a vetítős óra, amiből már van egy, de az borzalmas tákolmány, így, ha sikerül valami értelmeset építeni, arról külön lesz szó :D.
Illetve, Arduino programokat és kapcsolási rajzokat nem mellékelek, mert a programok amilyen egyszerűek, olyan kókány módon lettek összerakva, főleg az Arduino TimeLib-es idő-odébbrángatások, hogy inkább nem :D. A rajzokat sem sok értelme lenne feltenni, mert mi van ezekben? Szervó, aminek tápja, földje meg vezérlése van, meg léptetőmotor, aminek 4 drótja, meg másik 4 a motormeghajtóhoz... Bármelyik Arduino tutorialban ott vannak, értelmesebben, mint ahogyan lerajzolom. :D.
Viszont, ha valakinek kell ilyesmihez rajz/program/segítség, akkor szívesen :).