如何制作3D打印壁炉式时钟

第1步：购买的零件。

我购买了以下零件：

One Adafruit Feather ESP32

Feather ESP32（Adafruit）的一套Adafruit“纤细”女性插座头。

One Adafruit Feather Music Maker

两个1.5英寸4欧姆扬声器

一个步进电机，控制器和电缆（TIMESETL 5pcs DC 5V步进电机28BYJ-48 + 5个ULN2003驱动板，在线）。

一个簧片开关（ORD2210V/20-25 AT，Mouser.com。这些非常脆弱，所以我购买了10个）。

9毫米直径×1.5毫米厚的钕（当地爱好商店）。

四个2毫米×10毫米带帽螺丝（本地五金店）。

四个2毫米螺母（本地五金店）。

一根USB转ESP32 USB线（Adafruit）。

一节锂电池（3.7vdc，1200mah，Adafruit，可选）。

One Micro SD卡。

第2步：打印部件。

我打印了所有3D打印部件.15mm层高，螺栓和支座在50％填充，其余部分在20％填充，没有支撑。 3D打印部件包括：

一个“Axle Gear，Minutes To Hours.stl”。

七个“螺栓，6毫米乘8毫米.stl”。

一个“Bolt，Holder，Switch，Reed.stl”。

两个“Bolt，Motor.stl”。

一个“Cover.stl”。

一个“Door.stl”。

一个“Frame.stl”

一个“Front.3mf”或“Front.stl”。

一个“Gear，Hours.stl”。

一个“齿轮，分钟到小时.stl”。

一个“Gear，Minutes.stl”。

一个“Hand，Hour.stl”。

一个“Hand，Minute.stl”。

一个“持有人，Switch，Reed.stl”。

一个“Rear.3mf”或“Rear.stl”。

四个“Spacer，Frame PC Boards.stl”。

四个“Standoff，Frame to Front.stl”。

三个“Standoff，Front to Rear.stl”。

在组装之前，测试合身和修剪，锉刀，沙子等所有部件，以便顺利进行移动表面的移动，以及非移动表面的紧密配合。根据您选择的颜色，打印机型号和打印机设置，可能需要或多或少的修剪，归档和/或打磨。小心地将与构建板接触的所有边缘，特别是齿轮齿内和周围的边缘，以确保所有构建板“渗出”被移除并且所有边缘都是光滑的。我使用小珠宝商文件和足够的耐心来执行这一步。该型号使用4mm，6mm和8mm螺纹部件，因此龙头和模具可用于清洁螺纹部件。

步骤3：将簧片开关安装在簧片开关支架中。

关于簧片开关的一些注意事项：

它们非常脆弱。

他们非常脆弱。

他们非常脆弱。

嗯，你明白了。我在这个设计中使用了一个簧片开关，因为它们不需要电源，而且，我在之前的项目中遗留了一些。弯曲簧片开关导线时，请始终使用针头式钳子弯曲它们以保持导线弯曲。切勿弯曲玻璃上的电线，否则会损坏簧片开关。

首先将簧片开关滑入“Holder，Switch，Reed.stl”，如图所示。

如图所示，使用尖嘴钳握住簧片开关导线，然后如图所示将导线向上弯曲并绕过簧片开关支架。

使用剩余的簧片开关线重复此过程。将此组件放置在安全的地方，直到接线。

步骤4：组装羽毛ESP32和羽毛音乐制作者。

使用“组装羽毛ESP32”这里描述的超薄“母插座连接器：https：//www.adafruit.com/product/3436.

使用随附的连接器组装羽毛音乐制作器（请参阅”https：//www.adafruit。 COM/产品/3436“ ）。

步骤5：接线。

将ESP32连接到步进器马达控制器，我松散地将两块板（焊接面朝上）连接到“Frame.stl”的齿轮侧，使用四个4mm×10mm的帽螺钉和螺母（注意每块板只使用两个帽螺钉，垫片和螺母），然后：

焊接ESP32引脚A0与步进板引脚IN1之间的导线。

焊接ESP32引脚A1与步进板引脚IN2之间的导线。

焊接ESP32引脚A5与步进板引脚IN3之间的导线。

焊接ESP32引脚21与步进板引脚IN4之间的导线。

焊接ESP32引脚GND与步进板引脚“ - ”之间的导线。

将ESP32引脚“BAT”（用于备用电池）或“USB”（非电池使用）之间的电线焊接到步进器引脚“+”。

焊接ESP32引脚27与簧片开关的一根导线之间的导线。

焊接ESP32引脚GND与簧片开关剩余导线之间的导线。

使用厚的氰基丙烯酸酯，将电线粘在簧片开关支架的侧面，以提供应力消除。

将红色线焊接到每个扬声器的“+”端子。

将黑色线焊接到每个扬声器的“ - ”端子。

将一个扬声器连接到音乐制作器上的每个扬声器端子。

完成后，我从画面中移除了电路板。

步骤6：在Micro SD卡上安装MP3文件。

解压缩文件“MP3s.zip”到micro SD卡的根目录。

MP3文件包括：

12.mp3：小时调整。

15.mp3：四分之一小时曲调。

30.mp3：半小时曲调。

45.mp3四分之三小时曲调。

Hours1.mp3：01:00钟声计数。

Hours2.mp3：02：00 chime count。

Hours3.mp3：03:00钟声计数。

Hours4.mp3：04:00钟声计数。

Hours5.mp3：05：00 chime count。

Hours6.mp3：06:00编钟。

Hours7.mp3：07:00钟声计数。

Hours8.mp3：08：00 chime count。

Hours9.mp3：09:00编钟。

Hours10.mp3：10:00钟声计数。

Hours11.mp3：11：00 chime count。

Hours12.mp3：12:00钟声计数。

将micro SD卡插入音乐制作器。

步骤7：组装并测试时钟帧。

使用两个“将步进电机连接到框架组件”螺栓，4mm.stl“，然后小心地将步进电机轴旋转到垂直位置，如图所示。

将簧片开关组件放在框架组件的插槽上，然后用”螺栓，固定器“固定到位，Switch，Reed.stl“如图所示。

将ESP32和步进电机控制器板连接到”Frame.stl“的非齿轮侧，组件面朝上，使用四个4mm x 10mm带帽螺丝，四个“Spacer，Frame to PC Boards.stl”和四个4mm螺母如图所示（注意每个板上只有两个帽螺钉，垫片和螺母）。

完全按下“Gear，Minutes.stl”如图所示，在步进电机轴上。

将“Gear，Minutes To Hours.stl”放置在框架组件上，如图所示朝向垂直槽，然后用“Axle Gear，Minutes To Hours.stl”固定到位。不要过度紧缩。

将三个钕磁铁叠在一起，然后将它们按到“Gear，Hours.stl”平面上的位置，如图所示。

将多余的步进电机导线缠绕在步进电机上，然后将步进电机连接器插入步进电机控制器板上的连接器。

将小时齿轮组件放在分钟齿轮上注意槽的对齐。完成后，所有齿轮槽应垂直，即时钟12:00位置。

将时针按下时针，然后将分针按下分针。

通过USB将电路板连接到计算机和电池（如果您连接时钟为USB和电池）或USB只能连接到您的计算机（如果您只为USB连接时钟），请将文件“MantelClock.ino”加载到Arduino环境中，并确保将“包含”部分中列出的所有库加载到您的Arduino环境，然后执行以下操作：

将源代码常量“HOME_SWITCH_CALIBRATE”更改为“true”。

将源代码变量“chSSID”更改为您的wifi路由器SSID。

将源代码变量“chPassword”更改为您的wifi路由器密码。

将代码下载到时钟。

下载时，时钟分钟齿轮应逆时针旋转90度，然后顺时针移动，直到簧片开关激活。

如果时钟没有完全停在12:00：

如果时钟早，请将簧片开关支架旋转或滑离小时齿轮的旋转磁铁。

如果时钟已晚，请将簧片开关支架旋转或滑动到小时齿轮磁铁的旋转位置。

按下ESP32上的重置按钮。

如果时钟在12:00完全停止，则表示已完成，但如果没有，则返回步骤1.

一旦簧片开关支架正确定位，请固定簧片使用一小块厚的氰基丙烯酸酯胶将开关支架固定到位。

在簧片开关正确定位后，通过执行以下步骤准备正常操作的时钟：

将源代码常量“HOME_SWITCH_CALIBRATE”更改为“false”。

将源代码常量“TIME_ZONE”设置为您的时区（俄克拉荷马州为-6）。

设置夏令时源代码变量：

要禁用夏令时：

将源代码变量nDstStartMonth和nDstEndMonth设置为零。

启用夏令时：

当夏令时开始时，将源代码变量nDstStartMonth设置为开始月份（1 - 12，俄克拉荷马州为3或“3月”） ，当夏令时结束时，源代码变量nDstEndMonth到结束月份（1-12，俄克拉荷马州是11或“11月”）。

当夏令时开始时，将源代码变量nDstStartDay设置为开始月份的开始日期（第二个星期日为0，特定日期为1到28-31，俄克拉荷马州为0），当夏令时结束时，源代码变量nDstEndDay到结束月的结束日（第一个星期日为0，当月特定日为1到28-31，俄克拉荷马州为0）。

将源代码变量nDstStartHour设置为夏令时开始的开始月份的开始日期（0到23，俄克拉荷马州是2或02:00 AM），源代码变量nDstEndHour到夏令时结束的结束日结束日（0到23，俄克拉荷马是2或02:00:00）的小时。

将代码下载到时钟。

断电。

删除分针和时针。

将音乐制作者插入ESP32标题。

小心地将扬声器放入框架齿轮侧的框架中，并用小圆点的浓氰基丙烯酸酯胶，双面胶带等固定到位。

步骤8：组装时钟前端。

线程四个“Standoff，Frame to Front.stl”进入“Front.3mf”（或“Front.stl”）。

小心地将框架组件齿轮朝上放置，然后将前部滑到框架组件上。

将四个支架孔与四个支架对齐，然后使用四个“螺栓，6mm x 8mm.stl”将框架组件固定到前面。

将三个支架固定在“支架”上，Front to Rear.stl“进入前组件，如图所示。

步骤9：最终装配。

为了方便安装时，您可能希望此时将可选电池插入ESP32，但在保留期间要小心最终组装时，时钟将运行，齿轮和指针将移动。

如图所示，将“Cover.stl”滑入前组件的位置，确保盖子滑入前面的插槽中

如图所示，将三个钕磁铁压入“Rear.3mf”（或“Rear.stl”）（为了便于门准备，最好将磁铁定位相同）。

将后组件放置在前组件上，如图所示，确保盖子滑入后部的插槽中。

使用三个“螺栓，6mm x 8mm.stl”将后部组件，前部组件和盖子固定在一起，每个孔插入后部组件的每个孔中，并拧入三个前后支架。

将三个钕磁铁按入“Door.stl”，确保门内每个磁铁的方向吸引时钟组件后面的相应磁铁。

按时针到小时如图所示，齿轮和分针进入分钟齿轮。

将USB电缆插入ESP32，然后如图所示将电缆从组件后部引出。

如果使用备用电池选件，但在第一步中尚未安装，请将电池插入ESP32，然后将其滑入框架组件和盖板之间，如图所示。这是一个困难的过程。

如图所示将门放置到位，然后就完成了！

这就是我打印，编程，组装和测试3D打印的壁炉式时钟的方法。