巨型潮汐时钟DIY图解

第1步：收集材料

这个时钟很大。因此，大多数工作都不在微控制器和电路中 - 而是建立一个时钟的防水外壳。

1。 4 X 4 1/2英寸枫木胶合板 - 或者你想要的大钟。 $ 20

2。 4 X 4聚碳酸酯板（Lexan）3/8英寸 - 特种塑料150.00美元 - 你可以用更便宜的丙烯酸树脂妥协。..大型商店有3英尺×8英尺的部分

3， Bendy Board - 8英寸长条 - 可在许多木材专卖店买到。 $ 20

4。环氧玻璃纤维布$ 20

5。加厚环氧树脂 - West Marine $ 20

6。 E6000胶水，各种涂料，用于供水的硅GE - West Marine

7。旧皮划艇桨

8。 TM-785HB伺服变速箱120美元 - 这是该装置的核心 - 它允许对非常大的手臂进行高扭矩多圈控制 - 它昂贵，但你可以处理 Servocity 之一最好的公司

9。 Arduino Nano - 通用约4美元X 2

10。带备用电池的RTC 3231 $ 4 X 2

11。通用小型OLED屏幕i2C X 1约4美元

12。用于制作电路板的PCB路径或者只是将它们连接起来$ 5

13。字母木 - 工艺店$ 40

14。数字金属 - Big Box $ 40

15。 Neopixels 4米 - 60美元

16。电源10 A 5伏25美元 Adafruit 5V 10A开关电源

17。铝闪烁15美元

18。有机玻璃支撑杆20美元 - 亚马逊若丰不锈钢壁挂式玻璃支架固定器螺钉钉广告钉

19。开源图片的可爱水獭印在防褪色金属$ 75 FedX打印服务

20。各种3D打印部件和外壳 - 基本上是免费的

第2步：构建它＃1

首先确定你想要多大的尺寸 - 大约4英尺感觉合理且原材料容易。只要手臂经过精心平衡，伺服系统就可以通过齿轮箱和良好支撑的轴承设计操作更长的臂。基本设计包括用胶合板切割的圆形。钟表机身是通过将弯曲的板胶合板连接到1/2胶合板圆周的外围而制成的 - 您可以根据设计中的光线和臂深度依赖性来制作任何深度。用气动钉子将周边固定到位，并在接口处涂上木胶。它容易弯曲到这种情况。取一个westMarine加厚环氧树脂的redimix管，沿内边缘做一个珠子，形成一个圆角。

时钟的单体船设计是通过在框架外部施加初始环氧树脂层，然后是一层玻璃纤维布，并附加环氧树脂来完成的。用塑料刮刀小心地平整这一层，以去除任何气泡。然后给钟表内部一层环氧树脂。干燥时，小心地在里面和外面打磨，并用打磨底漆填充。时钟内部喷涂有平坦的白色涂料，以提供LED的良好光散射。外边缘覆盖着一层铝制闪光灯，用建筑胶粘剂固定。背面喷涂卡车床内衬涂料。这为您的时钟留下了结构完善的防水支撑系统。在此阶段，可以轻松完成形状和大小的修改。

步骤3：构建它＃2

皮划艇桨它是由一个旧桨组成，中间在中间缩短，在末端进行修改以适应带锯内的时钟。然后用加厚的环氧树脂重建桨叶并涂上添加的HI和LOW凸起图形。 TM-785HB伺服齿轮箱组合在一起 - 我使用3.8比例的小齿轮，通过软件定时修改给出至少4圈的手。这款制作精良且坚固的齿轮箱可在所有位置支撑桨叶轴承。重要的是，在安装桨叶时，您需要将重物放在轴承中心位置，以便在拆卸动力时桨叶不会漂移。我使用ServoCity的一些标准安装硬件将其连接到伺服系统。切割轮廓以适应伺服器在中心位置的安装并用螺栓固定。在复合铝上完成的水獭图形安装到位。用E6000将数字和字母粘在一起。电源是Adafruit的10 A装置，经过UL认证。我将它和伺服盒一起放在装置的背面，这样动力装置可以在寒冷的黑暗月份使伺服和轴承保持温暖，并经常冻结。一个3D打印的外壳密封着硅珠，电源线和110v电源线的开口位于底部。它们也用硅密封。用于将时钟连接到墙壁的两个安装座是用于卡车床的附接点的铝轨系统。这些通过螺栓固定在时钟。背部还连接有四个手柄，以提供挫折，以保护扁平高架电源外壳并便于操作。然后将用于有机玻璃的不锈钢安装杆用螺栓固定在壳体上。其中五个被使用并且放置在它们不会干扰钟表运动的位置，但是远离轮缘远离以防止Lexan面板从钻孔开裂。然后切割Lexan面板，在轮辋周围提供约1/2英寸的膨胀空间，以迎接夏季的预期热量。

第4步：构建它＃3

计算机机箱旨在提供有关时钟正在做什么，访问计算机和RTC以获取电池更换的反馈，以及编程并且不干扰占用壳体中大部分空间的臂的运动。它也必须是电子防水。安装在PCB上的两个Arduino nanos用于月亮时间 https://www.instructables.com/id/Tiny-Moon-Tide-Clock/以及两个RTC用于运行机器。 Servos和Neopixels是一个众所周知的坏组合，因此需要两个时钟和两个独立的计算机。两个控制单元堆叠在一起，放置在带有Lexan窗口的3D打印外壳中，然后通过螺栓固定在钟表内部的环形螺母上。电源线和控制线（一个用于新像素数据线，一个用于伺服数据）放置在卡扣连接器上，并从底板引出并进入时钟内部。 4米的Neopixels用E6000固定在时钟周边。重型电源线从电源通过时钟的后部馈送，并通过大电容器连接到新像素链的两侧。在数据线附近放置一个电阻器到达neopixels。将橡胶外围保险杠胶合到适当位置以使窗户抵靠。这些孔是在Lexan上小心地制作的，支撑稍微过大以便扩展。然后使用用于水下使用的硅GE在用螺栓将其固定到支撑杆上之后密封前玻璃的周边。所有螺栓均用蓝色螺栓锁固件进一步固定，大型垫圈用硅密封。使用E6000在轮辋上施加另一个橡胶饰边。所有STL文件都与3D打印外壳一起包含，以隐藏皮划艇底座和伺服头。

第5步：接线

微小的月亮时钟的PCB板使布线变得非常容易。但是如果你不想这样做那么计算机就是网上的两个便宜的纳米网络，通过I2C接口连接到单独的RTC 3231。所以只需为SCL和SDA供电和两根独立的电线。一切都在5伏特上运行，因此你不需要为neopixels进行水平移动。对电路板的唯一改变是直接增加功率 - 没有按钮 - 并且从一个纳米级数据引出新像素，一个用于伺服控制的纳米级数据。伺服控制计算机上只使用一个OLED屏幕，因此您可以随时查看当前时间和下一个HI/LOW潮流。微型OLED屏幕也是I2C接口，所以只需两根电线，电源和接地。使用大型10A电源是因为当您全天开启白色时，120 LED会使用相当多的电源。伺服电脑只运行HI/LO伺服和屏幕输出。照明计算机运行照明控制和日期和背景照明的计算。十六根规格的电线用于将电源从后侧箱带到灯上。请记住在光功率上添加一个电容器，在控制数据线上添加一个电阻器。 neopixel strand的两端连接电源以防止末端 - 褐色综合征。

第6步：编程

这两个纳米需要两个独立的arduino程序。伺服的控制基于 Luke Millers 精彩的工作： http://github.com/millerlp/Tide_calculator ，允许小纳米计算复杂的潮汐结果。该软件的工作在他的网站上以及我之前对该工具的详细介绍中进行了详细解释： https://www.instructables.com/id/Tiny-Moon-Tide-Cl 。.. ： https://www.instructables.com/id/Solar-Tide-Clock/此软件的更改是针对OLED屏幕的有限输出 - 仅限下一个HI/LO和当前时间让人们知道潮汐计算机发生了什么，以防桨变得坚硬。必须以以下形式完成对伺服控制输出的修改：writeMicroseconds。这种伺服非常适合能够通过良好的软件控制在转盘周围转4圈，但您必须找到将伺服引导到12:00位置的值，并提供将其摆动360度的范围。这是通过反复试验完成的，因为它在伺服齿轮上的初始安装和位置都会影响这个位置。不要使用通常使用新伺服的第一步伺服扫描软件 - 仅使用writeMicroseconds命令移动伺服，并注意发送到此功能的限制（不低于600且不高于2400）进行了一些游戏，当你看到手臂移动时，你可能会重新调整地图并进一步限制功能。 RTC时间在软件中设置为编译时间，然后在设置时间关闭时重置，这样当计算机重新启动时，它不会回到原始编译完成的时间。阿拉斯加夏令时的校正是在惠蒂尔的软件和潮汐表中，所以如果你住在夏威夷，他们不会在春季和秋季用钟表做愚蠢的事情，就必须改变它们。计算大约每分钟进行一次，当当前时间与“下一个”HI/LO匹配时，计算未来的“下一个”HI/LO并将臂移动到它。

用于照明的纳米非常有趣。我希望这一天有一个浅梯度作为橙色日出的背景，通过粉红色和紫色进行，然后白天下降到靛蓝和夜蓝色。要在很长很短的日子里完成这些工作 - 在冬天，这一天只持续4个小时！ - 你必须计算日出和日落时间并计算一天的长度，然后将颜色变化变为这段时间。第二个arduino的软件就是这样做的。它还将外围周围的当前时间显示为三个neopixels的红点，帮助您读取时钟。同样在一小时半的时间内，绿色和红色流星灯的动画在表盘周围拍摄。时钟还包含一系列日期，每天都会有红色/白色/蓝色级联庆祝。目前它设置为万圣节，圣诞节，新年和七月四日 - 这些当然可以在dateArray中更改。我使用FastLed库和Timelord库进行日落和日出计算。的 https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/

第7步：使用它

这个时钟花费了大约一个月的时间来构建并最终权衡40＃ - 因此需要相当强大的安装硬件。对建筑的担忧是严寒的冬天 - 冻雨，无尽的风雪，以及极低的温度。这个案子应该非常密封以防止水流入，但只有时间会告诉它如何保持。我在轮辋的下部放置了一个小通风口，以提供空气循环并试图阻止冷凝。计算机模块也有小通风口。一些小排水孔位于6点位置。 neopixels没有硅胶套，因为即使使用E6000也几乎不可能很好地粘合。我们最近在北极地区出现了相当不寻常的变暖，表现出过热的担忧 - 就像地球上其他地方一样，潮汐时钟可能处于危险之中。

如何阅读时钟

从当前时间顺时针方向，下一个高潮或低潮将由桨的位置指示。

示例

说是下午4点，你注意到水獭在12点有他的LO桨，他的HI桨在6点这意味着下一个HI潮应该在6点预计。当当前时间在6:00达到HI潮时，水獭将调整他的LO桨以显示下一个LO潮位置。 HI和LO潮汐通常相隔6小时。