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NO. 324
제목 : 지구 시계
2018-07-15 13:05

지구 시계



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1단계 : 태양

Picture of The SunPicture of The Sun 




지구 모형의 직경이 100mm기 때문에 직경 100mm의 LED링을 만들어 줄겁니다 (빛이 평행하게 가기 위해)

따뜻한 흰색 SMD LED(3200K)를 사서 와이어로 반지를 만들고, 12개의 LED를 사용할겁니다.  원과 표시를 그려서 정확하게 배치해주시면 됩니다.

금속 와이어를 원 모양으로 구부려주시고 12개의 LED를 올바른 극성에 끼운 다음, 붙여주시고 첫번째 것보다 약간 작은 두번째 와이어 원도 만들어 주신 후  LED에 붙여주세요. 그리고 나서 12개의 LED를 함께 연결해 주시면 됩니다. 각각 4개의 LED와 함께 병렬로 3개의 그룹이 있고, 링의 2개의 선은 양극과 음극입니다


2단계 : 지구

Picture of The Earth Globe

Picture of The Earth Globe




지구는 투명한 플라스틱 공으로 만들고(⌀100mm),  지구 종이 접기를 프린트해서 공에 넣어주세요. 그러면 대륙을 아주 정확하게 그릴수 있습니다. 종이접기가 아름다운 색을 가지고 있지 않아서 구글 어스를 사용하여 진짜 색을 칠하는 데 사용해주셔도 됩니다.

그리고 나서 종이 접기를 제거하고 파란 색 페인트로 공의 안쪽을 칠해주세요. LED 고리에 반사되는 것을 막기 위해서 바깥쪽도 파란 색으로 칠해주세요.

3단계 : 상자


Picture of The Box

Picture of The Box

Picture of The Box

Picture of The Box




상자는 5mm합판으로 만들어집니다. 사진에서 모든 치수를 확인해주세요.

모든 조각은 나무 접착제로 붙일겁니다.

그리고 나서 그 상자에 어두운 오크 얼룩을 칠하고 니스를 발라주세요.


4단계 : 회로

Picture of The Circuit




회로는 다음과 같이 구성됩니다.

-1 X 아두이노 uno

-1X 5V 레귤레이터,

-1 X PWM신호 모듈( 5 단계 ),

-2 X Stepper모터(28BYJ-48),

-2 X ULN2003 드라이버,

- 1 X 시계 모듈,

- 버튼,

-2 X DC잭,

-전선.

아두이노 보드와 PWM보드는 12V가 필요하고

스테퍼 모터 및 시계 모듈이 5V로 작동합니다.

그래서 5V 조절기를 사용했는데 7805는 열이 많이 나기 때문에 전압 조절기 모듈을 구입해주셔야 합니다.


5단계 : PWM신호


Picture of PWM Signal

Picture of PWM Signal

Picture of PWM Signal

Picture of PWM Signal



PWM 신호(펄스 폭 변조)는 가변 듀티 사이클의 방형파 신호로, 전위차계 회전 시 태양의 밝기를 0%에서 100%로 조정할 수 있습니다.

필요한것들

-(1x)프로토보드

-(1x)10k 전위차계

-(2x)1418 다이오드

-(2x)100nF 세라믹 콘덴서

-(1x) 555 타이머 칩

-(2x) 나사 - 커넥터 

- 핀3개 듀퐁 커넥터 (전위차계를 전면 패널로 유도)


6단계 : 시계 모듈

Picture of The Clock Module

Picture of The Clock Module



이 모듈은 용접을 위한 키트고, 약간 수정했습니다. 세븐 세그먼트 디스플레이와 2개의 버튼에 와이어를 추가했습니다.이 와이어를 사용하면 하단 플레이트의 pcb(박스의 일부 F)를 나사로 고정하고 디스플레이를 접착시킨 다음 전면 패널(파트 B)에 버튼을 부착할 수 있습니다.

그리고 듀퐁 커넥터를 넣어 완전히 분해할 수 있도록 했습니다.

7단계 : 아두이노 코드

코드는 아래에서 다운받아주세요

사전 설치된 라이브러리 "Stepper.h" 를 사용합니다.

보시다시피 두개의 모터가 있습니다."YearMotor"(연간 한번의 회전)와 "DayMotor"(하루에 한번의 회전)입니다.

이 모터는 회전당 2048스텝을 합니다.

1년은 365.25일이므로 365.25x24x60x60x1000 = 31,557,600,000 ms.입니다.


 31,557,600,000 ms 에서 2048스텝 ⇔ 15,408,984 ms (CW) 마다 1스텝


DayMotor의 경우는 조금 더 복잡합니다.


지구 참조 표에서 지구는360°/24h로 회전 하고 있습니다.

하지만 태양 주위를 회전하기 때문에, 지구는 360°이상을 회전하고 있고 실제로 360+(360/365.25)°를 회전하고 있습니다.

모터의 경우 360°는 2048스텝을 나타냅니다

따라서 360+360/ 365.25는 2054스텝 입니다.

24시간 이내의 2054스텝 ⇔ 42,064 ms(CCW)당 1스텝

DayMotor가 YearMotor축에 장착됨으로 DayMotor의 와이어가 연도 축 주위에 감기지 않도록 YearMotor가 한바퀴를 돌고 완전히 회전함으로써 자동으로 재설정 될겁니다.

(첨부파일 참조)

8단계 : 모터


Picture of Motors

Picture of Motors


Picture of Motors

Picture of Motors



YearMotor는 상자에 맞게 길이 130mm의 합판에 장착해주세요.

레고 조각은 시계를 분해하기 쉽게 하기 위해 축으로 사용해주세요.

DayMotor는 작은 나무 나사로 23°의 각을 이루는 브래킷에 장착해주세요

9단계 : 완성

Picture of The Earth Clock Is Done


출처 : http://www.instructables.com/id/The-Earth-Clock/




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