OVODYO is een mechanische klok die de tijd visualiseert met twee rollende icosaëder-ballen. De urenbal en minutenbal maken gebruik van een differentieel tandwielmechanisme, waardoor ze gelijktijdig kunnen rollen en kantelen om de tijd aan te geven.
Technische details:
- Aandrijving: De klok gebruikt stappenmotoren met een overbrengingsverhouding van 1:99. Hall-sensoren worden ingezet om de exacte startpositie van de motoren te bepalen.
- Elektronica: Het systeem wordt aangestuurd door een Atmega 8 (geprogrammeerd via de Arduino-omgeving) en DRV8833-motorstuurders.
- Tijdweergave: Naast de ballen zijn er zes RGB-leds aanwezig die de tussenliggende minuten markeren.
Het project is doorlopen via vier prototypefasen, waarbij de focus verschoof van het oplossen van mechanische wrijving door het toevoegen van lagers naar de uiteindelijke esthetische afwerking van de basis.
OVODYO: Een rollende bal-klok
Technische details
De klok bestaat uit twee icosaëder-ballen. De urenbal heeft 12 zijden voor de 12 uren en de minutenbal heeft 12 zijden met intervallen van 5 minuten. De ballen maken gebruik van een differentieel tandwielmechanisme, waardoor ze tegelijkertijd kunnen rollen en kantelen. De zijden van de ballen stoppen bij elk rotatie-interval, waarbij de hoeken zijn gekozen om aan te sluiten bij de hoeken van de afgeknotte icosaëder. De urenbal stopt na één en een kwart rotatie (450 graden) en de minutenbal stopt na een kwart rotatie (90 graden).
De totale afmetingen van de klok zijn 383 x 78 x 163 mm (15 x 3 x 6,4 inch).
De basis en aandrijving
De basis bestaat uit drie delen. De linker- en rechterzijde huisvesten de motoren en de aandrijfas, terwijl het midden de elektronica bevat. De motor is een gestuurde stappenmotor van 15 mm diameter met een overbrengingsverhouding van 1:99. De motor drijft een as aan onder een hoek van 90 graden, die op zijn beurt de ballen aandrijft. De motoren bepalen hun startpositie met behulp van een magneet en een Hall-sensor.
De ballen hebben een buitenste diameter van ongeveer 78 mm. De centrale stang drijft het centrale kegeltandwiel aan, dat vervolgens het kegeltandwiel van 90 graden op het onderste kegeltandwiel aandrijft met een verhouding van 1:1. De rotatie van het 90-graden kegeltandwiel draait het schuine kegeltandwiel op het hoofdkegeltandwiel aan met een verhouding die de bal doet kantelen.
Elektronica en besturing
De besturingsprint bestaat uit een Atmega 8 die code draait geschreven in de Arduino-omgeving om twee DRV8833-motorstuurders aan te sturen. De DRV8833 is gekozen omdat deze de printplaat klein en slank houdt in vergelijking met een gebruikelijke stepstick. Daarnaast heeft de motor in de 'full step'-modus aanzienlijk meer koppel.
Omdat de minutenbal slechts elke vijf minuten draait, zijn er in het midden zes RGB-leds geplaatst om de tussenliggende minuten weer te geven. De leds gaan in een opeenvolgende reeks aan en knipperen. Wanneer de laatste led klaar is met knipperen, draait de bal en worden de leds gereset.
Componenten
- 1 × Atmega 8: draait code via de Arduino IDE.
- 2 × DRV8833: stuurt de stappenmotoren aan.
- 3 × 3144 Hall-sensor: detecteert de positie van de motor.
Projectlogboeken
Initieel concept
Het eerste concept van het mechanisme was bedoeld om de beweging uit te werken.
Eerste prototype
Het eerste prototype van het mechanisme. De eerste print was erg ruw en vertoonde veel wrijving. Na deze fase zijn er lagers op beide assen geplaatst, waardoor het mechanisme veel soepeler werd en aangedreven kon worden door kleine motoren.
Tweede prototype
Het tweede prototype liep veel soepeler en een kleine motor was in staat om de bal te draaien.
Derde prototype: Dubbele module
Het derde prototype beschikte over twee volledig functionele ballen met een solide basis om alle functies te testen, maar vanuit esthetisch oogpunt was het erg saai. Daarom is in de volgende versie de basis opnieuw ontworpen.
OVODYO: Een rollende bal-klok
Technische details
De klok bestaat uit twee icosaëder-ballen. De urenbal heeft 12 zijden voor de 12 uren en de minutenbal heeft 12 zijden met intervallen van 5 minuten. De ballen maken gebruik van een differentieel tandwielmechanisme, waardoor ze tegelijkertijd kunnen rollen en kantelen. De zijden van de ballen stoppen bij elk rotatie-interval, waarbij de hoeken zijn gekozen om aan te sluiten bij de hoeken van de afgeknotte icosaëder. De urenbal stopt na één en een kwart rotatie (450 graden) en de minutenbal stopt na een kwart rotatie (90 graden).
De totale afmetingen van de klok zijn 383 x 78 x 163 mm (15 x 3 x 6,4 inch).
De basis en aandrijving
De basis bestaat uit drie delen. De linker- en rechterzijde huisvesten de motoren en de aandrijfas, terwijl het midden de elektronica bevat. De motor is een gestuurde stappenmotor van 15 mm diameter met een overbrengingsverhouding van 1:99. De motor drijft een as aan onder een hoek van 90 graden, die op zijn beurt de ballen aandrijft. De motoren bepalen hun startpositie met behulp van een magneet en een Hall-sensor.
De ballen hebben een buitenste diameter van ongeveer 78 mm. De centrale stang drijft het centrale kegeltandwiel aan, dat vervolgens het kegeltandwiel van 90 graden op het onderste kegeltandwiel aandrijft met een verhouding van 1:1. De rotatie van het 90-graden kegeltandwiel draait het schuine kegeltandwiel op het hoofdkegeltandwiel aan met een verhouding die de bal doet kantelen.
Elektronica en besturing
De besturingsprint bestaat uit een Atmega 8 die code draait geschreven in de Arduino-omgeving om twee DRV8833-motorstuurders aan te sturen. De DRV8833 is gekozen omdat deze de printplaat klein en slank houdt in vergelijking met een gebruikelijke stepstick. Daarnaast heeft de motor in de 'full step'-modus aanzienlijk meer koppel.
Omdat de minutenbal slechts elke vijf minuten draait, zijn er in het midden zes RGB-leds geplaatst om de tussenliggende minuten weer te geven. De leds gaan in een opeenvolgende reeks aan en knipperen. Wanneer de laatste led klaar is met knipperen, draait de bal en worden de leds gereset.
Componenten
- 1 × Atmega 8: draait code via de Arduino IDE.
- 2 × DRV8833: stuurt de stappenmotoren aan.
- 3 × 3144 Hall-sensor: detecteert de positie van de motor.
Projectlogboeken
Initieel concept
Het eerste concept van het mechanisme was bedoeld om de beweging uit te werken.
Eerste prototype
Het eerste prototype van het mechanisme. De eerste print was erg ruw en vertoonde veel wrijving. Na deze fase zijn er lagers op beide assen geplaatst, waardoor het mechanisme veel soepeler werd en aangedreven kon worden door kleine motoren.
Tweede prototype
Het tweede prototype liep veel soepeler en een kleine motor was in staat om de bal te draaien.
Derde prototype: Dubbele module
Het derde prototype beschikte over twee volledig functionele ballen met een solide basis om alle functies te testen, maar vanuit esthetisch oogpunt was het erg saai. Daarom is in de volgende versie de basis opnieuw ontworpen.
Groetjes,