PlotClockの製作



 1号機と2号機を製作しました。

PlotClockについて



 数年前にこのPlotClockをネットで見かけました。面白い発想だなと思い、いつか作ってみたいと思っていました。
今回、別の作品の為にI2C用RTCモジュール(DS3231)を数個購入したので、 このplotclockのサイト を参考にして作ってみました。



  1号機の製作


 上記サイトから3Dプリンター用のSTLファイル及びプログラム等全てを借用して製作しました。

 完成したPlotClock(1号機)の起動動画です。前の時刻を消去し、マーカーペンで次の時間:分を表記します。
これを1分毎に繰り返します。



 マーカーペンとホワイトボードは、100均で「ホワイトボードノート」を購入して使用しています。
サーボモーターは、SG90 or MG90Sを使っています。




  回路図


3つのサーボモーターの電源は、Arduino Nanoの5Vを使用しないで供給用電源としておきました。




  製作の留意点


1.アームの関節部分の3Mネジには「ナイロン挿入六角ロックナット」を使っています。通常のナットでは、 稼動中に緩んできます。

2.RTCモジュール(DS3231)に使用する電池ですが、モジュールに充電回路が施されているため、一般の電池 「CR2023」は使用できません。

充電できる「LIR2023」電池を使用してください。



3.Arduino IDEのヘッダーファイルについって
 上記サイトにある2つのファイル「DS3231」と「Time-master」をAruduinoのライブラリーにインクルードしますが、 Arduino IDEの最新版には、すでにライブラリーに「Time」が存在していますので、「Time-master」の中の「Time.h] と競合してプログラムの書込みでコンパイルエラーを起こします。

 したがって、すでにあるライブラリーの「Time」ファイルは、一旦別のフォルダーに移動するかファイル名を変更して置くことが必要です。  このPlotClockの製作が終えたら「Time」ファイルを元にもどし、「Time-master」は削除しておいてください。

4.サーボモーター(アーム)の調整について
 スケッチプログラム「plotclock.ino」を開くと、
   #define CALIBRATION (注釈//が削除された状態)でアームのキャリブレーションが定義されています。
   #define REALTIMECLOCK(注釈//が削除された状態)で、クロックモジュールを使用します。

(1)スケッチプログラム「plotclock.ino」を起動すると、アームは、下図のように左のサーボに直結された L1アームが水平に左側に向いているとき、右のサーボのL1アームは垂直に真上を向く状態になり2つのアームの角度が90度になるように されています。

 左右が逆の場合も同様です。これを交互に繰り返しますので次のように調整します。

2つのL1アームが水平に向くように以下の2つの値で調整します。
   #define SERVOLEFTNULL 1930
   #define SERVORIGHTNULL 760


 また、2つのL1アームが真上を向くように以下の2つの値で調整します。
   #define SERVOFAKTORLEFT 695
   #define SERVOFAKTORRIGHT 670




(2)次に、//#define CALIBRATIONのようにコメント//を挿入し、デバッグモードをオフにして、起動すると アームは消去動作及び書込み動作を開始しますので、ペンの動きを次の値で調整します。

   #define LIFT0 1110+ZOFF //on drawing surface
   #define LIFT1 900+ZOFF //between numbers
   #define LIFT2 735+ZOFF //going towards sweeper


(3)RTCモジュールを使用して、時刻の設定をします。
 #define REALTIMECLOCKの注釈//が削除されていることを確認してください。
 プログラム中の次の部分で、注釈//を削除し、時刻を設定してからArduinoに書込み、起動すると RTCモジュールに時刻を書き込みます。

 rtc.begin();
 rtc.setDOW(TUESDAY);   //(曜日)
 rtc.setTime(14, 40, 0);    //(時間、分、秒)
 rtc.setDate(27, 6, 2023);   //(日、月、年)


 この後、
 //rtc.setDOW(TUESDAY);
 //rtc.setTime(14, 40, 0);
 //rtc.setDate(27, 6, 2023);
のように注釈//を挿入し、再度Arduinoに書込み、起動すると正しい時刻が表示されます。




  2号機の製作


 1号機の弱点は、マーカーペンに有ります。何度か使っているうちに乾燥して書けなくなります。これを解決すべく 色々と試行錯誤した結果、「クリーンノートKaite 貼れるタイプ」を使って2号機を製作することにしました。

1.完成したPlotClock2号機の起動動画です。


 数字の濃さは薄いですが、これだと何回でも使用できます。

2.「クリーンノートKaite 貼れるタイプ」について
(1)PLUSから販売されている「クリーンノートKaite 貼れるタイプ」の「ふせんサイズ」を購入しました。

 付属の「イレーサー付き専用ペン」の先には磁石の棒が付いており、頭部にイレーサー用の直方体の磁石が 入っています。



(2)写真のようにペンとsweeperを改造しました。

 ①「イレーサー付き専用ペン」の先を切断し、1号機で使用したマーカーペンの先に挿入しました。

 ②イレーサー用の直方体の磁石も取り出して、sweeperにはめ込みました。
 この直方体になっている磁石の記入面からの高さは6mm~7mmくらい離しておくと良いと思います。
 記入面からの距離が近いと磁力が強くなり記入面が黒くなります。



3.3Dプリンターで筐体を作成し、その中にArduino NANOとRTCモジュールを入れてあります。
 また、sweeperも磁石をはめ込むために作り直しました。

 4つの部品を新たに作りました。それ以外の部品は1号機の部品を使いました。
 使えるかどうか分かりませんが、参考のために新たに作った4つの部品のSTLファイルをダウンロード出来るようにしておきます。

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