以前作ったロボットアームで時計をこしらえました。
こんな時期ですから自宅でものつくるか時計眺めるしかないですもんね。
一挙両得

動作

早速動きを見てください。

Clock Arm

これがあれば自宅待機でも退屈しません。#clockArm pic.twitter.com/P3HMaR7RIf

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 12, 2020

100均のマグネットボードに時計の枠と数字を書いたプラ板をはさんで、マグネットのペン先を仕込んだロボットアームに長針・短針を描いて時を刻みます。

1分おきに消しながら針を描きます。

構成

ロボットアームにRTCを追加して時計を構成します。
サーボモータDS3115の2つを縦方向、サーボモータMG995を首振り方向に使用しました。

部品

マイコン Arduino Uno互換機　BARONDUINO

埋込用ArduinoUno互換機　BARONDUINO - スイッチサイエンス
スイッチサイエンス

　
RTC DS3231 時計モジュール
サーボモータMG995

　
サーボモータDS3115

Arduinoコード

RTC DS3231のライブラリは以下を使用しました。

　https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231

DS3231で時刻を取得して分が変わるごとに時計の針を描画します。

#include <Servo.h>
#include <Wire.h>
#include <DS3231.h>

DS3231 clock;
RTCDateTime dt;

Servo myservo1, myservo2, myservo3;

float th1=90.0,th2=90.0,th3=90.0;
float phi,ld,l;  

float L1=92.0,L2=137.0,L3=190.0;

int x = -100,y = 165,z = 225;
float rad = 0.0;
float radlong = 1.4;

char c;

int shortHand = 0, longHand = 0, longHandOld = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo1.attach(6, 500, 2420);  //MG995
  myservo2.attach(9, 820, 2140); //DS3115
  myservo3.attach(10, 820, 2140); //DS3115
  ik(x, y, z);  //初期姿勢

  clock.begin();

  // Set sketch compiling time
  //clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__);
}

void loop() {
  dt = clock.getDateTime();
  shortHand = dt.hour;
  if(shortHand >= 12){
    shortHand -= 12;
  }
  
  longHand = dt.minute;

  if(longHand != longHandOld){
    Serial.print(shortHand);
    Serial.print(":");
    Serial.println(longHand);

    erase();
    shand(shortHand, longHand);
    lhand(longHand);
    ini();
  }
  

  
  longHandOld = longHand;
  delay(10000);
}

void ik(float x,float y,float z){
  th1=atan2(y,x);
  l=sqrt(x*x + y*y);
  ld=sqrt(l*l + (z-L1)*(z-L1));
  phi=atan2((z-L1),l);
  th2=phi + acos((ld*ld+L2*L2-L3*L3)/(2.0*ld*L2));
  th3=asin((ld*ld-L2*L2-L3*L3)/(2.0*L2*L3)) + M_PI /2.0;
  th1=th1*180.0/M_PI ;
  th2=th2*180.0/M_PI ;
  th3=th3*180.0/M_PI ;
  set_servo();
}

void set_servo(){
    myservo1.write(th1);
    myservo2.write(th2);
    myservo3.write(th3);
}


//短針描画
void shand(int h, int m){
  ik(0, 140, 60);
  delay(100);

  if(h <= 3){
    z = 1;
    rad = 25.0;
  }else if(h <= 5){
    z = 6;
    rad = 28.0;
  }else if(h <= 7){
    z = 6;
    rad = 35.0;
  }else if(h < 9){
    z = 6;
    rad = 30.0;
  }else if(h >= 9){
    z = 1;
    rad = 25.0;
  }
  
  for(int i = 60; i >= z; i-=1){
    ik(0, 140, i);
    delay(10);
  }

  float th = 2.0 * M_PI / 12.0 * h + 2.0 * M_PI / (12.0 * 60.0) * m; 
  
  for(int i = 0; i <= 60; i+=1){
    x = rad/60.0*sin(th)*i;
    y = 140+(rad/60.0*cos(th))*i;
    ik(x, y, z);
    delay(30);
  }

  for(int i = z; i <= 60; i+=1){
    ik(x, y, i);
    delay(6);
  }
  z = 60;
  ik(x, y, z);
  delay(70);
}


//長針描画
void lhand(int m){
  ik(0, 140, 60);
  delay(100);

  if(m <= 15){
    z = 1;
    rad = 25.0 * radlong;
  }else if(m <= 25){
    z = 6;
    rad = 28.0 * radlong;
  }else if(m <= 35){
    z = 6;
    rad = 35.0 * radlong;
  }else if(m < 45){
    z = 6;
    rad = 30.0 * radlong;
  }else if(m >= 45){
    z = 1;
    rad = 25.0 * radlong;
  }
  
  for(int i = 60; i >= z; i-=1){
    ik(0, 140, i);
    delay(10);
  }

  float th = 2.0 * M_PI / 60.0 * m; 
  
  for(int i = 0; i <= 60; i+=1){
    x = rad/60.0*sin(th)*i;
    y = 140+(rad/60.0*cos(th))*i;
    ik(x, y, z);
    delay(30);
  }

  for(int i = z; i <= 60; i+=1){
    ik(x, y, i);
    delay(6);
  }
  z = 60;
  ik(x, y, z);
  delay(70);
}


//初期姿勢
void ini(){ 
  x = -100;
  y = 165;
  z = 225;
  ik(x, y, z);
  delay(70);
}


//消去
void erase(){ 
  ik(x, y, 60);
  delay(500);
  ik(x, 225, 60);
  delay(500);
  ik(80, 225, 60);
  delay(20);
  ik(80, 225, 60);
  delay(100);
  ik(80, 225, -5);
  for(int i = 225; i >= 200; i-=2){
    ik(80, i, -5);
    delay(50);
  }
  ik(80, 215, 40);
  delay(200);
  for(int i = 215; i >= 120; i-=2){
    ik(75, i, -5);
    delay(40);
  }
  ik(70, 140, 40);
  delay(200);
  for(int i = 140; i >= 90; i-=2){
    ik(70, i, 0);
    delay(40);
  }
  ik(70, 90, 40);
  delay(100);
  ik(75, 85, 40);
  delay(100);
  for(int i = 85; i <= 155; i+=2){
    ik(75, i, 0);
    delay(20);
  }
  ik(75, 135, -5);
  delay(100);
  for(int i = 135; i <= 210; i+=2){
    ik(75, i, -5);
    delay(20);
  }
  ik(70, 180, 60);
  delay(100);
  x = 70;
  y = 180;
  z = 60;
  x = 0;
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

#include <Servo.h>

#include <Wire.h>

#include <DS3231.h>

DS3231 clock;

RTCDateTime dt;

Servo myservo1, myservo2, myservo3;

float th1=90.0,th2=90.0,th3=90.0;

float phi,ld,l;

float L1=92.0,L2=137.0,L3=190.0;

int x = -100,y = 165,z = 225;

float rad = 0.0;

float radlong = 1.4;

char c;

int shortHand = 0, longHand = 0, longHandOld = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

myservo1.attach(6, 500, 2420); //MG995

myservo2.attach(9, 820, 2140); //DS3115

myservo3.attach(10, 820, 2140); //DS3115

ik(x, y, z); //初期姿勢

clock.begin();

// Set sketch compiling time

//clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__);

}

void loop() {

dt = clock.getDateTime();

shortHand = dt.hour;

if(shortHand >= 12){

shortHand -= 12;

}

longHand = dt.minute;

if(longHand != longHandOld){

Serial.print(shortHand);

Serial.print(":");

Serial.println(longHand);

erase();

shand(shortHand, longHand);

lhand(longHand);

ini();

}

longHandOld = longHand;

delay(10000);

}

void ik(float x,float y,float z){

th1=atan2(y,x);

l=sqrt(x*x + y*y);

ld=sqrt(l*l + (z-L1)*(z-L1));

phi=atan2((z-L1),l);

th2=phi + acos((ld*ld+L2*L2-L3*L3)/(2.0*ld*L2));

th3=asin((ld*ld-L2*L2-L3*L3)/(2.0*L2*L3)) + M_PI /2.0;

th1=th1*180.0/M_PI ;

th2=th2*180.0/M_PI ;

th3=th3*180.0/M_PI ;

set_servo();

}

void set_servo(){

myservo1.write(th1);

myservo2.write(th2);

myservo3.write(th3);

}

//短針描画

void shand(int h, int m){

ik(0, 140, 60);

delay(100);

if(h <= 3){

z = 1;

rad = 25.0;

}else if(h <= 5){

z = 6;

rad = 28.0;

}else if(h <= 7){

z = 6;

rad = 35.0;

}else if(h < 9){

z = 6;

rad = 30.0;

}else if(h >= 9){

z = 1;

rad = 25.0;

}

for(int i = 60; i >= z; i-=1){

ik(0, 140, i);

delay(10);

}

float th = 2.0 * M_PI / 12.0 * h + 2.0 * M_PI / (12.0 * 60.0) * m;

for(int i = 0; i <= 60; i+=1){

x = rad/60.0*sin(th)*i;

y = 140+(rad/60.0*cos(th))*i;

ik(x, y, z);

delay(30);

}

for(int i = z; i <= 60; i+=1){

ik(x, y, i);

delay(6);

}

z = 60;

ik(x, y, z);

delay(70);

}

//長針描画

void lhand(int m){

ik(0, 140, 60);

delay(100);

if(m <= 15){

z = 1;

rad = 25.0 * radlong;

}else if(m <= 25){

z = 6;

rad = 28.0 * radlong;

}else if(m <= 35){

z = 6;

rad = 35.0 * radlong;

}else if(m < 45){

z = 6;

rad = 30.0 * radlong;

}else if(m >= 45){

z = 1;

rad = 25.0 * radlong;

}

for(int i = 60; i >= z; i-=1){

ik(0, 140, i);

delay(10);

}

float th = 2.0 * M_PI / 60.0 * m;

for(int i = 0; i <= 60; i+=1){

x = rad/60.0*sin(th)*i;

y = 140+(rad/60.0*cos(th))*i;

ik(x, y, z);

delay(30);

}

for(int i = z; i <= 60; i+=1){

ik(x, y, i);

delay(6);

}

z = 60;

ik(x, y, z);

delay(70);

}

//初期姿勢

void ini(){

x = -100;

y = 165;

z = 225;

ik(x, y, z);

delay(70);

}

//消去

void erase(){

ik(x, y, 60);

delay(500);

ik(x, 225, 60);

delay(500);

ik(80, 225, 60);

delay(20);

ik(80, 225, 60);

delay(100);

ik(80, 225, -5);

for(int i = 225; i >= 200; i-=2){

ik(80, i, -5);

delay(50);

}

ik(80, 215, 40);

delay(200);

for(int i = 215; i >= 120; i-=2){

ik(75, i, -5);

delay(40);

}

ik(70, 140, 40);

delay(200);

for(int i = 140; i >= 90; i-=2){

ik(70, i, 0);

delay(40);

}

ik(70, 90, 40);

delay(100);

ik(75, 85, 40);

delay(100);

for(int i = 85; i <= 155; i+=2){

ik(75, i, 0);

delay(20);

}

ik(75, 135, -5);

delay(100);

for(int i = 135; i <= 210; i+=2){

ik(75, i, -5);

delay(20);

}

ik(70, 180, 60);

delay(100);

x = 70;

y = 180;

z = 60;

x = 0;

}

33行の clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__) でコンパイル時の時刻をRTCモジュールに記録できます。以後はコメントアウトします。
　　

Clock Arm

制御部はArduino Uno互換機の超小型マイコンBARONDUINOを使用してスッキリ仕上げています。
　

RTC DS3231 時計モジュールはボタン電池で最初に記憶した時刻を保持させています。

製作のながれ

久々にロボットアームを動かしてみて、時計にできるんじゃね？
と思い立つ。

これを壁掛け時計として仕上げたら
贅沢な時を過ごせそう#Arduino pic.twitter.com/TWjZTFZsz0

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 11, 2020

着想のモティーフは以下

Real Time: Schiphol Clock from Maarten Baas on Vimeo.

RTC DS3231のArduinoライブラリ動作を確認

ガチで時計にしてみようかと
RTCテスト pic.twitter.com/Opme3EzgqO

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 12, 2020

時計の針の描画の確認。三角関数でうまいこと座標導出し逆運動学で制御。

短針
1周60分割のテスト
健気(*´ω`*)#clockArm pic.twitter.com/FhIbQ3mOER

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 12, 2020

そして完成！

出来たwww#clockArm pic.twitter.com/CLLqZQuqIJ

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) April 12, 2020

おわりに

これ割と見てられるので配信したいんですよね。

インスタライブちょっとやってみたけどうまくいってるのかわからず。。。
なんかいいサービスないかちょっと調べてみよっと。

自作ロボットアーム動作の記録・再生機能

コメントはこちらからコメントをキャンセル

このサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。

Clock Arm　時計を自作

動作

構成

部品

Arduinoコード

Clock Arm

製作のながれ

おわりに

次の記事

コメントはこちらからコメントをキャンセル

動作

構成

部品

Arduinoコード

Clock Arm

製作のながれ

おわりに

次の記事

関連記事

コメントはこちらから コメントをキャンセル

コメントはこちらからコメントをキャンセル