Gestern habe ich im Thread "Aus Sturzi's 3D-Druckerei" im Beitrag #65 über ein Projekt für den Nachbau einer SBB Bahnhof Uhr geschrieben.
Für dieses Projekt habe ich jetzt einen eigenen Thread (diesen) eröffnet. Allerdings, dass ich das Projekt vollständig durchziehen werde, ist eher unwahrscheinlich. Es bleibt wohl eher bei einer Projekt-Studie, wo ich einige interessante Aspekte über den Bau einer Bahnhof-Uhr erforschen möchte. Über die Erlebnisse in diesem Abenteuer will ich hier gerne berichten.
Aus urheberrechtlichen Gründen darf ich die originale SBB Bahnhof-Uhr mit dem schwarz-weissen Zifferblatt, dem schwarzen Minuten- und Stundenzeiger und der roten Kelle für die Sekunden nicht nachbauen. Da ich allfällige Konstruktionen mit Onshape machen werde, werden diese öffentlich einseh- und verfügbar (Bedingung für die Gratis-Version des Onshape). Daher werde ich mich hüten, eine Uhr zu konstruieren, die genau der SBB Bahnhof-Uhr entspricht. Sollte ich letztlich dann für mich etwas ausdrucken, kann ich mit der Wahl der Filament-Farbe und einer Variante des Sekundenzeigers das endgültige Design immer noch bestimmen.
Die gestern geschriebenen Vorgaben musste ich nach einigen Überlegungen noch etwas modifizieren. Ich fasse hier die aktuellen Vorgaben nochmals zusammen:
- Es soll eine Doppel-Uhr sein, Anzeige vorne und hinten
- Design (Aussehen) ähnlich wie bei der originalen SBB Bahnhof-Uhr, aber abweichend genug, um eine Urheberrechts-Verletzung zu vermeiden.
- Der Aussendurchmesser der Uhr soll 250 mm messen (die 3D-Maker unter uns wissen warum). Die übrigen Masse sollen einigermassen massstäblich sein.
- Alle mechanischen Teile (inkl. Gehäuse, Zifferblatt, Zeiger, Getriebe), aber ausser den Schrittmotoren, werden 3D (FDM) gedruckt.
- Der Minutenzeiger soll jeweils beim Minuten-Wechsel um eine Minuten-Markierung springen.
- Der Stundenzeiger folgt der Bewegung des Minutenzeigers über ein 1:12 - Getriebe.
- Der Sekundenzeiger soll eine Umdrehung in 58.5 Sekunden machen und dann oben warten, bis zum nächsten Minuten-Sprung.
- Der Minuten- und der Sekunden-Zeiger sind sicher nicht mechanisch über ein Getriebe verbunden, sonder werden unabhängig von einander mit je einem Schrittmotor angetrieben.
- Die Uhr muss immer genau "gehen". Die maximale Abweichung zur MEZ, bzw. MESZ darf nicht mehr als zwei Sekunden betragen. D.h. es wird eine Referenz-Zeit aus dem Internet (WLAN) benötigt.
- Im Arduino läuft eine Referenz-Zeit als Taktgeber für den Minutenzeiger. Diese Referenz-Zeit läuft unabhängig vom Internet-Zugang, wird aber (bei vorhandenem Internet-Zugang) periodisch an die vom Time-Server empfangene Zeit angeglichen. Mit diesem Vorgehen läuft die Uhr auch, wenn mal der Internet-Zugang ausfällt.
- Die Umstellung zwischen Winter- und Sommerzeit soll automatisch erfolgen.
- Für die Antriebs-Logik, die Anbindung an einen Time-Server im Internet und für das Treiben der Schrittmotoren soll wenn möglich ein Arduino zur Anwendung kommen.
- Die Speisung erfolgt über ein 5V USB Netzgerät.
- Allfällige Bedienungs-Elemente (Taster und USB-Anschluss für die Speisung und für Wartungszwecke) sollen möglichst versteckt angebracht werden.
Das Zifferblatt habe ich bereits gestern mit Onshape erstellt und heute noch farblich etwas verwüstet:
Die grossen Herausforderungen (für mich) an diesem Projekt sind:
- Das Getriebe für den Zeiger-Antrieb mit Schrittmotoren. Der Sekundenzeiger wird unabhängig von den anderen Zeigern mit einem eigenen Schrittmotor angetrieben. Der Minuten- und der Stundenzeiger werden über ein Getriebe gekoppelt und auch mit einem Schrittmotor angetrieben. Da möglichst alle mechanischen Teile (ausser den Schrittmotoren) druckbar sein sollen, wird das eine umfangreiche Onshape-Übung (inkl. Assembly) geben.
- Beim Antrieb mit Schrittmotoren müssen die Absolut-Positionen des Sekunden- und des Minuten-Zeigers ermittelt werden können. D.h. die Software muss eine Möglichkeit haben, die beiden genannten Zeiger in eine jeweilige Referenz-Position zu bewegen, um ab dann mit dem Zählen von Schritten auszukommen. Möglichkeiten sind der Einsatz von IR- oder Hall-Sensoren, ggf. Reed-Kontakten.
- Antriebe mittels Schrittmotoren sind für mich Neuland. Da werde ich ziemlich viel lesen und probieren müssen, bis ich das in den Griff bekommen werde.
- Die Anbindung des Arduino an einen Time-Server im Internet soll angeblich möglich sein. Ich weiss aber noch nicht wie.
.... danke
Man muss allerdings unter der Anlage ein dickeres, Paralleles Kabel führen, welches immer wieder Einspeisen kann. Sonst merkt man schon nach 2m auf der Zahnstangenstrecke, dass die Ampère nicht mehr so schön durchkommen 
. Allerdings konzentriere ich mich jetzt vor Allem um den landschaftlichen Teil der Wand entlang.
