OVODYO è un orologio da tavolo che mostra l’ora facendo rotolare e capovolgere due sfere a forma di icosaedro stampate in 3D. La sfera delle ore ha 12 facce con le 12 ore, quella dei minuti ha 12 facce con intervalli di 5 minuti. Sei LED RGB al centro indicano i minuti intermedi. Il progetto è di ekaggrat singh kalsi, che ne racconta la costruzione sulla pagina del progetto su Hackaday.io.
Le due sfere icosaedriche sono sollevate sulla base dell’orologio da un albero di supporto in ottone. Un albero di trasmissione interno attraversa il centro dell’albero di supporto e aziona un gruppo di ingranaggi conici. Gli ingranaggi fanno girare i gusci esterni attorno a due assi, ciclando periodicamente tutte e dodici le facce. Solo un set di numeri appare dritto per volta.
Come funziona la trasmissione a ingranaggi conici
L’albero centrale aziona l’ingranaggio conico centrale. Questo a sua volta ruota l’ingranaggio conico a 90 gradi sull’ingranaggio conico inferiore con rapporto 1:1. La rotazione del conico a 90 gradi fa ruotare il conico inclinato sull’ingranaggio conico principale, con un rapporto che fa capovolgere la sfera.
I due movimenti seguono cadenze diverse. La sfera delle ore si ferma ogni un giro e un quarto, pari a 450 gradi. La sfera dei minuti si ferma ogni 90 gradi, pari a un quarto di giro. Perciò l’ora avanza con un movimento lungo, mentre i minuti cambiano molto più spesso.
- Sfera delle ore: 12 facce, si ferma ogni 450 gradi
- Sfera dei minuti: 12 facce, si ferma ogni 90 gradi
- Diametro esterno delle sfere: circa 78 mm
- Dimensioni complessive: 383 x 78 x 163 mm
- Motori: passo-passo da 15 mm con riduttore 1:99
- Indicazione minuti intermedi: 6 LED RGB al centro
Elettronica, firmware Arduino e sensori Hall
Il cuore elettronico è un ATmega8, che pilota i motori tramite un DRV8833. Il codice è scritto nell’ambiente Arduino. La base ha 3 parti: sinistra e destra ospitano i motori e l’albero di trasmissione, il centro contiene l’elettronica.
I motori trovano la posizione di partenza usando un magnete e un sensore a effetto Hall come il 3144, lo stesso principio di funzionamento di una scheda con sensore Hall pronta all’uso. In questo modo il firmware sa da dove ripartire dopo ogni rotazione. Poiché la sfera dei minuti gira ogni 5 minuti, per mostrare i minuti intermedi ci sono 6 LED RGB al centro che si accendono in sequenza e lampeggiano. Quando l’ultimo LED finisce di lampeggiare la sfera gira e i LED si resettano.
Chi volesse rifare OVODYO deve mettere in conto due motori passo-passo con riduttore, un driver a doppio ponte H e i sensori di posizione. Un motore passo-passo compatto con riduttore è il tipo di attuatore che serve per muovere le sfere senza ingombri eccessivi, mentre per l’indicazione dei minuti intermedi un anello di LED RGB WS2812 indirizzabili riproduce la stessa logica dei sei LED che si accendono in sequenza.
Il montaggio meccanico resta la parte più delicata. Gli ingranaggi conici vanno allineati con precisione, perché ogni gioco si somma lungo la catena e sposta i numeri rispetto alla posizione attesa. Inoltre l’albero di trasmissione deve restare centrato dentro l’albero di supporto in ottone, altrimenti la sfera oscilla mentre ruota.
Stampa 3D, dimensioni e taratura delle sfere
Le due sfere icosaedriche e i gusci esterni arrivano dalla stampa 3D. Il diametro esterno delle sfere è di circa 78 mm, quindi ogni faccia deve restare leggibile a distanza da tavolo. La taratura della posizione di partenza si appoggia al magnete e al sensore a effetto Hall, che danno un riferimento fisso a ogni ciclo.
Le dimensioni complessive dell’orologio sono 383 x 78 x 163 mm. La base si divide in tre parti: a sinistra e a destra trovano posto i motori e l’albero di trasmissione, al centro l’elettronica. Questa divisione semplifica sia l’assemblaggio sia la manutenzione, perché si accede ai driver senza smontare le sfere.
Chi vuole ripercorrere il progetto trova sulla pagina del progetto su Hackaday.io il racconto della costruzione firmato da ekaggrat singh kalsi. Il punto di partenza resta comunque la meccanica: senza un allineamento accurato degli ingranaggi conici, nessun firmware tiene i numeri dritti.
