TECHNICAL SUPPORT
发布时间： 2026-09-30
所谓舵机时钟, 指的是那种利用三枚舵机分别去带动时针、分针还有秒针的一个机械式的计时设备, 它跟齿轮传动的方案比起来, 结构上要简单非常之多, 制作起来的门槛比较低, 这是在电子DIY和创客教育里面特别典型的一个入门项目, 本文接下来是按照先去备料, 再去组装, 然后进行接线, 接着编写代码, 完成调试这样的顺序步骤, 要把整个流程一次性全部都讲个清清楚楚明明白白, 只要你把这篇文章认认真真地看完了, 马上就可以动手开始操作了。
材料清单
建议使用三种微型舵机型号为sg90或者mg90s的微型舵机, 数量为三个。这些微型舵机分别用于驱动秒针、分针及时针这三大指针。
需要使用三个这样的指针, 这些指针的材料可以选择亚克力或者通过3D打印来制作, 并且它们的长度需要去匹配对应的表盘, 通常这种情况下常见表盘的直径是在十厘米到十五厘米的范围之内。
需要准备的配件包括舵机固定支架, 其数量为3个, 同时还需要一块底板, 这块底板的材质可选用木板、亚克力板或者打印外壳, 其尺寸大约为15厘米乘以15厘米。
需要使用一个主控开发板, 这个开发板是开源的, 数量为一台, 其中型号为Nano规格的设备就符合要求了。
提供1份电压为5伏特的通用串行总线供电, 这种供电形式可以使用充电宝来供应, 也可以使用适配这个标准的电源转换器来进行供电。
有一根连接线, 还有一个E型的指针固定环, 另外还有热熔胶以及数量不限的几个螺丝。
可以选择性配备rtc实时时钟模块比如这种类型的内容。在出现断电的情况以后, 它也可以自动保持时间的数据。
机械组装
使用螺丝将三个舵机固定在底板上, 这三个设备的输出轴呈现出一个“品”字的排列形状, 它们的交汇位置恰好就是表盘的圆心, 这体现了三轴共心的原则, 如果圆心的偏移量超过零点五毫米, 指针之间就会产生互相干涉的现象, 指针是通过E型环来套在输出轴上的，在这个步骤中不能直接粘死, 需要先手动拨动指针到十二点这个初始位置, 然后才能够进行固定。
电路接线
以Nano开发板为例：
这里有一个需要你特别注意的关键提醒, 当三枚舵机在同一时间内同时启动的时候, 瞬间电流的大小是可以达到一点的五安培的, 这时候你要使用独立的五个伏特的usb端口来提供电力支持, 绝对不可以让电路板上面自带的那个线性稳压器去承担所有的负载压力, 不然就会出现电压突然下降的情况, 这种电压跌落是可能导致整个系统复位并且重新开机起来的, 你所需要牢记的这个道理就是所谓的独立供电原则。
驱动代码要点
我们是利用这块开发板所对应的那个集成开发环境, 再加上舵机库, 来开展工作的, 这里头主要的核心逻辑部分呢可以分成三个步骤来进行。
1. <强>读取当前时间, 可以通过调用函数来实现, 也可以使用RTC模块来进行。
2. 我们来计算换算角度, 其中秒的是将秒数先除以六十再乘以三百六十度, 分的计算方法是先将分钟数除以六十再加上秒数除以三千六百, 之后把得到的结果乘以三百六十度, 时的做法是先把小时数对十二取余再除以十二, 随后加上分钟数除以七百二十, 最终把整体数值乘以三百六十度。
3. 每隔50毫秒就向三个舵机同时写入要到达的那个角度。这个操作是运用函数来完成的。这样做的主要目的就是为了防止各自出现胡乱变动的情况出现。
为了延长使用寿命, 可以将秒针的刷新间隔调整为每隔5秒钟更新一次画面, 让分针每过5分钟再进行一次刷新, 同时使时针按照每30分钟更新一次的节奏变动。
常见问题（以实际制作中的高频故障为例）
当指针的偏差处于1度到2度这个范围内的情况下, 这通常是因为舵机自身存在固有的死区造成的, 对此你可以尝试将E型环沿着轴向前后方向微调0.5毫米, 这样就能完成补偿。
如果秒针出现了卡顿、走不动的情况, 是因为SG90这个型号的力矩只有零点四千克厘米, 这个数值偏小, 所以需要更换成MG90S, 因为它的力矩大约是两千克厘米, 或者也可以把指针缩短到八厘米以内。
将断电时间归零: 添加一片 , 在上电以后从 RTC 读取时间, 从而免除手动对时的步骤。
行动建议
等把所有材料都准备齐全, 就要开始一步一步地进行调试试验。具体的顺序是先接通秒针, 接下来再连接分针, 到才去处理时针。在接好每一个线路之后, 先让这一路独立地运转成功之后, 才能把其他的部分合并到一起。
在这个时候调试的过程中, 可以使用热熔胶来进行暂时的固定操作。只有当确定它的走时情况已经非常稳定可靠了, 才可以进行最终的永久固定处理。等到把外壳彻底完全封闭起来, 这样就会成为一台能够长时间持续运行的桌面舵机时钟设备。
核心要点这一部分始终是保持不变的, 就是那三个字, 三轴共心, 还有独立供电, 那个同步驱动, 把这三条线都给牢牢守住, 这样这个舵机时钟走起来才会稳定, 而且出现故障的次数也会变得很少。
