שעון אינסופי נשלט על סמארטפון: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

ראיתי פרויקטים רבים של Infinity Mirrors ו- Infinity Clocks on Instructables, אז החלטתי להכין את שלי. זה אולי לא שונה מאוד מהאחרים … אבל עשיתי את זה בעצמי, כך זה!

למקרה שאתה לא יודע את זה כבר:

מהו שעון אינסוף?

שעון אינסוף משתמש בהשתקפויות מרובות בין מראה למראה חצי-רפלקטיבית כדי לתת אשליה של עומק רב בזמן שהוא בעומק של סנטימטר אחד בלבד!

הזמן מסומן על ידי נוריות LED המשקפות פעמים רבות בין הממשקים הללו ונותנות רושם זה של עומק.

רפלקסים מרובים נותנים רושם של עומק

נוריות ה- LED ניתנות להתייחסות ורבות צבעים, כך שקל להשתמש בהן לביצוע אנימציות אור.

רציתי להפוך אותו לאינטראקטיבי ומשתנה, אז הוספתי שליטה בסמארטפון באמצעות תקשורת בלוטות '. קיימת שתי דרכים תקשורת אמיתיות בין השעון לסמארטפון. המשתמש יכול להשתמש ב- HMI (ממשק מכונת האדם) כדי לשנות את הפרמטרים השונים, כגון אנימציות, צבעים. אבל היא יכולה גם לשלוח פקודות ישירות למשל כדי לשנות את השעה, והשעון עונה להגיד שהפקודה מתקבלת או לא.

ה- HMI נעשה באמצעות אפליקציית אנדרואיד הניתנת לתכנות, כך שפשוט הייתי צריך לעצב אותה ולקוד את התקשורת בצד של Arduino.

בוא נתחיל עכשיו…

שלב 1: מה אתה צריך?

כדי לבנות את שעון האינסוף הזה, הנה מה שאתה צריך (המחירים הם אינדיקטיביים):

• ננו ארדואינו (2 דולר)
• רצועת לד ניתנת להתייחסות, כגון נוריות WS2812, 60 נוריות למטר (6 דולר)
• מודול בלוטות ', כגון HC-05 (3 דולר)
• לוח לחם (1.5 דולר)
• אספקת 5V, המסוגלת לספק 4A או יותר
• כמה חוטי חשמל
• סמארטפון שמריץ אנדרואיד, ואפליקציית האלקטרוניקה של Bluetooth, מבית KeuwlSoft
• כמה חתיכות של סיבי צפיפות בינונית (MDF, אחד בעובי 3 מ"מ ואחד בעובי 10 מ"מ)
• צלחת פרספקס שקופה או צלחת פרספקס (בסביבות 15 עד 20 דולר)
• מראה וסרטים דבקים במראה למחצה (בין 4 ל -15 דולר)
• מחברים, נגדים וקיבול אחד של 1000µF
• קצת דבק ודבק.

תרשים עקרוני של הגיאומטריה של השעון

עובי לוחית הפלקסי צריך להיות בעובי 2 עד 3 מ מ כך שהיא נשארת יציבה במקומה בעת השימוש.

התרשים לעיל מסביר את הגיאומטריה של השעון. רצועת הלד מונחת בין שתי המראות. כמובן, אתה צריך 60 מהאורות האלה ברצועה. אתה יכול למצוא רצועות לד מקוונות עם 60 נוריות למטר, כך שאחת מהן טובה. אז היקף המעגל המוביל הוא 1 מ ', קוטרו 100/PI = 31.8 ס מ (כ 12.53 אינץ').

הכינו את הרכיבים שלכם

חותכים עיגול בקוטר זה בלוח MDF בגודל 3 מ מ. לשם כך ניגשתי לפאבלאב המקומי וביקשתי להשתמש בחותך הלייזר. הם אפילו יכולים לעשות את זה בשבילך, אם אתה שואל בחביבות ואתה בא עם הלוח: זה לוקח רק כמה שניות. בזמן שאתה שם, חותך את אותו הדיסק בצלחת הפרספקס שלך.

מלוחית MDF, יש לך כעת דיסק והצלחת עם החור העגול. שמור את שניהם להמשך.

כדי לשמור על הנורות במקום, חותכים גם ב- MDF בעובי 1 ס מ גליל דק בקוטר זהה. העובי אינו חשוב כל עוד הוא אינו שביר מדי. רצועת ה- LED תוצב בתוך הצילינדר הזה, ולכן חשוב שההיקף הפנימי יהיה זהה לאורכו של הרצועה. ארוך מדי או קצר מדי, וחלק מהנורות עשויות להיות מרווחות באופן לא סדיר, לכן היה מאוד מדויק כאן.

חיתוך צלחת כל כך עבה עשוי לקחת קצת יותר זמן מחיתוך הדק. שאל את בעל fablab אם חותך הלייזר שלהם חזק מספיק כדי לחתוך את העובי הזה. בשבילי, הלייזר היה צריך לעבור יותר מעשר פעמים עבור החלק הזה, לעומת שניים בלבד עבור הלוח השני.

אתה יכול גם…

אפשר גם להשתמש כאן בלוחות פרספקס שקופים או צבעוניים במקום MDF. פרספקס קיים בצבעים שונים, משחור עד צהוב ועד ירוק וסגול, אז אל תהססו לנסות אותם.

הפבלב יודע לחתוך אותם, וחיתוך פרספקס הוא "נקי" מאוד בהשוואה לעץ שעלול "להישרף" (כלומר לשנות את צבעו בגלל אנרגיית הלייזר) בנתיב הלייזר. קיימת גם פרספקס מראה, שיכול לחסוך ממך רכישת סרט המראה. רק זכור בעת חיתוך אותו, כדי לשלוח את הלייזר בצד האחורי של המראה …

להלן קבצי הגיאומטריה לחיתוך הלייזר.

שלב 2: הרכבת השעון

כדי להכין את השעון, אתה רק צריך להרכיב את החלקים, לפי הסכימה.

הכינו את התיק

ראשית, הדבק את סרט המראה על דיסק ה- MDF. זה יהיה החלק התחתון של השעון.

שנית, הדביקו את הסרט השקוף למחצה על דיסק הפרספקס. זה יוצר את הזכוכית הקדמית של השעון. דיסק זה יוכנס לצלחת MDF, בחור העיגול: הדבק אותו בעזרת דבק עץ במידת הצורך, או השתמש בגומי סיליקון.

לבסוף, הכינו את הלדים. נוריות WS2812 משתמשות ב -3 רפידות חיבור: אספקת מתח, קרקע ושליטה. אם כבר מחוברים 3 חוטים חשמליים, פשוט השתמש בהם. אחרת הלחמה 3 חוטים לרפידות החיבור. זכור כי נוריות LED הן מכשירים מקוטבים: המשמעות היא שהזרם זורם בכיוון אחד בלבד. כיוון זה מסומן על הרצועה עם חץ. לאחר מכן, עליך להלחם את החוטים בסוף הרצועה מהמקום שמגיעים החצים (לא את הקצה שאליו החצים מצביעים).

הדבק את הנורות בתוך גליל ה- MDF העבה והרכב את 3 החלקים, בעזרת דבק ו / או סרט.

ואז החלק האלקטרוני

שים את הארדואינו בלוח הלחם וצור את המעגל כפי שמוצג למעלה. וודא שכל הארצות (GND) מחוברות (GND מארדואינו, מודול HC-05, רצועת LED ואספקה).

• סיכות RX ו- TX של מודול בלוטות 'HC-05 מחוברות לסיכות D3 ו- D2 של הארדואינו
• קו הנתונים של רצועת ה- LED מחובר לסיכה D12, תוכל להכניס נגד 300 אוהם בין אם יש לך אחד כזה.

אם ברצונך לשנות את הפינים, שנה את הגדרותיהם בקוד בהתאם (שורות 7 ו -13 בקובץ ה- ino).

שים לב כי מודול HC-05 דורש מחלק מתח עבור סיכת ה- RX שלו, כפי שמוצג להלן. אז אתה צריך נגדים של 1000 אוהם ואחד של 2000 אוהם.

האספקה משמשת הן עבור ה- Arduino והן עבור רצועת ה- LED. תחילה חבר את הקבל 1000µF במסוף בורג (דומינו). אתה יכול להשתמש במחבר מהיר אם יש לך כמה. ראה כאן לפרטים נוספים.

קבל זה עשוי גם להיות מקוטב: וודא כי הרגליים + ו- - מחוברות ל- + ו- - של האספקה. כפי שניתן לראות בתמונת הקבל, הרגל - מסומנת בסימן מינוס גדול.

לאחר מכן, מהמחבר, חבר חוטי חשמל לחיבור רצועת ה- LED ולוח ה- Arduino. כפי שנאמר לעיל, כל ה- GND צריך להיות מחובר יחד. מהפוטנציאל החיובי של האספקה, חבר את חוט ה -5 וולט של הרצועה ומשך חוט לסיכת 5V של הארדואינו: השאר אותו ללא חיבור לרגע, תחבר אותו בסוף.

בדוק הכל … פעמיים

בדוק את כל החיבורים פעמיים … השתמש במולטימטר אם יש לך אחד לבדוק את המשכיות החשמל.

אם הכל נכון, השעון שלך כמעט מוכן. אל תספק אותו בינתיים.

שלב 3: העלה את הקוד

בואו לתכנת

כדי להעלות את הקוד בננו Arduino, השתמש ב- IDE של Arduino. הכנס את כל הקבצים לתיקייה בשם "Horloge_LED3_nano_BTOK" בתיקיית ה- Arduino שלך. פתח את IDE, בחר את הפרמטרים המתאימים (סוג לוח, יציאת COM וכו ') ולחץ על כפתור ההעלאה.

בסמארטפון אנדרואיד שלך, התקן את אפליקציית האלקטרוניקה Bluetooth, תוכל למצוא אותה בקלות ב- Google Play. הורד את הקובץ "BluetoothElectronicsCode.txt" מתוך מדריך זה, ושנה את הסיומת ל- zip: תקבל ארכיון zip עם הקוד לממשק הסמארטפון להפעלה עם Bluetooth Electronics.

כאשר אתה מוכן, חבר את האספקה. נוריות הלייט יוארו, מודול HC-05 גם יסיר את החיבור לחיבור הקשר. הפעל את אפליקציית האנדרואיד ופעל לפי ההוראות לזיווג מודול ה- Bluetooth עם הסמארטפון שלך. כשתהיה מוכן, הפעל את HMI: אתה מוכן לשחק!

ציין זאת…

יש להניח את הנורית הראשונה של הרצועה על גבי השעון. אם לא מיקמת אותו שם, תוכל לשנות את ערך פרמטר הקיזוז בקוד (שורה 65 של קובץ ה- ino). זה דואג לזה.

כאשר הדבקת את רצועת ה- LED בתוך הגליל הרדוד, היו 2 אפשרויות: או שהרצועה מסתובבת בכיוון השעון, או נגד כיוון השעון. אם עשית זאת בצורה לא נכונה, ידי השעון יפנו לכיוון הלא נכון! אין דאגות. פשוט שנה את הערך של המשתנה הבוליאני sens_horaire ל- true (שורה 77 בקובץ ino)

שלב 4: תהנה

הגדרה אחרונה…

עכשיו, קבע את השעה. ניתן לעשות זאת באמצעות פקודות פשוטות שאתה מקליד במסוף הקטן בחלק השמאלי התחתון של ה- HMI.

• Hxx: הגדר את השעות ל- xx (למשל: H4)
• מיי: קבע את הדקות (לדוגמה: M15)
• Szz: הגדר את השניות (למשל: S30)

ניתן לכבל את הפקודות על ידי הכנסת כוכב ביניהן, לדוגמה: H4*M15*S35

הגדרת שעות ו / או דקות תאפס את השניות לאפס.

לאחר מכן תראה כי השעה עוקבת אחר נורית אדומה, הדקות על ידי נורית ירוקה:

השעה 9:52:00!

ניתן לשנות את צבע השניות באמצעות המחוון ב- HMI

כאשר אתה מזיז את המחוון, העיגול הקטן בצד ימין מציג את הצבע הנוכחי. כאשר המחוון עוצר, הוא שולח את הצבע לשעון ונורית השניות משתנה בהתאם.

ניתן להשתמש במחוונים ANIMATION ו- PALETTE לבחירה והתאמה אישית של הנפשות האור בשעון. בדוק אותם, וצפה בסרטון לכמה דוגמאות. כשאתה משנה כמה הגדרות ב- HMI, הקונסולה הקטנה מציגה את התשובה מהארדואינו.

אנימציות…

• 0: רק מציג את השעה, אתה יכול לשנות את צבע השניות באמצעות המחוון.
• 1: רקע צבעוני (ניתן לשנות את הצבע) במשרעת משתנה.
• 2: קשת מסתובבת
• 3: להקה צבעונית (שניתן לשנות) שעושה סיבוב אחד לשנייה.
• 4: פס צבעוני שמקפיץ את היד השנייה.
• 5: רקע צבעוני (ניתן לשנות את לוח הצבעים) של משרעת אקראית.
• 6: רק מציג את השעה, יד השניות משנה את משרעת הזוהר שלה.
• 7: סיבוב דגלים (שנה את לוח הצבעים כדי לשנות את הדגל בין 4 דגלים אפשריים)

דגל צרפת - השעה 7:11:51

לאחרונה נוספה אנימציה נוספת, שמשתנה כל 15 שניות לאנימציה שנבחרה באופן אקראי.

כפתור MINUTES מפעיל ומכבה נוריות לבנות בכל 5 דקות בשעון.

השעה 7:11:25

שימו לב שהסרטון והתמונות נעשו באמצעות סמארטפון ולכן הם באיכות ירודה. הצבעים בהירים ומדויקים יותר בשעון ממה שהם נראים בסרטון …

מה עוד?

אני מקווה שתרצה לעשות את שעון האינסוף הזה. יש עוד הרבה מה לעשות: אתה יכול לצבוע את הלוח הקדמי של MDF כדי להפוך אותו ליפה יותר, להוסיף עוד רצועת לד בצד החיצוני של הגליל בכדי שיהיה גם קצת אור מונפש על הקיר וכו '.

שלב 5: גרסה חדשה לשמירה על זמן מדויק

השעון של הארדואינו ננו נוטה להיסחף בזמן, מכיוון שאין לו שעון מדויק. הכנתי גרסה נוספת באמצעות שעון בזמן אמת (RTC) כדי לשמור על זמן מדויק.

RTC קיימים בדגמים שונים, אני ממליץ להשתמש במודול DS3231, שהוא מדויק מאוד (בהשוואה ל- DS1307). גרסה חדשה זו של התוכנית משתמשת בספריית MD-DS3231, הזמינה כאן. פשוט צור תיקייה חדשה בשם Horloge_LED3_nano_BT_RTC בתיקיית ה- Arduino שלך והורידה את כל הקבצים.

חבר את DS3231 כמכשיר I2C, כלומר SDA ל- A4 ו- SCL (או SCK) ל- A5

ראשית, עליך להגדיר את הזמן של ה- RTC. עיין למשל במדריך זה או במדריך זה.

העלה את הקובץ Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino על הננו הארדואינו שלך והפעל אותו. הזמן מתרענן כל 30 דקות, כך שהשעון נשאר מדויק כל הזמן.

כמובן שאתה צריך שהסוללה תהיה במודול ה- RTC מכיוון שהיא שומרת על ה- RTC בחיים גם אם היא לא מסופקת על ידי ה- Arduino והיא יכולה לשמור על הזמן המדויק.