Bezgalīgs pulkstenis ar viedtālruni: 5 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Esmu redzējis daudzus bezgalības spoguļu un bezgalības pulksteņu projektus vietnē Instructables, tāpēc es nolēmu izveidot savu. Tas var neatšķirties no citiem … bet es to darīju pats, tāpēc tas ir!

Ja jūs to vēl nezināt:

Kas ir bezgalības pulkstenis?

Bezgalības pulkstenis izmanto vairākus atspulgus starp spoguli un daļēji atstarojošu spoguli, lai radītu ilūziju par lielu dziļumu, kamēr tas ir tikai vienu centimetru dziļš!

Laiku norāda gaismas diodes, kas daudzkārt atstarojas starp šīm saskarnēm un rada šo dziļuma iespaidu.

Vairāki refleksi rada dziļuma iespaidu

Gaismas diodes ir adresējamas un daudzkrāsainas, tāpēc tās ir viegli izmantot, lai izveidotu vieglas animācijas.

Vēlējos to padarīt interaktīvu un mainīgu, tāpēc pievienoju viedtālruņa vadību, izmantojot Bluetooth sakarus. Pastāv reāli divi saziņas veidi starp pulksteni un viedtālruni. Lietotājs var izmantot HMI (cilvēka un mašīnas saskarni), lai mainītu dažādus parametrus, piemēram, animācijas, krāsas. Bet viņa var arī nosūtīt tiešas komandas, piemēram, lai mainītu laiku, un pulkstenis atbild, sakot, ka komanda ir pieņemta vai nē.

HMI tika veikts, izmantojot programmējamu Android lietotni, tāpēc man vienkārši vajadzēja to izveidot un kodēt komunikāciju Arduino pusē.

Sāksim tagad…

1. darbība. Kas jums nepieciešams?

Lai izveidotu šo bezgalības pulksteni, lūk, kas jums nepieciešams (cenas ir orientējošas):

• Arduino nano (2 USD)
• Adresējama LED sloksne, piemēram, WS2812 gaismas diodes, 60 gaismas diodes uz metru (6 USD)
• Bluetooth modulis, piemēram, HC-05 (3 USD)
• Maizes dēlis (1,5 USD)
• 5V barošana, kas spēj piegādāt 4A vai vairāk
• Daži elektriskie vadi
• Viedtālrunis, kurā darbojas operētājsistēma Android, un lietotne Bluetooth Electronics no KeuwlSoft
• Daži vidēja blīvuma šķiedru plātnes gabali (MDF, viens 3 mm biezs un viens 10 mm biezs)
• Caurspīdīga plexiglas vai perspex plate (aptuveni 15 līdz 20 USD)
• Spogulis un daļēji atstarojoša spoguļa līmplēve (no 4 līdz 15 USD)
• Savienotāji, rezistori un viena 1000µF kapacitāte
• Daži līme un līmlente.

Pulksteņa ģeometrijas principa diagramma

Plexi plāksnei jābūt 2 līdz 3 mm biezai, lai lietošanas laikā tā stingri paliktu vietā.

Iepriekš redzamā diagramma izskaidro pulksteņa ģeometriju. Gaismas josla ir novietota starp diviem spoguļiem. Protams, jums ir nepieciešami 60 no šiem gaismas diodēm uz sloksnes. Jūs varat atrast tiešsaistes LED sloksnes ar 60 gaismas diodēm uz metru, tāpēc viena no tām ir laba. Tad vadītā apļa perimetrs ir 1 m, tā diametrs ir 100/PI = 31,8 cm (aptuveni 12,53 collas).

Sagatavojiet komponentus

Izgrieziet šāda diametra apli 3 mm MDF plāksnē. Lai to izdarītu, es devos uz vietējo fablabu un palūdzu izmantot lāzera griezēju. Viņi pat to var izdarīt jūsu vietā, ja jūs laipni lūdzat un nākat kopā ar dēli: tas aizņem tikai dažas sekundes. Kamēr esat tur, sagrieziet to pašu disku plexiglass plāksnē.

No MDF plāksnes tagad jums ir disks un plāksne ar apaļo caurumu. Saglabājiet tos abus vēlāk.

Lai gaismas diodes paliktu vietā, arī 1 cm biezā MDF plāksnē sagrieziet plānu tāda paša diametra cilindru. Biezumam nav nozīmes, kamēr tas nav pārāk trausls. LED sloksne tiks novietota šī cilindra iekšpusē, tāpēc ir svarīgi, lai iekšējais perimetrs būtu tāds pats kā sloksnes garums. Pārāk garš vai pārāk īss, un daži gaismas diodes var būt neregulāri izvietoti, tāpēc esiet ļoti precīzs.

Šādas biezas plāksnes griešana var aizņemt nedaudz vairāk laika nekā plānas. Pajautājiet fablab īpašniekam, vai viņu lāzera griezējs ir pietiekami spēcīgs, lai samazinātu šo biezumu. Man lāzers bija jāpārvar vairāk nekā desmit reizes šai daļai, salīdzinot tikai ar divām otrai plāksnei.

Jūs varat arī…

MDF vietā šeit ir iespējams izmantot arī caurspīdīgas vai krāsainas organiskā stikla plāksnes. Plexiglas eksistē dažādās krāsās - no melnas līdz dzeltenai līdz zaļai un purpursarkanai, tāpēc nevilcinieties tās izmēģināt.

Fablab zina, kā tos sagriezt, un plexiglass griešana ir ļoti "tīra", salīdzinot ar koku, kas var "sadedzināt" (es domāju mainīt krāsu lāzera enerģijas dēļ) lāzera ceļā. Pastāv arī spoguļplāksne, kas var ietaupīt jūs no spoguļplēves iegādes. Vienkārši atcerieties, to griežot, lai nosūtītu lāzeru spoguļa aizmugurē …

Zemāk ir lāzera griezuma ģeometrijas faili.

2. solis: salieciet pulksteni

Lai izgatavotu pulksteni, jums vienkārši jāsamontē detaļas saskaņā ar shēmu.

Sagatavojiet lietu

Vispirms pielīmējiet spoguļplēvi uz MDF diska. Tas būs pulksteņa apakšdaļa.

Otrkārt, uzlīmējiet daļēji caurspīdīgo plēvi uz plexiglas diska. Tas veido pulksteņa priekšējo stiklu. Šis disks tiks ievietots MDF plāksnē, apļa caurumā: ja nepieciešams, pielīmējiet to, izmantojot koka līmi, vai izmantojiet silikona gumiju.

Visbeidzot, sagatavojiet gaismas diodes. WS2812 gaismas diodēs tiek izmantoti 3 savienojuma spilventiņi: sprieguma padeve, zemējums un vadība. Ja jau ir pievienoti 3 elektrības vadi, vienkārši izmantojiet tos. Pretējā gadījumā pie savienojuma paliktņiem pielodējiet 3 vadus. Atcerieties, ka gaismas diodes ir polarizētas ierīces: tas nozīmē, ka strāva plūst tikai vienā virzienā. Šis virziens ir norādīts uz sloksnes ar bultiņu. Tad jums vajadzētu lodēt vadus sloksnes galā, no kurienes nāk bultiņas (nevis galu, uz kuru norāda bultiņas).

Ielīmējiet gaismas diodes biezā MDF cilindra iekšpusē un salieciet 3 daļas ar līmi un / vai lenti.

Tad elektroniskā daļa

Ievietojiet Arduino maizes plāksnē un izveidojiet ķēdi, kā parādīts iepriekš. Pārliecinieties, vai visi pamati (GND) ir pievienoti (GND no Arduino, HC-05 modulis, LED sloksne un barošana).

• HC-05 Bluetooth moduļa RX un TX tapas ir savienotas ar Arduino tapām D3 un D2
• LED sloksnes datu līnija ir savienota ar tapu D12, starp tām varat ievietot 300 omu rezistoru, ja tāds ir.

Ja vēlaties mainīt tapas, attiecīgi mainiet to definīcijas kodā (ino faila 7. un 13. rindiņa).

Ņemiet vērā, ka HC-05 modulim RX tapai ir nepieciešams sprieguma dalītājs, kā parādīts zemāk. Tātad jums ir nepieciešams viens 1000 omu un viens 2000 omu rezistors.

Padeve tiek izmantota gan Arduino, gan LED sloksnei. Vispirms pievienojiet 1000µF kondensatoru skrūves spailē (domino). Varat izmantot ātro savienotāju, ja tāds ir. Plašāku informāciju skatiet šeit.

Šis kondensators var būt arī polarizēts: pārliecinieties, ka + un - kājas ir pievienotas barošanas avota + un -. Kā redzams kondensatora attēlā, kāja ir apzīmēta ar lielu mīnusa zīmi.

Pēc tam no savienotāja pievienojiet elektrības vadus, lai savienotu LED sloksni un Arduino plati. Kā minēts iepriekš, visam GND jābūt savienotam kopā. No barošanas pozitīvā potenciāla pievienojiet sloksnes 5V vadu un pievelciet vadu pie Arduino 5V tapas: pagaidām atstājiet to nesaistītu, beigās pievienosit.

Pārbaudiet visu … divas reizes

Pārbaudiet visus savienojumus divreiz … Izmantojiet multimetru, ja tāds ir, lai pārbaudītu elektrības nepārtrauktību.

Ja viss ir pareizi, jūsu pulkstenis ir gandrīz gatavs. Pagaidām to nepiegādājiet.

3. darbība: augšupielādējiet kodu

Programmēsim

Lai augšupielādētu kodu Arduino nano, izmantojiet Arduino IDE. Ievietojiet visus failus mapē ar nosaukumu "Horloge_LED3_nano_BTOK" savā Arduino mapē. Atveriet IDE, atlasiet pareizos parametrus (plates tips, COM ports utt.) Un noklikšķiniet uz augšupielādes pogas.

Android viedtālrunī instalējiet lietojumprogrammu Bluetooth Electronics, to varat viegli atrast pakalpojumā Google Play. Lejupielādējiet failu "BluetoothElectronicsCode.txt" no šīs pamācības un nomainiet paplašinājumu uz zip: jūs saņemsiet zip arhīvu ar viedtālruņa saskarnes kodu darbībai ar Bluetooth Electronics.

Kad esat gatavs, pievienojiet barošanas avotu. Gaismas diodes iedegsies, arī HC-05 modulis mirgos, lai meklētu savienojumu. Palaidiet Android lietotni un izpildiet norādījumus, lai savienotu pārī Bluetooth moduli ar viedtālruni. Kad esat gatavs, palaidiet HMI: esat gatavs spēlēt!

Pieraksti to…

Sloksnes pirmā gaismas diode jānovieto pulksteņa augšpusē. Ja jūs to neievietojāt, kodā varat mainīt nobīdes parametra vērtību (ino faila 65. rinda). Tā par to rūpējas.

Kad jūs līmējāt LED sloksni sekla cilindra iekšpusē, bija 2 iespējas: vai nu sloksne griežas pulksteņrādītāja virzienā, vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Ja jūs to izdarījāt nepareizi, pulksteņa rādītāji pagriezīsies nepareizā virzienā! Neuztraucies. Vienkārši mainiet Būla mainīgā sens_horaire vērtību uz true (ino faila 77. rinda)

4. solis: izbaudiet

Pēdējais iestatījums…

Tagad iestatiet laiku. To var izdarīt, izmantojot vienkāršas komandas, kuras ierakstāt mazajā konsolē HMI apakšējā kreisajā daļā.

• Hxx: iestatiet stundas uz xx (piemēram: H4)
• Myy: iestatiet minūtes (piem., M15)
• Szz: iestatiet sekundes (piem., S30)

Komandas var ķēdīt, ievietojot starp tām zvaigznīti, piemēram: H4*M15*S35

Iestatot stundas un / vai minūtes, sekundes tiks atiestatītas uz nulli.

Pēc tam jūs redzēsit, ka stundu izseko SARKANA gaismas diode, minūtes - ZAĻA gaismas diode:

Ir 9:52:00!

Sekundu krāsu var mainīt, izmantojot HMI slīdni

Pārvietojot slīdni, mazais aplis labajā pusē parāda pašreizējo krāsu. Kad slīdnis apstājas, tas nosūta krāsu pulkstenim, un attiecīgi mainās sekunžu gaismas diode.

Slīdņus ANIMĀCIJA un PALETTE var izmantot, lai atlasītu un pielāgotu pulksteņa gaismas animācijas. Pārbaudiet tos un dažus piemērus skatiet videoklipā. Mainot dažus HMI iestatījumus, mazā konsole parāda Arduino atbildi.

Animācijas…

• 0: parāda tikai laiku, jūs varat mainīt sekunžu krāsu, izmantojot slīdni.
• 1: krāsains fons (varat mainīt krāsu) ar mainīgu amplitūdu.
• 2: rotējoša varavīksne
• 3: krāsaina josla (to var mainīt), kas veic vienu apgriezienu sekundē.
• 4: krāsaina svītra, kas atlec no otrās rokas.
• 5: nejaušas amplitūdas krāsains fons (varat mainīt paleti).
• 6: tikai parāda laiku, sekundes rādītājs maina gaismas amplitūdu.
• 7: rotējoši karodziņi (mainiet paleti, lai mainītu karogu starp 4 iespējamiem)

Francijas karogs - ir 7:11:51

Nesen tika pievienota cita animācija, kas mainās ik pēc 15 sekundēm nejauši izvēlētai animācijai.

Poga MINUTES ik pēc 5 minūtēm ieslēdz un izslēdz baltas gaismas diodes.

Ir 7:11:25

Ņemiet vērā, ka video un fotoattēli tika izgatavoti, izmantojot viedtālruni, un tāpēc tie ir sliktas kvalitātes. Krāsas pulkstenī ir daudz spilgtākas un precīzākas nekā tās, kas izskatās video …

Kas vēl?

Es ceru, ka jums patiks darīt šo bezgalības pulksteni. Vēl ir daudz darāmā: jūs varat krāsot MDF priekšējo plāksni, lai tā būtu jaukāka, pievienojiet vēl vienu LED sloksni cilindra ārējā pusē, lai uz sienas būtu arī animēta gaisma utt.

5. darbība. Jauna versija, lai saglabātu precīzu laiku

Arduino nano pulkstenim ir tendence laikā novirzīties, jo tam nav precīza pulksteņa. Es izveidoju citu versiju, izmantojot reālā laika pulksteni (RTC), lai saglabātu precīzu laiku.

RTC pastāv dažādos modeļos, es iesaku izmantot DS3231 moduli, kas ir ļoti precīzs (salīdzinot ar DS1307). Šī jaunā programmas versija izmanto MD-DS3231 bibliotēku, kas pieejama šeit. Vienkārši izveidojiet savā Arduino mapē jaunu mapi ar nosaukumu Horloge_LED3_nano_BT_RTC un lejupielādējiet visus failus.

Pievienojiet DS3231 kā I2C ierīci, t.i., SDA ar A4 un SCL (vai SCK) ar A5

Pirmkārt, jums ir jāiestata RTC laiks. Skatiet, piemēram, šo pamācību vai šo pamācību.

Augšupielādējiet Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino failu savā Arduino nano un palaidiet to. Laiks tiek atsvaidzināts ik pēc 30 minūtēm, tāpēc pulkstenis visu laiku paliek precīzs.

Protams, jums ir jābūt RTC moduļa akumulatoram, jo tas uztur RTC dzīvu pat tad, ja to nepiegādā Arduino, un tas var saglabāt precīzu laiku.