Nutitelefoniga juhitav lõpmatu kell: 5 sammu (koos piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Olen Instructablesis näinud palju Infinity Mirrors ja Infinity Clocks projekte, nii et otsustasin teha oma. See ei pruugi teistest väga erineda … aga ma tegin seda ise, nii see on!

Kui te seda veel ei tea:

Mis on lõpmatuse kell?

Lõpmatusekell kasutab mitu peegeldust peegli ja poolpeegeldava peegli vahel, et tekitada illusioon suurest sügavusest, kui see on vaid üks sentimeeter sügav!

Aega näitavad LED -id, mis peegeldavad nende liideste vahel mitu korda ja jätavad selle sügavuse mulje.

Mitmed refleksioonid jätavad sügavuse mulje

LED -id on adresseeritavad ja mitmevärvilised, nii et neid on kerge kasutada kergete animatsioonide tegemiseks.

Tahtsin muuta selle interaktiivseks ja muutuvaks, nii et lisasin nutitelefoni juhtelemendi Bluetooth -ühenduse abil. Kella ja nutitelefoni vahel on tõesti kaks suhtlusviisi. Kasutaja saab kasutada HMI -d (Human Machine Interface), et muuta erinevaid parameetreid, näiteks animatsioone, värve. Kuid ta võib saata ka näiteks otseseid käske kellaaja muutmiseks ja kell vastab, et käsk on vastu võetud või mitte.

HMI -d tehti programmeeritava Android -rakenduse abil, nii et ma pidin selle lihtsalt kujundama ja Arduino poole kommunikatsiooni kodeerima.

Alustame nüüd…

Samm: mida vajate?

Selle lõpmatuse kella ehitamiseks vajate järgmist (hinnad on soovituslikud):

• Arduino nano (2 USD)
• Adresseeritav LED -riba, näiteks WS2812, 60 LED -i meetri kohta (6 USD)
• Bluetooth-moodul, näiteks HC-05 (3 USD)
• Leivalaud (1,5 USD)
• 5 V toide, mis suudab tarnida 4A või rohkem
• Mõned elektrijuhtmed
• Nutitelefon, milles töötab Android, ja Bluetoothi elektroonikarakendus firmalt KeuwlSoft
• Mõned keskmise tihedusega puitkiudplaadi tükid (MDF, üks 3 mm paksune ja üks 10 mm paksune)
• Läbipaistev pleksiklaas või plekkplaat (umbes 15-20 USD)
• Peegel ja poolpeegeldav peegli liimkile (4 kuni 15 USD)
• Pistikud, takistid ja üks 1000µF mahtuvus
• Natuke liimi ja kleeplinti.

Kella geomeetria põhimõtete skeem

Plexi plaat peaks olema 2–3 mm paksune, nii et see püsiks kasutamisel kindlalt paigal.

Ülaltoodud diagramm selgitab kella geomeetriat. LED -riba asetatakse kahe peegli vahele. Loomulikult vajate ribal 60 sellist LED -i. Internetist leiate LED -ribasid 60 LED -iga meetri kohta, nii et üks neist on hea. Siis on led -ringi ümbermõõt 1 m, selle läbimõõt on 100/PI = 31,8 cm (umbes 12,53 tolli).

Valmistage oma komponendid ette

Lõigake selle läbimõõduga ring 3 mm MDF -plaati. Selleks läksin kohalikku fablabi ja palusin kasutada laserlõikurit. Nad saavad seda isegi teie eest teha, kui te lahkelt palute ja pardal olete: see võtab vaid mõne sekundi. Kui olete seal, lõigake sama ketas pleksiklaasist plaati.

MDF -plaadilt on teil nüüd ketas ja ümmarguse avaga plaat. Hoidke need mõlemad hilisemaks.

Valgusdioodide paigal hoidmiseks lõigake ka 1 cm paksusest MDF -ist õhuke sama läbimõõduga silinder. Paksus pole oluline, kuni see pole liiga habras. LED -riba asetatakse selle silindri sisse, seega on oluline, et sisemine ümbermõõt oleks sama kui riba pikkus. Liiga pikk või liiga lühike ja mõned LED -id võivad olla ebaregulaarselt paigutatud, seega olge siin väga täpne.

Sellise paksu plaadi lõikamine võib võtta veidi kauem aega kui õhukese plaadi lõikamine. Küsige fablabi omanikult, kas nende laserlõikur on selle paksuse lõikamiseks piisavalt võimas. Minu jaoks pidi laser selle osa jaoks läbima üle kümne korra, teise plaadi puhul ainult kaks.

Sa saad ka…

MDF -i asemel on siin võimalik kasutada ka läbipaistvaid või värvilisi pleksiklaasplaate. Plexiglas on saadaval erinevates värvides, mustast kollasest kuni rohelise ja lillani, nii et ärge kartke neid proovida.

Fablab teab, kuidas neid lõigata, ja pleksiklaasi lõikamine on väga puhas, võrreldes puiduga, mis võib laserrajal "põletada" (pean silmas värvi muutmist). Samuti on olemas peegelpleksiklaas, mis võib säästa peegelkile ostmisest. Pidage meeles, et lõikamise ajal saatke laser peegli tagaküljele …

Allpool on laserlõike geomeetriafailid.

Samm: pange kell kokku

Kella valmistamiseks peate lihtsalt osad vastavalt skeemile kokku panema.

Valmistage juhtum ette

Esiteks liimige peegelkile MDF -plaadile. See saab olema kella põhi.

Teiseks kleepige poolläbipaistev kile pleksiklaasist kettale. See moodustab kella esiklaasi. See ketas sisestatakse MDF -plaati ringikujulisse auku: liimige see vajadusel puiduliimiga või kasutage silikoonkummi.

Lõpuks valmistage valgusdioodid ette. WS2812 LED -id kasutavad 3 ühendusplokki: pinge, maandus ja juhtimine. Kui juba on ühendatud 3 elektrijuhet, kasutage neid. Vastasel juhul jootke ühendusjuhtmete külge 3 juhtmest. Pidage meeles, et LED -id on polariseeritud seadmed: see tähendab, et vool voolab ainult ühes suunas. See suund on ribal näidatud noolega. Seejärel peaksite jootma juhtmed riba lõpus, kust nooled tulevad (mitte otsa, kuhu nooled osutavad).

Kleepige LED -id paksu MDF -silindri sisse ja ühendage 3 osa liimi ja / või teibiga kokku.

Siis elektrooniline osa

Pange Arduino leivaplaadile ja looge vooluring, nagu ülal näidatud. Veenduge, et kõik pinnad (GND) on ühendatud (GND Arduino'st, HC-05 moodul, LED-riba ja toide).

• HC-05 Bluetooth-mooduli RX- ja TX-tihvtid on ühendatud Arduino tihvtidega D3 ja D2
• LED -riba andmeliin on ühendatud tihvtiga D12, selle vahele saate sisestada 300 -oomise takisti, kui see on olemas.

Kui soovite tihvte muuta, muutke nende määratlusi vastavalt koodis (ino -faili read 7 ja 13).

Pange tähele, et HC-05 moodul vajab oma RX-tihvti jaoks pingejaoturit, nagu allpool näidatud. Seega vajate ühte 1000 oomi ja ühte 2000 oomi takistit.

Toiteallikat kasutatakse nii Arduino kui ka LED -riba jaoks. Esmalt ühendage 1000µF kondensaator kruviklemmiga (doomino). Kui teil on kiirühendust, saate seda kasutada. Vaata siit lähemalt.

See kondensaator võib olla ka polariseeritud: veenduge, et jalad + ja - on ühendatud toiteallikaga + ja -. Nagu kondensaatori pildilt näha, on - jalg märgistatud suure miinusmärgiga.

Seejärel ühendage pistikust elektrijuhtmed LED -riba ja Arduino plaadi ühendamiseks. Nagu eespool öeldud, peaks kogu GND olema omavahel ühendatud. Toite positiivsest potentsiaalist ühendage riba 5V juhe ja tõmmake juhe Arduino 5V kontakti külge: jätke see hetkel ühendamata, ühendate selle lõpus.

Kontrollige kõike… kaks korda

Kontrollige kõiki ühendusi kaks korda… Elektrilise järjepidevuse kontrollimiseks kasutage multimeetrit, kui see on olemas.

Kui kõik on õige, on teie kell peaaegu valmis. Ärge seda praegu tarnige.

Samm: laadige kood üles

Programmeerime

Koodi Arduino nanosse üleslaadimiseks kasutage Arduino IDE -d. Pange kõik failid oma Arduino kausta kausta nimega "Horloge_LED3_nano_BTOK". Avage IDE, valige sobivad parameetrid (plaadi tüüp, COM -port jne) ja klõpsake üleslaadimisnuppu.

Installige oma Android -nutitelefoni rakendus Bluetooth Electronics, mille leiate hõlpsalt Google Playst. Laadige siit juhendilt alla fail "BluetoothElectronicsCode.txt" ja muutke laienduseks zip: saate zip -arhiivi koos nutitelefoni liidese koodiga, mis töötab koos Bluetooth Electronicsiga.

Kui olete valmis, ühendage toide vooluvõrku. LED-id süttivad, ka HC-05 moodul hakkab ühenduse otsimiseks vilkuma. Käivitage Androidi rakendus ja järgige Bluetooth -mooduli nutitelefoniga sidumise juhiseid. Kui olete valmis, käivitage HMI: olete mängimiseks valmis!

Pange tähele, et…

Riba esimene LED tuleks asetada kella peale. Kui te seda sinna ei paigutanud, saate koodis nihkeparameetri väärtust muuta (ino -faili rida 65). See hoolitseb selle eest.

Kui liimisite LED-riba madala silindri sisse, oli 2 võimalust: kas riba pöörleb päripäeva või vastupäeva. Kui tegite seda valesti, keeravad kellaosutid vales suunas! Ära muretse. Muutke lihtsalt loogilise muutuja sens_horaire väärtus tõeseks (ino -faili rida 77)

Samm: nautige

Viimane seadistus…

Nüüd määrake aeg. Seda saab teha lihtsate käskude abil, mille sisestate HMI vasakus alanurgas asuvasse väikesesse konsooli.

• Hxx: määrake tundideks xx (nt: H4)
• Myy: määrake minutid (nt: M15)
• Szz: määrake sekundid (nt: S30)

Käsud saab aheldada, sisestades nende vahele tähe, näiteks: H4*M15*S35

Tundide ja / või minutite määramine nullib sekundid.

Seejärel näete, et tundi jälgib PUNANE LED, minuteid ROHELINE LED:

Kell on 9:52:00!

Sekundite värvi saab muuta HMI liuguri abil

Liuguri liigutamisel näitab väike ring paremal küljel praegust värvi. Kui liugur peatub, saadab see värvi kellale ja sekundite LED muutub vastavalt.

Liugureid ANIMATION ja PALETTE saab kasutada kella heledate animatsioonide valimiseks ja kohandamiseks. Testige neid ja vaadake mõningaid näiteid videost. Kui muudate mõnda HMI seadet, näitab väike konsool Arduino vastust.

Animatsioonid…

• 0: kuvab lihtsalt kellaaja, liuguri abil saate sekundite värvi muuta.
• 1: muutuva amplituudiga värviline taust (saate värvi muuta).
• 2: pöörlev vikerkaar
• 3: värviline riba (mida saab muuta), mis teeb ühe pöörde sekundis.
• 4: värviline triip, mis põrkub teisest käest.
• 5: juhusliku amplituudiga värviline taust (saate paletti muuta).
• 6: kuvab lihtsalt kellaaega, sekundi osuti muudab oma valgusamplituudi.
• 7: pöörlevad lipud (muutke paletti, et muuta lipp nelja võimaliku hulga vahel)

Prantsusmaa lipp - kell on 7:11:51

Hiljuti lisati veel üks animatsioon, mis muutub juhuslikult valitud animatsiooni jaoks iga 15 sekundi järel.

Nupp MINUTES lülitab kella iga 5 minuti järel sisse ja välja valged LED -id.

Kell on 7:11:25

Pange tähele, et video ja fotod on tehtud nutitelefoniga ning seetõttu on need halva kvaliteediga. Värvid on kellal palju heledamad ja täpsemad kui need, mis videol välja näevad…

Mida veel?

Loodan, et teile meeldib seda lõpmatuse kella teha. Teha on veel palju: saate MDF -i esiplaadi kenamaks muuta, värvige, lisage silindri välisküljele veel üks led -riba, et ka seinale tekiks animeeritud valgus jne.

Samm: uus versioon täpse aja hoidmiseks

Arduino nanokell kipub ajas triivima, kuna sellel pole täpset kella. Tegin täpse aja hoidmiseks reaalajas kella (RTC) abil teise versiooni.

RTC on erinevates mudelites, soovitan kasutada DS3231 moodulit, mis on väga täpne (võrreldes DS1307 -ga). Programmi uus versioon kasutab MD-DS3231 raamatukogu, mis on saadaval siin. Lihtsalt looge oma Arduino kausta uus kaust nimega Horloge_LED3_nano_BT_RTC ja laadige alla kõik failid.

Ühendage DS3231 I2C -seadmena, st SDA A4 -ga ja SCL (või SCK) A5 -ga

Esiteks peate määrama RTC aja. Vaadake näiteks seda juhendit või seda õpetust.

Laadige fail Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino oma Arduino nano seadmesse ja käivitage see. Aega värskendatakse iga 30 minuti järel, nii et kell jääb kogu aeg täpseks.

Loomulikult peab teil aku olema RTC moodulil, sest see hoiab RTC elus isegi siis, kui seda Arduino ei tooda, ja see võib hoida täpset aega.