Neskončna ura s pametnim telefonom: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Videl sem veliko projektov Infinity Mirrors in Infinity Clocks na Instructables, zato sem se odločil, da naredim svojega. Morda se ne razlikuje veliko od drugih … ampak jaz sem to naredil sam, tako je!

Če tega še ne veste:

Kaj je neskončna ura?

Neskončna ura uporablja več odsevov med ogledalom in polodsevnim ogledalom, da ustvari iluzijo velike globine, medtem ko je le en centimeter globok!

Čas označujejo LED, ki se med temi vmesniki večkrat odsevajo in dajejo ta vtis globine.

Več odsevov daje vtis globine

LED diode so naslovljive in večbarvne, zato jih je enostavno uporabiti za ustvarjanje svetlobnih animacij.

Želel sem, da bi bil interaktiven in spreminjajoč se, zato sem dodal nadzor pametnega telefona z uporabo komunikacije Bluetooth. Obstajata dva načina komunikacije med uro in pametnim telefonom. Uporabnik lahko s pomočjo HMI (Human Machine Interface) spremeni različne parametre, kot so animacije, barve. Lahko pa pošlje tudi neposredne ukaze, na primer za spremembo časa, ura pa odgovori, da pove, ali je ukaz sprejet ali ne.

HMI je bil narejen z uporabo programabilne aplikacije za Android, zato sem ga moral samo oblikovati in kodirati komunikacijo na strani Arduino.

Začnimo zdaj…

1. korak: Kaj potrebujete?

Za izdelavo te neskončne ure potrebujete naslednje (cene so okvirne):

• Arduino nano (2 USD)
• Naslovljiv LED trak, kot so LED diode WS2812, 60 LED na meter (6 USD)
• Modul Bluetooth, kot je HC-05 (3 USD)
• Okvir (1,5 USD)
• Napajanje 5V, ki lahko odda 4A ali več
• Nekaj električnih žic
• Pametni telefon z operacijskim sistemom Android in aplikacija Bluetooth Electronics iz podjetja KeuwlSoft
• Nekaj kosov vlaknene plošče srednje gostote (MDF, ena debeline 3 mm in ena debeline 10 mm)
• Prozorna plošča iz pleksi stekla ali stekla (približno 15 do 20 USD)
• Ogledalo in polodsevni zrcalni lepilni film (od 4 do 15 USD)
• Priključki, upori in ena kapacitivnost 1000 µF
• Nekaj lepila in lepilnega traku.

Diagram načela geometrije ure

Pleksi plošča mora biti debela 2 do 3 mm, da med uporabo ostane trdno na svojem mestu.

Zgornji diagram pojasnjuje geometrijo ure. LED trak je nameščen med ogledaloma. Seveda potrebujete 60 teh LED na traku. Na spletu lahko najdete LED trakove s 60 LED na meter, zato je eden od njih dober. Potem je obseg vodilnega kroga 1 m, njegov premer je 100/PI = 31,8 cm (pribl. 12,53 palca).

Pripravite svoje komponente

Izrežite krog tega premera v 3 mm MDF plošči. V ta namen sem šel v lokalni fablab in prosil za uporabo laserskega rezalnika. To lahko storijo tudi namesto vas, če prijazno vprašate in pridete z desko: traja le nekaj sekund. Medtem ko ste tam, izrežite isti disk v ploščo iz pleksi stekla.

S plošče MDF imate zdaj disk in ploščo s krožno luknjo. Oboje obdrži za kasneje.

Če želite, da LED svetijo na mestu, izrežite tudi v 1 cm debel MDF tanek valj enakega premera. Debelina ni pomembna, če ni preveč krhka. LED trak bo nameščen znotraj tega valja, zato je pomembno, da je notranji obod enak dolžini traku. Predolgi ali prekratki, nekatere LED diode so lahko nepravilno razmaknjene, zato bodite tukaj zelo natančni.

Rezanje tako debele plošče lahko traja dlje kot rezanje tanke. Vprašajte lastnika fablaba, ali je njihov laserski rezalnik dovolj močan, da razreže to debelino. Zame je moral laser za ta del preteči več kot desetkrat, v primerjavi z le dvema za drugo ploščo.

Lahko tudi…

Namesto MDF je tukaj mogoče uporabiti tudi prozorne ali barvne plošče iz pleksi stekla. Pleksi steklo obstaja v različnih barvah, od črne do rumene do zelene in vijolične, zato ne oklevajte in jih preizkusite.

Fablab ve, kako jih razrezati, rezanje pleksi stekla pa je zelo "čisto" v primerjavi z lesom, ki lahko "gori" (mislim na spremembo barve zaradi laserske energije) na laserski poti. Obstaja tudi ogledalo iz pleksi stekla, ki vas lahko reši pred nakupom zrcalne folije. Med rezanjem ne pozabite poslati laserja na zadnjo stran ogledala …

Spodaj so datoteke geometrije za laserski rez.

2. korak: Sestavite uro

Za izdelavo ure morate le sestaviti dele v skladu s shemo.

Pripravite primer

Najprej lepite zrcalno folijo na ploščo MDF. To bo spodnji del ure.

Drugič, polprozorno folijo prilepite na ploščo iz pleksi stekla. To tvori sprednje steklo ure. Ta disk bo vstavljen v ploščo MDF, v luknjo v krogu: po potrebi ga lepite z lepilom za les ali uporabite silikonsko gumo.

Nazadnje pripravite LED. Svetleče diode WS2812 uporabljajo 3 priključne ploščice: napajanje, ozemljitev in ukaz. Če so že priključene 3 električne žice, jih uporabite. V nasprotnem primeru spajajte 3 žice na priključne ploščice. Ne pozabite, da so LED diode polarizirane naprave: to pomeni, da tok teče samo v eno smer. Ta smer je na traku označena s puščico. Nato morate žice spajkati na koncu traku, od koder prihajajo puščice (ne na konec, na katerega kažejo puščice).

LED diode prilepite v debel valj iz MDF in sestavite 3 dele z lepilom in / ali trakom.

Nato elektronski del

Arduino postavite na mizo in ustvarite vezje, kot je prikazano zgoraj. Prepričajte se, da so priključeni vsi ozemljitveni priključki (GND iz Arduina, modul HC-05, LED trak in napajanje).

• Zatiči RX in TX modula HC-05 Bluetooth so povezani z nožicama D3 in D2 Arduina
• Podatkovna linija LED traku je povezana z zatičem D12, vmes lahko vstavite upor 300 Ohmov, če ga imate.

Če želite spremeniti nožice, ustrezno spremenite njihove definicije v kodi (vrstici 7 in 13 datoteke ino).

Upoštevajte, da modul HC-05 potrebuje delilnik napetosti za svoj RX pin, kot je prikazano spodaj. Torej potrebujete en upor 1000 ohmov in en upor 2000 ohmov.

Napajanje se uporablja tako za Arduino kot za LED trak. Najprej priključite 1000µF kondenzator v vijačni priključek (domino). Če jih imate, lahko uporabite hitri priključek. Za več podrobnosti glejte tukaj.

Ta kondenzator je lahko tudi polariziran: poskrbite, da sta nogi + in - povezani z + in - napajalnikom. Kot je razvidno iz slike kondenzatorja, je noga označena z velikim minusom.

Nato iz priključka priključite električne žice, da povežete LED trak in ploščo Arduino. Kot je navedeno zgoraj, je treba vse GND povezati skupaj. Od pozitivnega potenciala napajanja priključite 5V žico traku in povlecite žico na 5V pin Arduina: pustite ga trenutno nepovezanega, na koncu ga priključite.

Preverite vse … dvakrat

Dvakrat preverite vse povezave … Če želite preveriti električno neprekinjenost, uporabite multimeter.

Če je vse v redu, je ura skoraj pripravljena. Zaenkrat ga ne dobavljajte.

3. korak: Naložite kodo

Programirajmo

Za nalaganje kode v Arduino nano uporabite Arduino IDE. Vse datoteke shranite v mapo z imenom "Horloge_LED3_nano_BTOK" v mapi Arduino. Odprite IDE, izberite ustrezne parametre (vrsto plošče, vrata COM itd.) In kliknite gumb za nalaganje.

Na pametnem telefonu Android namestite aplikacijo Bluetooth Electronics, ki jo lahko preprosto najdete v Googlu Play. Prenesite datoteko "BluetoothElectronicsCode.txt" iz tega navodila za uporabo in razširitev spremenite v zip: dobili boste arhiv zip s kodo za vmesnik pametnega telefona za izvajanje s funkcijo Bluetooth Electronics.

Ko ste pripravljeni, priključite napajanje. Prižgale se bodo LED diode, modul HC-05 se bo tudi utrdil, da bi poiskal povezavo. Zaženite aplikacijo Android in sledite navodilom za povezavo modula Bluetooth s pametnim telefonom. Ko ste pripravljeni, zaženite HMI: pripravljeni ste na igranje!

Upoštevajte, da…

Prva LED dioda mora biti nameščena na vrhu ure. Če ga niste namestili, lahko spremenite vrednost parametra odmika v kodi (vrstica 65 datoteke ino). Za to je poskrbljeno.

Ko ste trak LED prilepili v plitki valj, sta bili dve možnosti: ali se trak obrne v smeri urinega kazalca ali v nasprotni smeri urinega kazalca. Če ste to storili narobe, se bodo kazalci ure obrnili v napačno smer! Brez skrbi. Samo spremenite vrednost logične spremenljivke sens_horaire v true (vrstica 77 datoteke ino)

4. korak: Uživajte

Še zadnja nastavitev…

Zdaj nastavite čas. To lahko storite s preprostimi ukazi, ki jih vnesete v majhno konzolo v spodnjem levem delu HMI.

• Hxx: nastavite ure na xx (npr.: H4)
• Myy: nastavite minute (npr.: M15)
• Szz: nastavite sekunde (npr.: S30)

Ukaze lahko povežete tako, da med njimi vstavite zvezdico, na primer: H4*M15*S35

Nastavitev ur in / ali minut bo ponastavila sekunde na nič.

Nato boste videli, da uro spremlja RDEČA LED, minute pa ZELENA LED:

Ura je 9:52!

Barvo sekund lahko spremenite z drsnikom na HMI

Ko premaknete drsnik, majhen krog na desni strani prikazuje trenutno barvo. Ko se drsnik ustavi, pošlje barvo na uro, LED dioda sekund pa se ustrezno spremeni.

Z drsniki ANIMATION in PALETTE lahko izberete in prilagodite svetlobne animacije na uri. Preizkusite jih in si oglejte videoposnetek za nekaj primerov. Ko spremenite nekatere nastavitve na HMI, majhna konzola prikaže odgovor iz Arduina.

Animacije…

• 0: samo prikaže čas, barvo sekund lahko spremenite z drsnikom.
• 1: Barvno ozadje (barvo lahko spremenite) spremenljive amplitude.
• 2: Vrteča se mavrica
• 3: Barvni trak (ki ga je mogoče spremeniti), ki naredi en obrat na sekundo.
• 4: Barvna črta, ki se odbije od druge roke.
• 5: Barvno ozadje (paleto lahko spremenite) naključne amplitude.
• 6: Samo prikaže čas, sekunda kazalca spremeni svojo svetlobno amplitudo.
• 7: Vrteče se zastavice (spremenite paleto, da zastavico spremenite med 4 možne)

Francoska zastava - to je 7:11:51

Pred kratkim je bila dodana še ena animacija, ki se spremeni vsakih 15 sekund za naključno izbrano animacijo.

Gumb MINUTES vklopi in izklopi bele LED -diode vsakih 5 minut na uri.

Ura je 7:11:25

Upoštevajte, da so bili video in fotografije narejeni s pametnim telefonom, zato so slabe kakovosti. Barve so na uro veliko svetlejše in natančnejše od tistih, ki so videti na videu …

Kaj drugega?

Upam, da vam bo všeč ta neskončna ura. Pred nami je še veliko: sprednjo ploščo iz MDF -ja lahko pobarvate, da bo lepša, na zunanjo stran jeklenke dodajte še en LED trak, da bo tudi na steni nekaj osvetljene svetlobe itd.

5. korak: Nova različica za natančen čas

Ura Arduino nano se sčasoma premika, saj nima natančne ure. Za natančen čas sem naredil drugo različico z uro realnega časa (RTC).

RTC obstajajo v različnih modelih, priporočam uporabo modula DS3231, ki je zelo natančen (v primerjavi z DS1307). Ta nova različica programa uporablja knjižnico MD-DS3231, ki je na voljo tukaj. Samo ustvarite novo mapo z imenom Horloge_LED3_nano_BT_RTC v mapi Arduino in naložite vse datoteke.

DS3231 povežite kot napravo I2C, to je SDA na A4 in SCL (ali SCK) na A5

Najprej morate nastaviti čas RTC. Oglejte si na primer ta navodila ali to vadnico.

Naložite datoteko Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino na svoj Arduino nano in jo zaženite. Čas se osvežuje vsakih 30 minut, zato je ura ves čas točna.

Seveda morate imeti baterijo na modulu RTC, ker ohranja RTC pri življenju, tudi če ga ne dobavi Arduino, in lahko ohranja natančen čas.