Okostelefonnal vezérelt végtelen óra: 5 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

Láttam sok Infinity Mirrors és Infinity Clocks projektet az Instructables -en, ezért úgy döntöttem, hogy elkészítem az enyémet. Lehet, hogy nem sokban különbözik a többitől … de én magam csináltam, így van!

Ha még nem ismerné:

Mi az a végtelen óra?

A végtelen óra többszörös tükröződést használ a tükör és a félig tükröződő tükör között, hogy a nagy mélység illúzióját keltse, miközben csak egy centiméter mély!

Az időt LED -ek jelzik, amelyek sokszor tükröződnek ezen interfészek között, és ezt a mélység benyomását keltik.

A többszörös reflexiók a mélység benyomását keltik

A LED -ek címezhetők és sokszínűek, így könnyű használni őket könnyű animációk készítéséhez.

Interaktívvá és változóvá akartam tenni, ezért hozzáadtam egy okostelefon -vezérlőt Bluetooth kommunikáció segítségével. Valójában kétféle kommunikáció létezik az óra és az okostelefon között. A felhasználó a HMI (Human Machine Interface) segítségével módosíthatja a különböző paramétereket, például animációkat, színeket. De közvetlen parancsokat is küldhet például az idő megváltoztatására, és az óra azt válaszolja, hogy a parancs elfogadva vagy nem.

A HMI programozható Android -alkalmazással készült, így csak meg kellett terveznem és kódolnom a kommunikációt az Arduino oldalon.

Kezdjük most…

1. lépés: Mire van szüksége?

Ennek a végtelen órának az elkészítéséhez a következőkre van szüksége (az árak tájékoztató jellegűek):

• Egy Arduino nano (2 USD)
• Egy címezhető ledszalag, például WS2812 LED, 60 led méterenként (6 USD)
• Bluetooth modul, például a HC-05 (3 USD)
• Kenyérsütő (1,5 USD)
• 5V -os tápellátás, 4A vagy annál nagyobb áramellátásra képes
• Néhány elektromos vezeték
• Okostelefon Android operációs rendszerrel és a Bluetooth Electronics alkalmazás a KeuwlSoft -tól
• Néhány darab közepes sűrűségű farostlemez (MDF, egy 3 mm vastag és egy 10 mm vastag)
• Átlátszó plexi vagy perspex lemez (körülbelül 15-20 USD)
• Tükör és félig tükröződő tükör ragasztófóliák (4-15 USD)
• Csatlakozók, ellenállások és egy 1000µF kapacitás
• Néhány ragasztó és ragasztószalag.

Az óra geometriájának elvi diagramja

A plexi lemeznek 2-3 mm vastagnak kell lennie, így használat közben szilárdan a helyén marad.

A fenti ábra magyarázza az óra geometriáját. A ledszalag a két tükör közé kerül. Természetesen 60 ilyen ledre van szüksége a csíkon. Online LED -csíkokat találhat, 60 méterenként, tehát az egyik jó. Ekkor a led kör kerülete 1 m, átmérője 100/PI = 31,8 cm (kb. 12,53 hüvelyk).

Készítse elő az alkatrészeket

Vágjon egy ilyen átmérőjű kört a 3 mm -es MDF -táblába. Ehhez elmentem a helyi fablabhoz, és kértem a lézervágó használatát. Akár meg is tehetik helyetted, ha kedvesen kéred, és a táblával jössz: ez csak néhány másodpercet vesz igénybe. Amíg ott van, vágja le ugyanazt a lemezt a plexi lemezébe.

Az MDF lemezből most van egy tárcsa és a lemez a kör alakú lyukkal. Tartsa meg mindkettőt későbbre.

A LED -ek helyben tartásához vágjon az 1 cm vastag MDF -be egy vékony, azonos átmérőjű hengert. A vastagság nem fontos, amíg nem túl törékeny. A LED szalagot a henger belsejébe helyezik, ezért fontos, hogy a belső kerülete megegyezzen a szalag hosszával. Túl hosszú vagy túl rövid, és egyes LED -ek szabálytalanul helyezkedhetnek el, ezért legyen itt nagyon pontos.

Egy ilyen vastag lemez vágása kissé tovább tarthat, mint a vékony lemez vágása. Kérdezze meg a fablab tulajdonosát, hogy a lézervágójuk elég erős -e ahhoz, hogy elvágja ezt a vastagságot. Számomra a lézernek több mint tízszer kellett áthaladnia ezen a részen, míg a másik lemeznél csak kettőt.

Te is…

Itt MDF helyett átlátszó vagy színes plexilapokat is lehet használni. A plexi többféle színben létezik, a feketétől a sárgán át a zöldig és a lilaig, ezért ne habozzon kipróbálni őket.

A fablab tudja, hogyan kell vágni őket, és a plexi vágása nagyon "tiszta" a fához képest, amely "éghet" (mármint a színváltozást a lézer energiája miatt) a lézerútban. A tükör plexi is létezik, ami megmentheti a tükörfilm megvásárlásától. Vágás közben ne felejtse el elküldeni a lézert a tükör hátsó oldalán …

Az alábbiakban a lézervágás geometriai fájljai láthatók.

2. lépés: Szerelje össze az órát

Az óra elkészítéséhez csak össze kell szerelnie az alkatrészeket a vázlat szerint.

Készítse elő az ügyet

Először ragassza fel a tükörfóliát az MDF lemezre. Ez lesz az óra alja.

Másodszor, ragassza a félig átlátszó fóliát a plexi lemezre. Ez képezi az óra elülső üvegét. Ezt a lemezt behelyezi az MDF -lemezbe, a körlyukba: ha szükséges, ragasztóval faragasztóval ragasztja, vagy használjon szilikongumit.

Végül készítse elő a LED -eket. A WS2812 LED -ek 3 csatlakozót használnak: tápfeszültség, földelés és parancs. Ha már 3 elektromos vezeték van csatlakoztatva, használja őket. Ellenkező esetben forrasztjon 3 vezetéket a csatlakozó párnákhoz. Ne feledje, hogy a LED -ek polarizált eszközök: ez azt jelenti, hogy az áram csak egy irányba áramlik. Ezt az irányt a csíkon egy nyíl jelzi. Ezután forrasztania kell a vezetékeket a szalag végén, ahonnan a nyilak érkeznek (nem pedig a végére, amelyre a nyilak mutatnak).

Ragassza a LED -eket a vastag MDF hengerbe, és szerelje össze a 3 részt ragasztóval és / vagy szalaggal.

Aztán az elektronikus rész

Helyezze az Arduino -t a kenyértáblába, és hozza létre az áramkört a fentiek szerint. Győződjön meg arról, hogy minden földelés (GND) csatlakoztatva van (GND az Arduino-tól, HC-05 modul, LED szalag és tápegység).

• A HC-05 Bluetooth modul RX és TX csapjai az Arduino D3 és D2 csapjaihoz vannak csatlakoztatva
• A LED szalag adatvonala a D12 érintkezőhöz van csatlakoztatva, ha van, akkor 300 ohmos ellenállást helyezhet közéjük.

Ha módosítani szeretné a csapokat, akkor ennek megfelelően módosítsa a kódban lévő definícióikat (az ino fájl 7. és 13. sora).

Vegye figyelembe, hogy a HC-05 modul feszültségosztót igényel az RX csaphoz, amint az alább látható. Tehát szüksége van egy 1000 ohmos és egy 2000 ohmos ellenállásra.

A tápegységet az Arduino és a LED szalag egyaránt használja. Először csatlakoztassa az 1000µF kondenzátort egy csavaros csatlakozóba (dominó). Használhat gyorscsatlakozót, ha van ilyen. További részletekért lásd itt.

Ez a kondenzátor polarizált is lehet: győződjön meg arról, hogy a + és - lábak csatlakoztatva vannak a tápellátás + és - pontjaihoz. Amint az a kondenzátor képén látható, a lábát nagy mínuszjel jelzi.

Ezután csatlakoztassa az elektromos vezetékeket a LED szalag és az Arduino kártya csatlakoztatásához. Mint fentebb említettük, minden GND -t össze kell kötni. A tápellátás pozitív potenciáljából csatlakoztassa a szalag 5 V -os vezetékét, és húzzon egy vezetéket az Arduino 5 V -os csatlakozójához: hagyja egyelőre csatlakoztatva, a végén csatlakoztatja.

Ellenőrizze mindent… kétszer

Ellenőrizze az összes csatlakozást kétszer… Ha van multiméter, ellenőrizze az elektromos folyamatosságot.

Ha minden rendben van, akkor az óra majdnem kész. Egyelőre ne szállítsa.

3. lépés: Töltse fel a kódot

Programozzunk

A kód feltöltéséhez az Arduino nanóba használja az Arduino IDE -t. Tegye az összes fájlt a "Horloge_LED3_nano_BTOK" nevű mappába az Arduino mappába. Nyissa meg az IDE -t, válassza ki a megfelelő paramétereket (kártya típusa, COM portja stb.), És kattintson a feltöltés gombra.

Telepítse Android okostelefonjára a Bluetooth Electronics alkalmazást, amely könnyen megtalálható a Google Playen. Töltse le a "BluetoothElectronicsCode.txt" fájlt ebből az utasításból, és módosítsa a kiterjesztést zip -re: kap egy zip archívumot az okostelefon interfészének kódjával, amely a Bluetooth Electronics rendszerrel fut.

Ha készen áll, csatlakoztassa a tápegységet. A LED-ek kigyulladnak, a HC-05 modul is villogni kezd, és megkeresi a kapcsolatot. Indítsa el az Android alkalmazást, és kövesse az utasításokat a Bluetooth modul és az okostelefon párosításához. Ha készen áll, indítsa el a HMI -t: készen áll a játékra!

Vegye figyelembe, hogy…

A szalag első LED -jét az óra tetejére kell helyezni. Ha nem Ön tette oda, megváltoztathatja az eltolási paraméter értékét a kódban (az ino fájl 65. sora). Arról gondoskodik.

Amikor a LED szalagot a sekély henger belsejébe ragasztotta, 2 lehetőség volt: vagy a szalag az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányba forog. Ha rosszul tette, akkor az óra mutatói rossz irányba fognak fordulni! Semmi gond. Csak módosítsa a sens_horaire logikai változó értékét true -ra (az ino fájl 77. sora)

4. lépés: Élvezze

Egy utolsó beállítás…

Most állítsa be az időt. Ezt egyszerű parancsokkal teheti meg, amelyeket a HMI bal alsó részén található kis konzolba írhat be.

• Hxx: állítsa be az órát xx -re (pl. H4)
• Myy: állítsa be a perceket (pl.: M15)
• Szz: a másodpercek beállítása (pl. S30)

A parancsok láncolhatók, ha csillagot illesztenek közéjük, például: H4*M15*S35

Az órák és / vagy percek beállítása nullára állítja a másodperceket.

Ekkor látni fogja, hogy az órát PIROS LED, a perceket ZÖLD LED követi:

9:52:00 van!

A másodpercek színét a HMI csúszkájával lehet megváltoztatni

Amikor mozgatja a csúszkát, a jobb oldali kis kör az aktuális színt mutatja. Amikor a csúszka megáll, elküldi a színt az órának, és a másodpercek LED -je ennek megfelelően változik.

Az ANIMATION és a PALETTE csúszkák segítségével kiválaszthatja és testre szabhatja az óra fény animációit. Tesztelje őket, és nézzen meg néhány példát a videóban. Amikor módosít néhány beállítást a HMI -n, a kis konzol az Arduino válaszát mutatja.

Animációk…

• 0: Csak az időt jeleníti meg, a csúszka segítségével megváltoztathatja a másodpercek színét.
• 1: Színes háttér (megváltoztathatja a színét), változó amplitúdóval.
• 2: Forgó szivárvány
• 3: Színes (megváltoztatható) sáv, amely másodpercenként egy fordulatot tesz.
• 4: Színes csík, amely visszapattan a másodkézből.
• 5: Véletlen amplitúdójú színes háttér (megváltoztathatja a palettát).
• 6: Csak az időt jeleníti meg, a másodpercmutató megváltoztatja fényerősségét.
• 7: Forgó zászlók (a paletta megváltoztatásával megváltoztathatja a zászlót a 4 lehetséges közül)

A francia zászló - ez 7:11:51

Nemrégiben hozzáadtak egy másik animációt, amely véletlenszerűen kiválasztott animáció esetén 15 másodpercenként változik.

A MINUTES gomb az óra 5 percenként be- és kikapcsolja a fehér LED -eket.

7:11:25 van

Vegye figyelembe, hogy a videó és a fényképek okostelefonnal készültek, ezért rossz minőségűek. A színek sokkal világosabbak és pontosabbak az órán, mint a videón …

Mi más?

Remélem tetszeni fog ez a végtelen óra. Sok még a tennivaló: festheti az MDF elülső lemezt, hogy szebb legyen, hozzáadhat egy másik led csíkot a henger külső oldalához, hogy animált fény is legyen a falon, stb.

5. lépés: Új verzió a pontos idő megőrzéséhez

Az Arduino nano órája hajlamos az idő sodrására, mivel nincs pontos órája. Készítettem egy másik verziót egy valós idejű óra (RTC) segítségével, hogy pontos időt tartsunk.

Az RTC különböző modellekben létezik, javaslom egy DS3231 modul használatát, amely nagyon pontos (a DS1307 -hez képest). A program ezen új verziója az MD-DS3231 könyvtárat használja, amely itt érhető el. Csak hozzon létre egy új mappát Horloge_LED3_nano_BT_RTC néven az Arduino mappában, és töltse le az összes fájlt.

Csatlakoztassa a DS3231 -et I2C eszközként, azaz SDA -t A4 -hez és SCL -t (vagy SCK -t) A5 -hez

Először be kell állítania az RTC idejét. Lásd például ezt az utasításokat vagy ezt az oktatóanyagot.

Töltse fel a Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino fájlt Arduino nano készülékére, és futtassa azt. Az idő 30 percenként frissül, így az óra mindig pontos marad.

Természetesen az akkumulátornak az RTC modulon kell lennie, mert akkor is életben tartja az RTC -t, ha nem az Arduino szállítja, és képes tartani a pontos időt.