Beskonačni sat kontroliran pametnim telefonom: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Vidio sam mnoge projekte Infinity Mirrors i Infinity Clocks na Instructables, pa sam odlučio napraviti svoj. Možda se i ne razlikuje puno od ostalih … ali sam sam to učinio, tako je!

U slučaju da to već ne znate:

Što je beskonačni sat?

Beskonačni sat koristi više refleksija između zrcala i polureflektirajućeg zrcala kako bi dao iluziju velike dubine dok je dubok samo jedan centimetar!

Vrijeme je označeno LED diodama koje se mnogo puta reflektiraju između ovih sučelja i ostavljaju dojam dubine.

Više refleksija ostavlja dojam dubine

LED diode su adresabilne i raznobojne pa ih je lako koristiti za izradu svjetlosnih animacija.

Htio sam ga učiniti interaktivnim i promjenjivim pa sam dodao kontrolu pametnog telefona pomoću Bluetooth komunikacije. Postoje dva načina komunikacije između sata i pametnog telefona. Korisnik može koristiti HMI (Human Machine Interface) za promjenu različitih parametara, poput animacija, boja. Ali ona također može poslati izravne naredbe, na primjer za promjenu vremena, a sat odgovara da kaže je li naredba prihvaćena ili ne.

HMI je napravljen pomoću programabilne Android aplikacije, pa sam ga jednostavno morao dizajnirati i kodirati komunikaciju na strani Arduina.

Počnimo sada…

Korak 1: Što vam treba?

Za izradu ovog beskonačnog sata evo što vam je potrebno (cijene su okvirne):

• Arduino nano (2 USD)
• Adresibilna LED traka, poput LED dioda WS2812, 60 LED po metru (6 USD)
• Bluetooth modul, poput HC-05 (3 USD)
• Ogledna ploča (1,5 USD)
• Napajanje od 5V, sposobno isporučiti 4A ili više
• Nekoliko električnih žica
• Pametni telefon s Androidom i aplikacija Bluetooth Electronics iz tvrtke KeuwlSoft
• Neki komadi vlaknaste ploče srednje gustoće (MDF, jedan debljine 3 mm i jedan debljine 10 mm)
• Prozirna ploča od pleksiglasa ili perspeksa (oko 15 do 20 USD)
• Ogledalo i polureflektirajuće zrcalno ljepljive folije (od 4 do 15 USD)
• Konektori, otpornici i jedan kapacitet 1000µF
• Malo ljepila i ljepljive trake.

Princip principa geometrije sata

Pleksi ploča treba biti debela 2 do 3 mm tako da ostane čvrsto na mjestu tijekom uporabe.

Gornji dijagram objašnjava geometriju sata. LED traka postavljena je između dva ogledala. Naravno, potrebno vam je 60 takvih LED dioda na traci. Na internetu možete pronaći LED trake sa 60 LED dioda po metru, pa je jedna od njih dobra. Tada je opseg vodećeg kruga 1 m, njegov promjer je 100/PI = 31,8 cm (približno 12,53 inča).

Pripremite svoje komponente

Izrežite krug ovog promjera u MDF ploči od 3 mm. Da bih to učinio, otišao sam do lokalnog fablaba i zamolio da upotrijebim laserski rezač. To čak mogu učiniti i za vas, ako ljubazno zamolite i dođete s pločom: potrebno je samo nekoliko sekundi. Dok ste tamo, izrežite isti disk u ploču od pleksiglasa.

Od MDF ploče sada imate disk i ploču s kružnom rupom. Oboje ih zadržite za kasnije.

Kako bi LED diode ostale na mjestu, izrežite i u MDF debljine 1 cm tanki cilindar istog promjera. Debljina nije važna sve dok nije previše krhka. LED traka bit će postavljena unutar ovog cilindra, pa je važno da unutarnji opseg bude jednak duljini trake. Predugo ili prekratko, a neke LED diode mogu biti nepravilno razmaknute, stoga ovdje budite vrlo točni.

Rezanje tako debele ploče može potrajati malo duže od rezanja tanke ploče. Pitajte vlasnika fablaba je li njihov laserski rezač dovoljno snažan da izreže tu debljinu. Za mene je laser morao proći više od deset puta za taj dio, u usporedbi sa samo dva za drugu ploču.

Također možete…

Ovdje je također moguće koristiti prozirne ili obojene ploče od pleksiglasa umjesto MDF -a. Pleksiglas postoji u raznim bojama, od crne do žute do zelene i ljubičaste, stoga ne oklijevajte isprobati ih.

Fablab ih zna rezati, a rezanje pleksiglasa je vrlo "čisto" u usporedbi s drvetom koje može "izgorjeti" (mislim na promjenu boje zbog energije lasera) na laserskoj putanji. Zrcalni pleksiglas također postoji, što vas može spasiti od kupnje zrcalnog filma. Sjetite se samo da ga režete, da pošaljete laser na stražnju stranu ogledala …

Ispod su datoteke geometrije za laserski rez.

Korak 2: Sastavite sat

Za izradu sata trebate samo sastaviti dijelove, prema shemi.

Pripremite slučaj

Najprije zalijepite zrcalnu foliju na MDF disk. Bit će to dno sata.

Drugo, zalijepite poluprozirni film na disk od pleksiglasa. Tako nastaje prednje staklo sata. Ovaj će disk biti umetnut u MDF ploču, u rupu u krugu: zalijepite ga ljepilom za drvo ako je potrebno ili upotrijebite silikonsku gumu.

Na kraju, pripremite LED diode. WS2812 LED diode koriste 3 spojna jastučića: napajanje naponom, uzemljenje i naredbu. Ako su već spojene 3 električne žice, samo ih upotrijebite. U protivnom lemite 3 žice na spojne jastučiće. Upamtite da su LED diode polarizirani uređaji: to znači da struja teče samo u jednom smjeru. Ovaj smjer je označen strelicom na traci. Zatim biste trebali lemiti žice na kraju trake odakle dolaze strelice (ne na kraj na koji strelice pokazuju).

Umetnite LED diode u debeli cilindar od MDF -a i sastavite 3 dijela ljepilom i / ili trakom.

Zatim elektronički dio

Stavite Arduino na ploču i stvorite krug kao što je prikazano gore. Provjerite jesu li svi uzemljeni (GND) spojeni (GND iz Arduina, HC-05 modul, LED traka i napajanje).

• RX i TX pinovi HC-05 Bluetooth modula spojeni su na pinove D3 i D2 Arduina
• Podatkovna linija LED trake spojena je na pin D12, između njih možete umetnuti otpornik od 300 Ohma ako ga imate.

Ako želite promijeniti pinove, promijenite njihove definicije u kodu u skladu s tim (retci 7 i 13 ino datoteke).

Imajte na umu da HC-05 modul zahtijeva razdjelnik napona za svoj RX pin, kao što je prikazano u nastavku. Dakle, trebate jedan otpornik od 1000 ohma i jedan otpornik od 2000 ohma.

Napajanje se koristi i za Arduino i za LED traku. Prvo spojite 1000µF kondenzator na vijčani terminal (domino). Možete koristiti brzi priključak ako ga imate. Za više detalja pogledajte ovdje.

Ovaj kondenzator također može biti polariziran: provjerite jesu li + i - noge spojene na + i - napajanje. Kao što se može vidjeti na slici kondenzatora, noga je označena velikim minusom.

Zatim iz konektora priključite električne žice za spajanje LED trake i Arduino ploče. Kao što je gore rečeno, svi GND trebaju biti povezani zajedno. Od pozitivnog potencijala napajanja, spojite 5V žicu trake i izvucite žicu na 5V pin Arduina: ostavite ga trenutno nepovezanim, spojit ćete ga na kraju.

Provjerite sve … dvaput

Dvaput provjerite sve veze … Koristite multimetar ako ga imate za provjeru električnog kontinuiteta.

Ako je sve ispravno, vaš sat je gotovo spreman. Nemojte ga isporučivati za sada.

Korak 3: Prenesite kôd

Programirajmo

Za učitavanje koda u Arduino nano, upotrijebite Arduino IDE. Stavite sve datoteke u mapu pod nazivom "Horloge_LED3_nano_BTOK" u svoju mapu Arduino. Otvorite IDE, odaberite odgovarajuće parametre (vrstu ploče, COM priključak itd.) I kliknite gumb za prijenos.

Na Android pametnom telefonu instalirajte aplikaciju Bluetooth Electronics, koju možete lako pronaći na Google Playu. Preuzmite datoteku "BluetoothElectronicsCode.txt" iz ovog Instructable -a i promijenite proširenje u zip: dobit ćete zip arhivu s kodom za sučelje pametnog telefona za pokretanje s Bluetooth Electronics -om.

Kad budete spremni, priključite napajanje. LED diode će zasvijetliti, HC-05 modul će se također blokirati u potrazi za vezom. Pokrenite Android aplikaciju i slijedite upute za uparivanje Bluetooth modula sa vašim pametnim telefonom. Kad budete spremni, pokrenite HMI: spremni ste za igru!

Imajte na umu da…

Prva LED dioda na traci trebala bi biti postavljena na vrh sata. Ako ga niste stavili tamo, možete promijeniti vrijednost parametra pomaka u kodu (redak 65 datoteke ino). O tome se brine.

Kad ste zalijepili LED traku unutar plitkog cilindra, postojale su dvije mogućnosti: ili se traka okreće u smjeru kazaljke na satu, ili u suprotnom smjeru. Ako ste to učinili na pogrešan način, kazaljke na satu će se okrenuti u pogrešnom smjeru! Bez brige. Samo promijenite vrijednost logičke varijable sens_horaire u true (redak 77 ino datoteke)

Korak 4: Uživajte

Posljednja postavka…

Sada postavite vrijeme. To se može učiniti pomoću jednostavnih naredbi koje upisujete u malu konzolu u donjem lijevom dijelu HMI -a.

• Hxx: postavite sate na xx (npr.: H4)
• Moj: postavite minute (npr.: M15)
• Szz: postavite sekunde (npr.: S30)

Naredbe se mogu ulančiti umetanjem zvjezdice između njih, na primjer: H4*M15*S35

Postavljanje sati i / ili minuta resetirat će sekunde na nulu.

Tada ćete vidjeti da se sat prati CRVENOM LED, a minute ZELENOM LED:

Sad je 9:52:00!

Boja sekundi može se promijeniti pomoću klizača na HMI -u

Kad pomičete klizač, mali krug s desne strane prikazuje trenutnu boju. Kad se klizač zaustavi, šalje boju satu i LED dioda se mijenja u skladu s tim.

Klizači ANIMATION i PALETTE mogu se koristiti za odabir i prilagodbu svjetlosnih animacija na satu. Testirajte ih i pogledajte primjere za video. Kad promijenite neke postavke na HMI -u, mala konzola prikazuje odgovor s Arduina.

Animacije…

• 0: Samo prikazuje vrijeme, možete promijeniti boju sekundi pomoću klizača.
• 1: Pozadina u boji (možete promijeniti boju) promjenjive amplitude.
• 2: Rotirajuća duga
• 3: Obojena traka (koja se može promijeniti) koja čini jedan okret u sekundi.
• 4: Obojena pruga koja se odbija od druge ruke.
• 5: Obojena pozadina (možete promijeniti paletu) slučajne amplitude.
• 6: Samo prikazuje vrijeme, kazaljke za sekunde mijenjaju svoju svjetlosnu amplitudu.
• 7: Rotirajuće zastavice (promijenite paletu da biste promijenili zastavicu među 4 moguće)

Francuska zastava - 7:11:51 je

Nedavno je dodana još jedna animacija koja se mijenja svakih 15 sekundi za nasumično odabranu animaciju.

Gumb MINUTES uključuje i isključuje bijele LED diode svakih 5 minuta na satu.

Sad je 7:11:25

Imajte na umu da su video i fotografije napravljeni pametnim telefonom te su stoga loše kvalitete. Boje su na satu mnogo svjetlije i točnije od onoga kako izgledaju na videu …

Što drugo?

Nadam se da ćete voljeti raditi ovaj beskonačni sat. Ostaje još mnogo toga za učiniti: možete obojiti prednju ploču od MDF -a kako biste je učinili ljepšom, dodati još jednu LED traku na vanjskoj strani cilindra kako bi i na zidu došlo do oživljavanja itd.

Korak 5: Nova verzija za točno vrijeme

Arduino nano sat teče s vremenom, jer nema točan sat. Napravio sam drugu verziju pomoću sata za realno vrijeme (RTC) kako bih zadržao točno vrijeme.

RTC postoji u raznim modelima, preporučujem korištenje modula DS3231, koji je vrlo točan (u usporedbi s DS1307). Ova nova verzija programa koristi biblioteku MD-DS3231, koja je dostupna ovdje. Samo stvorite novu mapu pod nazivom Horloge_LED3_nano_BT_RTC u mapi Arduino i prenesite sve datoteke.

Spojite DS3231 kao I2C uređaj, tj. SDA na A4 i SCL (ili SCK) na A5

Prvo morate postaviti vrijeme RTC -a. Pogledajte na primjer ovaj Instructables ili ovaj vodič.

Prenesite datoteku Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino na svoj Arduino nano i pokrenite je. Vrijeme se osvježava svakih 30 minuta, pa sat ostaje točan cijelo vrijeme.

Naravno, morate imati bateriju na RTC modulu, jer održava RTC na životu čak i ako ga ne isporučuje Arduino, a može zadržati točno vrijeme.