ساعت بی نهایت کنترل شده توسط تلفن هوشمند: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

من پروژه های زیادی از آینه های بی نهایت و ساعت های بی نهایت را در Instructables دیده ام ، بنابراین تصمیم گرفتم که خودم را بسازم. ممکن است تفاوت چندانی با سایر موارد نداشته باشد … اما من خودم این کار را کردم ، اینطور است!

در صورتی که قبلاً آن را نمی دانید:

ساعت بی نهایت چیست؟

یک ساعت بی نهایت از انعکاس های متعدد بین یک آینه و یک آینه نیمه بازتابنده استفاده می کند تا توهم عمق زیاد را در حالی که تنها یک سانتی متر عمق دارد ایجاد کند!

زمان با LED هایی نشان داده می شود که بارها بین این رابط ها منعکس می شوند و این عمق را ایجاد می کنند.

بازتاب های متعدد تصور عمق را ایجاد می کنند

LED ها آدرس پذیر و چند رنگ هستند ، بنابراین استفاده از آنها برای ساختن انیمیشن های سبک بسیار آسان است.

من می خواستم آن را تعاملی و تغییر دهم ، بنابراین با استفاده از ارتباط بلوتوث یک کنترل تلفن هوشمند اضافه کردم. دو راه واقعی ارتباط بین ساعت و تلفن هوشمند وجود دارد. کاربر می تواند از HMI (رابط ماشین ماشین) برای تغییر پارامترهای مختلف مانند انیمیشن ها ، رنگ ها استفاده کند. اما او همچنین می تواند دستورات مستقیم را برای مثال برای تغییر زمان ارسال کند و ساعت پاسخ می دهد که می گوید فرمان پذیرفته شده است یا خیر.

HMI با استفاده از یک برنامه Android قابل برنامه ریزی انجام شد ، بنابراین من فقط باید آن را طراحی کرده و ارتباطات را در سمت آردوینو کدگذاری کنم.

حالا شروع کنیم…

مرحله 1: به چه چیزی نیاز دارید؟

برای ساختن این ساعت بی نهایت ، آنچه در اینجا به آن نیاز دارید (قیمت ها مشخص است):

• نانو آردوینو (2 دلار)
• یک نوار LED قابل آدرس دهی ، مانند led های WS2812 ، 60 عدد led در هر متر (6 دلار)
• ماژول بلوتوث ، مانند HC-05 (3 دلار)
• تخته نان (1.5 دلار)
• منبع تغذیه 5 ولت ، قادر به ارائه 4A یا بیشتر
• چند سیم برق
• تلفن هوشمند دارای Android ، و برنامه Bluetooth Electronics ، از KeuwlSoft
• برخی از قطعات تخته فیبر با چگالی متوسط (MDF ، یکی ضخامت 3 میلی متر و دیگری 10 میلی متر ضخامت)
• یک صفحه پلکسی گلاس یا پرسپکس شفاف (حدود 15 تا 20 دلار)
• آینه و فیلم چسب آینه نیمه بازتابنده (از 4 تا 15 دلار)
• اتصالات ، مقاومتها و یک خازن 1000 µF
• مقداری چسب و نوار چسب.

نمودار اصل هندسه ساعت

صفحه پلکسی باید 2 تا 3 میلی متر ضخامت داشته باشد تا هنگام استفاده محکم در جای خود بماند.

نمودار بالا هندسه ساعت را توضیح می دهد. نوار led بین دو آینه قرار گرفته است. البته ، شما به 60 عدد از آنها در نوار نیاز دارید. می توانید نوارهای led آنلاین را با 60 led در هر متر پیدا کنید ، بنابراین یکی از آنها خوب است. سپس محیط دایره led 1 متر ، قطر آن 100/PI = 31.8 سانتی متر (تقریبا 12.53 اینچ) است.

اجزای خود را آماده کنید

دایره ای به این قطر را در برد MDF 3 میلیمتری برش دهید. برای انجام این کار ، به fablab محلی رفتم و درخواست کردم از برش لیزری استفاده کنم. آنها حتی می توانند این کار را برای شما انجام دهند ، اگر با مهربانی بپرسید و با تخته بیایید: فقط چند ثانیه طول می کشد. هنگامی که آنجا هستید ، همان دیسک را در صفحه پلکسی گلاس خود ببرید.

از صفحه MDF ، اکنون یک دیسک و صفحه با سوراخ مدور دارید. هر دو را برای بعد نگه دارید.

برای ثابت نگه داشتن LED ها ، استوانه ای نازک به قطر یکسان در MDF ضخامت 1 سانتی متر نیز برش دهید. ضخامت تا زمانی که خیلی شکننده نباشد مهم نیست. نوار LED در داخل این استوانه قرار می گیرد ، بنابراین مهم است که محیط داخلی با طول نوار یکسان باشد. خیلی طولانی یا خیلی کوتاه ، و برخی از led ها ممکن است به طور نامنظم فاصله داشته باشند ، بنابراین در اینجا بسیار دقیق باشید.

برش چنین صفحه ضخیمی ممکن است کمی بیشتر از برش صفحه نازک طول بکشد. از مالک fablab بپرسید که آیا دستگاه برش لیزری آنها به اندازه کافی قدرتمند است که بتواند این ضخامت را برش دهد. برای من ، لیزر باید بیش از ده بار برای آن قسمت عبور کند ، در حالی که فقط دو بار برای صفحه دیگر.

همچنین می توانید…

همچنین می توان از تخته های پلکسی گلاس شفاف یا رنگی در اینجا به جای ام دی اف استفاده کرد. پلکسی گلاس در رنگ های مختلف ، از سیاه تا زرد تا سبز و بنفش وجود دارد ، بنابراین در امتحان آنها تردید نکنید.

Fablab نحوه برش آنها را می داند و برش پلکسی در مقایسه با چوب بسیار "تمیز" است که ممکن است در مسیر لیزر "بسوزد" (منظورم تغییر رنگ به دلیل انرژی لیزر است). پلکسی آینه نیز وجود دارد که می تواند شما را از خرید فیلم آینه نجات دهد. فقط به خاطر داشته باشید که هنگام برش آن ، لیزر را به طرف عقب آینه بفرستید…

در زیر فایل های هندسی برش لیزری آمده است.

مرحله 2: ساعت را جمع کنید

برای ساخت ساعت ، فقط باید قطعات را مطابق شماتیک جمع آوری کنید.

پرونده را آماده کنید

ابتدا فیلم آینه را روی دیسک MDF بچسبانید. آخر ساعت خواهد بود.

دوم ، فیلم نیمه شفاف را روی دیسک پلکسی بچسبانید. این شیشه جلویی ساعت را تشکیل می دهد. این دیسک در صفحه MDF ، در سوراخ دایره قرار داده می شود: در صورت لزوم آن را با چسب چوب بچسبانید ، یا از لاستیک سیلیکون استفاده کنید.

در آخر ، LED ها را آماده کنید. LED های WS2812 از 3 پد اتصال استفاده می کنند: منبع ولتاژ ، زمین و فرمان. اگر قبلاً 3 سیم برق متصل شده است ، فقط از آنها استفاده کنید. در غیر این صورت 3 سیم را به پدهای اتصال وصل کنید. به یاد داشته باشید که LED ها دستگاه های قطبی هستند: این بدان معنی است که جریان فقط در یک جهت جریان دارد. این جهت روی نوار با یک پیکان نشان داده شده است. سپس ، باید سیم ها را در انتهای نوار از جایی که فلش ها آمده اند (و انتهایی که فلش ها به آن اشاره می کنند) لحیم کنید.

LED ها را داخل استوانه MDF ضخیم بچسبانید و 3 قسمت را با چسب و / یا نوار مونتاژ کنید.

سپس قسمت الکترونیکی

آردوینو را در نان برد قرار دهید و مدار را مطابق شکل بالا ایجاد کنید. مطمئن شوید که همه پایه ها (GND) به هم متصل شده اند (GND از آردوینو ، ماژول HC-05 ، نوار LED و منبع تغذیه).

• پین های RX و TX ماژول بلوتوث HC-05 به پایه های D3 و D2 آردوینو متصل هستند
• خط داده نوار LED به پین D12 متصل است ، در صورت وجود می توانید یک مقاومت 300 اهم را بین آنها وارد کنید.

اگر می خواهید پین ها را تغییر دهید ، تعاریف آنها را در کد به ترتیب تغییر دهید (خطوط 7 و 13 فایل ino).

توجه داشته باشید که ماژول HC-05 مطابق شکل زیر برای تقسیم RX خود به تقسیم کننده ولتاژ نیاز دارد. بنابراین شما به یک مقاومت 1000 اهم و یک مقاومت 2000 اهم نیاز دارید.

منبع تغذیه برای آردوینو و نوار LED استفاده می شود. ابتدا خازن 1000 µF را در ترمینال پیچ (دومینو) وصل کنید. در صورت وجود می توانید از اتصال سریع استفاده کنید. برای جزئیات بیشتر اینجا را ببینید.

این خازن ممکن است قطبی شده باشد: مطمئن شوید پایه های + و - به منبع + و - متصل شده اند. همانطور که در تصویر خازن مشاهده می شود ، ساق پا با علامت منفی بزرگ برچسب گذاری شده است.

سپس از کانکتور ، سیمهای برق را وصل کنید تا LED نوار و برد آردوینو را متصل کنید. همانطور که در بالا گفته شد ، همه GND باید به هم متصل شوند. از پتانسیل مثبت منبع ، سیم 5 ولت نوار را وصل کرده و سیم را به پین 5 ولت آردوینو بکشید: فعلا آن را وصل نکنید ، در انتها آن را وصل می کنید.

همه چیز را دوبار بررسی کنید …

همه اتصالات را دوبار بررسی کنید … در صورت داشتن یک مولتی متر ، پیوستگی الکتریکی را بررسی کنید.

اگر همه چیز درست باشد ، ساعت شما تقریباً آماده است. فعلا آن را عرضه نکنید.

مرحله 3: کد را بارگذاری کنید

بیایید برنامه ریزی کنیم

برای بارگذاری کد در Arduino nano ، از Arduino IDE استفاده کنید. همه پرونده ها را در پوشه ای به نام "Horloge_LED3_nano_BTOK" در پوشه Arduino خود قرار دهید. IDE را باز کنید ، پارامترهای مناسب (نوع برد ، درگاه COM و غیره) را انتخاب کرده و روی دکمه بارگذاری کلیک کنید.

در تلفن هوشمند Android خود ، برنامه Bluetooth Electronics را نصب کنید ، می توانید آن را به راحتی در Google Play پیدا کنید. فایل "BluetoothElectronicsCode.txt" را از این دستورالعمل بارگیری کرده و پسوند را به zip تغییر دهید: یک بایگانی zip با کد رابط تلفن هوشمند برای اجرا با Bluetooth Electronics دریافت خواهید کرد.

وقتی آماده شدید ، منبع تغذیه را وصل کنید. LED ها روشن می شوند ، ماژول HC-05 نیز برای جستجوی اتصال چشمک می زند. برنامه Android را اجرا کنید و دستورالعمل ها را دنبال کنید تا ماژول بلوتوث را با تلفن هوشمند خود جفت کنید. هنگامی که آماده هستید ، HMI را راه اندازی کنید: شما آماده بازی هستید!

توجه داشته باشید که…

اولین LED نوار باید در بالای ساعت قرار گیرد. اگر آن را در آنجا قرار نداده اید ، می توانید مقدار پارامتر offset را در کد (خط 65 فایل ino) تغییر دهید. از آن مراقبت می کند.

وقتی نوار LED را داخل سیلندر کم عمق چسباندید ، 2 گزینه وجود داشت: یا نوار در جهت عقربه های ساعت بچرخد ، یا خلاف جهت عقربه های ساعت. اگر این کار را اشتباه انجام داده اید ، عقربه های ساعت در جهت اشتباه می چرخند! جای نگرانی نیست. فقط مقدار متغیر boolean sens_horaire را به true تغییر دهید (خط 77 فایل ino)

مرحله 4: لذت ببرید

آخرین تنظیم…

حالا ، زمان را تعیین کنید. این را می توان با استفاده از دستورات ساده ای که در کنسول کوچک در قسمت پایین سمت چپ HMI تایپ می کنید ، انجام داد.

• Hxx: ساعت را روی xx تنظیم کنید (مانند: H4)
• Myy: تنظیم دقیقه (به عنوان مثال: M15)
• Szz: ثانیه ها را تنظیم کنید (مانند: S30)

دستورات را می توان با قرار دادن یک ستاره در بین آنها زنجیره ای کرد ، به عنوان مثال: H4*M15*S35

با تنظیم ساعت و / یا دقیقه ، ثانیه ها به صفر بازگردانده می شوند.

سپس خواهید دید که ساعت توسط LED RED ، دقیقه با LED سبز ردیابی می شود:

ساعت 9:52:00 است!

رنگ ثانیه ها را می توان با استفاده از لغزنده روی HMI تغییر داد

وقتی نوار لغزنده را حرکت می دهید ، دایره کوچک در سمت راست رنگ فعلی را نشان می دهد. هنگامی که لغزنده متوقف می شود ، رنگ را به ساعت می فرستد و LED ثانیه بر این اساس تغییر می کند.

از لغزنده های ANIMATION و PALETTE می توان برای انتخاب و سفارشی سازی انیمیشن های روشن روی ساعت استفاده کرد. آنها را آزمایش کنید ، و نمونه هایی از آن را به ویدیو نگاه کنید. هنگامی که برخی تنظیمات را در HMI تغییر می دهید ، کنسول کوچک پاسخ آردوینو را نشان می دهد.

تصاوير متحرك…

• 0: فقط زمان را نمایش می دهد ، می توانید رنگ ثانیه ها را با استفاده از نوار لغزنده تغییر دهید.
• 1: پس زمینه رنگی (می توانید رنگ را تغییر دهید) با دامنه متغیر.
• 2: رنگین کمان چرخشی
• 3: یک نوار رنگی (قابل تغییر) که در هر ثانیه یک دور می زند.
• 4: یک نوار رنگی که از دست دوم باز می گردد.
• 5: پس زمینه رنگی (می توانید پالت را تغییر دهید) با دامنه تصادفی.
• 6: فقط زمان را نمایش می دهد ، عقربه ثانیه دامنه نورانی خود را تغییر می دهد.
• 7: چرخش پرچم ها (تغییر پالت برای تغییر پرچم در بین 4 پرچم ممکن)

پرچم فرانسه - ساعت 7:11:51 است

انیمیشن دیگری اخیراً اضافه شده است که هر 15 ثانیه برای یک انیمیشن تصادفی انتخاب شده تغییر می کند.

دکمه MINUTES هر 5 دقیقه در ساعت LED های سفید را روشن و خاموش می کند.

ساعت 7:11:25 است

توجه داشته باشید که فیلم و عکس ها با تلفن هوشمند تهیه شده اند و بنابراین کیفیت پایینی دارند. رنگها در ساعت بسیار روشن تر و دقیق تر از آنچه در ویدئو به نظر می رسد هستند…

چه چیز دیگری؟

امیدوارم این ساعت بی نهایت را دوست داشته باشید. کارهای زیادی برای انجام دادن باقی مانده است: می توانید صفحه جلویی MDF را رنگ آمیزی کنید تا زیباتر شود ، یک نوار LED دیگر در قسمت بیرونی استوانه اضافه کنید تا نور متحرک نیز روی دیوار ریخته شود و غیره.

مرحله 5: نسخه جدید برای حفظ زمان دقیق

ساعت آردوینو نانو تمایل دارد در زمان حرکت کند ، زیرا ساعت دقیقی ندارد. من نسخه دیگری را با استفاده از ساعت زمان واقعی (RTC) برای حفظ زمان دقیق تهیه کردم.

RTC در مدلهای مختلف وجود دارد ، من توصیه می کنم از ماژول DS3231 استفاده کنید که بسیار دقیق است (در مقایسه با DS1307). این نسخه جدید برنامه از کتابخانه MD-DS3231 استفاده می کند که در اینجا موجود است. کافی است یک پوشه جدید به نام Horloge_LED3_nano_BT_RTC در پوشه Arduino خود ایجاد کرده و همه فایل ها را بارگیری کنید.

DS3231 را به عنوان یک دستگاه I2C ، یعنی SDA به A4 و SCL (یا SCK) به A5 وصل کنید

ابتدا باید زمان RTC را تنظیم کنید. برای مثال به این دستورالعمل ها یا این آموزش مراجعه کنید.

فایل Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino را روی Arduino nano خود بارگذاری کرده و اجرا کنید. زمان هر 30 دقیقه تجدید می شود ، بنابراین ساعت در تمام مدت دقیق باقی می ماند.

البته ، شما باید باتری را روی ماژول RTC داشته باشید ، زیرا RTC را حتی در صورت عدم عرضه توسط آردوینو زنده نگه می دارد و می تواند زمان دقیق را حفظ کند.