Безкраен часовник, управляван от смартфон: 5 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 12:57

Виждал съм много проекти на Infinity Mirrors и Infinity Clocks на Instructables, затова реших да направя моя. Може да не е много по -различно от другите … но аз го направих сам, така е!

В случай, че вече не го знаете:

Какво е безкраен часовник?

Безкрайният часовник използва множество отражения между огледало и полуотразяващо огледало, за да създаде илюзията за голяма дълбочина, докато е дълбока само един сантиметър!

Времето е обозначено със светодиоди, които многократно отразяват между тези интерфейси и създават това впечатление за дълбочина.

Множество рефлексии създават впечатление за дълбочина

Светодиодите са адресируеми и многоцветни, така че е лесно да ги използвате за създаване на светлинни анимации.

Исках да го направя интерактивен и променлив, затова добавих контрола за смартфон, използвайки Bluetooth комуникация. Съществуват реални два начина за комуникация между часовника и смартфона. Потребителят може да използва HMI (Human Machine Interface) за промяна на различните параметри, като анимации, цветове. Но тя също може да изпраща директни команди например за промяна на часа, а часовникът отговаря, за да каже, че командата е приета или не.

HMI беше направен с помощта на програмируемо приложение за Android, така че просто трябваше да го проектирам и кодирам комуникацията от страната на Arduino.

Нека започнем сега…

Стъпка 1: Какво ви трябва?

За да изградите този часовник за безкрайност, ето какво ви е необходимо (цените са ориентировъчни):

• Нано Arduino (2 USD)
• Адресируема LED лента, като светодиоди WS2812, 60 светодиода на метър (6 USD)
• Bluetooth модул, като HC-05 (3 USD)
• Макет (1,5 USD)
• 5V захранване, способно да доставя 4А или повече
• Няколко електрически проводника
• Смартфон с Android и приложението Bluetooth Electronics от KeuwlSoft
• Някои парчета дървесни влакна със средна плътност (MDF, едно с дебелина 3 мм и едно с дебелина 10 мм)
• Прозрачна плексигласова или перспексова плоча (около 15 до 20 USD)
• Огледало и полуотразяващи огледални залепващи филми (от 4 до 15 USD)
• Конектори, резистори и един 1000µF капацитет
• Малко лепило и тиксо.

Диаграма на принципа на геометрията на часовника

Дебелината на плоскостта от плекси трябва да бъде 2 до 3 мм, така че да стои здраво на място, когато се използва.

Диаграмата по -горе обяснява геометрията на часовника. Светодиодната лента е поставена между двете огледала. Разбира се, имате нужда от 60 от тези светодиоди на лентата. Можете да намерите онлайн LED ленти с 60 светодиода на метър, така че една от тях е добра. Тогава периметърът на водещия кръг е 1 м, диаметърът му е 100/PI = 31,8 см (приблизително 12,53 инча).

Подгответе компонентите си

Изрежете кръг с този диаметър в 3 мм MDF плоскост. За да направя това, отидох в местния fablab и помолих да използвам лазерния нож. Те дори могат да го направят вместо вас, ако помолите любезно и дойдете с дъската: това отнема само няколко секунди. Докато сте там, изрежете същия диск във вашата плоча от плексиглас.

От MDF плочата вече имате диск и плочата с кръглия отвор. Запазете ги и двете за по -късно.

За да запазите светодиодите на място, изрежете и в MDF с дебелина 1 см тънък цилиндър със същия диаметър. Дебелината не е важна, стига да не е твърде крехка. LED лентата ще бъде поставена вътре в този цилиндър, така че е важно вътрешният периметър да е същият като дължината на лентата. Твърде дълги или твърде къси, а някои светодиоди може да са неправилно разположени, така че бъдете много точни тук.

Изрязването на такава дебела плоча може да отнеме малко повече време от изрязването на тънката. Попитайте собственика на Fablab дали лазерният им нож е достатъчно мощен, за да отреже тази дебелина. За мен лазерът трябваше да премине повече от десет пъти за тази част, в сравнение само с два за другата плоча.

Можете също…

Тук също е възможно да се използват прозрачни или цветни дъски от плексиглас вместо MDF. Плексигласът съществува в различни цветове, от черно до жълто до зелено и лилаво, така че не се колебайте да ги опитате.

Fablab знае как да ги реже, а рязането на плексиглас е много "чисто" в сравнение с дървесината, която може да "изгори" (имам предвид промяна на цвета поради лазерната енергия) по пътя на лазера. Съществува и огледален плексиглас, който може да ви спести от закупуването на огледалния филм. Само не забравяйте, докато го режете, да изпратите лазера от задната страна на огледалото …

По -долу са геометричните файлове за лазерно рязане.

Стъпка 2: Сглобете часовника

За да направите часовника, просто трябва да сглобите частите, съгласно схемата.

Подгответе случая

Първо залепете огледалния филм върху MDF диска. Това ще бъде долната част на часовника.

Второ, залепете полупрозрачния филм върху диска от плексиглас. Това образува предното стъкло на часовника. Този диск ще бъде поставен в MDF плочата, в отвора на кръга: залепете го с лепило за дърво, ако е необходимо, или използвайте силиконов каучук.

И накрая, подгответе светодиодите. Светодиодите WS2812 използват 3 свързващи подложки: захранване с напрежение, заземяване и команда. Ако вече са свързани 3 електрически проводника, просто ги използвайте. В противен случай запоявайте 3 проводника към свързващите накладки. Не забравяйте, че светодиодите са поляризирани устройства: това означава, че токът тече само в една посока. Тази посока е посочена на лентата със стрелка. След това трябва да запоите проводниците в края на лентата, откъдето идват стрелките (не в края, към който сочат стрелките).

Залепете светодиодите вътре в дебелия MDF цилиндър и сглобете 3 -те части, с лепило и / или лента.

След това електронната част

Поставете Arduino в макета и създайте веригата, както е показано по -горе. Уверете се, че всички основи (GND) са свързани (GND от Arduino, модул HC-05, LED лента и захранване).

• RX и TX щифтовете на Bluetooth модула HC-05 са свързани към щифтовете D3 и D2 на Arduino
• Линията за данни на LED лентата е свързана към щифта D12, можете да поставите резистор от 300 ома между тях, ако имате такъв.

Ако искате да промените пиновете, променете съответно техните определения в кода (редове 7 и 13 на ino файла).

Обърнете внимание, че модулът HC-05 изисква разделител на напрежение за своя RX щифт, както е показано по-долу. Значи имате нужда от един 1000 ома и един 2000 ома резистор.

Захранването се използва както за Arduino, така и за LED лентата. Първо свържете 1000 μF кондензатор в винтова клема (домино). Можете да използвате бърз конектор, ако имате такъв. Вижте тук за повече подробности.

Този кондензатор може също да бъде поляризиран: уверете се, че + и - краката са свързани към + и - на захранването. Както може да се види на изображението на кондензатора, кракът е обозначен с голям знак минус.

След това от конектора включете електрическите проводници, за да свържете LED лентата и платката Arduino. Както беше казано по -горе, всички GND трябва да бъдат свързани заедно. От положителния потенциал на захранването, свържете 5V проводника на лентата и изтеглете проводник към 5V щифта на Arduino: оставете го без връзка за момента, ще го свържете в края.

Проверете всичко … два пъти

Проверете всички връзки два пъти … Използвайте мултицет, ако имате такъв, за да проверите електрическата непрекъснатост.

Ако всичко е правилно, часовникът ви е почти готов. Не го доставяйте засега.

Стъпка 3: Качете кода

Нека програмираме

За да качите кода в Arduino nano, използвайте Arduino IDE. Поставете всички файлове в папка, наречена "Horloge_LED3_nano_BTOK" във вашата папка Arduino. Отворете IDE, изберете подходящите параметри (тип платка, COM порт и т.н.) и щракнете върху бутона за качване.

На вашия смартфон с Android инсталирайте приложението Bluetooth Electronics, което лесно можете да намерите в Google Play. Изтеглете файла „BluetoothElectronicsCode.txt“от тази инструкция и променете разширението на zip: ще получите zip архив с кода за интерфейса на смартфона, който да работи с Bluetooth Electronics.

Когато сте готови, включете захранването. Светодиодите ще светнат, модулът HC-05 също ще се блокира, за да търси връзката. Стартирайте приложението Android и следвайте инструкциите, за да сдвоите Bluetooth модула с вашия смартфон. Когато сте готови, стартирайте HMI: готови сте за игра!

Отбележи, че…

Първият светодиод на лентата трябва да бъде поставен върху часовника. Ако не сте го поставили там, можете да промените стойността на параметъра на отместване в кода (ред 65 на ino файла). Той се грижи за това.

Когато залепихте LED лентата вътре в плиткия цилиндър, имаше 2 възможности: или лентата да се завърти по часовниковата стрелка, или обратно на часовниковата стрелка. Ако сте го направили по грешен начин, стрелките на часовника ще се обърнат в грешната посока! Няма проблем. Просто променете стойността на булева променлива sens_horaire на true (ред 77 от ino файла)

Стъпка 4: Насладете се

Последна настройка…

Сега задайте часа. Това може да стане с помощта на прости команди, които въвеждате в малката конзола в долната лява част на HMI.

• Hxx: задайте часовете на xx (например: H4)
• Myy: задайте минутите (напр.: M15)
• Szz: задайте секундите (напр.: S30)

Командите могат да бъдат оковани чрез поставяне на звезда между тях, например: H4*M15*S35

Задаването на часове и / или минути ще нулира секундите до нула.

След това ще видите, че часът се проследява с ЧЕРВЕН светодиод, а минутите със ЗЕЛЕН светодиод:

9:52:00 е!

Цветът на секундите може да се променя с помощта на плъзгача на HMI

Когато преместите плъзгача, малкият кръг от дясната страна показва текущия цвят. Когато плъзгачът спре, той изпраща цвета към часовника и светодиодът на секундите се променя съответно.

Плъзгачите ANIMATION и PALETTE могат да се използват за избор и персонализиране на светлинните анимации на часовника. Тествайте ги и вижте видеото за някои примери. Когато промените някои настройки на HMI, малката конзола показва отговора от Arduino.

Анимации…

• 0: Просто показва часа, можете да промените цвета на секундите с помощта на плъзгача.
• 1: Цветен фон (можете да промените цвета) с променлива амплитуда.
• 2: Въртяща се дъга
• 3: Цветна лента (която може да се променя), която прави един оборот в секунда.
• 4: Цветна ивица, която отскача от втората ръка.
• 5: Цветен фон (можете да промените палитрата) с произволна амплитуда.
• 6: Просто показва времето, секундната стрелка променя своята амплитуда на светене.
• 7: Въртящи се флагове (променете палитрата, за да промените флага между 4 възможни)

Френският флаг - това е 7:11:51

Наскоро беше добавена друга анимация, която се променя на всеки 15 секунди за произволно избрана анимация.

Бутонът MINUTES включва и изключва белите светодиоди на всеки 5 минути на часовника.

7:11:25 е

Обърнете внимание, че видеоклипът и снимките са направени със смартфон и следователно са с лошо качество. Цветовете са много по -ярки и по -точни в часовника от това, което изглеждат във видеото …

Какво друго?

Надявам се, че ще ви хареса да правите този безкраен часовник. Остава много да се направи: можете да нарисувате предната плоча от MDF, за да я направите по -хубава, да добавите още една LED лента от външната страна на цилиндъра, за да има малко анимирана светлина върху стената и т.н.

Стъпка 5: Нова версия за запазване на точното време

Часовникът на Arduino nano има тенденция да се движи във времето, тъй като няма точен часовник. Направих друга версия, използвайки часовник в реално време (RTC), за да запазя точното време.

RTC съществуват в различни модели, препоръчвам да използвате модул DS3231, който е много точен (в сравнение с DS1307). Тази нова версия на програмата използва библиотеката MD-DS3231, достъпна тук. Просто създайте нова папка, наречена Horloge_LED3_nano_BT_RTC във вашата папка Arduino, и изтеглете всички файлове.

Свържете DS3231 като I2C устройство, т.е. SDA към A4 и SCL (или SCK) към A5

Първо, трябва да зададете часа на RTC. Вижте например тази инструкция или този урок.

Качете файла Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino на вашия Arduino nano и го стартирайте. Времето се обновява на всеки 30 минути, така че часовникът остава точен през цялото време.

Разбира се, трябва да имате батерията на RTC модула, защото тя поддържа RTC жива, дори ако не се доставя от Arduino и може да запази точното време.