ساعة لا نهائية يتم التحكم فيها بواسطة الهاتف الذكي: 5 خطوات (مع صور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

لقد رأيت العديد من مشاريع Infinity Mirrors و Infinity Clocks على Instructables ، لذلك قررت أن أصنعها. قد لا يكون مختلفًا تمامًا عن الآخرين … لكنني فعلت ذلك بنفسي ، لذا فهو كذلك!

في حالة عدم معرفتك بذلك بالفعل:

ما هي ساعة اللانهاية؟

تستخدم الساعة اللامتناهية انعكاسات متعددة بين مرآة ومرآة شبه عاكسة لإعطاء الوهم بعمق كبير بينما يبلغ عمقها سنتيمترًا واحدًا فقط!

يشار إلى الوقت بواسطة مصابيح LED التي تنعكس عدة مرات بين هذه الواجهات وتعطي هذا الانطباع بالعمق.

تعطي الانعكاسات المتعددة انطباعًا بالعمق

مصابيح LED قابلة للعنونة ومتعددة الألوان ، لذلك من السهل استخدامها لعمل رسوم متحركة ضوئية.

أردت أن أجعله تفاعليًا ومتغيرًا ، لذلك أضفت عنصر تحكم في الهاتف الذكي باستخدام اتصال Bluetooth. هناك اتصال حقيقي بطريقتين بين الساعة والهاتف الذكي. يمكن للمستخدم استخدام HMI (واجهة الآلة البشرية) لتغيير المعلمات المختلفة ، مثل الرسوم المتحركة والألوان. ولكن يمكنها أيضًا إرسال أوامر مباشرة على سبيل المثال لتغيير الوقت ، وتجيب الساعة لتقول إن الأمر مقبول أم لا.

تم تنفيذ HMI باستخدام تطبيق Android قابل للبرمجة ، لذلك كان علي فقط تصميمه وترميز الاتصال على جانب Arduino.

هيا لنبدأ الان…

الخطوة 1: ماذا تحتاج؟

لإنشاء هذه الساعة اللامتناهية ، إليك ما تحتاجه (الأسعار إرشادية):

• نانو اردوينو (2 دولار أمريكي)
• شريط LED قابل للعنونة ، مثل المصابيح WS2812 ، 60 مصباحًا لكل متر (6 دولارات أمريكية)
• وحدة بلوتوث ، مثل HC-05 (3 دولارات أمريكية)
• لوح توصيل (1.5 دولار أمريكي)
• مزود بجهد 5 فولت ، قادر على توصيل 4 أمبير أو أكثر
• عدد قليل من الأسلاك الكهربائية
• هاتف ذكي يعمل بنظام Android وتطبيق Bluetooth Electronics من KeuwlSoft
• بعض قطع الألواح الليفية متوسطة الكثافة (MDF ، سمك واحد 3 مم وسماكة 10 مم)
• لوح زجاجي شفاف أو لوح البرسبيكس (حوالي 15 إلى 20 دولارًا أمريكيًا)
• المرآة وأفلام المرآة شبه العاكسة اللاصقة (من 4 إلى 15 دولارًا أمريكيًا)
• موصلات ومقاومات وسعة 1000 درجة فهرنهايت
• بعض الغراء وشريط لاصق.

رسم تخطيطي لمبدأ هندسة الساعة

يجب أن تكون سماكة لوحة plexi من 2 إلى 3 مم بحيث تظل ثابتة في مكانها عند الاستخدام.

يوضح الرسم البياني أعلاه هندسة الساعة. يتم وضع شريط LED بين المرآتين. بالطبع ، أنت بحاجة إلى 60 من تلك المصابيح على الشريط. يمكنك العثور على شرائط LED عبر الإنترنت تحتوي على 60 مصباحًا لكل متر ، لذا فإن أحدها جيد. ثم محيط دائرة الصمام هو 1 متر ، وقطرها 100 / PI = 31.8 سم (حوالي 12.53 بوصة).

تحضير المكونات الخاصة بك

قطع دائرة بهذا القطر في لوح MDF 3 مم. للقيام بذلك ، ذهبت إلى المصنع المحلي وطلبت استخدام قاطع الليزر. يمكنهم حتى القيام بذلك نيابة عنك ، إذا طلبت ذلك بلطف وأتيت مع السبورة: لا يستغرق الأمر سوى بضع ثوانٍ. أثناء وجودك هناك ، قم بقص نفس القرص في لوح زجاج شبكي.

من لوحة MDF ، لديك الآن قرص ولوحة بفتحة دائرية. احتفظ بهما في وقت لاحق.

للحفاظ على مصابيح LED في مكانها ، قم أيضًا بقطع أسطوانة رقيقة من نفس القطر في MDF بسمك 1 سم. السماكة ليست مهمة طالما أنها ليست هشة للغاية. سيتم وضع شريط LED داخل هذه الأسطوانة ، لذلك من المهم أن يكون المحيط الداخلي هو نفسه طول الشريط. طويل جدًا أو قصير جدًا ، وقد تكون بعض المصابيح متباعدة بشكل غير منتظم ، لذا كن دقيقًا جدًا هنا.

قد يستغرق قطع مثل هذه اللوحة السميكة وقتًا أطول قليلاً من قطع الصفيحة الرقيقة. اسأل مالك fablab إذا كان قاطع الليزر الخاص بهم قويًا بما يكفي لخفض هذا السمك. بالنسبة لي ، كان لابد أن يمر الليزر أكثر من عشر مرات لهذا الجزء ، مقارنة باثنين فقط للوحة الأخرى.

يمكنك أيضا…

من الممكن أيضًا استخدام ألواح زجاج شبكي شفافة أو ملونة هنا بدلاً من MDF. يوجد زجاج شبكي بألوان مختلفة ، من الأسود إلى الأصفر إلى الأخضر والأرجواني ، لذلك لا تتردد في تجربتها.

يعرف المصنع كيفية قصها ، وقطع الزجاج الشبكي "نظيف" جدًا مقارنة بالخشب الذي قد "يحترق" (أعني تغيير اللون بسبب طاقة الليزر) عند مسار الليزر. توجد أيضًا مرآة شبكية ، والتي يمكن أن توفر عليك شراء فيلم المرآة. فقط تذكر أثناء قصه ، لإرسال الليزر على الجانب الخلفي من المرآة …

فيما يلي الملفات الهندسية لقص الليزر.

الخطوة 2: قم بتجميع الساعة

لإنشاء الساعة ، تحتاج فقط إلى تجميع الأجزاء وفقًا للتخطيط.

تحضير القضية

أولاً ، قم بلصق فيلم المرآة على قرص MDF. سيكون هذا هو الجزء السفلي من الساعة.

ثانيًا ، قم بلصق الفيلم شبه الشفاف على قرص زجاجي. هذا يشكل الزجاج الأمامي للساعة. سيتم إدخال هذا القرص في لوحة MDF ، في الفتحة الدائرية: قم بلصقه باستخدام غراء الخشب إذا لزم الأمر ، أو استخدم مطاط السيليكون.

أخيرًا ، قم بإعداد المصابيح. تستخدم مصابيح WS2812 3 وسادات توصيل: إمداد الجهد والأرض والأوامر. إذا كان هناك بالفعل 3 أسلاك كهربائية متصلة ، فقط استخدمها. خلاف ذلك جندى 3 أسلاك لمنصات الاتصال. تذكر أن مصابيح LED عبارة عن أجهزة مستقطبة: وهذا يعني أن التيار يتدفق في اتجاه واحد فقط. يشار إلى هذا الاتجاه على الشريط بسهم. بعد ذلك ، يجب عليك لحام الأسلاك في نهاية الشريط من حيث تأتي الأسهم (وليس النهاية التي يشير إليها السهم).

قم بلصق مصابيح LED داخل أسطوانة MDF السميكة وقم بتجميع الأجزاء الثلاثة ، بالغراء و / أو الشريط.

ثم الجزء الإلكتروني

ضع Arduino في اللوح وأنشئ الدائرة كما هو موضح أعلاه. تأكد من توصيل جميع الأسس (GND) (GND من Arduino ، وحدة HC-05 ، شريط LED والإمداد).

• يتم توصيل دبابيس RX و TX لوحدة HC-05 Bluetooth بالمسامير D3 و D2 في Arduino
• يتم توصيل خط البيانات لشريط LED بالدبوس D12 ، يمكنك إدخال مقاوم 300 أوم بينهما إذا كان لديك واحد.

إذا كنت تريد تغيير الدبابيس ، فقم بتغيير تعريفاتها في الكود وفقًا لذلك (السطران 7 و 13 من ملف ino).

لاحظ أن وحدة HC-05 تتطلب مقسم جهد لدبوس RX الخاص بها ، كما هو موضح أدناه. لذا فأنت بحاجة إلى مقاومات 1000 أوم و 2000 أوم.

يتم استخدام العرض لكل من Arduino وشريط LED. قم أولاً بتوصيل مكثف 1000 درجة فهرنهايت في طرف لولبي (دومينو). يمكنك استخدام موصل سريع إذا كان لديك بعض. انظر هنا لمزيد من التفاصيل.

يمكن أيضًا أن يكون هذا المكثف مستقطبًا: تأكد من توصيل الساقين + و- بالمصدر. كما يتضح من صورة المكثف ، يتم تمييز الساق بعلامة ناقص كبيرة.

ثم من الموصل ، قم بتوصيل الأسلاك الكهربائية لتوصيل شريط LED ولوحة Arduino. كما ذكرنا أعلاه ، يجب توصيل كل GND معًا. من الإمكانات الإيجابية للإمداد ، قم بتوصيل سلك 5V للشريط وارسم سلكًا إلى دبوس 5V في Arduino: اتركه غير متصل في الوقت الحالي ، وسوف تقوم بتوصيله في النهاية.

تحقق من كل شيء … مرتين

تحقق من جميع الوصلات مرتين … استخدم مقياس متعدد إذا كان لديك واحد للتحقق من الاستمرارية الكهربائية.

إذا كان كل شيء صحيحًا ، فستكون ساعتك جاهزة تقريبًا. لا تقدمه الآن.

الخطوة الثالثة: قم بتحميل الكود

لنبرمج

لتحميل الكود في Arduino nano ، استخدم Arduino IDE. ضع جميع الملفات في مجلد يسمى "Horloge_LED3_nano_BTOK" في مجلد Arduino. افتح IDE ، وحدد المعلمات المناسبة (نوع اللوحة ، منفذ COM ، إلخ) وانقر فوق زر التحميل.

على هاتفك الذكي الذي يعمل بنظام Android ، قم بتثبيت تطبيق Bluetooth Electronics ، ويمكنك العثور عليه بسهولة على Google Play. قم بتنزيل ملف "BluetoothElectronicsCode.txt" من Instructable ، وقم بتغيير الامتداد إلى zip: ستحصل على أرشيف مضغوط يحتوي على رمز لواجهة الهاتف الذكي ليتم تشغيله باستخدام Bluetooth Electronics.

عندما تكون جاهزًا ، قم بتوصيل الإمداد. سوف تضيء مصابيح LED ، وسوف تضيء وحدة HC-05 أيضًا للبحث عن الاتصال. قم بتشغيل تطبيق Android واتبع التعليمات لإقران وحدة Bluetooth بهاتفك الذكي. عندما تكون جاهزًا ، قم بتشغيل HMI: أنت جاهز للعب!

لاحظ أن…

يجب وضع أول مؤشر LED للشريط أعلى الساعة. إذا لم تضعه هناك ، يمكنك تغيير قيمة معامل الإزاحة في الكود (السطر 65 من ملف ino). إنها تعتني بذلك.

عندما قمت بلصق شريط LED داخل الأسطوانة الضحلة ، كان هناك خياران: إما أن يدور الشريط في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة. إذا قمت بذلك بطريقة خاطئة ، فسوف تدور عقارب الساعة في الاتجاه الخاطئ! لا داعى للقلق. ما عليك سوى تغيير قيمة المتغير المنطقي sens_horaire إلى صحيح (السطر 77 من ملف ino)

الخطوة 4: استمتع

إعداد أخير …

الآن ، اضبط الوقت. يمكن القيام بذلك باستخدام أوامر بسيطة تكتبها في وحدة التحكم الصغيرة في الجزء الأيسر السفلي من HMI.

• Hxx: اضبط الساعات على xx (على سبيل المثال: H4)
• Myy: ضبط الدقائق (على سبيل المثال: M15)
• SZZ: اضبط الثواني (على سبيل المثال: S30)

يمكن ربط الأوامر بإدخال نجمة بينها ، على سبيل المثال: H4 * M15 * S35

سيؤدي ضبط الساعات و / أو الدقائق إلى إعادة ضبط الثواني إلى الصفر.

سترى بعد ذلك أن الساعة يتم تتبعها بواسطة مؤشر LED أحمر ، والدقائق بواسطة مؤشر LED أخضر:

إنها 9:52:00!

يمكن تغيير لون الثواني باستخدام شريط التمرير على HMI

عند تحريك شريط التمرير ، تظهر الدائرة الصغيرة الموجودة على الجانب الأيمن اللون الحالي. عندما يتوقف شريط التمرير ، فإنه يرسل اللون إلى الساعة ويتغير مؤشر الثواني وفقًا لذلك.

يمكن استخدام منزلقات ANIMATION و PALETTE لتحديد وتخصيص الرسوم المتحركة الخفيفة على مدار الساعة. اختبرهم ، وانظر إلى الفيديو للحصول على بعض الأمثلة. عند تغيير بعض الإعدادات على HMI ، تعرض وحدة التحكم الصغيرة الإجابة من Arduino.

الرسوم المتحركة…

• 0: فقط يعرض الوقت ، يمكنك تغيير لون الثواني باستخدام شريط التمرير.
• 1: خلفية ملونة (يمكنك تغيير اللون) بسعة متغيرة.
• 2: تدوير قوس قزح
• 3: شريط ملون (يمكن تغييره) يجعل دورة واحدة في الثانية.
• 4: شريط ملون يرتد عن اليد الثانية.
• 5: خلفية ملونة (يمكنك تغيير اللوحة) ذات سعة عشوائية.
• 6: يعرض فقط الوقت ، يغير عقرب الثواني سعة الإضاءة.
• 7: تدوير الأعلام (قم بتغيير اللوحة لتغيير العلم بين 4 علامات محتملة)

العلم الفرنسي - الساعة 7:11:51

تمت إضافة رسم متحرك آخر مؤخرًا ، يتغير كل 15 ثانية للرسوم المتحركة المختارة عشوائيًا.

يعمل الزر MINUTES على تشغيل وإطفاء مصابيح LED البيضاء كل 5 دقائق على مدار الساعة.

إنها 7:11:25

لاحظ أن الفيديو والصور تم إنشاؤهما باستخدام هاتف ذكي وبالتالي فهي ذات جودة رديئة. الألوان أكثر إشراقًا وأكثر دقة على مدار الساعة مما تبدو عليه في الفيديو …

ماذا بعد؟

أتمنى أن تفعل هذه الساعة اللامتناهية. لا يزال هناك الكثير للقيام به: يمكنك طلاء اللوحة الأمامية MDF لجعلها أجمل ، وإضافة شريط LED آخر على الجانب الخارجي من الأسطوانة لإلقاء بعض الضوء المتحرك على الحائط أيضًا ، إلخ.

الخطوة 5: إصدار جديد للحفاظ على دقة الوقت

تميل ساعة Arduino nano إلى الانحراف في الوقت المناسب ، حيث لا تحتوي على ساعة دقيقة. لقد صنعت إصدارًا آخر باستخدام Real Time Clock (RTC) للحفاظ على وقت دقيق.

توجد RTC في طرز مختلفة ، أوصي باستخدام وحدة DS3231 ، وهي دقيقة للغاية (مقارنة بـ DS1307). يستخدم هذا الإصدار الجديد من البرنامج مكتبة MD-DS3231 المتاحة هنا. ما عليك سوى إنشاء مجلد جديد يسمى Horloge_LED3_nano_BT_RTC في مجلد Arduino ، وتحميل جميع الملفات.

قم بتوصيل DS3231 كجهاز I2C ، أي SDA بـ A4 و SCL (أو SCK) بـ A5

أولاً ، تحتاج إلى ضبط وقت RTC. انظر على سبيل المثال هذا Instructables أو هذا البرنامج التعليمي.

قم بتحميل ملف Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino على Arduino nano وقم بتشغيله. يتم تحديث الوقت كل 30 دقيقة ، لذلك تظل الساعة دقيقة طوال الوقت.

بالطبع ، يجب أن يكون لديك البطارية على وحدة RTC ، لأنها تحافظ على RTC على قيد الحياة حتى لو لم يتم توفيرها بواسطة Arduino ، ويمكنها الحفاظ على الوقت الدقيق.