Đồng hồ vô cực - Arduino - WS2813 và DS3231: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đồng hồ vô cực - Arduino - WS2813 và DS3231

Tôi muốn chế tạo một chiếc đồng hồ và thích ý tưởng thử sức mình trong việc tạo ra một chiếc đồng hồ vô cực bằng Arduino. Tôi muốn nó xây dựng nó từ các mục thông thường và tự viết chương trình.

Đồng hồ Vô cực là gì?

Hiệu ứng gương ảo ảnh 3D được tạo ra bất cứ khi nào có hai bề mặt phản chiếu song song có thể phản xạ chùm ánh sáng qua lại với số lần không xác định (về mặt lý thuyết là vô hạn). Các phản xạ dường như giảm dần về phía xa bởi vì ánh sáng thực sự đang đi qua khoảng cách. Bằng cách thêm đèn LED màu vào gương Vô cực, chúng tôi cố gắng mô phỏng đồng hồ kim bằng cách sử dụng ánh sáng màu ngả dần làm kim đồng hồ.

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ hướng dẫn bạn các bước để tạo Đồng hồ Vô cực và sau đó xem xét một số thông số có thể điều chỉnh được trong chương trình.

Bước 1: Các bộ phận cần thiết cho dự án này

Danh sách các bộ phận:

1. Arduino Uno $ 6 trên taydaelectronics
2. Protoshield dành cho arduino una. Bạn có thể mua một chiếc với giá 2,50 trên Amazon tại đây.
3. DS3231 cộng với pin. bạn có thể mua một cái với giá khoảng 3,00 trên Amazon tại đây.
4. WS2813 LED 144 cho 1 mét. $ 20 trên Amazon tại đây.
5. 470 OHM 1 W Điện trở màng carbon khoảng 1 xu trên Taydaelectronics.
6. 1000uf 16V Tụ điện 9 xu trên Taydaelectronics
7. Nguồn điện 5v- Tôi đã sử dụng một bộ sạc blackberry cũ.
8. Gương tròn 6in. khoảng $ 5 trên Amazon
9. Đĩa acrylic 6in khoảng 10 trên Amazon
10. 2 - 6 "vòng thêu gỗ (đúng vậy) $ 2 mỗi cái trên amazon
11. Phim tráng gương một chiều màu bạc. Ebay có vẻ là rẻ nhất.
12. Các loại dây.
13. Chốt hình vuông 3/8 "bằng gỗ HomeDepot với giá $ 1,27
14. đế đồng hồ cũ bằng gỗ hoặc giá trưng bày khác.
15. 2 dây buộc zip nhỏ.

Lá chắn nguyên mẫu không bắt buộc, nhưng nếu bạn thích sử dụng Arduino, bạn sẽ thấy nó rất tiện lợi trong việc xây dựng các dự án này. Trao đổi tấm chắn nguyên mẫu với một breadboard nếu cần.

Bạn cũng có thể cần một mỏ hàn.

Tôi dự kiến chi phí dự án khoảng $ 40,00

Bước 2: Thiết lập PC cho bạn

Nếu đây là dự án arduino đầu tiên của bạn:

1. Tải xuống phần mềm arduino từ arduino.cc
2. Kết nối Arduino với PC bằng cáp USB.

3. Sau khi khởi động phần mềm, bạn sẽ cần cài đặt ba thư viện:

   • Nhấp vào menu "Phác thảo", sau đó nhấp vào "Bao gồm các thư viện" rồi nhấp vào "Quản lý thư viện…"
   • Cài đặt hai thư viện: FastLED và RTClib. Xem hình ảnh để biết thêm chi tiết.

4. Nhận Arduino scketch từ github của tôi

   • Tôi sẽ xem lại mã ở cuối để bạn có thể sửa đổi nó khi cần.
   • Tại thời điểm này, hãy tải chương trình Infinity_Clock_DS3231_WS2813.ino
5. Đi tới Sketch and Upload để tải Arduino.
6. Phần cuối cùng của Tài liệu có thể hướng dẫn bao gồm một số thông số có thể định cấu hình.

Tốt nhất bạn nên tải bản phác thảo lên ngay bây giờ, vì khi nguồn điện bên ngoài được bổ sung, tốt nhất bạn không nên kết nối nó với PC của bạn.

Bước 3: Đấu dây Dự án

Nếu bạn đang sử dụng ProtoType Shield, hãy đặt nó trên Arduino.

Hệ thống dây điện là phần phức tạp nhất của dự án. Tôi đã bao gồm hình ảnh để giúp bạn thấy những gì tôi đã làm. Tôi khuyên bạn nên kiểm tra kỹ tất cả các kết nối trước khi bật nguồn.

DS3231 - Mô-đun đồng hồ thời gian thực

Đặt mô-đun DS3231 vào breadboard và kết nối như trong hình.

• Arduino Ground sang GND
• Arduino 5V đến VCC
• Arduino A4 sang SDA
• Arduino A5 sang SCL

Trong hình tôi đấu dây 5v và Ground để chúng tự chạy trên breadboard vì sau này chúng ta sẽ muốn gắn nguồn bên ngoài.

Gắn dải LED WS2813

• arduino 5V đến nguồn 5V của bạn.

• Hai đầu nối ở giữa là chân dữ liệu dự phòng. họ đi đến chốt 7

  Đảm bảo đặt một điện trở 470 OHM giữa chân 7 và hai dây dẫn dữ liệu

• Tiếp đất Arduino đến đầu nối cuối cùng.

Gắn nguồn 5V bên ngoài (không khuyến khích chạy dải LED từ nguồn arduino trong thời gian dài).

• Đặt một tụ điện có điện phân 1000uf giữa các vật dẫn.
• Kết nối nguồn và nối đất với Nguồn Arduino (5V) và Nối đất (GND)

Tôi không khuyên bạn nên kết nối nguồn bên ngoài và USB với Arduino cùng một lúc.

Bước 4: Xây dựng Gương vô cực

Các bước xây dựng Gương vô cực:

1. Dán màng lên các dics Acrylic. Điều này sẽ làm cho gương một chiều của bạn.
2. Đặt đĩa Acrylic vào vòng thêu. Vặn chặt con vít để giữ cho nó không bị trượt
3. Đặt gương vào vòng Embroiery khác. Cọ vít xuống.
4. Cắt chốt hình vuông thành nhiều phần nhỏ. khoảng 1/2"

5. Vòng dải đèn LED với các đèn LED hướng vào bên trong vòng tròn.

   1. Sử dụng dây buộc zip để giữ dây dẫn tại chỗ.
   2. Bạn có thể cần phải cắt một khía trên dây buộc zip.

6. Đặt vòng lặp trên gương

   1. Sử dụng các khối gỗ làm miếng đệm lót
   2. Keo các khối vào vị trí. Chúng phải đủ an toàn để giữ đèn led tại chỗ.
7. Đặt gương Acrylic lên trên gương / đèn LED và dán keo vào vị trí.

Bước 5: Mã

Chương trình sử dụng thư viện Đồng hồ thời gian thực và thư viện Fastled.

Dưới đây là một số đoạn mã để tùy chỉnh hành vi.

• OFFSET - là sự chồng chéo. Progam mong đợi sự chồng chéo là từ LED0. Tôi có một bù đắp 3 LED.
• CLOCKSTART - là vị trí buổi trưa trên đồng hồ. LED 30 đặt nó ra khỏi các kết nối điện.

Tôi đã viết chương trình để sử dụng màu HTML. Bạn có thể lấy chúng từ https://htmlcolorcodes.com/ Chỉ cần hoán đổi # lấy 0x trong chương trình.

Bạn có thể thay đổi nền cho sáng / chiều

• backgroundAM = 0x070707;
• backgroundPM = 0x646D7E;

Kim đồng hồ LED:

• giờHand = 0x000FFF;
• minHand = 0x00CC00;
• secHand = 0xcc0000;

Để làm cho nó nổi bật, tôi đã thêm một tùy chọn để có 3 đèn LED cho kim giờ nhưng cho phép bạn thay đổi màu sắc ở cả hai bên của đèn ở giữa để làm cho nó nổi bật.

• theeledhour = true; // bạn có thể làm cho nó đúng hoặc sai
• extraHourHand = 0x00001F;

Một tính năng thú vị khác là RTClib sẽ phát hiện rằng DS3231 của bạn đã bị tháo pin và sẽ đặt thời gian thành thời gian biên dịch trên PC. Đây là một tính năng tốt cho DS3231 mới.

Nếu bạn không nhận được bản phác thảo khi bắt đầu tài liệu, bạn có thể tìm thấy bản phác thảo đó trên GitHub

Cảm ơn vì đã đọc bài này. Con trai tôi đã giúp và đó là một dự án thú vị đối với chúng tôi. Tôi hy vọng chúng tôi được xem xét trong cuộc thi quang học.