Jam Tak Terbatas yang Dikendalikan Smartphone: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya telah melihat banyak proyek Infinity Mirrors dan Infinity Clocks di Instructables, jadi saya memutuskan untuk membuatnya sendiri. Ini mungkin tidak jauh berbeda dari yang lain … tapi saya melakukannya sendiri, jadi !

Jika Anda belum mengetahuinya:

Apa itu jam tanpa batas?

Jam tanpa batas menggunakan beberapa pantulan antara cermin dan cermin semi-reflektif untuk memberikan ilusi kedalaman yang luar biasa sementara kedalamannya hanya satu sentimeter!

Waktu ditunjukkan oleh LED yang memantulkan berkali-kali antara antarmuka ini dan memberikan kesan kedalaman ini.

Beberapa refleksi memberi kesan mendalam

LED dapat dialamatkan dan berwarna-warni, sehingga mudah digunakan untuk membuat animasi ringan.

Saya ingin membuatnya interaktif dan berubah, jadi saya menambahkan kontrol Smartphone menggunakan komunikasi Bluetooth. Ada komunikasi dua arah yang nyata antara jam dan smartphone. Pengguna dapat menggunakan HMI (Human Machine Interface) untuk mengubah berbagai parameter, seperti animasi, warna. Tapi dia juga bisa mengirim perintah langsung misalnya untuk mengubah waktu, dan jam menjawab untuk mengatakan bahwa perintah itu diterima atau tidak.

HMI dilakukan menggunakan aplikasi Android yang dapat diprogram, jadi saya hanya perlu mendesainnya dan mengkodekan komunikasi di sisi Arduino.

Mari kita mulai sekarang…

Langkah 1: Apa yang Anda Butuhkan?

Untuk membuat jam tanpa batas ini, inilah yang Anda butuhkan (harga bersifat indikatif):

• Arduino nano (2 USD)
• Strip led yang dapat dialamatkan, seperti led WS2812, 60 led per meter (6 USD)
• Modul bluetooth, seperti HC-05 (3 USD)
• Papan tempat memotong roti (1,5 USD)
• Pasokan 5V, mampu menghasilkan 4A atau lebih
• Beberapa kabel listrik
• Ponsel cerdas yang menjalankan Android, dan aplikasi Bluetooth Electronics, dari KeuwlSoft
• Beberapa lembar papan serat kepadatan menengah (MDF, satu setebal 3mm dan satu setebal 10 mm)
• Plexiglas transparan atau pelat perspex (sekitar 15 hingga 20 USD)
• Cermin dan film perekat cermin semi-reflektif (dari 4 hingga 15 USD)
• Konektor, resistor, dan satu kapasitansi 1000µF
• Beberapa lem dan lakban.

Diagram prinsip geometri jam

Pelat plexi harus setebal 2 hingga 3 mm agar tetap kokoh di tempatnya saat digunakan.

Diagram di atas menjelaskan geometri jam. Strip yang dipimpin ditempatkan di antara dua cermin. Tentu saja, Anda membutuhkan 60 dari led itu di strip. Anda dapat menemukan strip led online dengan 60 led per meter, jadi salah satunya bagus. Maka keliling lingkaran yang dipimpin adalah 1m, diameternya adalah 100/PI = 31,8 cm (sekitar 12,53 inci).

Siapkan komponen Anda

Potong lingkaran dengan diameter ini di papan MDF 3mm. Untuk melakukan ini, saya pergi ke fablab lokal dan meminta untuk menggunakan pemotong laser. Mereka bahkan dapat melakukannya untuk Anda, jika Anda meminta dengan ramah dan Anda datang dengan papan: hanya membutuhkan beberapa detik. Saat Anda berada di sana, potong disk yang sama di piring kaca plexiglass Anda.

Dari pelat MDF, Anda sekarang memiliki cakram dan pelat dengan lubang melingkar. Simpan keduanya untuk nanti.

Untuk menjaga agar LED tetap pada tempatnya, potong juga silinder tipis dengan diameter yang sama pada MDF setebal 1 cm. Ketebalannya tidak penting asalkan tidak terlalu rapuh. Strip LED akan ditempatkan di dalam silinder ini, jadi penting bahwa perimeter bagian dalam sama dengan panjang strip. Terlalu panjang atau terlalu pendek, dan beberapa led mungkin berjarak tidak teratur, jadi sangat akurat di sini.

Memotong pelat yang begitu tebal mungkin membutuhkan waktu sedikit lebih lama daripada memotong yang tipis. Tanyakan kepada pemilik fablab apakah pemotong laser mereka cukup kuat untuk memotong ketebalan itu. Bagi saya, laser harus melewati lebih dari sepuluh kali untuk bagian itu, dibandingkan dengan hanya dua untuk pelat lainnya.

Anda juga bisa…

Di sini juga dimungkinkan untuk menggunakan papan plexiglass transparan atau berwarna sebagai ganti MDF. Plexiglas tersedia dalam berbagai warna, dari hitam hingga kuning hingga hijau dan ungu, jadi jangan ragu untuk mencobanya.

Fablab tahu cara memotongnya, dan memotong kaca plexiglass sangat "bersih" dibandingkan dengan kayu yang mungkin "terbakar" (maksud saya berubah warna karena energi laser) di jalur laser. Cermin plexiglass juga ada, yang dapat menyelamatkan Anda dari membeli film cermin. Ingat saja saat memotongnya, untuk mengirim laser ke sisi belakang cermin…

Di bawah ini adalah file geometri untuk pemotongan laser.

Langkah 2: Pasang Jam

Untuk membuat jam, Anda hanya perlu merakit bagian-bagiannya, sesuai dengan skema.

Siapkan kasusnya

Pertama, rekatkan film cermin pada cakram MDF. Ini akan menjadi bagian bawah jam.

Kedua, tempelkan film semi transparan pada cakram plexiglas. Ini membentuk kaca depan jam. Disk ini akan dimasukkan ke dalam pelat MDF, di lubang lingkaran: rekatkan menggunakan lem kayu jika perlu, atau gunakan karet silikon.

Terakhir, siapkan LED. LED WS2812 menggunakan 3 bantalan sambungan: suplai tegangan, ground dan perintah. Jika sudah ada 3 kabel listrik yang terhubung, gunakan saja. Jika tidak, solder 3 kabel ke bantalan sambungan. Ingat bahwa LED adalah perangkat terpolarisasi: ini berarti arus mengalir hanya dalam satu arah. Arah ini ditunjukkan pada strip dengan panah. Kemudian, Anda harus menyolder kabel di ujung strip dari tempat panah datang (bukan ujung yang ditunjuk panah).

Tempelkan LED di dalam silinder MDF tebal dan rakit 3 bagian, dengan lem dan / atau selotip.

Kemudian bagian elektronik

Letakkan Arduino di papan tempat memotong roti dan buat rangkaian seperti gambar di atas. Pastikan semua ground (GND) terhubung (GND dari Arduino, modul HC-05, strip LED dan suplai).

• Pin RX dan TX dari modul Bluetooth HC-05 terhubung ke pin D3 dan D2 dari Arduino
• Jalur data strip LED terhubung ke pin D12, Anda dapat memasukkan resistor 300 Ohm di antaranya jika Anda memilikinya.

Jika Anda ingin mengubah pin, ubah definisinya dalam kode yang sesuai (baris 7 dan 13 dari file ino).

Perhatikan bahwa modul HC-05 memerlukan pembagi tegangan untuk pin RX-nya, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Jadi, Anda memerlukan satu resistor 1000 Ohm dan satu resistor 2000 Ohm.

Pasokan digunakan baik untuk Arduino dan strip LED. Pertama-tama sambungkan kapasitor 1000µF di terminal sekrup (domino). Anda dapat menggunakan konektor cepat jika Anda memilikinya. Lihat di sini untuk lebih jelasnya.

Kapasitor ini juga dapat terpolarisasi: pastikan kaki + dan - terhubung ke + dan - suplai. Seperti yang terlihat pada gambar kapasitor, kaki - diberi label dengan tanda minus besar.

Kemudian dari konektor, pasang kabel listrik untuk menghubungkan LED Strip dan board Arduino. Seperti dikatakan di atas, semua GND harus terhubung bersama. Dari potensi positif pasokan, sambungkan kabel 5V strip dan tarik kabel ke pin 5V Arduino: biarkan tidak terhubung untuk saat ini, Anda akan menghubungkannya di akhir.

Periksa semuanya … dua kali

Periksa semua sambungan dua kali… Gunakan multimeter jika Anda memilikinya untuk memeriksa kontinuitas listrik.

Jika semuanya benar, jam Anda hampir siap. Jangan berikan itu untuk saat ini.

Langkah 3: Unggah Kode

Mari memprogram

Untuk mengunggah kode di Arduino nano, gunakan Arduino IDE. Letakkan semua file dalam folder bernama "Horloge_LED3_nano_BTOK" di folder Arduino Anda. Buka IDE, pilih parameter yang tepat (jenis papan, port COM, dll) dan klik tombol unggah.

Di smartphone Android Anda, instal aplikasi Bluetooth Electronics, Anda dapat menemukannya dengan mudah di Google Play. Unduh file "BluetoothElectronicsCode.txt" dari Instructable ini, dan ubah ekstensi menjadi zip: Anda akan mendapatkan arsip zip dengan kode untuk antarmuka ponsel cerdas agar dapat dijalankan dengan Bluetooth Electronics.

Saat Anda siap, colokkan catu daya. LED akan menyala, modul HC-05 juga akan berkedip untuk mencari koneksi. Luncurkan aplikasi Android dan ikuti petunjuk untuk memasangkan modul Bluetooth dengan ponsel cerdas Anda. Saat siap, luncurkan HMI: Anda siap bermain!

Perhatikan bahwa…

LED strip pertama harus ditempatkan di atas jam. Jika Anda tidak meletakkannya di sana, Anda dapat mengubah nilai parameter offset dalam kode (baris 65 dari file ino). Itu mengurus itu.

Saat Anda merekatkan Strip LED di dalam silinder dangkal, ada 2 opsi: strip berputar searah jarum jam, atau berlawanan arah jarum jam. Jika Anda melakukannya dengan cara yang salah, jarum jam akan berputar ke arah yang salah! Jangan khawatir. Ubah saja nilai variabel boolean sens_horaire menjadi true (baris 77 dari file ino)

Langkah 4: Nikmati

Satu pengaturan terakhir…

Sekarang, atur waktunya. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan perintah sederhana yang Anda ketik di konsol kecil di bagian kiri bawah HMI.

• Hxx: atur jam ke xx (mis: H4)
• Myy: mengatur menit (mis: M15)
• Szz: mengatur detik (misal: S30)

Perintah dapat dirantai dengan menyisipkan bintang di antara mereka, misalnya: H4*M15*S35

Menyetel jam dan/atau menit akan mengatur ulang detik ke nol.

Anda kemudian akan melihat bahwa jam dilacak oleh LED MERAH, menit dengan LED HIJAU:

Ini 9:52:00!

Warna detik dapat diubah menggunakan penggeser pada HMI

Saat Anda menggerakkan penggeser, lingkaran kecil di sisi kanan menunjukkan warna saat ini. Saat penggeser berhenti, ia mengirimkan warna ke jam dan LED detik berubah sesuai.

Penggeser ANIMASI dan PALETTE dapat digunakan untuk memilih dan menyesuaikan animasi cahaya pada jam. Uji mereka, dan lihat video untuk beberapa contoh. Saat Anda mengubah beberapa pengaturan pada HMI, konsol kecil menunjukkan jawaban dari Arduino.

Animasi…

• 0: Hanya menampilkan waktu, Anda dapat mengubah warna detik menggunakan penggeser.
• 1: Latar belakang berwarna (Anda dapat mengubah warna) dengan amplitudo variabel.
• 2: Pelangi berputar
• 3: Pita berwarna (yang dapat diubah) yang menghasilkan satu putaran per detik.
• 4: Garis berwarna yang memantul dari jarum detik.
• 5: Latar belakang berwarna (Anda dapat mengubah palet) dengan amplitudo acak.
• 6: Hanya menampilkan waktu, jarum detik mengubah amplitudo bercahayanya.
• 7: Memutar bendera (mengubah palet untuk mengubah bendera di antara 4 kemungkinan yang ada)

Bendera Prancis -- jam 7:11:51

Animasi lain baru-baru ini ditambahkan, yang berubah setiap 15 detik untuk animasi yang dipilih secara acak.

Tombol MENIT menyalakan dan mematikan LED putih setiap 5 menit pada jam.

Ini 7:11:25

Perhatikan bahwa video dan foto dibuat dengan smartphone dan oleh karena itu kualitasnya buruk. Warnanya jauh lebih cerah dan lebih akurat pada jam daripada yang terlihat di video…

Apa lagi?

Saya harap Anda akan suka melakukan jam tanpa batas ini. Masih banyak yang harus dilakukan: Anda dapat mengecat pelat depan MDF agar lebih bagus, menambahkan strip led lain di sisi luar silinder untuk memiliki beberapa pencahayaan animasi di dinding juga, dll.

Langkah 5: Versi Baru untuk Menjaga Waktu Akurat

Jam Arduino nano cenderung melayang dalam waktu, karena tidak memiliki jam yang akurat. Saya membuat versi lain menggunakan Real Time Clock (RTC) untuk menjaga waktu yang akurat.

RTC ada dalam berbagai model, saya sarankan menggunakan modul DS3231, yang sangat akurat (dibandingkan dengan DS1307). Versi baru dari program ini menggunakan pustaka MD-DS3231, tersedia di sini. Cukup buat folder baru bernama Horloge_LED3_nano_BT_RTC di folder Arduino Anda, dan dowload semua file.

Hubungkan DS3231 sebagai perangkat I2C, yaitu SDA ke A4 dan SCL (atau SCK) ke A5

Pertama, Anda perlu mengatur waktu RTC. Lihat misalnya Instructables ini atau tutorial ini.

Unggah file Horloge_LED3_nano_BT_RTC.ino di Arduino nano Anda dan jalankan. Waktu diperbarui setiap 30 menit, sehingga jam tetap akurat sepanjang waktu.

Tentu saja, Anda perlu memiliki baterai pada modul RTC, karena itu membuat RTC tetap hidup meskipun tidak disuplai oleh Arduino, dan dapat menjaga waktu yang akurat.