Голографические часы на Arduino
Часы имеют механическую горизонтальную развертку и по принципу отображения похожи на диск Нипкова. Из-за быстрого вращения плата становится едва заметной для глаза и создается иллюзия символов, парящих в воздухе. Отображают как время, так и день недели с датой. С помощью кнопок можно изменять все единицы отображения, кроме секунд. Дополнительно можно изменять ширину табло.
Состоят из 2х частей – стационарной и вращающейся.
Для снижения шума и передачи энергии на вращающуюся часть пришлось отказаться от щеток. Поэтому здесь на стационарной части использована катушка с генератором, а на вращающейся части – катушка с диодным мостом и стабилизатором.
Платка Arduino pro mini (ссылка на Ali) использована здесь для таких функций:
- Управление 10 светодиодами, установленными вертикально друг за другом;
- Счет данных с модуля реального времени DS3231;
- Синхронизация отображения табло часов;
Рекомендуемый порядок сборки устройства:
1.
Намотка катушек;
2. Полная сборка генератора;
3. Сборка приемника вращающейся части;
4. Проверка передачи энергии;
5. Полная сборка вращающейся части;
6. Проверка и дополнительная настройка устройства.
1. Намотка катушек
Катушка передающая намотана на каркасе радиусом на 5 мм больше, чем радиус ротора вентилятора. Проводом 0.5мм в 3 слоя (в 1 сторону) всего около 90 витков. Каждый слой пропитывается клеем и изолируется скотчем. Я пропитывал клеем “дракон”, после его затвердевания каркас катушке не потребовался.
Катушка приемная мотается на предварительно подготовленном роторе. Лопасти компьютерного “кулера” убираются и оставшиеся неровности шлифуются. Проводом 0.12мм мотается 4 слоя в одну сторону, всего около 180-200 витков. Каждый слой также пропитывается клеем и изолируется скотчем.
Передающая катушка:
Приемная катушка:
2. Генератор
Схема генератора находится ниже:
Генератор основан на микросхеме-таймере NE555 и рассчитан на частоту около 26 кГц.
Полевой транзистор – любой с допустимым током от 2А и напряжением от 30В. В своем варианте я использовал какой-то полевой транзистор с компьютерной материнской платы. Диапазон питающих напряжений генератора лежит в пределах 5-15 В. Настройка производится в последнюю очередь подбором питающего минимального питающего напряжения, достаточного для нормальной работы схемы на приемной части. Дополнительно к источнику питания генератора нужно, через мягкие провода, подключить инфракрасный светодиод, также необходимо рассчитать гасящий резистор для ограничения его тока.
3. Приемная часть
Обведена красным прямоугольником. Представляет собой простой диодный мост из быстродействующих диодов (VD1-4) и стабилизатором напряжения (“1117-33” в корпусе SOT-223 на 3.3 В). Диоды подойдут серии “FR” или “HER”. В моем варианте стоят FR102. Стабилизатор – любой подходящий по расположению выводов и током от 500мА. Обведена красным прямоугольником.
4. Настройка генератора
После сборки части, обведенной красным на схеме, следует настройка генератора.
Для начала нужно подключить нагрузку к приемной части. В качестве нагрузки лучше использовать 10 светодиодов, подключенных через ограничительные резисторы. Учитываем, что ток, не должен превышать 15мА (лучше ограничивать до 10мА). Затем следует поместить катушку в катушку и подать регулируемое напряжение на генератор. Постепенно повышая напряжение питания генератора, отслеживаем напряжение на стабилизаторе. При достижении номинального напряжения на стабилизаторе приемной части (3.3 В) и тока светодиодов (10-15мА) – запоминаем питающее напряжение. После подбираем стабилизатор для питания генератора, например, регулируемый LM317 или что-то близкое по напряжению из серии стабилизаторов “78**” (** – напряжение стабилизации). Ток генератора (до стабилизатора) не должен превышать 200 мА.
5. Полная сборка вращающейся части
Уже вытравленная, залуженная и оформленная плата крепится винтами М3 к ротору. Центры отверстий на плате имеются.
Подключение индикационной платы указано на фото ниже.
После пайки индикатора к плате желательно усилить ее при помощи стропы из одножильного провода. Припаивать ее лучше к самой широкой дорожке на обоих платах – к минусу. В результате образуется треугольник, позволяющий не сорваться плате индикатора при больших оборотах. Желательно после проверки на предмет замыкания соседних дорожек залить термоклеем место стыка двух плат.
Модуль Arduino pro mini без изменений припаивается чрез штырьки.
Модуль реального времени DS3231 напаивается сверху чрез жесткие одножильные провода к плате Arduino pro mini. Также для удобства можно припаять гнездо для подключения программатора. Модуль позволяет отключать питание от устройства и не бояться за потерю реального времени.
6. Проверка и дополнительная настройка устройства
ИК-диод нужно установить на одножильных проводах (или его собственных ножках, если хватит длины) на удалении и под углом относительно длины платы. ИК-светодиод устанавливается в корпусе под ним.
Когда диоды встречаются друг с другом, тогда включается табло. Для представления этого процесса, ниже находится схема:
Изменение времени
Для начала нужно остановить мотор (отключить питание от него). Вход в режим изменения часов производится нажатием S2 (средней кнопкой на плате). Загорится нижний светодиод. После можно нажимать кнопки S1 и S3 (+ и -). После каждого нажатия S1 или S3, будет на мгновение загораться светодиод вверху. Для перевода в режим смены минут надо еще раз нажать на S2 (среднюю кнопку), загорится светодиод выше предыдущего. После можно нажимать кнопки S1 и S3 (+ и -).
Порядок светодиодов – значение в меню (снизу – вверх)
- Минуты
- Часы
- Изменение ширины табло
- День
- Месяц
- Год
- День недели
Для выхода из режима изменения нужно еще раз нажать на S2 (средняя кнопка) и 7 светодиод погаснет.
Печатные платы
Устройство, показанное на фото выше, является прототипом. Поэтому на плате присутствует множество перемычек и напаек. Плата первоначальная, подверглась переработке в соответствии с изменениями прошивки, и ее окончательный вариант представлен ниже:
Печатная плата представлена в программе DipTrace. Все элементы подписаны. Отверстия справа не нуждаются в сверлении – это места для установки противовеса во время балансировки (устранения вибраций при вращении). В моем случае противовес – винт М3х20, установленный вертикально. Балансировку лучше производить после того, как убедились в работе часов. Иначе при исправлениях возможно потребуется очередная балансировка.
Печатная плата “индикатора” не имеет связи с основной, т.к. у меня не получались очень маленькие дорожки. Поэтому каждый светодиод соединен при помощи тонкого провода (от кабеля IDE). Плата индикатора также подверглась переработке, пришлось заменить светодиоды 3мм на SMD 0805. Это позволило уменьшить размер табло и повысить четкость символов:
Для сравнения, слева – старый вариант, справа – окончательный вид прототипа:
Печатная плата индикатора:
Здесь указаны точками места совмещения, цифры – нумерация светодиодов, красными линиями – подключение (остальные светодиоды по порядку).
В коде программы комментарии имеются. Платы надо печатать зеркально, если использовать технологию “ЛУТ”.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плата Arduino pro mini | 3. 3V 8MHz | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| IC1 | Программируемый таймер и осциллятор | NE555 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| U1 | Линейный регулятор | AMS1117-3.3 | 1 | SOT223 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Часы реального времени (RTC) | DS3231 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| VT1 | MOSFET-транзистор | SUD50N025-06P-E3 | 1 | Любой с мат. платы компьютера | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Резисторы | |||||||
| R1-R4 | Резистор | 10 кОм | 5 | SMD0603 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R5 | Резистор | 100 кОм | 1 | SMD0603 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R6-R15 | Резистор | 220 | 10 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| R16 | Резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| R17 | Резистор | 2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| R18 | Резистор | 100 | 1 | SMD0805 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R19 | Резистор | 10 кОм | 1 | SMD0805 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Конденсаторы | |||||||
| С1, С3 | Конденсатор | 100 нф | 2 | SMD1206 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C4 | Конденсатор | 10 нф | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| С5 | Конденсатор | 100 мкФ | 1 | Электролит | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Диоды | |||||||
| VD1-VD4 | Выпрямительный диод | FR102 | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| PHD | Диод | 1 | Инфракрасный | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| HL1-HL10 | Светодиод | 10 | SMD0805 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Светодиод | 1 | Инфракрасный | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| S1-S3 | Кнопка тактовая | TS36-SMD-1 | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Добавить все | |||||||
Скачать список элементов (PDF)
Теги:
- Arduino
- Часы
- DipTrace
- 555
подборка громких заявлений от Ritot до Samsung / Хабр
Удастся ли кому-нибудь однажды достойно сделать смарт-часы, которые будут способны проецировать информацию на руку, стену, дорогу… да куда угодно, вопрос пока открытый, а ниша — свободна.
Тем не менее количество проектов, обещаний и концептов уже можно оформить в целый список, и если кто-то ждет именно такой гаджет — добро пожаловать внутрь.
Samsung
Далеко не первый, но самый последний, кто пообещал, а точнее запатентовал устройство в виде часов, которое должно будет проецировать информацию на ладонь. И так, как в нашей подборке, это, безусловно, самое громкое имя, им и первое место.
Cicret Band
Очередной раз переносится, и если верить Amazon, то в продажу поступит где-то в сентябре 2016, а на официальном сайте браслет обещают в конце года. Ориентировочная стоимость $300.
Cicret сможет не только проецировать изображение для удобства пользователя, но позволит управлять функциями телефона «на руке», отвечать на почту, принимать звонки. Гаджет выйдет водонерпоницаемым. Судя по просмотрам — 22 млн — девайс чрезвычайно ожидаемый.
Ritot
Самая громкая и скандальная история — за Ritot. Ребятам удалось собрать огромное количество денег, в том числе и у нас… А потом — исчезнуть.
Тизеры, которые были показаны, впечатляли, а заявленные возможности поражали. Что до внешнего вида, то предлагалось несколько версий от простых до Lux.
На руку обещали транслировать всю информацию: входящие, sms, почта, активности в социальных сетях и многое другое. Правда, речи о том, чтобы управлять смартфоном с помощью проекции, кажется, не шло.
ASU
Часы, представленные на CES, о которых мы уже писали на Geektimes в феврале. В модель должен быть встроен проектор достаточно сильный, чтобы транслировать данные не только на руку, но и, к примеру, на стекло автомобиля, стену или дорогу во время пробежки.
Пока никаких подробностей о часах так и не поступало, однако полгода назад их обещали в продаже по цене $300.
С телефоном модель должна синхронизироваться по Wi-fi, и отвечать на звонки можно будет с помощью голосового управления.
Predictables
Концепт израильского дизайнера. Устройство не сильно претендует на тираж, и практической ценности в ней не так уж много.
Гаджет-предсказатель должен обрабатывать всю информацию, которая есть на смартфоне, и после анализа предлагать какие-то подсказки, как поступить в той или иной ситуации, чтобы добиться лучшего результата: на собеседовании, свидании, прогулке и т. п. Волшебство.
SkinTrack
Специфическое устройство, не совсем «часы-проектор». Тем не менее задачу выполняет, аналогичную: «превращает» руку в панель управления смарт-часами. Технология работает на базе тандема специального ремешка и кольца и позволяет «расширить» границы дисплея. В ремешок часов интегрированы детекторы электрического сигнала, а источник его излучения убран в кольцо, что в результате аналогично перемещению курсора по двухмерному полю.
Вообще, стоит сказать, что все упомянутые проекты отталкиваются от мысли о том, что дисплей смарт-часов мал и неудобен, поэтому есть острая необходимость с этим бороться. Кто-то, при этом, как проект Doppio, предложил второй дисплей, кто-то — проекцию, а SkinTrack — сигналы электрического тока.
Также стоит вспомнить стародавний концепт проекционного Iphone, который нарисовали в 2010 году:
А еще можно добавить, что есть модель проекционных метеостанций, наиболее известные, пожалуй, выходят под брендом Oregon.
DIY проектор ночных часов | Advanced Electronic Projects
Veröffentlicht am von Thomas PototschnigЧасы-проектор могут проецировать время на потолок ночью.
На рынке представлено множество коммерческих будильников со встроенным проектором часов, но я подумал, что было бы интересно собрать его самому.
Кроме того, это был хороший проект для того, чтобы привыкнуть к процессу 3D-проектирования корпусов, которые можно распечатать на 3D-принтере, и узнать о проектировании допусков. 9).
Преимущество маленького ЖК-дисплея в том, что все становится меньше и дешевле – это сильно влияет на затраты на оптику, потому что меньшему ЖК-дисплею требуется меньшая оптика для проецирования изображения с низким уровнем искажений.
Более того, ЖК-дисплею меньшего размера требуется меньшее фокусное расстояние для изображения приличного размера на потолке. Хорошим расстоянием будет 2 м от ЖК-дисплея до потолка.
Формула для ширины изображения в зависимости от фокусного расстояния определяется как:
где:
– S2 расстояние от объектива до LCD и
– S1 расстояние от объектива до потолка
– W2 – ширина LCD
– W1 – ширина проецируемого изображения
Из формул видно, что чем меньше фокусное расстояние, тем больше проецируемое изображение будет.
Я решил выбрать 25 мм, потому что есть дешевые объективы, которые можно купить в Китае примерно за 12 долларов.
Для наших значений, которые увеличивают изображение примерно в 80 раз, ширина ЖК-дисплея 11,1 мм станет шириной изображения 88,1 см на потолке на расстоянии 2 м.
Светильник и линза конденсатора
Было не совсем ясно, насколько сильным должен быть светодиод, чтобы ночью на потолке было достаточно хорошо читаемое изображение.
Чтобы быть уверенным — на самом деле я не был уверен — я решил использовать мощный светодиод мощностью 1 Вт и дешевую китайскую конденсорную линзу, чтобы распараллелить свет перед тем, как он пройдет через ЖК-дисплей (это нужно сделать в любом случае, но конденсорная линза позволяет использовать больше света, потому что форма конденсаторов позволяет расположить линзу как можно ближе к светодиоду, чтобы улавливать больше света).
На двух рисунках показана конденсорная линза, установленная непосредственно на печатной плате, образующая световое пятно на потолке. Это действительно отличная линза, созданная для моего светодиода, поэтому она идеально подходит и красиво распределяет свет.
Конструкция электроники
Были разработаны две печатные платы – одна с ЖК-дисплеем и сама выступающая плата.
Последний оснащен светодиодным драйвером мощностью 1 Вт, STM32F103 Cortex ARM, поворотным энкодером (для изменения настроек, таких как яркость, таймер режима ожидания, время и т.
д.), USB, ИК (оба еще не используются).
Механика Строительство
Первоначально я стремился к 50 мм x 50 мм x 50 мм, но мне удалось получить только 60 мм x 60 мм x 60 мм 😥 😉
Вот обзор всего, что я разработал:
Слева направо: Корпус с самодельным проекционным объективом (эту часть пропускаю — получилось, но не очень), Sony E-Mount, C-Mount. В середине остальные.
Держатель ЖК-дисплея
Специальный держатель ЖК-дисплея был разработан для идеального крепления ЖК-дисплея в нужном месте на печатной плате.
Кейс – C-Mount Variant
Существуют невероятно дешевые китайские объективы C-Mount с фокусным расстоянием 25 мм. Они настолько дешевы, что качество изображения действительно очень плохое при использовании для фотографии.
Но, что удивительно, он работает (почти) идеально для мини-проектора «сделай сам» 😀
Эффект подушки (оптическое искажение, когда края не прямые, а загнуты наружу) почти незаметен — в результате изображение намного лучше, чем у меня.
ожидаемо (начитавшись отзывов к этому объективу)
Чехол — Sony E-Mount Variant
Просто для удовольствия — и поскольку у меня есть 3D-принтер, который надежно работает без особого внимания — я сделал вариант для Sony E-Mount.
Здесь проектор с объективом Walimex Pro 10mm 2.8.
Должен признать — на самом деле он не такой яркий, но все же очень читаемый, несмотря на такой большой размер.
Изображение имеет ширину более 2м! И искажений почти нет 🙂
Загрузки
Следующая Github-Repository содержит:
– Схема
–.
Ссылка на репозиторий GitHub
STL-файлы на Thingiverse
Существуют ли дешевые матричные ЖК-проекторы? – Оборудование
Дэнни (Дэниел Мейсон)
#1
Я ищу дешевый модуль ЖК-проектора, аналогичный тем, которые используются в проекторах-будильниках, за исключением использования точечной матрицы, а не отображения только цифр.
Я хочу подключить к этому Arduino, который отображает произвольный текст, полученный через MQTT, такой как информация датчика, состояние системы сигнализации или просто время и погода.
Не ищите проектор в стиле телевизора, так как он слишком громоздкий и требует прогрева или потребляет много энергии.
Он может быть одноцветным, мне просто нужен способ проецировать несколько пикселей на стену.
Дэнни (Дэниел Мейсон)
#2
Или есть идеи, как сделать это своими руками?
риф-актер (Рифовый актер)
#3
Как насчет пикопроектора? Они карманного размера и используют светодиоды, поэтому не нагреваются.
ахербьорнсен (Андерс Хербьернсен)
#4
@danny Я тоже ищу что-то подобное, чтобы заменить старые и неисправные часы проектора.
Вы нашли что-нибудь, что можно было бы использовать для этой цели?
Дэнни (Дэниел Мейсон)
#5
Ничего подходящего не нашел. Этих проекционных модулей будильника нигде нет.
ахербьорнсен (Андерс Хербьернсен)
