第1步:countclock概念
countclock旨在帮助幼儿学习讲述时间:模拟时钟(双刻度和双手,数字(或不存在),半小时和四分之一)的混乱概念都被分解并作为单独提供学习步骤,适合幼儿。多色灯表示单独的小时和分钟刻度的时间。例如,对于最小的孩子,这导致仅显示整个小时。只需计算灯光就可以读出时间:知道不需要数字。在每个学习步骤中,可以添加模拟时间的附加概念,例如半小时或四分之一。对于年龄较大的孩子,可以突出显示所有分钟,包括秒数;在这个最高学习水平,countclock的外观非常接近传统的模拟时钟。有关countclock概念的更多信息可以在最初的instructable中找到:https://www.instructables.com/id/countclock(2018年1月)。
第2步:木制countclock外壳
countclock外壳是一个由多个木板组成的三明治结构。中间板具有允许放置电子部件的大腔。前面板有一个12小孔的小圆圈,60分钟的大圆圈。这些孔每个都有圆形光管,可将led灯条的光线引导到可见前端,从而可以从一个角度读取countclock。木制countclock外壳的最佳外观是使用cnc铣削加工(因为它具有高精度和精细切削)。 cnc铣削设计文件有多种形式:源是人类可读的可缩放矢量图形(svg),dxf文件可用的路由器。设计文件可以从单独的instructable下载,请参阅https://www.instructables.com/id/countclock-hours-and-minutes.
第3步中的步骤6和7 :电子零件
此版本的countclock只有一个arduino控制器(adafruit trinket pro)和两个led环(adafruit neopixel 24(其中只有12个led用于小时)和adafruit neopixel 60(四个季度的15个led)用于分钟)。
您可以在当地电子商店轻松购买的其他电子零件:冷凝器(1微法拉),电阻器(1个) kohm),传统的灯泡led用作光管(12个较大,比如说8毫米,60个较小,比如直径5毫米)。还有一些布线和焊接需求。您还可以考虑集成光传感器,以便将led亮度调整为环境光。
添加计时器模块是改进countclock的一个好主意,但是在这个instructable中没有这样做。可选元素是实时时钟模块(例如adafruit.com上的ds1307)。如果没有计时器模块,您将持续监控您的countclock是否保持良好的时间(取决于校准步骤的成功)。
如需连接电子零件,请参阅制造商的neopixelüberguide手册。
步骤4:保护模板
保护模板是countclock设计中的重要组成部分。它具有建设性和安全性,但也具有美学功能:它以这样的方式引导光线,即仅打开目标光,而不是相邻的光。保护模板是不透明的塑料板,最好在激光切割机上制作。源文件可用于人类可读的可缩放矢量图形(svg),激光切割器可以使用dxf文件。保护模板的设计文件发布在单独的instructable中,请参阅https://www.instructables.com/id/countclock-protective-template-design.
第5步:arduino代码
此步骤中显示了用彩虹色编程countclock的arduino代码。代码有很多注释,很容易理解。使用的arduino库:michael margolis的timelib和adafruit的neopixel库。
neopixel led需要有关红色(r),绿色(g)和蓝色(b)三种颜色的信息。通过同时向上和向下倾斜两种颜色获得彩虹效果。在所有数据点中,所有三种颜色都同时突出显示。上图显示了小时的颜色模式(带有填充数据点的行)和分钟(带有打开数据点的行)。关于arduino代码的一些评论:
对于led环有24个led的小时数,只需要12个灯。这意味着在几小时之间跳过一个led。选择24个led的环的原因是直径较大。
neopixel led非常明亮,特别是在夜间不方便。因此,leds在晚上变暗,在夜间变暗甚至更多。这是通过变量‘dimfactor’完成的,变量在10到30之间变化。较弱光的时间是可变的,取决于一年中的月份(参见下面代码中的变量twilightstarttime)。
在此设计中,不使用定时器模块,这意味着使用arduino板的定时器功能。它的时钟不是很准确(这对于许多目的而言是可以防御的,但在时钟中并不方便),因此需要进行校准。这是在主循环的下部完成的,但是每分钟调整时间几次,前进固定的秒数(缺点是秒跳不规则,创可贴解决方案是不显示秒:要做所以,在代码中注释掉‘strip.setpixelcolor(currentsecond + 24,strip.color(sr,sg,sb))’。在当前代码中,每分钟调整12次,前进2秒。可能需要进一步调整,例如每小时一次,并且可以每天进行一次微调。但是建议应用计时器模块,参见上面的步骤3.
可以下载rainbow colors中countclock的arduino代码的当前版本(2018年7月版本1.0):
步骤6:制作此instructable
拍摄明亮的led并不容易:它们的光很快就会过度曝光图像。这里应用的解决方案是拍摄两张照片:一张关闭所有灯光(明亮地显示countclock正面)和一张所有灯光开启,但快门时间非常短,导致图像更暗。这两张照片如上图所示。然后,使用图像处理软件从较暗的图片中切出灯光,并在单独的图层中打开明亮的图片,这样可以轻松地在此instructable的开头显示gif动画。
步骤7:共享countclock概念
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