0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать Часы 3D POV из жесткого диска

Содержание

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Электронные часы из жесткого диска часть 1

Электронные часы из жесткого диска часть 1

    alexlevchenko Posted on 17.04.2015Вскрытие своими руками,Подарки,Электронные самоделки2 Comments

У вас есть сломанный жёсткий диск? Или вы знаете, где такой можно найти… Готовы ли вы превратить такой «винчестер» в уникальные часы?

Этот проект требует только немного мастерства, изобретательности и знаний электроники.

В статье представлены две версии часов: простая без циферблата и та, которая показывает время.

В простой версии вы можете видеть три стрелки, что по внешнему виду напоминают простую «механику». Три стрелки – часовая, минутная и секундная. Красная часовая, зелёная – минутная, синяя – секундная.

Во второй версии жёсткий диск может отображать время.

Пластина из жёсткого диска вращается со скоростью больше 60 раз за секунду. Если прорезать узкую щель на пластине, это позволит светодиодам просвечиваться, а за счёт скоростного вращения можно обмануть глаз, создав стабильное изображение. Это явление известно, как «сохранение зрения» (POV). Есть много проектов, где светодиоды (перемещаются или перемещается сам наблюдатель) используются для создания образов. Светодиоды, что используются в этом проекте не двигаются. Изображение строится с использованием интерференционных прорезей вращающегося диска.

Версия, что отображает числа, более сложная… Вы можете легко увидеть время, при этом на заднем плане будет отображаться анимация.

Шаг 1: Введение

Система работает синхронно с прорезью в диске. Самоделка использует внутренний таймер для отсчета каждого оборота. Это достигается с помощью датчика Холла, который вызывает аппаратное прерывание при каждом полном обороте диска. Микроконтроллер использует время оборота и фазу для планирования секундного внутреннего таймера. Этот секундный таймер использует прерывание при планировании синхронизации светодиодов, зажигаться десятки тысяч раз в секунду, чтобы построить стабильное, видимое изображение.

Меньше, чем за 60 долларов вы можете собрать себе часы своими руками. Они компактные и не производят сильный шум при эксплуатации.

Шаг 2: Список материалов

Вот то, что вам нужно:

  • Повреждённый жёсткий диск винчестера форм-фактором 6,35 см (2,5 дюйма);
  • 30-40 Вт паяльник с тонким наконечником;
  • Припой;
  • Плоскогубцы;
  • 3 мм винты с шестигранной головкой и отвертка;
  • Дрель;
  • Свёрла;
  • Супер клей;
  • Термопистолет для термоклея.

Электроника:

  • 0.5 м (лучше купить 1 м) 5050 RGB светодиодной ленты;
  • AH175 датчик Холла;
  • ATmega8A SMD;
  • DS1307 SMD;
  • TDA1540AT SMD;
  • Держатель под 3 В батарею;
  • 12VDC 1A блок питания;
  • DC jack 3 pin (3-х контактное гнездо-штекер);
  • LM2596 SMD;
  • 5 позиционный тактильный выключатель;
  • 2-контактная кнопка SMD;
  • Катушка, конденсаторы, резисторы, светодиоды, транзисторы, провода;
  • …(схема в файле).

Акриловые пластины для коробки и диска.

Шаг 3: Разбираем жесткий диск

Используем гексагональную отвёртку для открытия крышки.

Далее, разбираем диск на составные компоненты. Удалим весь узел чтения/записи.

Снимем крепежные шайбы и достанем пластины. Убедитесь в том, что сохранили винты, прокладки и пластины.

Примечание: сохраните считывающую головку целой.

Магниты жёсткого диска имеют сильные магнитные поля, поэтому положите их подальше от электронного оборудования, чтобы избежать возникновения помех.

Пусть все компоненты, кроме кронштейна жёсткого диска, будут находиться в запечатанной коробке, что защитить их от пыли. Позже соберём их обратно.

Шаг 4: Сверлим отверстия

Используя 3 мм и 5 мм сверло, просверлим отверстия в там где показано на рисунке. Установим светодиод и провод датчика через это отверстие.

Шаг 5: Подключим двигатель BLDC

Двигатель, что был установлен в винчестере (бесщёточный постоянного тока) имеет 4 контакта: COM, MOT1, MOT2, MOT3.

Припаяем 4 небольшие провода к контактам двигателя. Они будут подключаться к выходу мотора.

Сварной шов очень маленький и легко может сломаться. Поэтому зальём место пайки горячим клеем.

Шаг 6: Датчик Холла

Поставим датчик на край пластины, где будет прикреплен магнит, что будет генерировать сигнал микроконтроллеру.

Датчик Холла AH175 имеет 3 выхода: один для GND, один для VCC и один для сигнальных контактов.

Используем нагрузочный резистор 10 кОм, для подтверждения того, что на входах микроконтроллера устанавливаются ожидаемые логические уровни.

Припаяем датчик на небольшую печатную плату с отверстием для винта, что будет фиксировать её положение.

Шаг 7: Тестирование ленты с RGB светодиодами

Для достижения наилучшего эффекта, необходимо «окружить» пластину светодиодами.

В проекте использовалась 5050 RGB светодиодная лента. На одном метре этой ленты расположены 60 светодиодов.

Если вы используете стандартный жесткий диск на пластине должно поместиться порядка 12 светодиодов.

Светодиодная лента может быть разделена на три части. Одна часть будет состоять из 16 светодиодов. Это позволит оставить промежуток для размещения датчика, где будет располагаться устройство чтения/записи. Убедитесь, что вы отрезали ленту по линии между медными вкладками, Разрез в другом месте может нанести повреждения ленте и сделает её бесполезной.

Если на ленте, что вы собираетесь использовать нет проводов, следует припаять провода питания. Определим расположение красного, синего, зелёного цвета и 12 В питания и припаяем четыре провода к медным вкладкам. Залудим контактные площадки перед пайкой. После подключения проводов помните о том, что места соединений хрупкие. Проверим работоспособность ленты используя 12 В блок питания.

Шаг 8: Прикрепляем светодиодное кольцо к жёсткому диску

Перед установкой полосы на диск, пропустим провод через отверстие. Затем запаяем провода светодиодов. Будьте очень осторожными, чтобы не выломать медные дорожки.

Капнем по капле суперклея, медленно прикрепим полоску светодиодной ленты на стенку камеры, при этом плотно прижимая её для прочности соединения. Это необходимо, так как светодиоды крепятся заподлицо, поэтому работайте медленно и осторожно.

Шаг 9: Делаем фон

Большинство жёстких дисков имеют чёрный матовый цвет. Это не лучшей цвет для красивого подарка, поэтому сделаем зеркальную поверхность.

Возьмём кусок толстой, белой бумаге (фотобумага для струйных принтеров) и обведём контуры пластины. Вырежем бумажный круг и расширим центральное отверстие на несколько миллиметров. Наденем его на шпинель и прижмём его вниз к камере с пластинами. Она будет выступать в качестве белой отражающей подложки, что позволит усилить яркость цветов.

Расположив фон, убедимся в том, что шпиндель может свободно вращаться. Если он не может свободно вращаться, расширим центральное отверстие фона.

Шаг 10: Устанавливаем датчик Холла на жесткий диск

Осциллограф идеально подходит для проверки датчика, но вольтметр также прекрасно может справиться с этой задачей. Убедитесь в том, датчик прекрасно обеспечивает высокую точность передачи сигнала, когда магнит проходит мимо.

Установим датчик на винт жесткого диска.

Шаг 11: Питание, RTC, кнопки

Питание:

Поскольку часам для питания нужен большой ток (для двигателя и микропроцессора) использовал LM2596 5V 3A.

Соберём простую схему блока питания на LM2596 и несколько других компонентов.

Для питания светодиодов используем 12 В (будут гореть с максимальной яркостью), а для микроконтроллера и двигателя – 5 В.

Кнопки:

В проекте использовался 5 позиционный переключатель. Более подробную информацию о данном выключателе вы можете найти на фотографиях. Этот переключатель довольно компактный, поэтому можно легко сделать печатную плату под него. В нём 10 контактов, в том числе 4 контакта Common, два – Center и четыре для управления на других направлениях (вправо, влево, вверх, вниз).

В этом переключателе нажимаем центральную кнопку для установки Set /OK, правую для перехода к установке, левую для перехода на предыдущий уровень, вверх, чтобы увеличить время/дата/месяц, а для уменьшения вниз.

Часы реального времени Real Time Clock (ЧРВ):

В качестве ЧРВ будем использовать DS1307. Благодаря низкой стоимости, лёгкости монтажа и надёжности она сможет работать на протяжении нескольких лет, благодаря батарее. До тех пор пока она питается от батарейки, DS1307 будет весело тикать, отсчитывая время, даже если часы отключаться от блока питания или перепрограммируются.

Шаг 12: BLDC контроллер двигателя

TDA5140AT предназначен для управления, двигателем BLDC. Разработаем схему в соответствии с технической документацией производителя.

При использовании, двигатель может остановить вращение и сделать «EK EK EK …». Чип микроконтроллера также нагреется после этого действия. Решение заключается в том, чтобы добавить фильтрующий конденсатор близко к выводам питания микросхемы.

Шаг 13: Схема

Схема была разработана и сохранена в формате .pdf.

Часы из винчестера за пару часов

В 2009 году на Хабре я увидел фото с часами из винчестера за 60 долларов. Так как я просто торчу от железок, люблю их тискать и разглядывать, а блеск блинов из HDD меня просто завораживает, то штуковина понравилась и через какое-то время я по мере умений повторил чужой опыт. Впереди время праздников, выходных и, возможно, кто-то захочет заняться таким же рукоделием. Тем более, что все это очень просто. Дальше трафик и картинки.

Минимальный набор материалов и инструментов

  1. Винчестер (лучше неисправный)
  2. Часовой механизм (возможно, подойдет не любой)
  3. Набор стрелок (часовая, минутная, секундная)
  4. Суперклей
  5. Двусторонний скотч или толстая такая клейкая лента
  6. Отвертка для разборки винчестера
  7. Дрель или другие инструменты для обработки металлов

У меня в хозяйстве завалялись три дохлых винчестера. Пациенты и обычные инструменты при сборке часов:

Особенно полезна отвертка с набором сменных бит, суперклей и китайская лупа с подсветкой с BuySKU за 14 долл, помогающая моему дряхлеющему зрению. Набор ключей-звездочек понадобился, так как в в новых винчестерах производители полюбили использовать такие винты, а не обычные, крестовые. Причем эти новые винты запросто облизываются и выкрутить их уже практически невозможно. Таким оказался пациент справа, крякнувший диск WD из Apple iMac.

Читать еще:  Лизун для чистки клавиатуры: новинка в мире чистоты

Разбираем пациентов насколько это возможно, анализируем содержимое.

Крайний слева, древний Fudjitsu, оказался самым тонким, а значит, и самым удобным в моем случае. Дело в том, что платформа винчестера служит основой для часов и вам на ней нужно как-то размещать часовой механизм. Для меня предпочтительным вариантом всегда является помещение часового механизма сзади. Некоторые авторы вырезают в корпусе отверстие по размеру часового механизма и неким образом сопрягают их. Крайний вариант справа (самый современный винт) оказался непригодным на данный момент. Во-первых, у него слизались шестигранные шлицы на винтах, а во вторых, часовой механизм пришлось бы помещать на передней стороне предполагаемых часов, выпячивая вперед блин, который с большой долей вероятности скрыл бы часть прекрасного механизма передвижения головок. Сравним толщину корпусов, Fudjitsu, Samsung и WD:

№№2 и 3 подождут до лучших времен. Подгоняем другие ключевые компоненты. Будильник-донор за 70 рублей из Ашана (его нутро лежит рядом), а также часовой механизм для рукодельников из Леонардо за 135 рублей.

Тут стоит отметить, что мысль сэкономить, купив дешевого донора, оказалась неудачной: высота поворотной стойки, на которую насаживаются стрелки, оказалась чрезмерно мала и собирать на таком механизме часы сложнее, так как нужно будет укладываться буквально в доли миллиметра. Что поделать — производитель рассчитывал на тонкий бумажный циферблат. Сравните высоту сами:

Обратите также внимание на стрелки. Огромные стрелки слева куплены в том же Леонардо за 75 рублей. Немного дороговато за несколько капель крашеного алюминия, зато они идеально подходят к их часовому механизму. И при этом совершенно не годятся для часов из винчестера, так как чрезмерно велики. Я их просто обрежу, пока не найду более подходящие. Стрелки справа вынуты из донора и, увы, подходят только для его часового механизма. Откладываем.

Также у меня в хозяйстве уже имеется запас блинов из разных винчестеров, разных оттенков и толщины:

Дальше — самое интересное.

Как я уже сказал выше, варианты монтажа часового механизма могут варьироваться в зависимости от формата винчестера, разновидности используемого часового механизма, стрелок, желаемого результата и иных ограничений, обусловленных причудами и решениями производителя тельца.

В моем случае я решил разместить ходовой механизм позади, стойку для стрелок пропустить через пластину двигателя, предварительно выбив сам двигатель из нее. Иногда удается сохранить двигатель на месте, выбив шпиндель. Тогда посаженный обратно блин выглядит эстетичнее. Как вариант — можно просверлить шпиндель или использовать для декораций весьма симапатичные прижимные пластины-шайбы блинов. Мне эта возня была ни к чему из-за обозначенного лимита времени. Итак, аккуратно демонтируем и выбиваем двигатель:

Отверстие по центру оказалось слишком узким, пришлось его расширить при помощи дрели. Тисков я в квартире не держу, поэтому их роль выполняет дежурный кусок ДСП и саморезы, которым фиксируется деталь. Это необходимо, так как при сверлении она сильно нагревается, да и просто может отлететь в сторону, нанеся травмы:

Отверстие расширено, проводим примерку. Прикручиваем пластину на место, вставляем механизм сзади, и видим, что в таком варианты резьбы, которая окажется над блестящим блином, не хватит чтобы зафиксировать механизм гайкой из-за торчащих шляпок винтов:

Решение приходит быстро: винты выкручиваем, а пластину приклеиваем на суперклей, благо детали подогнаны идеально и отлично прилегают друг другу. Шляпки устранены, выигрываем необходимый миллиметр. Как вариант, можно было приклеить часовой механизм сзади на тот же суперклей или двусторонний скотч и не использовать гайку. Но я предпочитаю собирать так, чтобы изделие позднее можно было разобрать, ничего не отрывая.

Фиксируем блин, прижимаем его резиновой шайбой и гайкой к механизму, затягивем до полной фиксации.

Сторонники эстетизма (и я) предпочитают более технологичные и красивые решения, но у меня временной лимит. Чтобы блин не разболтался, фиксирую его тремя каплями суперклея прямо к телу винта.

Вид сбоку:

Водружаем на место предварительно обрезанные стрелки и снятые ранее для удобства детали механизма позиционирования головок. Получилось несколько ублюдочно необычно, но подходящих стрелок нет, поэтому, скрежеща зубами, терпим.

Взгляд падает на оставшуюся крышку от винта. Недолго думая, прикручиваем ее сзади, закрыв часовой механизм и придавая конструкции весомости. Крепление на стену обеспечивается просверленным в крышке отверстием под обычные настенные гвозди и дюбели:

Вешаем на стену:

Ставим в телефон напоминание, что нужно купить флуоресцентной краски и покрыть ею стрелки и, возможно, еще какие-то штуковины.

Как сделать Часы 3D POV из жесткого диска

Материалы и инструменты для самоделки:
— контроллер Arduino Uno;
— 6-15 светодиодов;
— провода;
— источник питания 9В;
— белая лента (для датчика QTI);
— QTI Sensor (купить можно здесь );
— старый жесткий диск с рабочим двигателем;
— суппорт;
— источник питания для жесткого диска;
— липучка;
— доступ к 3D-принтеру и программное обеспечение для моделирования.

Впрочем, для самоделки 3D-принтер не обязателен, все можно сделать из дерева или пластика, просто принтер все значительно облегчает.


Процесс изготовления самоделки:

Как все устроено
Для подключения жесткого диска понадобится блок питания от компьютера. Кусок белой ленты крепится к углу жесткого диска. На вращающейся подставке закреплен контроллер Arduino, сенсор, а также светодиоды. Датчик используется цветовой, он подключается параллельно белой ленте. Когда двигатель вращается, датчик проходит мимо белой ленты и контроллер дает команду светодиодам включиться, в итоге мигает текущее время.







Теперь еще один нюанс, двигатель нужно подключить, многие не знают, как это делается, ведь мотор тут многофазный и без генератора на плате работать не будет. Сперва к HDD нужно подключить питание от блока питания, но он при этом не включится. Чтобы он заработал, нужно соединить зеленый провод с черным.

Шаг второй. Изготовление основы для крепления электроники
Основу автор сделал с помощью 3D-принтера. В итоге все выходит быстро, точно и красиво. Но все это можно сделать и с других материалов, тут самое главное — чтобы конструкция надежно держала электронику, иначе она разлетится в разные стороны при включении мотора.












Всего основа состоит из пяти элементов:

База
На этой детали будет находиться вся электроника. В базе имеется отверстие, в которое вставляется светодиодная башня. Также здесь находится батарейный блок и держатель Arduino, они посажены на клей. В нижней части центра имеется соединительное кольцо, к которому подходит соединительная деталь.

Соединительная деталь
В этой детали есть три отверстия, с помощью них происходит крепление к концентратору жесткого диска. Основание опирается на него.

LED Tower
Этот элемент удерживает светодиоды. Всего их нужно 5 штук, но при необходимости можно установить и 15.

Держатель Arduino (необязательно)
Этот элемент можно приобрести здесь при необходимости.

Держатель батареи (дополнительно)
Этот элемент можно купить по адресу

Если вы решите печатать детали на принтере, то для этих целей прилагаются необходимые STL и ipt файлы.

В связи с тем, что жесткие диски бывают разными, деталь автора может не подойти по креплению. В связи с этим нужно будет редактором изменить файлы, сделав крепление конкретно под свой жесткий диск.

Шаг третий. Устанавливаем светодиоды
Светодиоды монтируются на светодиодной башне. Для самоделки понадобится 5 светодиодов, это конкретно для часов. Все положительные контакты светодиодов размещаются в один ряд, как и отрицательные.









Далее нужно не забыть установить на основание также датчик QTI. Он должен быть направлен вниз. Параллельно датчику должна находиться лента, в длину она составляет примерно 1 дюйм.

Шаг седьмой. Как подключается вся электроника




Шаг восьмой. Настраиваем часы с помощью кода
Контроллер Arduino зажигает светодиоды тогда, когда датчик проходит возле белой ленты. Нам известно, что датчик QTI зависает над белой лентой, потому что он возвращает определенный диапазон значений. Эти значения будут разными для всех часов POV. Поэтому ваша задача отыскать этот порог для своих часов и вбить его в код Arduino.

Для этого нужно загрузить sensorTest.ino на свой контроллер. Откройте последовательный монитор, установив QTI над белой лентой. Последовательный монитор распечатает диапазон значений. Самое распространенное значение нужно записать

Для часов автора последовательный монитор обычно распечатывал значение 100.

Далее нужно открыть hddClockTime2.ino. Прокрутите страницу вниз до // ИЗМЕНИТЬ ЭТУ ЛИНИЮ.

Отрегулируйте пороговое значение, пока оно не станет комфортным. Так как у автора общим значением было 100, он гарантировал, что его условие будет истинным, если ls1 меньше 110 и больше 90. Нам нужно, чтобы это условие было истинным, если датчик QTI проходит над белой лентой.

Завершающий этап. Проверяем часы
Для проверки нужно загрузить hddClockTime2.ino, включив питание контроллера и питание жесткого диска. Часы должны показывать текущее время. Если время неправильное, его можно изменить в коде.


В связи с тем, что самоделка будет создавать сильные вибрации, жесткий диск нужно хорошо закрепить. Автор закрепил его статично с помощью уголков и винтиков.

В будущем автор планирует установить уже 15 светодиодов, тем самым расширив их возможности. Планируется сделать так, чтобы часы могли работать в режиме 24-часа, а не 12 (AM и PM).

Все необходимые файлы для создания часов можно скачать здесь:

POV — часы пропеллер

В данном проекте часов-пропеллера используется так называемый POV (Persistence Of Vision)-эффект или говоря по русски: эффект персистенции. Эффект основан на возможности нашего мозга и глаз соединять в одно изображение быстро меняющиеся (движущиеся или мерцающие) картинки. К примеру на этом основан эффект кинематографа.

На ютубе представлено множество различных видеороликов с POV-эффектом, однако среди них мало информации как сделать такие устройства своими руками. В нижеприведенном проекте я постараюсь описать процесс создания POV-устройства.

Цели и задачи проекта

Целью данного проекта является создание часов-пропеллера, использующих один цвет, с использованием POV-эффекта для создания оптической иллюзии. Устройство должно отображать изображение (точнее его часть в определенной точке) по всей окружности от 0° до 360° с точностью 1°. ИК-передатчик в паре с ИК-приемником, образуют нулевую точку для отслеживания местоположения пропеллера.

В нашем POV-девайсе используется два источника питания: один находится на плате пропеллера, второй управляет моторчиком, который вращает пропеллер. Принцип работы POV будет следующий: старт с нулевой точки, затем каждый 1° светодиоды будут загораться в зависимости от местоположения пропеллера в круге 360°.

Используемые радиоэлементы

PIC18F252 — микроконтроллер. Основной элемент нашего устройства.

Читать еще:  Как сделать полку для обуви своими руками в прихожую

74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) — регистр-защелка для управления светодиодами.

Компьютерный вентилятор (3800 об/мин) — я выбрал вентилятор с встроенным контроллером скорости и питания. Для POV-эффект требуется вентилятор с скоростью вращения не менее 3600 об/мин.

Инфракрасный светодиод и фототранзистор — пара этих элементов предназначена для отслеживания нулевой точки. Когда пропеллер пересекает нулевую точку, то в микроконтроллере срабатывает прерывание, по которому программа визуализации начинается с 0°.

Также, в проекте используются:
7805 +5В преобразователь
47мкФ конденсатор
40 МГц кварц
2x 330 резисторы
16x зеленые LED
ИК-диод
Фототранзистор
Макетная плата
Соединительные провода
9В держатель батарейки
PICkit2 программатор

Принципиальная схема POV

Схема устройства не сложная и содержит три основных компонента: преобразователь 7805 в источнике питания, микроконтроллер PIC18F252 и регистр 74LS373 для управления светодиодами и ИК-диод и фототранзистор для отслеживания нулевой точки.

Вкратце об основных модулях устройства:

Источник питания
Стандартные +5В для питания микроконтроллера получаем через преобразователь LM7805 (корпус Т220). Выходной конденсатор служит для фильтрации бросков напряжения.

Управление светодиодами
В PIC18F252 использована 8-бит шина данных с 2 линиями управления 74LS373, которые включают или выключают светодиоды, в зависимости от пришедших данных. При данном схемотехническом решении в один момент времени возможно управление только одной микросхемой 74LS373, поэтому светодиоды загораются не со 100% синхронностью.

Отслеживание нулевой точки
Синхронизации изображения осуществляется при помощи нулевой точки, для отслеживания которой используется ИК-диод и фототранзистор. Когда свет от диода попадает на транзистор, он открывается и +5В от коллектора идут к +0В эмиттера. Контроллер PIC обнаруживает спад сигнала и отрабатывает программу возврата к нулевой точке.

О микросхеме 74LS373

Микросхема 74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) представляет собой регистр-защелку с тремя состояниями выходов, содержащая в себе 8 D-триггеров. Даташит PDF.

Данную микросхему я использовал в качестве LED-драйвера. Выхода м/с включают или выключают соответствующие светодиоды. Каждая м/с имеет два входа управления: LE (Latch Enable) и OE (Output Enable). Ниже, я кратко опишу как применять эти входы в нашем проекте.

Output Enable (OE) — подключает/отключает выхода микросхемы. Вход инверсный. Если на входе 1, то выхода имеет состояние высокого сопротивления, если на входе 0, то данные передаются от входа к выходу (см. таблицу истинности в даташите).

Latch Enable (LE) — вход, в зависимости от состоянии которого м/с будет сохранять текущее состояние выходов, либо устанавливать новое состояние выходов, в зависимости от данных на входе. Если вход LE активен (логическая 1 на входе), то данные свободно передаются от входа к выходу. Если на входе 0, то данные не передаются, а выходное состояние зависит от предыдущего значения входов.

Расчет таймингов POV

Для того, чтобы в определенном положении POV отображать соответствующие данные, мы должны очень точно рассчитать все тайминги и задержки. К счастью, контроллер PIC содержит встроенный таймер, который мы и будем использовать.

Частота вращения вентилятора = 3800 об/мин
Найдем частоту вращения в секунду 3800/60 = 63.3333 об/сек.
1 полный круг = 1/63.3333 = 0.015789 секунд
1° вращения = 0.015789/360 = 0.000043859 секунд
Частота выполнения инструкции 40 МГц/4 = 10 МГц
Инструкций на 1° вращения = 43.86 мкс/10000000 = 438.6
Получается 438 инструкций на каждый 1° вращения

Т.о. зная частоту вращения вентилятора, мы можем найти время для поворота на 1°. У нас получилось значение 43.86 мкс, это будет интервал вызова прерывания микроконтроллера, по которому будет обновляться состояние светодиодов. Для получения полной картинки, нам нужно будет выводить для каждого из 360 градусов свое состояние светодиодов.

Отслеживание нулевой позиции

Для того, чтобы наш POV-проект был более точен в отображении картинки, я использовал контроль нулевой точки при помощи ИК-светодиода и фототранзистора. После того, как точка 0° пройдена, изображение сбрасывается и начинается новый цикл.

На видео выше показан пример простой схемы с использованием ИК светодиода. Когда ИК светодиод включен, фототранзистор детектирует излучение и выключает красный светодиод. Такой же принцип и используется в нашем проекте для обнаружения нулевой позиции.

На картинке выше показано, как реализовано отслеживание нулевой точки в нашем POV-проекте. Всякий раз, когда пропеллер проходит над ИК-светодиодом, транзистор открывается соединяя +5В с коллектора к земле эмиттера. Микроконтроллер PIC обнаруживает данный переход состояния и т.о. определяет нулевую точку.

Изготовление платформы пропеллера

На картинке ниже я собрал все детали, которые будут нужны нам для изготовления POV. Не показан только источник питания для вентилятора и ИК-диод.

Сперва мы должны прикрепить вентилятор к основе, для этого используем 4 болта и гайки.

Для этого, в основе сверлим четыре отверстия и закрепляем вентилятор в центре основы.

Прикрепляем небольшой кусок фанеры, при помощи клея или эпоксидки, к вентилятору.

Обрезаем лопасти вентилятора и прикрепляем держатель 9В батарейки.

Далее, прикрепляем при помощи болтов кусок фанеры к вентилятору.

Сверлим четыре отверстия в плате и закрепляем ее на 4-х шпильках фанеры. Стараемся соблюсти баланс.

Откручиваем плату и делаем ее прямоугольной. Затем опять прикрепляем.

Компоновка радиодеталей

При компоновке деталей на плате необходимо соблюдать баланс, чтобы при вращении не было дисбаланса. Старайтесь размещать детали ближе к центру и равномерно, в дальнейшем можно для балансировки прикрепить грузики на плату (я так и сделал, закрепив две монетки).

На макетной плате я использовал монтаж накруткой, так называемый олд-скул метод. Для микросхем использовал сокеты.

Для начала я разместил все сокеты и компоненты стабилизатора.

Следующим этапом, необходимо разместить светодиоды в один ряд на противоположной стороне платы.

После того, как все установлено, скручиваем или припаиваем все выводы согласно принципиальной схеме POV

Сначала, я соединил микроконтроллер PIC и триггеры

Затем, соединил светодиоды к источнику питания и схеме управления.

Последним шагом, я закрепил инфракрасный светодиод к основе.

ИК-светодиод должен быть закреплен очень прочно

. и должен быть размещен напротив фототранзистора на плате.

Наш проект POV почти готов!

Осталось залить прошивку и протестировать

Программное обеспечение

Основные функции в программе это:
-High Priority RB0 Interrupt
-Low Priority Timer0 Interrupt

High Priority RB0 Interrupt

Работа данной функции прерывания высокого приоритета заключается в том, чтобы сбросить timer0 и начать вывод на LED с самого начала. Когда POV-эффект формируется, его отображение происходит много раз за секунду. Переменная led_count используется как счетчик прерываний таймера, чтобы знать какой выходной набор выводить на LED для отображения. INT0 также сбрасывается.

Low Priority Timer0 Interrupt

По прерыванию от Timer0 уменьшается переменная led_count. Условие if/else используется для вывода данных часов/текста и т.п.

Тестирование POV

Мы подошли к заключительному этапу нашего проекта POV. Осталось запустить все и наслаждаться POV-эффектом. В клипе ниже, вы можете видеть все этапы конструирования и тестирование пропеллера-часов.

Интервалы в 1° легко успевает отрабатывать 40 МГц МК. Т.о. можно выводить как графическую информацию, так и текст, флэш памяти микроконтроллера я думаю хватит для любых паттернов

В заключении хотелось бы сказать, что это очень простой POV проект, который вы можете взять за основу для каких-либо своих улучшенных POV. А улучшать тут есть что: это может быть использование RGB-светодиодов для получения цветного изображения, или использование одного источника питания для всей системы и т.д. Данный пропеллер от 9В батарейки работает всего несколько часов

Часы «Слава» 2414, 21 камень или минимализм в стиле bauhaus.

Впрочем, для самоделки 3D-принтер не обязателен, все можно сделать из дерева или пластика, просто принтер все значительно облегчает.


Процесс изготовления самоделки:

Как все устроено

Для подключения жесткого диска понадобится блок питания от компьютера. Кусок белой ленты крепится к углу жесткого диска. На вращающейся подставке закреплен контроллер Arduino, сенсор, а также светодиоды. Датчик используется цветовой, он подключается параллельно белой ленте. Когда двигатель вращается, датчик проходит мимо белой ленты и контроллер дает команду светодиодам включиться, в итоге мигает текущее время.
Шаг первый. Разбираем жесткий диск
В первую очередь нужно разобрать жесткий диск, для этого понадобится открутить несколько винтов. Порой это не так просто, ведь винты сделаны под особую отвертку, да и закручены довольно сильно. Снять нужно верхнюю крышку, в итоге должен появиться доступ к двигателю. Из жесткого диска нужно вытащить все ненужное, включая и сам жесткий диск. Должен остаться только вал двигателя и плата питания.


Теперь еще один нюанс, двигатель нужно подключить, многие не знают, как это делается, ведь мотор тут многофазный и без генератора на плате работать не будет. Сперва к HDD нужно подключить питание от блока питания, но он при этом не включится. Чтобы он заработал, нужно соединить зеленый провод с черным.

Шаг второй. Изготовление основы для крепления электроники

Основу автор сделал с помощью 3D-принтера. В итоге все выходит быстро, точно и красиво. Но все это можно сделать и с других материалов, тут самое главное — чтобы конструкция надежно держала электронику, иначе она разлетится в разные стороны при включении мотора.


Всего основа состоит из пяти элементов:
База

На этой детали будет находиться вся электроника. В базе имеется отверстие, в которое вставляется светодиодная башня. Также здесь находится батарейный блок и держатель Arduino, они посажены на клей. В нижней части центра имеется соединительное кольцо, к которому подходит соединительная деталь.

Соединительная деталь

В этой детали есть три отверстия, с помощью них происходит крепление к концентратору жесткого диска. Основание опирается на него.

Этот элемент удерживает светодиоды. Всего их нужно 5 штук, но при необходимости можно установить и 15.

Держатель Arduino (необязательно)

Этот элемент можно приобрести при необходимости.

Держатель батареи (дополнительно)

Этот элемент можно купить

Если вы решите печатать детали на принтере, то для этих целей прилагаются необходимые STL и ipt файлы.

В связи с тем, что жесткие диски бывают разными, деталь автора может не подойти по креплению. В связи с этим нужно будет редактором изменить файлы, сделав крепление конкретно под свой жесткий диск.

Шаг третий. Устанавливаем светодиоды

Светодиоды монтируются на светодиодной башне. Для самоделки понадобится 5 светодиодов, это конкретно для часов. Все положительные контакты светодиодов размещаются в один ряд, как и отрицательные.
Шаг четвертый. Собираем основу
Соединительная деталь крепится к ступице двигателя с помощью винтов. Светодиодная башня вставляется в основание. Соединение фиксируется с помощью клея. Основание устанавливается на соединительную деталь и также садится на клей.

Шаг пятый. Держатель батареи и контроллера Arduino
Держатели устанавливаются на основание. Автор их крепит при помощи клея. Далее, когда клей высохнет, можно устанавливать контроллер Arduino и батарею 9В на свои места.
Шаг шестой. Подключение светодиодов к минусу
Все отрицательные контакты светодиодов нужно соединить одним провод, а далее этот провод подключается к заземлению на контроллере Arduino. Еще на основание с помощью клея устанавливается переключатель. Далее нужно не забыть установить на основание также датчик QTI. Он должен быть направлен вниз. Параллельно датчику должна находиться лента, в длину она составляет примерно 1 дюйм.

Читать еще:  Эстетичный огород на подоконнике – стеллаж для рассады своими руками

Шаг седьмой. Как подключается вся электроника
Шаг восьмой. Настраиваем часы с помощью кода
Контроллер Arduino зажигает светодиоды тогда, когда датчик проходит возле белой ленты. Нам известно, что датчик QTI зависает над белой лентой, потому что он возвращает определенный диапазон значений. Эти значения будут разными для всех часов POV. Поэтому ваша задача отыскать этот порог для своих часов и вбить его в код Arduino.

Для этого нужно загрузить sensorTest.ino на свой контроллер. Откройте последовательный монитор, установив QTI над белой лентой. Последовательный монитор распечатает диапазон значений. Самое распространенное значение нужно записать

Отрегулируйте пороговое значение, пока оно не станет комфортным. Так как у автора общим значением было 100, он гарантировал, что его условие будет истинным, если ls1 меньше 110 и больше 90. Нам нужно, чтобы это условие было истинным, если датчик QTI проходит над белой лентой.

Завершающий этап. Проверяем часы

Для проверки нужно загрузить hddClockTime2.ino, включив питание контроллера и питание жесткого диска. Часы должны показывать текущее время. Если время неправильное, его можно изменить в коде.
В связи с тем, что самоделка будет создавать сильные вибрации, жесткий диск нужно хорошо закрепить. Автор закрепил его статично с помощью уголков и винтиков.
Все необходимые файлы для создания часов можно скачать здесь:

Сегодня мы расскажем, как сделать интересные настольные часы из винчестера своими руками.

Всем привет! Поделюсь с Вами этапами и, конечно, итогом изготовления настольных из . По-простому, жесткого диска от . Дисков мне, по случаю, досталось аж три штуки. Но часы сделал лишь из одного, а детали других вошли в состав этих часиков.

На фото Вы можете видеть диск практически в разобранном состоянии, с уже снятой крышкой.

Блестящие Г-образные детали возле корпуса диска — это «держатели» магнитов из двух других винчестеров. (Магниты очень сильные и отдирать их не просто). Они пригодились мне в других изделиях. Из держателей я сделал ножки часам.

Кстати, никаких дополнительных деталей не понадобилось, все винтики-болтики появились при разборе. Самое сложное в сборе часов — это оттереть до блеска сам диск. Он имеет зеркальную поверхность и очень легко пачкается. А вот поцарапать его не так уж и просто. На фото видны этапы сборки. Шайба с отверстиями — это прижимная шайба от диска.

К ней пришлось приклеить шайбу М10, так как иначе при сборке с часовым механизмом, им (механизмом) не получится стянуть диск и корпус винчестера.

часовой механизм в сборе со стрелками я покупал отдельно (около 250р), но можно снять и со старых надоевших часов.

Вот все постепенно собралось, оттерлось от отпечатков пальцев и поставились на место стрелки и батарейка. Ставим на видное место и наслаждаемся красивой и полезной вещью!)

У вас есть сломанный жёсткий диск? Или вы знаете, где такой можно найти… Готовы ли вы превратить такой «винчестер» в уникальные часы?

Этот проект требует только немного мастерства, изобретательности и знаний электроники.

В статье представлены две версии часов: простая без циферблата и та, которая показывает время.

В простой версии вы можете видеть три стрелки, что по внешнему виду напоминают простую «механику». Три стрелки – часовая, минутная и секундная. Красная часовая, зелёная – минутная, синяя – секундная.

Во второй версии жёсткий диск может отображать время.

Пластина из жёсткого диска вращается со скоростью больше 60 раз за секунду. Если прорезать узкую щель на пластине, это позволит светодиодам просвечиваться, а за счёт скоростного вращения можно обмануть глаз, создав стабильное изображение. Это явление известно, как «сохранение зрения» (POV). Есть много проектов, где светодиоды (перемещаются или перемещается сам наблюдатель) используются для создания образов. Светодиоды, что используются в этом проекте не двигаются. Изображение строится с использованием интерференционных прорезей вращающегося диска.

Версия, что отображает числа, более сложная… Вы можете легко увидеть время, при этом на заднем плане будет отображаться анимация.

Подборка видео

В этой подборке вы найдете другие варианты изготовления часов собственноручно.

И другие способы декора:

Настенные часы — это очень практичная деталь интерьера. На кухне они дают возможность следить за временем, не отвлекаясь от приготовления пищи и не включая для этого телефон (тем более что руки во время готовки могут быть в муке, масле или еще чем-нибудь). Расположенные в комнате, они позволяют быстро узнать время, не залезая в карман за мобильником. Любители экостиля могут сделать часы из дерева своими руками.

Шаблоны для распечатки

Картинки увеличиваются по клику. Можете распечатать шаблон, приклеить на картон, вырезать, прикрепить стрелки и изучать…

Надеюсь, вам понравился этот урок, и вы еще заглянете, когда решите что-либо сконструировать со своим крохой. А я постоянно пополняю коллекцию для творчества, чтобы вы смогли найти подсказку по всем своим вопросам. А потому, оформляйте подписку, тогда не пропустите ничего! И расскажите своим друзьям о сайте, чтобы и они могли получать всю нужную информацию!

Вот теперь прощаюсь! Пока всем!

Стильные настенные или настольные часы способны кардинально повлиять на настроение в интерьере, внести в него какой-то свой оттенок. А наручные хронометры могут изменить образ человека. Однако в поисках подходящего варианта можно потратить много времени и при этом так и не найти нужного. В сегодняшней статье мы предлагаем вашему вниманию идеи, как можно сделать часы самостоятельно, мастер класс подробно описывает различные техники изготовления и декорирования часов.

Как сделать Часы 3D POV из жесткого диска

кстати,как мне показалось, часы которые крутятся в горизонтальной плоскости, собрать значительно проще чем те что в вертикально(ссылка выше по теме). там меньше светодиодов, ненужны сдвиговые регистры, ненужны СМД детали, можно и на макетке сделать и тд. я свои собрал за несколько зимних вечеров на роботе. программу написать сложнее))

. да, 7 диодов можно и без магазина наковырять. +2 по желанию.

ПС. у меня стоят 3мм, но это не критично. просто цифры будут чуть жирнее

ukrnano, светодиоды — не проблема, у меня куча разных, все выпаивал феном с плат освещения бумаги факсов,магнитол. Есть приводы, корпуса от двд, панельки, стабилизаторы.
Можно и 5мм LED поставить? Такие тоже есть.
Короче есть почти все, кроме текстолита, времени и навыков программирования
Мне просто не хочется новые контроллеры покупать, т.к. есть нулевые 2 шт. pic16F628a.
Еще пол года назад купил их, думал поучится программированию. и до сих пор лежат в коробочке.

ukrnano, Посоветуешь на чем начинать программировать, всмысле с какой схемы? На тех моих пиках. Хочется сделать такое же устройство (типа часов) но вместо времени выводить картинку или же чтоб под музыку мигало (типа анализатора спектра)

Кстати, про сдвиговые регистры, это когда отображение цифр фиксированно и не уползает влево или в право, если обороты снижаются?? Там надо лепить опто датчик вроде. У тебя же без датчика положения?

BFG5000, по повод контроллеров, то можно любой, главное чтоб ног хватало для:
1.7 диодов индикации
2. 2 кнопок управления
3. ик-датчика положения

..иначе нужно будет усложнять схему дополнительными микросхемами. PIC 16F628A прекрасно подойдет.

Cдвиговые регистры(микросхемы), позволяют на 4 ногами контроллера управлять значительно большим чем 4 количеством устройств (в нашем случае диодов). Тоесть если у МК с 15 портов, то к ней можно подключить только 15 светодиодов(условно), если же использовать сдвиговые регистры, то количество неограниченое(условно). и вы уже можете сделать диодную панель (монитор).

ИК-датчик положения — есть, он черненький на вращающейся части, а также ИК-диод в корпусе.

насчет оборотов, то после нескольких секунд работы они стабильны, и немного плавают из-за сложности в балансировке схемы(вибраций при роботе), как некоторую меру я применил балансировочные винтики, их видно на видео. Конечно в прошивке можно сделать корректировку для любой скорости вращения, но я не видел в этом особого смысла. а также потому что чип 16F84A очень старый с очень ограниченным количеством памяти, пришлось попотеть чтоб втиснуть туда программу. 16F628A в этом плане лучше.

по поводу уползания, то это специальная функция, мне показалось что будет интересней если циферблат будет плавать от одного края к другому, при этом время будет более читабельно со стороны.

Добавлено (04.07.2013, 16:20)
———————————————
BFG5000, и еще, ОЧЕНЬ рекомендую вам ставить реальные цели, если вы никогда не программировали МК и чувствуете пробелы в знаниях, то лучше поставить планку на таком уровне чтоб вы могли допрыгнуть. и уже окрыленным успехом брать другие вершины)).

вывод картинки таким способом, это достаточно не простая задача, как со стороны схемотехники, так и программировании МК, а также написания софта для ПК который бы подготовил картинку к нужному виду. Тоже самое касается и с выводом звука и сопряжением с ПК.

есть готовые схемы LED кубов таких как я приводил выше, но 5х5х5(одноцветный), так вот к ним уже написан софт для создания световых эффектов, подключения к ПК, и даже плагин для винампа, чтоб куб реагировал на музыку.

. но, чтоб не разочаровываться, ставьте реальные цели, по своим силам 8)))

За это не беспокоюсь, естественно я буду начинать с малого.

Про картинку — есть такие штуки, которые к колесу велосипеда крепятся, и при вращении колеса получаются разные узоры. Гдето здесь даже есть статья про такое устройство.

да, я тоже видел, смотрится интересно, но там нужно мешок СМД светодиодов запаять, сдвиговые регистры, все это в СМД корпусе.. а еще нарисовать и вытравить плату, примотать внешнюю память. вообще целый кусок роботы. Но если есть желание до достаточно интересно

Добавлено (04.07.2013, 18:25)
———————————————
Также будут проблемы с прошивкой (не совпадения с оборотами и т.д.) поможете в таком случае? Каким софтом корректировать прошивку и что именно менять подскажете?

Источники:

Электронные часы из жесткого диска часть 1

http://habr.com/ru/post/156009/

http://usamodelkina.ru/9304-kak-sdelat-chasy-3d-pov-iz-zhestkogo-diska.html

http://cxem.net/sound/light/light43.php

http://studio-gifts.ru/dom-i-uchastok/chasy-iz-diska-2.html

http://radioskot.ru/forum/9-2183-1

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector