Zegar Fibonacciego: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

AKTUALIZACJA: Ten projekt został pomyślnie sfinansowany na Kickstarter i jest już dostępny w sprzedaży na https://store.basbrun.comDziękuję wszystkim, którzy wsparli moją kampanię!

Przedstawiam Wam Zegar Fibonacciego, zegar dla nerdów z klasą. Piękny i jednocześnie zabawny zegar wykorzystuje słynną sekwencję Fibonacciego do wyświetlania czasu w zupełnie nowy sposób.

Krok 1: Jak określić czas?

Ciąg Fibonacciego to ciąg liczb stworzony przez włoskiego matematyka Fibonacciego w XIII wieku. Jest to ciąg rozpoczynający się od 1 i 1, gdzie każda kolejna liczba jest sumą dwóch poprzednich. Do zegara użyłem pierwszych 5 terminów: 1, 1, 2, 3 i 5.

Ekran zegara składa się z pięciu kwadratów, których długość boków odpowiada pięciu pierwszym liczbom Fibonacciego: 1, 1, 2, 3 i 5. Godziny są wyświetlane na czerwono, a minuty na zielono. Gdy kwadrat służy do wyświetlania zarówno godzin, jak i minut, zmienia kolor na niebieski. Białe kwadraty są ignorowane. Aby określić czas na zegarze Fibonacciego, musisz trochę policzyć. Aby odczytać godzinę, po prostu zsumuj odpowiednie wartości czerwonych i niebieskich kwadratów. Aby odczytać protokół, zrób to samo z zielonymi i niebieskimi kwadratami. Minuty są wyświetlane w 5-minutowych odstępach (od 0 do 12), więc musisz pomnożyć wynik przez 5, aby uzyskać rzeczywistą liczbę.

Często istnieje wiele sposobów wyświetlania jednego czasu. Aby uzupełnić wyzwanie, kombinacje są wybierane losowo z różnych sposobów wyświetlania liczby. Istnieje na przykład 16 różnych sposobów wyświetlania 6:30 i nigdy nie wiadomo, którego użyje zegar!

Krok 2: Obwód

Zegar Fibonacciego zbudowałem za pomocą mikrokontrolera Atmega328P z wykorzystaniem Arduino. Możesz kupić płytkę Arduino i płytkę przerwania zegara czasu rzeczywistego DS1307 i zbudować niestandardową osłonę dla swojego obwodu, ale wolałem zbudować własną płytkę drukowaną. To pozwala mi zachować mały rozmiar i niską cenę.

Krok 3: Przyciski

Trzy przyciski dołączone do pinów #3, #4 i #6 Arduino służą razem do zmiany czasu. Przycisk na pinie nr 3 może być używany samodzielnie do zmiany palety kolorów diod LED. Dodatkowy przycisk jest dołączony do pinu #5, aby przełączać się między różnymi trybami zegara. Dwa tryby to tryby lampy, a trybem domyślnym jest zegar. Wszystkie przyciski są połączone równolegle z pinami Arduino za pomocą rezystora pull-down 10K.

Krok 4: Zegar czasu rzeczywistego

Układ zegara czasu rzeczywistego DS1307 jest podłączony do analogowych pinów 4 i 5 Arduino za pomocą dwóch rezystorów podciągających 22K. Pin 5 zegara (SDA) jest podłączony do pinu 27 Atmega328P (Arduino A4), a pin zegara 6 (SCL) jest podłączony do pinu 29 Atmega329P (Arduino A5). Aby zachować czas po odłączeniu, chip DS1307 potrzebuje baterii 3 V podłączonej do pint 3 i 4 chipa. Wreszcie zegar czasu rzeczywistego jest napędzany kryształem 32 kHz podłączonym do styków 1 i 2. Na styku 8 podawane jest napięcie 5 V.

Krok 5: Pasek pikseli LED

Używam pikseli LED zbudowanych na sterownikach WS2811. Mikrokontrolery te pozwalają mi ustawić kolor każdej diody LED z pojedynczego wyjścia na mikrokontrolerze Arduino. Pin Arduino używany do sterowania diodami LED w tym projekcie to pin #8 (pin Atmega328P #14).

Krok 6: Mikrokontroler

Wszystkie szczegóły dotyczące połączenia Atmega328P w celu utworzenia klonu Arduino znajdziesz w moim poście „Zbuduj klon Arduino„. Dodałem nową funkcję w tym projekcie, port FTDI do programowania mikrokontrolera Arduino bezpośrednio na tym obwodzie. Podłącz pin jeden do pinu resetującego Arduino przez kondensator 0,1 uF, aby zsynchronizować twój uploader z sekwencją rozruchową układu.

Pin 2 (RX) portu FTDI łączy się z pinem 3 Atmega328P (Arduino 1-TX), a pin 3 (TX) złącza FTDI łączy się z pinem 2 Atmega328P (Arduino 0 – RX). Wreszcie pin 4 FTDI przechodzi do 5V, a 5 i 6 do masy.

Krok 7: Obudowa

Film przedstawia wszystkie etapy budowy obudowy zegara Fibonacciego. Pomysł polega na stworzeniu w zegarze 5 kwadratowych przedziałów o głębokości dwóch cali, pasujących do rozmiaru pięciu pierwszych członów ciągu Fibonacciego, 1, 1, 2, 3 i 5. Diody LED są rozmieszczone we wszystkich kwadratach i połączone w tył zegara do płytki drukowanej.

Obudowa wykonana jest ze sklejki brzozowej. Rama ma grubość 1/4″, a tylny panel ma grubość 1/8″. Separatory mają grubość 1/16″ i mogą być wykonane z dowolnego nieprzezroczystego materiału. Wymiary zegara to 8″x5″x4″. Front zegara to kawałek półprzezroczystej pleksi o grubości 1/8″. Separatory są znakowane za pomocą długopisu Sharpie.

Wykończenie drewna to lakier na bazie wody, nakładany po dobrym przeszlifowaniu papierem ściernym 220.

Krok 8: Zrób z tego lampę

Zegar Fibonacciego można również przekształcić w nastrojową lampę! Opublikowany kod obsługuje już dwa tryby lamp. Wystarczy nacisnąć przycisk trybu, aby przełączać się między trzema trybami. Kod jest otwarty do zhakowania, możesz zaimplementować własne tryby!

Krok 9: Gotowe

Gotowe! Zegar Fibonacciego to fantastyczny początek dyskusji… zabierz go na następne spotkanie NERDów lub na rodzinne spotkanie świąteczne!

Dzięki za czytanie/oglądanie!

Krok 10: Kodeks

Kod źródłowy możesz znaleźć na moim koncie github:

github.com/pchretien/fibo