ورکشاپ آموزشی - آیسی مدار
رفتن به محتوا

قاب زمان جادویی با آردوینو (پروژه توهم بصری)

ابزار و گجت
۰ نظر
۶۵ نفر
کد ۴۴۵۷

تا حالا ویدیوهای اون قاب‌های جادویی رو دیدی که وقتی یک پر یا شاخه گل رو داخلشون می‌ذاری، انگار زمان براشون کند می‌شه و دارن تو حالت اسلوموشن می‌رقصن؟ این گجت‌های فوق‌العاده جذاب که بهشون قاب زمان (Time Frame) می‌گن، در واقع با استفاده از خطای دید و نورپردازی استروبوسکوپی (چشمک‌زن) ذهن ما رو فریب می‌دن و یک توهم بصری بی‌نظیر خلق می‌کنن.

ما با کمک یک برد آردوینو، چند تکه نوار ال‌ای‌دی و ساخت یک آهنربای الکتریکی، سیستمی طراحی می‌کنیم که اجسام سبک رو با فرکانس خاصی می‌لرزونه و همزمان با پرتاب نور هماهنگ، حس متوقف شدن یا کند شدن زمان رو بهمون القا می‌کنه.

ساخت این پروژه هم بخش مکانیکی داره و هم الکترونیکی، پس حسابی سرگرمت می‌کنه. قطعاتی که در لیست پایین برات آوردیم رو روی میز کارت جمع‌وجور کن تا با هم بریم سراغ ساخت این پورتال زمان رومیزی و چشم‌نواز!

  • یک عدد آداپتور 12 ولت 1 آمپر
  • یک عدد قاب عکس (با عمق حداقل 25 میلی‌متر، ترجیحا 35 میلی‌متر)
  • 2 متر نوار ال‌ای‌دی (شامل 3 تکه 60 سانتی‌متری)
  • یک ورق فلزی نازک و فنری (ضخامت 0.3 میلی‌متر در ابعاد 10 در 70 میلی‌متر)
  • یک ورق برای تثبیت میله (مثل آلومینیوم با ابعاد 20 در 55 و ضخامت 2 میلی‌متر)
  • یک بلوک چوبی (حدود 4 میلی‌متر بلندتر از هسته آهنی)
  • 3 عدد پیچ چوب به همراه واشر
  • یک میله، میخ یا پیچ آهنی ضخیم (طول حدود 60 میلی‌متر، قطر 6 تا 12 میلی‌متر)
  • مهره یا پیچ M6 برای محکم کردن میله آهنی
  • 45 متر (حدود 40 گرم) سیم مسی روکش‌دار نمره 0.41 میلی‌متر (AWG26)
  • 3 عدد آهنربای نئودیمیوم کوچک (قطر 10 میلی‌متر، ارتفاع 2 میلی‌متر)
  • یک عدد برد آردوینو Nano V3.0 با تراشه 328P
  • یک عدد خازن 4200 میکروفاراد 16 ولت
  • دو عدد ماسفت IRF540N
  • دو عدد مقاومت 10 کیلواهم
  • دو عدد مقاومت 300 اهم
  • دو عدد دیود 1N4007
  • مقداری سیم برای اتصالات مدار و ال‌ای‌دی‌ها
مرحله ۱

آماده‌سازی بوبین و سیم‌پیچ مغناطیسی

مرحله ۲

نصب نوارهای LED داخل قاب

مرحله ۳

مونتاژ بلوک چوبی مرکزی و قطعات مکانیکی

مرحله ۴

لحیم‌کاری مدار و برنامه‌نویسی آردوینو

حالا بریم سراغ بخش جذاب الکترونیک و راه‌اندازی مغز متفکر این پروژه. قطعاتی مثل ماسفت‌ها، دیودها و مقاومت‌ها رو طبق نقشه مداری، روی یک برد سوراخ‌دار لحیم کن. برای کنترلر اصلی، ما برد آردوینو Nano رو پیشنهاد دادیم، اما از مدل‌های مشابه هم می‌تونی استفاده کنی.

یادت باشه که کدهای این پروژه بر پایه وقفه (Interrupt) نوشته شدن، پس باید فایل INO مربوطه رو از طریق نرم‌افزار آردوینو روی برد آپلود کنی. کدها رو آماده کن و روی آردوینو بریز، اما قبل از اتصال کامل مدار، یک نکته حیاتی رو باید بدونی.

یک هشدار خیلی مهم: وقتی بوبین (سیم‌پیچ مغناطیسی) به مدارت وصله، تحت هیچ شرایطی آردوینو رو با کابل USB به کامپیوتر متصل نکن! جریان کشی بالا و ولتاژ القایی معکوس سیم‌پیچ، می‌تونه تو یک چشم‌به‌هم‌زدن پورت USB کامپیوترت رو بسوزونه. همیشه برای پروگرام کردن مجدد، آردوینو رو از روی مدار اصلی جدا کن. بعد از رعایت این نکته، می‌تونی اتصالات نهایی رو انجام بدی و برد رو در جای مناسبش داخل قاب فیکس کنی.

مرحله ۵

راه‌اندازی، تنظیمات نهایی و هشدارهای مهم

برای اینکه بهترین خروجی بصری رو از این قاب بگیری، بهتره از اجسام سبکی مثل گل‌های خشک، برگ یا پر پرندگان استفاده کنی. حتما مطمئن شو که این اجسام کاملا خشک باشن تا رطوبت باعث زنگ زدن ورق فلزی ارتعاشی نشه. پرها معمولا رقص و حرکت فوق‌العاده نرم و زیبایی رو نشون می‌دن.

اگه دوست داری تنوع بدی، کاردستی‌ها و گل‌های کاغذی هم جواب می‌دن، اما ممکنه بسته به نوع کاغذ، موقع لرزش کمی سر و صدا ایجاد کنن. برای نصب گل یا پر روی ورق ارتعاشی، می‌تونی از یک کش لاستیکی ساده یا همون آهنرباهای نئودیمیوم استفاده کنی. این آهنرباها اینجا دو تا نقش مهم دارن.

اول اینکه نیروی مغناطیسی رو تقویت می‌کنن و دوم اینکه تعادل وزن سیستم رو حفظ می‌کنن. تعداد و محل قرارگیری آهنرباها روی دامنه حرکت و صدای تولیدی تأثیر مستقیم داره.

همه آهنرباها قطب شمال و جنوب دارن؛ بسته به جهت سیم‌پیچی بوبین تو، ممکنه یک سمت آهنربا بهتر جواب بده. پس قطب‌ها رو تست کن تا ببینی کدوم طرف بیشترین نیروی جذب رو نسبت به ورق فلزی داره. بیشترین قدرت رو زمانی می‌گیری که آهنرباها دقیقا در نقطه مقابل بوبین الکترومغناطیسی باشن.

اگه خواستی قدرت رو از این هم بیشتر کنی، می‌تونی یک آهنربا رو مستقیما روی انتهای هسته آهنی بوبین قرار بدی. برعکس، اگه خواستی لرزش رو کم کنی، کافیه آهنرباهای روی ورق رو کمی به سمت بالا یا پایین جابه‌جا کنی.

وقتی یک گل خیلی سبک رو وصل می‌کنی، ممکنه لرزش‌های ریز و سریعی ببینی. برای رفع این مشکل، بهتره تعداد آهنرباها رو کم کنی ولی حداقل یکیشون رو ببری بالای ورق (جایی که گل وصل شده). این کار باعث می‌شه وزن نوک ورق بیشتر بشه و اون لرزش‌های اضافه و ناخوشایند از بین بره. نکته ایمنی و هشدار پزشکی

این دستگاه با استفاده از چشمک زدن بسیار سریع ال‌ای‌دی‌ها کار می‌کنه (اثر استروبوسکوپ). با اینکه فرکانس این چشمک‌ها اونقدر بالاست که اکثر آدم‌ها اصلا متوجهش نمی‌شن (خیلی سریع‌تر از مانیتور کامپیوتر)، اما می‌تونه باعث بروز واکنش‌های صرعی ناشی از حساسیت به نور بشه.

مخصوصا موقع برنامه‌نویسی و تست مدار خیلی مراقب باش، چون فرکانس‌های زیر 50 هرتز دقیقا مثل فلاشر کلوب‌ها عمل می‌کنن و حسابی چشم رو اذیت می‌کنن. امیدواریم از ساخت این دکوری خاص و هیپنوتیزم‌کننده لذت برده باشی. حتما از رقص اسلوموشن اجسام توی قاب زمانت یک ویدیوی جذاب بگیر و با تیم آیسی‌مدار به اشتراک بگذار تا ما هم نتیجه تلاش و خلاقیتت رو ببینیم. موفق باشی!

فایل‌های پیوست

INO TimeFrame_3_0_simple.ino

تو میتونی اولین سازنده باشی!

اگه پروژه رو ساختی به اشتراک بزار و اعتبار هدیه بگیر

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

آموزش‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

هنوز نظری ثبت نشده؛ تو شروع کن!