Slow Dance. Рамка, замедляющая время.

Всем привет! Давно не писал диу посты, хотя пару интересных задумок в прошлом году всё же было реализовано. Сегодня попробуем из г***а и палок подручных предметов собрать довольно интересный гаджет, который в магазинах стоит от $50. Сразу небольшой спойлер — время на самом деле не замедляется, это просто оптическая иллюзия, которая возникает из-за наложения частоты колебания контура и вспышек света. Для сборки понадобится электромагнитная катушка, LED лента, горсть компонентов из ближайшего радиомагазина и прямые руки, так что особых сложностей возникнуть не должно. И еще один спойлер — эстетичной рамки как на превью не будет, т.к. моих рук хватило только на макет, но он работает, так что останется только придумать красивый корпус из дерева.


Данный проект я делал не сам, мне уже в который раз помогал AndyBig , за что я ему очень благодарен. Так же мы отошли от оригинального концепта, в котором использовалась частота 80 Гц, т.к. это вносит некоторые ограничения в конструкцию и не позволяет гибко настраивать систему. Но об этом позже, наверное стоит начать с комплектующих.

Комплектующие.

Мне пришлось заказать только электромагнит, т.к. всё остальное уже было.
Выбор пал на модель с питанием 12 В, 0.25A, создающей усилие 2.5 кг

3 Ватта хватит с запасом, да и размер довольно миниатюрный

LED ленты с алюминиевым основанием имелись. Достаточно будет одного такого модуля. Ленту извлек и сломал пополам.

Так же нужен блок питания 12 Вольт, выдающий хотя бы пару ампер(с запасом). У меня были такие. Есть обзор.

Еще понадобится любой модуль Arduino. Я заказал в Али парочку Nano и в бэнге NodeMcu Lua для другого проекта. Как думаете, почему не оставил ссылки на nano? Правильно, за 3 месяца я их так и не получил. NodeMcu добралась без проблем, но глупо было бы тратить ее потенциал для такой простенькой задачи, поэтому сдул пыль с UNO и использовал ее. Вот ссыль на nano в бэнге, возможно не дешевле, чем в али, но можно не переживать за доставку.

Далее радиолавка. Изначально планировалось использовать пару транзисторов и немного дополнительного обвеса, обратился к AndyBig , мол оптимизировать бы схему, может докинуть чего. На следующий день получил вот эту схему. Точнее это уже вторая схема, с небольшими доработками… оптимизировал )
Показываем ее продавцу и забираем пакетик. Комплектующие недорогие, лучше взять два комплекта.

Так же надо не забыть два любых потенциометра, которые будут подключаться по такой схеме.

Ах да, и резинки для фиксации предметов в рамке. Я пробовал зажимать основания магнитами, но они могут слетать.

Сборка.

Платы было решено не делать самим, а заказать производство у специально обученных людей, так что хоть тут можно не краснеть от соплей на макетке. Всё как у людей, на коннекторах, с подписями — хоть сейчас в продажу пускай. А вот и схема подключения.

Решил собрать платы в кучу, потенциометры пришлось цеплять на макетную плату.

Далее совместными усилиями был нарисован макет для тестирования механики.

Немного подкорректированы размеры

Получилось довольно компактно и экономично

Электромагнит сел отлично, без люфта.

Два куска ленты на алюминиевом основании плотно вставляются в боковые фиксаторы. Подключил все провода.

Ах да, чуть не забыл, в качестве маятника была использована пружина от часового механизма, потому что она была. Изначально я хотел купить оффлайн щупы для регулировки клапанов, благо есть в любом автомагазине и стоят недорого.

Для увеличения амплитуды напротив сердечника электромагнита приклеил парочку небольших неодимовых магнитов. Пробовал разные размеры и формы и понял, что не принципиально, даже мелкие 1х3 мм дают эффект, но многое конечно будет зависеть от жесткости металла маятника и длины его основания, так что нужно подбирать опытным путем.


Вот тут выложил ссылки на модель для печати, схемы и скетч

Демонстрация работы

Как и писал выше, управление осуществляется двумя потенциометрами:
Первый регулирует частоту колебаний. С его помощью можно менять силу «анимации».

Второй отвечает за сдвиг частоты вспышек относительно колебаний. Влияет на скорость анимации.

В зависимости от веса закрепленного предмета и длины основания маятника, обязательно наступает момент, когда механизм входит в резонанс. Его приближение легко заметить по нарастающей вибрации во время регулировки частоты. При этом заметно вырастает амплитуда, электромагнит уже не вытягивает нужную частоту и закрепленный предмет частенько слетает, ну и шумно становится.

Кстати, посторонних звуков во время работы практически нет, это при том, что напечатанный корпус весит всего 25 грамм. Если сделать его из дерева, то наверное останется только звук пластинки, ударяющейся о сердечник электромагнита во время вхождения в резонанс.
Планируется в будущем подкорректировать шаг и пределы регулировки чтобы избежать такого. Так же в планах добавить еще один потенциометр, который будет регулировать амплитуду колебаний, благодаря чему можно будет осуществлять более тонкую настройку системы.
На гифках видно мерцание. Глаз перестает его замечать уже на 100 герцах, как раз когда иллюзия начинает «работать». Яркости ленты хватает, чтобы картинка выглядела правдоподобно при искусственном освещении комнаты. При более ярком свете становится заметен шлейф, который оставляет предмет, вибрируя.

Я проводил испытания только с пером, но из промо очень понравилось как ведут себя стебли растений с листьями, особенно с капельками воды на них. К сожалению сейчас не сезон, поэтому зелень найти довольно проблематично, так что для примера покажу этот ролик

Итоги.

Ну вот как-то так. Получился довольно необычный и интересный гаджет, который однозначно вызывает вау-эффект у зрителей, хотя некоторые уверены, что подсветка вообще не при делах и перышко просто раскачивается медленно пластинкой… физика она такая, ага. Изначально планировал сделать полноценную рамку из дерева, но потом наигрался с макетом и стало лень выпиливать всё это дело. Возможно AndyBig все же доведет дело до конца, сделав красивый корпус и дополнительную регулировку амплитуды, так что передаю эстафету для второй части ему. По этой же причине я не могу поделиться проектом платы для оптового заказа — это его наработки, думаю выложит сам если посчитает нужным.
Были мысли насчет использования ESP для удаленной настройки рамки и создания предустановленных режимов, но решили, что это уже будет слишком.

Как обычно, буду рад конструктивной критике в комментариях. Всем добра =)

UPD. Уже несколько раз в комментариях указывали на то, что уже делали подобное и есть схемы проще. Проще не значит лучше. В нашем случае используются импульсы разной полярности чтобы не зависеть от жесткости маятника и веса зафиксированного в нем предмета. Да, диапазон регулировки потенциометров можно уменьшить, но опять же, в зависимости от веса он иногда будет заметно отличаться для разных объектов, так что решили, что на первое время лучше оставить как есть, дабы не ограничивать регулировку системы. Схема сложнее, чем у других, но она практичнее. Если у кого-то есть мысли по упрощению без ограничения функциональности — делитесь )