De Fibonacci-klok met WS2812 kleuren-LED's

Naar Start

30 sep 2017 De pagina is nog in on ontwerpfase maar met de huidige aanwijzingen en software is de klok te maken

Fibonacci wand

De Fibonacci-klok was een kick-starterproject van Philippe Chrétien.
Wat deze klok zo aantrekkelijk maakt is zijn eenvoud,
de vindingrijkheid en de voortdurend veranderende Mondriaan-gelijkende schilderijen-display.
Mondriaan was ook op zoek naar eenvoud in zijn schilderijen dat begon bij realisme en via kubisme bij zijn kermerkende stijl eindigde.
Naast het kleurenspel nodigt deze klok uit tot het narekenen van de gepresenteerde tijd.
Maar een klok? En wat heeft Fibonacci met Mondriaan te maken?

fibonacci-12h

Rood + Blauw = uur, (Geel + Blauw) x 5 = minuten.

5 + 3 = 8 uur, 1 + 3 = 4, 4 x 5 = 20 minuten
Het is 8:20, tien voor half negen

Lay-out

 

En dit is alles wat er nodig is


Fibonacci was een Italiaanse wiskundige die de naar hem genoemde getallenreeks ontwikkelde. het was niet een normale getallenreeks maar een die ook vaak in natuurlijke processen voorkomt. Bijvoorbeeld in zonnebloemen en schelpen. De reeks is simpel. Elk volgende getal in de reeks is de som van de twee voorgaande: 1, 1, 2, 3, 5, 8, ....
Als wij 1, 1, 2, 3, 5, 8 optellen komen wij op 12. Ah, precies het aantal uren in een dagdeel en 12 vermenigvuldigt met 5 is het aantal minuten in een uur.
Voorbeeld: 4 uur. Dat kan een optelsom zijn van : 1+1+2 of 1+3.
Voorbeeld: 8 uur. Dat kan bereikt worden met het optellen van 1+1+2+4, of 1+3+4 of 3+5.
De display van de klok is een weergave van de Fibonacci-reeks en de oppervlakte van de vlakken is de verhouding van de oppervlakte in de reeks.
In de klok op de foto hier boven is de waarde van het gele vlakje 1, de witte vlakken 1 en 2, het blauwe vlak 3 en het rode vlak 5 waard.

Wat de klok doet is de verlichting aanzetten achter de vlakken die opgeteld moeten gaan worden.
Om de uren en minuten te combineren wordt een derde kleur, geel, gebruikt.
De rode vlakken zijn de uren.
De gele vlakken vermenigvuldigd met 5 zijn de minuten.
en de blauwe vlakken als er een rode en gele hetzelfde vlak bezetten.
De witte vlakken betekent nul, dus die vergeten met optellen.


Als het nu duizelt is het goed. Nog een voorbeeld.
3:35. dat zijn drie rode (uren) vlakken en 35/5 = 7 gele (minuten) vlakken.
Drie kan je maken met het 1 vlak + 2 vlak of alleen met het 3 vlak.
Zeven kan zijn 1 + 1 + 5 of 2 + 5 of 1 + 1 + 2 + 3.
3:35 tot en met 3:39 geven dezelfde  7 minuten vlakken maar de kloksoftware probeert elke minuut een andere combinatie te vinden.
Dit gaat random dus het kan zijn dat hij weer delzelfde combinatie vindt en niet verspringt

De software, die hieronder te downloaden is, heeft nog 8 andere kleurthema's.
Het programma wordt met de Arduino IDE in een Arduino Nano geladen. De software stuurt met Pin 5 de juiste signalen naar de WS2812 LED's.

housing
 
The casing building blocks

Maar eerst moet een kast gemaakt worden. In dit voorbeeld een kast van 10 x 10 x 20 cm. Het begin van de Fibonacci-reeks.
Maak hierin de compartimenten waarin de LEDS komen te liggen en dat voorkomt dat het licht naar een ander compartiment verstrooid.
Schilder alles binnen in een compartiment wit anders komt de bruine kleur terug als de LED's wit licht geven.

 

Hardware

Er is hardware over van mijn project dat je kan aanschaffen voor de prijzen in de tabel.
Mocht je niet willen programmeren dan kan de software op de Arduino Nano gezet worden.

   
Prijs Euro
Arduino Nano  
€ 15,00
Printplaat voor Fibonnacci-klok  
€ 15,00
1 x RCT DS3231 Precisieklokmodule ZS-042
€ 5,00
1 x CR 2032 3V lithium batterij
€ 3,00
1 x Dupont-kabel vrouw-vrouw 20-aderig
€ 3,00
2 x 6-pin female socket connetor
€ 1,50
1 x  KY-040 Keyes Rotary Encoder
€ 2,00
1 x lichtsensor
€ 0,85
1 x 22kΩ weerstand
€ 0,15
1 x 1000 µF condensator
€ 0,25
1 x 470Ω weerstand
€ 0,15
1 x Voeding 5V gelijkstroom 2 Ampere  
€ 15,00
1 x 50 cm zwart-rood voedingskabel (0.14 mm2)  
€ 0,20
1 x set krimpkous 20 cm x 1.5 mm diam + 10 cm x 5 mm diam
€ 2,00
10Leds (60 LEDs/m) WS2812B Full color led strip
€ 7,50
   
 
Optioneel  
 
Wireless Serial 6 Pin Bluetooth RF Transceiver Module HC05 (Android, W10  
€ 10,00
Wireless Serial 6 Pin Bluetooth RF Transceiver Module HM10 (voor Iphone, IPad)  
€ 10,00
DCF77 DCF-2 module
€ 20,00
Verzending enveloppe NL onverzekerd  
€4.00
Verzending enveloppe BE onverzekerd  
€5.00
Verzending aangetekend tot €500 verzekerd NL  
€15.00
Verzending aangetekend tot €500 verzekerd BE  
€20.00

De tijd van de klok zetten en de diverse opties kiezen kan alleen met een seriële monitor. Dat is een programma dat de seriele poort van de Arduino kan lezen en schrijven. Dit kan met Bluetooth en een srieel monitor programma op de mobiele telefoon of laptop of door een USB-kabel tussen de Arduino Nano en de PC/laptop te verbinden. Een seriële monitor zit in de Arduino IDE dat gratis te downloaden is.

De huidige software is afgeleid van de woordklok, een ander project op deze site en bevat daardoor nog overbodige code. De huidige versie kan ook de 24-uur uitgave aansturen waarvan een afbeelding aan het begin van de pagina staat.
Er kan nog een LCD, een rotaryknop en een DCF-module uitgelezen worden. Dit moet nog uitgetest worden. De DCF-ontvangst wordt gestoord door de WS2812 LED's en daarom moet de ontvanger een paar meter van de klok worden gehangen.

Software

Fibonacci Versie 16. (Als ZIP-file) Deze versie is geschikt voor de Nano met een Bluetoothmodule. Met de defines zijn andere opties zoals DCF-ontvangst aan te zetten.

Light weight library to control WS2811/WS2812 based LEDS and LED Strings for 8-Bit AVR microcontrollers.

https://github.com/cpldcpu/light_ws2812