打造能夠留住時間的“懸停沙漏”時鐘！

這一種雨簾懸停技術非常的炫酷 利用雨滴落下的時間差 就可以實現出各種各樣的圖案 那麼雨滴可以的話 利用沙漏中的沙子 是否也能完成這樣的懸停畫面呢 在構想中 利用這麼一個裝置 將沙子指上而下的緩慢下放 這時再加上一個自動門系統 那麼這些沙子 應該就能實現雨簾的懸停效果 甚至說還能變成 這樣的一個懸停沙漏時鐘 但是沙子只會做自由落體的運動 那麼該如何才能實現長時間的懸停呢 想要達到這種反重力的視覺暫留效果 首先要配上一個光源 而沙粒從5釐米的高度落下 會需要0.1秒的時間 所以燈光在這一秒鐘內 配合沙粒的落下 照射十次點亮沙粒 那麼我們的眼睛和大腦 就會認爲沙粒始終懸停在這個位置 而這種方式 也就類似於電影放映機中的 一秒二十四幀 有了原理之身之後 下面就該設計 這麼一個小型的自動機械門 並利用倒着打印的光固化3D打印技術 給它打印出來 這個小小的機械門 只是爲了驗證剛剛的想法是否正確 它並不是最終的成品 這裏是放置沙粒的容器 而這裏則是釋放沙粒的閥門 同時還要給閥門配備上一個 這樣的小型電磁閥 用來驅動閥門的開關 至於沙粒方面 這裏選擇直接攪碎一個漏斗 來上一次破壁求助 下面往自動門的容器中 倒入準備好的沙粒 像這樣驅動電磁閥 就可以按照設定來釋放沙粒了 這隻再配合上設計好的電路板 以及LED光源 那麼設想中所需要的東西 就全部準備好了 下面將燈光的閃爍 以及沙粒的釋放 設置成對應的參數 即可開啓第一輪的試驗 看到沒 這些落下的沙粒 再配合上燈光的閃爍 就像停留在空氣中一樣 在這個過程中 閥門的打開時間爲1分之1秒 加上沙粒落下需要40毫秒的延遲 外加燈光照射5毫秒 而這個過程每秒都會重複試試 這樣也就達到了 我們所需要的視覺暫留效果 另外你也可以嘗試一下 調整閥門的打開量 以及燈光的亮度 來達到不一樣的視覺效果 那麼經過了數次的調整 和代碼的更改之後 現在就可以實現這一種 兩團甚至是三團沙粒的選靈效果 而想要沙粒顯示出時間 就得以這點爲基礎 繼續研發 像這樣將三團沙粒外加中間的縫隙 想象成有5格的垂直單元 當由4個這樣的單元聚在一起 在理論上 就會將0到9的所有數字顯示出來 爲此就需要設計一個 擁有4個閥門 可以同時啓動4個垂直單元的 大型機械門部件 並且爲了適應 更高強度的工作 這裏的閥門零件已經更換成了 更加耐用的金屬件 同時爲了更好的驅動4個電磁閥工作 這裏還有這一塊專門設計的驅動電路板 下面會先將用CNC製作的鋁製金屬閥門 和3D打印的四通道框架 以及4個小型電磁閥給組裝起來 看樣子各個零件之間還是蠻合適的 運動起來也沒有明顯的阻礙 非常的流暢 接下來就要製作爲4個電磁閥 提供電力的驅動電板 設計好的電板會通過CNC的加工方式 在這一塊副銅板上雕刻出來 這一種雕刻的方式 相對於傳統電路板的化學石刻法來說 是一種更加環保和更加快速的加工方式 而相信大家也都感覺得出來 CNC這個加工精度 想要處理那些更爲複雜的結構 還是略微的吃力 不過對於這一塊小型驅動電板來說 要處理起來還是容人有餘的 那麼在完成電路板的雕刻之後 下面再將二極管 鏈柱對接操作等等的電子元件給它焊接上 那麼這一塊驅動電板也就正式製作完成 下面再將這塊電路板與上方的容器漏斗組裝上 那麼這一顆擁有着4個垂直單元 4個電磁閥門的機械自動門部件也就弄好了 整個部件看起來效果還是相當哇塞的 另外燈源方面也會做上些許的改動 利用這一塊加工好的亞克力板材 來將LED燈帶安裝到自動門的正下方 也就是這個樣子 那麼接下來就會進行第二步的演示 看看如何將這些沙粒數字給顯示出來 放入沙粒之後檢測一下各個閥門之間的運動 看樣子是沒有問題的 各方面都運轉正常 另外如果像剛剛那樣 利用每個的沙粒來顯示數字的話 那樣勢必會有不太連貫的感覺 因此以這個數字0爲例 通過對電磁閥門開合大小的調整 使得兩側閥門釋放的沙粒更多 形成更長的沙柱 這樣整體也就構成了更加流暢的數字0 當然這整個過程也會在一秒鐘內循環10次 以達到視覺停留的效果 下面將代碼重新改進之後 就會進行測試了 哇這個效果真的是相當不錯 顯示的數字非常清晰並且連貫 就算它鑷子緊緊阻擋 數字也不會有任何的障礙 真的是非常nice 而在慢鏡頭下失去了錯覺 可以看到類似於視頻開頭那種雨簾懸停的效果 當速度正常之後 大腦和眼睛又會判斷沙粒屬於懸停狀態 毫無疑問 經過改進之後 這個模型是相當成功的 那麼爲了同時協調四個數字的運作 從而形成一個真正的數字時鐘 這裏重新設計了這一塊集成控制板 這塊板子上除了有100顆LED燈 還有一個計算時間用的識音晶體 以及一塊同步微控制器 當然這樣一塊較爲複雜的電路板 是需要向廠商定製才搞得定的 拿到成名之後 再將各個電子元件全部焊接到位即可 另外這塊板子上還有這一個光傳感器 只要遇到物體的遮擋 LED燈就會以一定的頻率進行閃爍 板子確定沒有問題之後 下面就可以將批量生產的四個機械門組件 安裝到這塊板子之上 下面再把CNC加工出來的亞克力外觀組件 給它一一的裝上 那麼這臺懸停沙漏時鐘也就正式打造完成 下面將沙粒挨個裝滿上方的漏洞 即可開始最後的產品演示環節 哇 這個效果真的是太哇塞了 當然這臺沙漏時鐘也有改進的地方 就是增加一個自下而上的沙粒傳輸管道 不然的話就會像這樣 用完它就結束了 那麼本期的創意項目就到這裏了 感謝大家的觀看