原標題：基于 Arduino Nano R3 的無限鏡時鐘（示意圖+代碼）

基于Arduino Nano R3的無限鏡時鐘是一個結合了無限鏡效果與實時時鐘顯示的創意項目。雖然Arduino Nano R3與Arduino Uno R3在功能和外觀上有所不同（Nano更為小巧），但它們共享相似的編程環境和設計理念。

一、項目概述

無限鏡時鐘結合了RGB LED燈帶、無限鏡效果以及實時時鐘顯示功能。通過Arduino Nano R3單片機控制RGB LED燈帶，實現可調節速度的褪色模式和直接控制模式，同時顯示當前時間。

二、主控芯片型號及作用

1. 主控芯片型號

Arduino Nano R3使用的主控芯片是ATmega328P。這款芯片是Arduino平臺中最常用的微控制器之一，具有高性能、低功耗和易于編程的特點。

2. 在設計中的作用

• 程序存儲與運行：ATmega328P負責存儲和運行Arduino IDE編寫的程序。這些程序控制RGB LED燈帶的顏色、亮度和閃爍模式，以及實時時鐘的顯示。

• 串口通信：ATmega328P通過串口與上位機（如電腦）進行通信，用于上傳和下載程序。

• 輸入輸出控制：ATmega328P具有多個數字輸入/輸出引腳，可用于連接RGB LED燈帶、實時時鐘模塊（如DS1302）和其他傳感器或執行器。

三、硬件組件

1. Arduino Nano R3：核心控制器，負責整個項目的程序存儲和運行。

2. RGB LED燈帶：用于創建無限鏡效果，可單獨控制紅色、綠色和藍色LED的亮度。

3. 實時時鐘模塊（DS1302）：提供準確的日期和時間信息，通過I2C或SPI接口與Arduino Nano R3通信。

4. 單向鏡子和普通鏡子：構成無限鏡效果的關鍵組件。單向鏡子允許部分光線通過，同時反射另一部分光線，形成無限反射的效果。

5. 透明亞克力板：作為無限鏡的框架和支撐結構。

6. 電源：為Arduino Nano R3、RGB LED燈帶和實時時鐘模塊提供穩定的電壓和電流。

7. 連接線、電阻、電容等輔助元件：用于連接和保護電路。

四、示意圖

由于篇幅限制，無法提供詳細的電路示意圖，但以下是一個簡化的示意圖描述：

1. Arduino Nano R3：

• VCC和GND分別連接到電源的正負極。

• 數字引腳連接到RGB LED燈帶的控制引腳。

• I2C或SPI接口連接到實時時鐘模塊（DS1302）。

2. RGB LED燈帶：

• 數據引腳連接到Arduino Nano R3的數字引腳。

• 電源引腳連接到電源的正負極，并通過電阻限流。

3. 實時時鐘模塊（DS1302）：

• VCC和GND分別連接到電源的正負極。

• SDA、SCL等引腳連接到Arduino Nano R3的I2C或SPI接口引腳。

4. 單向鏡子和普通鏡子：

• 單向鏡子放置在RGB LED燈帶的前面。

• 普通鏡子放置在RGB LED燈帶的后面，與單向鏡子形成一定的角度。

5. 透明亞克力板：

• 圍繞RGB LED燈帶和鏡子，形成無限鏡的框架。

五、代碼概述

以下是一個簡化的代碼示例，用于演示如何控制RGB LED燈帶和實時時鐘模塊。由于篇幅限制，無法提供完整的代碼，但將提供關鍵部分的代碼框架。

1. 初始化部分

#include <Adafruit_GFX.h>    // 包含Adafruit圖形庫  

#include <Adafruit_NeoPixel.h> // 包含NeoPixel庫，用于控制RGB LED燈帶  

#include <Wire.h>             // 包含I2C通信庫  

#include <DS1302.h>           // 包含DS1302實時時鐘庫  



// 定義RGB LED燈帶的引腳和數量  

#define PIN            6  

#define NUMLEDS        60  

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUMLEDS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);



// 定義DS1302實時時鐘模塊的引腳  

#define RST_PIN 8  

#define IO_PIN  4  

#define SCLK_PIN 7  

DS1302 rtc(RST_PIN, IO_PIN, SCLK_PIN);



void setup() {

// 初始化RGB LED燈帶  

strip.begin();

strip.show(); // 初始化所有像素為'關閉'  



// 初始化實時時鐘模塊  

rtc.halt(false); // 喚醒DS1302  

rtc.writeProtect(false); // 禁用寫保護  

// 設置初始時間（年、月、日、時、分、秒）  

rtc.setTime(2023, 1, 1, 12, 0, 0);



// 其他初始化代碼...  

}

2. 循環部分

void loop() {

// 獲取當前時間  

Time t = rtc.getTime();



// 根據當前時間設置RGB LED燈帶的顏色  

// 例如：將小時轉換為顏色值  

uint8_t hourColor = map(t.hour, 0, 23, 0, 255); // 將小時映射到紅色通道  

uint8_t minColor = map(t.min, 0, 59, 0, 255); // 將分鐘映射到綠色通道  

uint8_t secColor = map(t.sec, 0, 59, 0, 255); // 將秒映射到藍色通道  



// 設置RGB LED燈帶的顏色  

for (uint16_t i = 0; i < strip.numPixels(); i++) {

strip.setColor(i, strip.Color(hourColor, minColor, secColor));

}

strip.show(); // 更新LED燈帶的顏色  



// 延時一段時間（例如1秒）  

delay(1000);



// 其他循環代碼...  

}

六、詳細設計說明

1. RGB LED燈帶控制：

• 使用Adafruit_NeoPixel庫來控制RGB LED燈帶。

• 通過strip.setColor()函數設置每個LED的顏色。

• 使用strip.show()函數更新LED燈帶的顏色。

2. 實時時鐘模塊控制：

• 使用DS1302實時時鐘庫來與DS1302模塊通信。

• 通過rtc.getTime()函數獲取當前時間。

• 使用map()函數將時間值映射到RGB LED燈帶的顏色通道上。

3. 無限鏡效果：

• 將RGB LED燈帶放置在單向鏡子和普通鏡子之間。

• 調整鏡子的角度和位置，以獲得最佳的無限鏡效果。

• 可以通過調整RGB LED燈帶的亮度和顏色來增強無限鏡效果。

4. 電源管理：

• 確保為Arduino Nano R3、RGB LED燈帶和實時時鐘模塊提供穩定的電壓和電流。

• 可以使用穩壓電源或電池組來供電。

5. 調試與優化：

• 在構建和調試過程中，逐步添加和測試各個組件。

• 使用串口監視器來查看和調試Arduino Nano R3的輸出信息。

• 根據需要調整代碼和硬件設置，以優化項目的性能和效果。

七、結論

基于Arduino Nano R3的無限鏡時鐘是一個結合了無限鏡效果和實時時鐘顯示的創意項目。通過ATmega328P主控芯片的控制，實現了RGB LED燈帶的顏色調節和實時時鐘的顯示功能。該項目不僅具有觀賞價值，還可以作為學習Arduino編程和硬件設計的有趣案例。希望以上內容能夠為您的項目提供有用的參考和靈感。