Cub LED 3D de bricolatge amb un Raspberry Pi: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Aquest projecte descriu com vam fer un cub LED 3D de bricolatge a partir de LEDs ws2812b. El cub és de 8x8x8 de LEDs, de manera que 512 en total, i les capes estan fetes amb làmines acríliques que hem obtingut des del dipòsit de casa. Les animacions són alimentades per un raspberry pi i una font d’energia de 5V. El cub és una peça fantàstica per mostrar als amics i pot actuar com un llum. El nostre és una mica massa gran per a una làmpada (2 peus x 2 peus x 2 peus), però podeu reduir-lo segons les vostres necessitats.

Subministraments

1. ws2812b Bombetes LED -
2. Font d'alimentació de 5V:
3. Raspberry pi 3b que he utilitzat (es pot utilitzar qualsevol) -
4. SN74HCT125 Circuit integrat: salta la tensió del senyal de raspberry pi per tenir la tensió adequada per a la tira de led (normalment les peces del circuit les tinc de Digikey)
5. Full acrílic de 4 peus x 8 peus - Home Depot

Pas 1: descomposeu el full d’acrílic

Estem fent un cub de 8x8x8 amb una cadena de leds ws2812b. Els leds estan separats per 3 polzades, de manera que els llums tindran unes 21 polzades per 21 polzades de llarg. Vam triar fer les làmines d’acrílic una mica menys de 2 peus x 2 peus per manejar-ho. Això significa que podem fer vuit capes a partir d’una sola làmina d’acrílic de 4 peus x 8 peus.

Vam començar dividint la peça de 4 peus x 8 peus en 2 trossos d’amplades iguals (~ 2 peus x 8 peus) amb una serra de taula. Després d’això, hem utilitzat una peça com a plantilla per dibuixar una línia amb un marcador d’esborrat en sec per fer quadrats iguals a partir de les peces. Després hem utilitzat una vora recta i una serra circular per fer les 8 capes quadrades.

Pas 2: mesureu els forats dels LED

Després de tallar cadascuna de les vuit capes a mida, vam extreure les mesures d’on haurien d’estar els LED. Hem utilitzat un marcador d’esborrat en sec i una vora recta per centrar el quadrat led. Com que teníem un cub de led de 8x8x8, hi haurà 64 LED a cada capa alineats en un patró de quadrícula amb aproximadament 3 polzades entre els LED adjacents.

Pas 3: Traieu els forats dels LED

Un cop marcats els forats, traieu els forats de 1/2 polzada amb una broca de graó. Això farà que l’acrílic no s’esquerdi. Hem tingut problemes amb l’ús d’una broca regular en aquest material i hem hagut d’aconseguir una broca esglaonada per acabar els talls. Com que les peces estaven fixades, només vam haver de fer 64 forats. També hem fet una capa de fusta contraxapada que serà la part inferior del cub. Després de foradar els forats, hem alimentat les bombetes LED per cada forat. Hem utilitzat un patró de serpentina per orientar els leds de cada fila.

Pas 4: Combineu les capes

Després de fer les capes amb els leds de cadascun, seguiu endavant i combineu les capes amb trossos d'acrílic de 3 polzades com a separadors. Vam enganxar en calent les 8 capes juntes amb 5 separadors per capa. Després vam tornar amb trossos d’acrílic més llargs i vam reforçar els laterals del cub. Aquest és el primer pas que realment vam veure com el cub s’ajuntava i va quedar molt bé.

Pas 5: connecteu les capes, soldeu el circuit i descarregueu el codi

Ara que les capes estaven totes assegurades, vam haver de soldar les connexions entre capes. Com que teníem un nombre parell de leds (8), en cada capa acabàvem la tira serpentina de LEDs al mateix costat de l’inici de la tira. A continuació, vam connectar cada capa a la capa superior, que al seu torn va crear capes de connexió de patró serpentí vertical. Després de connectar les capes, vam fer un circuit senzill, tal com es veu a la foto adjunta, per enviar dades del raspberry pi als leds ws2812b. Com que el raspberry pi genera un senyal de 3,3 V i necessitem un senyal de 5 V per enviar dades correctament als leds ws2812b, fem servir un circuit integrat SN74HCT125 per augmentar el voltatge.

Un cop configurat el circuit, seguiu endavant i descarregueu el codi del meu repositori de github. Tenim un munt d’animacions i n’hi arriben més, no dubteu a fer una ullada. He utilitzat la biblioteca BiblioPixel per dibuixar animacions a la pantalla i la biblioteca BiblioPixelAnimations per copiar part del codi d’animació. Com que BiblioPixel no manejava correctament un cub vertical serpentinat, vaig haver de modificar una mica el codi per gestionar-ho. Un cop instal·lat BiblioPixel, hauríeu de poder executar les animacions sense problemes.

Pas 6: enceneu-lo

Gaudeix de les animacions! N’hi ha de molt xulos i us suggereixo mirar el vídeo de youtube per veure’ls tots en acció. Gràcies per llegir!