Cilindre de matriu LED: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Projectes Fusion 360 »

Aquesta matriu LED utilitza ratlles LED estàndard WS2812b per construir una matriu amb forma cilíndrica i un bonic acabat de xapa de fusta.

Llista de parts:

1. Cartró 790x384 1,5 mm (també es poden fer altres mides, però cal canviar les dades CAD)
2. 100 WS2812b LED de ratlles LED (30 LED / metre)
3. Raspberry Pi o Arduino
4. Xapa de micro-fusta o qualsevol tipus de material de difusió flexible
5. Filferros

Pas 1: dissenyar i tallar làser

El paràmetre principal de disseny és el gruix del material utilitzat. En aquesta construcció, es va utilitzar un cartró d'1,5 mm perquè és fàcil de tallar i és bastant barat. El disseny 3D (per exemple, Fusion360) ajuda a evitar problemes en el procés de muntatge. Per al tall amb làser, les peces s’han de disposar de manera que s’adaptin a la zona de tall per làser de la màquina, en aquest cas de 790x384 mm. Inkscape és una eina senzilla i potent per gestionar aquest treball. El fitxer SVG adjunt conté totes les parts de la pantalla cilíndrica amb material de 1,5 mm.

ACTUALITZACIÓ: He modificat el model Fusion360 amb un gruix de paràmetre d'usuari, de manera que podeu canviar el gruix del material per a la matriu i generar el vostre propi fitxer de tall per làser. Aviat s’afegiran ranures retallables per a les ratlles LED.

Enllaç al model:

Pas 2: tall per làser i premuntatge

Després del tall per làser, obtindreu les següents parts:

- 12 segments horitzontals en forma de C.

- 18 pinta com a segments verticals

- 2 segments de connexió vertical

- 20 segments portadors portats

8 formes C, 9 pintes i 1 connexió es combinen en una meitat de pantalla. En aquest pas, les peces només es connecten per comprovar si tot s’adapta bé. Encara no utilitzeu cola.

Pas 3: Cablatge de LEDs

Les ratlles LED es tallen en 5 segments LED i s’enganxen als segments portadors amb la cinta adhesiva posterior. En primer lloc, els passadors DI (data in) i DO (data out) de les ratlles es connecten de manera zig-zag, connectant DO de la primera franja amb DI de la franja següent, etc. Això es fa per a cada meitat del cilindre incloent 10 franges. 5V i GND només es connecten per un costat d'una tira a una altra. La longitud dels cables ha de coincidir amb la distància de la tira de la matriu.

Abans d’instal·lar els LED a la matriu, els segments de la matriu s’han d’enganxar per cada meitat del cilindre.

Finalment, es col·loquen les 10 franges a cada meitat de la matriu i es fixen amb cola calenta. DO de la meitat està connectat a DI de la segona meitat. El DI de la primera meitat serà l'entrada del Raspberry Pi o Arduino.

Pas 4: Primera prova

Per garantir que tot funcioni, s’ha de fer una primera prova dels LED. Utilitzar un Arduino i la biblioteca Neopixel hauria de ser la manera més senzilla de fer-ho.

Pas 5: Difusor de xapa de fusta

Després de mesurar el diàmetre i l'alçada de la matriu, la xapa de fusta es podia retallar i enrotllar al voltant de la matriu. Per a la fixació, n'hi ha prou amb una tira de cola transparent.

Pas 6: Raspberry Pi, Arduino i font d'alimentació

Per facilitar la codificació a Python d’efectes de matriu agradables, es podria utilitzar un Raspberry Pi. En aquest cas, es va utilitzar un Raspberry Pi Zero, que es connecta a la matriu mitjançant el pin 18 GPIO mitjançant un canvi de nivell 74HCT245 per adaptar el 3,3V del Pi al 5V del WS2812. També s’utilitzen un condensador gran (2200 uF) i una resistència de sèrie (470 Ohm) tal com es suggereix quan s’utilitzen recompte de LED Neopixel / WS2812 més gran.

Font d'alimentació

La potència màxima per a 100 LEDs WS2812b és de 100x60mA = 6A. Per descomptat, en reduir la brillantor, el consum d’energia es pot reduir dràsticament. Assegureu-vos que la font d'alimentació de 5V sigui capaç de conduir el corrent per obtenir la brillantor desitjada.

Arduino

Aquesta matriu funciona directament en dispositius Arduino amb la biblioteca NeoPixel i NeoMatrix d’Adafruit. Heu de canviar el PIN i la inicialització si voleu utilitzar els exemples:

Neomatrix:

Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (20, 5, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

També heu d’incloure la biblioteca Adafruit GFX i carregar una font diferent amb una alçada de 5 píxels. Utilitzeu l’esbós d’Arduino adjunt com a punt de partida (utilitza el PIN 4 per a la matriu). És una versió adaptada de l'esbós d'exemple de Neomatrix.

NeoPixel:

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (100, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Pas 7: simulació

El codi font de Python està disponible a Github

Hi ha dos modes de codificació. Si PI = Fals es defineix al començament del cylindre.py, el codi es troba en mode de simulació. Podeu provar totes les animacions en qualsevol plataforma que pugui executar python. Instal·leu primer totes les biblioteques que utilitza el programa (com pygame, numpy, etc.). En mode de simulació, el cilindre es mostra com una matriu de 5x20 píxels.

Pas 8: programació

El segon mode de programari és PI = True (definit a cylinder.py) i s’inicia al Pi. Això impulsa el pin GPIO 18 del Raspberry Pi. Podeu afegir efectes addicionals i jugar amb els paràmetres.

El text es mostra amb un tipus de lletra 3x5, de manera que no totes les lletres són perfectes a causa de l’alçada limitada de la pantalla.

Gaudeix-ne!

Accèsit al concurs Epilog X