PropHelix: pantalla 3D POV: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

La gent sempre ha estat fascinada per les representacions hologràfiques. Hi ha diverses maneres de fer-ho.

Al meu projecte utilitzo una hèlix giratòria de tires LED. Hi ha un total de 144 LED que poden mostrar 17.280 voxels amb 16 colors. Els voxels estan disposats circularment en 12 nivells. Els LED estan controlats per un sol microcontrolador. Com que he utilitzat els LED APA102, no necessito controladors ni transistors addicionals. Per tant, la part electrònica és més fàcil de construir. Un altre avantatge és el subministrament elèctric sense fils. No necessiteu raspalls i no hi ha pèrdues de fricció.

Pas 1: llista de material

Vegeu el següent pas per a les peces impreses en 3D

Per a l’eix motriu:

• 4 unitats. cargol M4x40 amb 8 femelles i volanderes 4pcs.
• Cargol M3x15 per muntar el motor a la placa
• placa metàl·lica / d'alumini de 1-2 mm, 60 x 80 mm o un altre material per muntar el motor
• 3 unitats. Cargol M3x15 per muntar actuador al motor

• Motor sense escombretes amb tres forats M3 per actuadors (eix opcional / no necessari), aquí teniu una versió amb més parell.

• ESC 10A o més, mireu les especificacions del motor

Per a l'ESC:

Arduino Pro Mini

Codificador amb botó (per regular la velocitat)

Per al rotor

• Cargol M5x80 amb dues femelles i diverses volanderes
• 1m 144 APA 102 LED (24 ratlles a 6 unitats.)
• Condensador electrolític 1000µF 10V
• Sensor Hall TLE 4905L + imant
• resistència de tracció 10k, 1k
• Mòdul de carregador sense fils de 12V Font d'alimentació 5V + Dissipador de calor (20x20x20mm), vegeu les imatges
• 3 unitats. PCB de matriu de tires, 160x100 mm
• Taula de pa, 50x100 mm per al microcontrolador
• bona cola, que les ratlles no s’enlairin
• tub de contracció de calor
• Alimentació 12V 2-3A DC

El microcontrolador d'hèlix Parallax:

No tingueu por d’aquest microcontrolador, és un potent mcu de 8 nuclis amb 80Mhz i és tan fàcil de programar / flashar com un arduino. Hi ha diversos consells disponibles al lloc de paral·laxi.

Una altra (la meva) opció és el CpuBlade / P8XBlade2 de cluso, el lector microSD és a bord i el binari s’arrenca sense programar.

Per programar l'hèlix i alguns arduinos, necessitareu una placa adaptador USB a TTL.

Eines que he fet servir:

• Ganivet
• estació de soldadura i soldadura
• broca de taula broca de 4 + 5 mm
• cisalla i rasp / file per a les taules de suport
• clau de rosca de 7 + 8 + 10 mm
• clau hexagonal 2, 5mm
• martell + punxó central per marcar els forats del motor a la placa metàl·lica
• torn de banc per doblegar la placa metàl·lica en forma d’U
• Impressora 3D + filament PLA
• pistola de fusió en calent
• diverses alicates, tallador lateral

Pas 2: peces impreses en 3D

Aquí podeu veure les parts que he imprès des de PLA. Es necessiten 12 peces des de l’espaiador (tercera part). Aquesta part crea l’angle recte entre les taules LED.

Pas 3: alimentació sense fils i muntatge del motor

En aquest pas us mostraré l’alimentació sense fils. Aquestes bobines solen utilitzar-se per carregar telèfons mòbils. La tensió d'entrada és de 12V, la sortida de 5V. Això és ideal per a la nostra hèlix. El màxim actual és d'aproximadament 2A. 10 Watts són suficients per als LEDs. No faig servir la brillantor màxima dels LED i no encenc tots els LED al mateix temps.

Una cosa IMPORTANT és que utilitzeu un dissipador de calor per al PCB de la bobina primària perquè fa molta calor. També faig servir un petit ventilador per refredar el dissipador de calor.

Com podeu veure, faig servir una placa metàl·lica prefabricada per muntar el motor, però també podeu doblar una placa (alu). Utilitzeu uns 60x60mm per a la part superior i 10x60mm per als panells laterals. A més, he fixat la placa en un pesat bloc de fusta.

Pas 4: el motor / control

Aquí teniu l’esquema de com controlar el motor. Faig servir un arduino amb un codificador de velocitat i un botó d’inici / parada. També s’adjunta l’esbós d’arduino. Per programar l’arduino, consulteu els diversos instructables aquí a instructables:-)

El motor sense escombretes és un tipus petit de 50 g que sobra. Recomano un motor una mica més gran.

Pas 5: l’hèlix

està format per 12 taules de fusta / taulers, es forada un forat de 5 mm al centre. Assegureu-vos que hi hagi almenys 4 tires de coure a la part posterior. Les tires de coure exteriors s’utilitzen per alimentar les tires de LED. Les tires de coure interiors són per a DATA i CLOCK i separades per ambdues cares. Un costat del tauler és el parell i l’altre costat és el costat senar dels píxels. En total hi ha 4 grups de 36 LED. Aquests 36 LED estan separats en 6 en els 6 primers nivells. Per tant, hi ha un grup parell / senar i superior / inferior.

Pas 6: Esquema d'hèlix

L’esquema utilitza una placa MCU fritzing més antiga i més gran perquè no trobo plantilles fritzing de les plaques d’hèlix més recents o actuals.

Per al control de LED faig servir el microcontrolador d’hèlix de Parallax. Dos pins del micro control 6x6 = 36 LEDs. Per tant, són 4 grups de LED (esquemàtics), des de dalt:

1. parell / fons
2. imparell / fons
3. senar / superior
4. parell / superior

S'ha adjuntat el programari, mireu el meu anterior instructable (pas 4) per programar el microcontrolador d'hèlix.

Pas 7: Com s’organitzen els Voxels

En aquest full podeu veure com es disposen els voxels.

Es produeixen 120 fotogrames per torn. Tots els fotogrames consten de 12x12 = 144 Voxels, que ens donen totalment 120x144 = 17280 Voxels. Cada Voxel obté 4 bits de color, de manera que necessitem 8640 bytes de RAM.

Pas 8: informació addicional

Assegureu-vos que l’hèlix gira en sentit antihorari.

És molt important equilibrar l’hèlix amb contrapesos abans de girar. Utilitzeu ulleres de protecció i molta cola per a les parts que puguin "volar-se".

La distància entre les "vores del puntal" és de 21 mm (si el tauler té 160 mm), àngel: 15 graus

Actualitzacions:

• (2 de maig de 2017), editeu algunes fotos amb descripcions
• (3 de maig de 2017), afegiu el pas: Com s’organitzen els Voxels

Accèssit al concurs de microcontroladors 2017