POV Globe 24bit True Color i HW simple: 11 passos (amb imatges)

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

Sempre he volgut fer un d’aquests globus POV. Però l’esforç amb tota la soldadura de LEDs, cables, etc. m’ha dissuadit perquè sóc una persona mandrosa:-) Hi ha d’haver una manera més senzilla. En aquest instructiu us mostraré com construir un globus POV amb menys parts electròniques que altres projectes. El motiu és l’ús de les tires LED dirigibles APA 102. Aquestes ratlles no necessiten cap controlador electrònic i només es poden connectar directament amb 2 cables a un microcontrolador. L'estat dels LED és (i ha de ser) MOLT ràpidament modificable. Per obtenir una imatge estable, la freqüència de rellotge de l’SPI és d’uns 10 Mhz i pot ser encara més gran. Per obtenir més informació sobre els LEDs, consulteu aquí.

Un altre avantatge és l’ús de fitxers BMP normals que s’emmagatzemen en una targeta microSD.

Som-hi !

Pas 1: llista de material

Aquí teniu una llista de les parts principals que necessiteu. Per a l'anell LED que faig servir la meva impressora 3D, també podeu utilitzar una llesca de tub de PVC (diàmetre 150-180mm). Els suports de coixinets també s'imprimeixen, però poden ser d'una peça de fusta, per exemple. Per al marc bàsic que faig servir alguns perfils metàl·lics antics, no dubteu a utilitzar altres perfils metàl·lics, fusta, plàstic o qualsevol altra cosa. Assegureu-vos que el marc sigui rígid torsionalment i sigui una mica pesat.

Per a l’eix motriu:

• vareta roscada M8, longitud 250mm
• Fruits secs M8
• màniga de llautó de 10 mm, longitud de 100 mm
• 2 unitats. rentadora de plàstic de 8 mm (vegeu també fitxers STL)

• Acoblador d'eix flexible de 5 mm a 8 mm (aquells que utilitzen Nema 17)

per alimentar l'anell LED sobre l'eix:

• 2 unitats. rodament de boles 6300 (10x35x11) de metall complet
• mènsules de rodament, vegeu fitxers STL o fabriquen amb fusta amb una serra sencera de 35 mm
• 4 unitats. cargol M4x40 amb rosca
• 2 unitats. sabates de cable de 8 mm
• Motor sense escombretes amb eix de 5 mm
• 4 unitats. Cargols M3 per al muntatge del motor
• ESC per a motor sense escombretes, possiblement amb ventilador

Alternativament, podeu utilitzar una combinació d’un motor raspallat / esc amb parell suficient.

El motor descrit anteriorment té prou parell però mai no arriba al seu corrent màxim de 50 amperes. El meu subministrament mesura menys de 4 amperes. Per tant, no serveix per a un ESC de 50 Ampere. Vaig posar un dissipador de calor amb ventilador al 18Ampere ESC i funciona bé.

Per a un "tret" precís, l'ESC utilitzo un fitxer

Arduino Pro Mini

amb dos botons

una altra opció és a

servotester

Font d'alimentació:

Necessitem 12V per al motor i 5V per a l'anell LED.

Prefereixo l'ús de subministraments de PC antics com es mostra en aquest instructiu

o bé:

Hi ha molts subministraments de 12V / 5A de la Xina

si utilitzeu un d'aquests, no oblideu un convertidor de pas DC-DC per al 5V

Anell LED:

• 64 unitats. APA 102 LED (2 ratlles de 32 unitats.)
• Condensador electrolític 1000µF 10V
• Sensor Hall TLE 4905L + imant
• resistència de tracció 10k, 1k
• Anell: utilitzeu el fitxer STL o una llesca de tub de PVC
• tirants de cable de 100 mm
• BONA cola, que les ratlles no s’allunyen a 2400 rpm:-)

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 diverses taules disponibles al lloc de paral·laxi, o mireu aquí, també necessiteu un microSD Breakout

Una altra (la meva) opció és el P8XBlade2 de cluso, el lector microSD ja està a bord.

Per programar l’arduino i l’hèlix també necessiteu una placa adaptador USB a TTL com aquesta

Pas 2: habitatge

Aquí veieu l’habitatge. Feu-lo amb qualsevol material prou resistent. Al final, necessiteu una mena de gàbia cúbica amb una vora aproximada de 100 mm, on pugueu muntar el motor i l'anell / rodaments. El cub està muntat en una placa de fusta massissa amb cargols de distància. Es va perforar un forat per al motor a la placa.

Pas 3: l'eix de transmissió

Trio una vareta roscada de 250 mm de longitud. La longitud de les mànigues de llautó és d'aproximadament 30 i 50 mm en funció de la mida de la gàbia i l'acoblament de l'eix. La màniga superior (i més llarga) s’ha d’aïllar de la vareta perquè forma el pol positiu per al subministrament de l’anell. Això es fa mitjançant cintes aïllants i rentadores de plàstic. La màniga no encaixarà a la barra amb la cinta fins que no augmenteu el diàmetre interior de 8,0 mm a 8,5 - 9,0 mm mitjançant perforació / fresat. L’altra màniga, inclosa la vareta, forma el pol negatiu.

Pas 4: subministrament sense escombretes

Ara és el moment dels rodaments. Escull uns de més grans que els coixinets estàndard per una millor conductivitat. Col·loqueu el coixinet al suport i col·loqueu la placa a sobre. El petit forat lateral és per al cable. No oblideu l’eix i la volandera entre els coixinets / mànigues.

Vaig imprimir en 3D els titulars, mireu el fitxer stl / zip.

Pas 5: control del motor

Mireu l’esquema de com s’ha de connectar el motor electrònic.

Si mai heu programat un arduino, consulteu instruccions:-) Els dos botons són per a la velocitat del motor. Si engegueu la font d'alimentació, l'ESC obtindrà un valor de 500µS. Premeu un dels botons per engegar el motor. L'esbós prenia el valor "StartPos = 625". Més endavant, si heu trobat la velocitat adequada, s'ha de canviar aquest valor. Mitjançant el botó esquerre o dret es redueix / augmenta la velocitat, es premen els dos botons al mateix temps durant 2 segons. i el motor s’aturarà.

Assegureu-vos que el motor / globus terrestre gira en sentit antihorari, com la terra real:-)

Pas 6: un anell LED per governar-los a tots:-)

Aquí ve el nucli! Imprès amb la meva impressora 3D, però com he dit anteriorment, també hi ha altres opcions. Per estalviar pes tinc molts forats al marc. Ara talla dues tires, cadascuna amb 32 LED. És millor comptar diverses vegades abans d’utilitzar la tisora :-)

Col·locar les tires és una mica complicat. Teniu dues tires / columnes que generen línies parelles i senars. Les línies senars es troben a un costat de l’anell, les línies parelles al contrari. Marqueu el LED número 16 a cada tira (respectivament, la línia número 32 i el 33) i fixeu-lo al marc com es mostra a les imatges. Un led s’adapta exactament entre dos LEDs oposats. Així que teniu dos llocs la segona tira amb un desplaçament !!!

Després d’això, podeu arreglar els PCB / PCB, he fet petites ranures als braços perquè els PCB es puguin connectar fàcilment.

Abans de muntar l'anell a l'eix, l'heu d'equilibrar. Utilitzeu un pal prim per equilibrar i cargols o femelles com a contrapès.

Pas 7: Esquema

En aquest esquema veureu com es connecta la placa MCU a les altres parts situades a l'anell. També adjunto una foto del sensor de la sala i de l’imant. 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. No dubteu a fer les vostres preguntes per al tauler que escolliu / obtindreu.

Pas 8: programació / intermitència del microcontrolador d'hèlix Parallax

Aquest és el binari que es pot transferir fàcilment al prop-board. Aquí teniu un enllaç a una de les meves instruccions anteriors que també utilitzava el microcontrolador d’hèlix i us mostra com fer-ho.

Pas 9: posar en servei

D'acord, primer només copiem la imatge de prova a la targeta SD.

• Si l'anell es gira manualment, els LED han de parpellejar cada vegada que el sensor de la sala passa l'imant.
• ara engegueu el motor i augmenteu la velocitat de rotació fins que els LED estiguin alineats (vegeu les 2 imatges)
• el voltatge ha de ser constant i l'anell ha de girar lleugerament per obtenir una imatge estable / alineada
• connecteu el terminal arduino al control del motor
• observeu el valor mostrat
• atureu la màquina
• substituïu el valor per la variable "startPos" a l'esbós POV_MotorControl
• flaix arduino de nou

La propera vegada que engegueu el motor obtindreu la velocitat adequada.

El següent pas ja no és necessari amb el nou programari, des d'una velocitat de 38 a 44 rps, les línies senars i parelles estan "bloquejades" correctament.

(Utilitzeu els botons amunt / avall per afinar-los si cal.)

Ara podeu "omplir" la targeta amb les vostres altres imatges.

Diverteix-te !!!!!!

Pas 10: Com crear els vostres propis BMP

Voleu utilitzar les vostres pròpies imatges? Cap problema, us mostro:

1. Canvieu la mida de la imatge a una resolució de 120 x 64 píxels
2. gireu 90 graus en sentit antihorari
3. mirall vertical

4. possiblement reduir la brillantor (els LED són molt brillants),

   la millor correcció de brillantor per a imatges és utilitzar correcció gamma amb un factor de 0,45

5. guarda com a BMP amb color de 24 bits i sense RLE

després de desar la mida del fitxer ha de ser de 23094 bytes!

Qualsevol altra mida no funcionarà.

Si voleu, deseu diverses imatges a la targeta sd. Es mostren un per un després d'una rotació.

Ara depèn de vosaltres crear una Estrella de la Mort millor que la meva!

Pas 11: informació addicional

Algunes coses que vaig notar:

Si utilitzeu una de les petites CPU de Cluso, no us oblideu de soldar el pont de 3 pins etiquetat amb QE per a la programació

• els meus coixinets tenen una caiguda de tensió d'aprox. 0,5 V, de manera que he d’augmentar la tensió del convertidor cc-cc fins a 6 volts.
• (13 de gener de 2017), es va afegir ring.stl al pas 6
• (17 de gener de 2017), la millor correcció de la brillantor de les imatges és utilitzar la correcció gamma amb un factor de 0,45
• (17 de gener de 2017), actualitzeu POV Globe0_2.binary
• (18 de gener de 2017), pengeu el codi font al pas 8
• (27 de gener de 2017), pengeu un codi font nou, versió de 0_2 a I_0_1. He avançat molt en la sincronització entre línies senars i parelles. Ja no és necessari trobar la velocitat correcta, simplement poseu l'anell a una velocitat de 38-44 rondes per segon i les línies alineades.
• (03 de març de 2017), va modificar el suport del coixinet
• (9 de març de 2017), pengeu un fitxer binari de prova per encendre tots els LED
• (28 de febrer de 2018), el membre rclayled va dir que el motor escollit no té prou parell, potser cal un de més gran

Primer premi del Concurs Make it Glow 2016

Accèssit al Concurs Arduino 2016

Quart premi al disseny ara: Concurs de disseny 3D 2016