Cub LED Pixel d'il·luminació de vores 2.5D: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Els LED són increïbles, són tan petits, però brillants, colorits però fàcils de controlar. Molts de nosaltres comencem a conèixer el LED des de les nostres primeres lliçons d’electrònica. I el meu amor pels LEDs va començar al mateix temps. Un cop vaig mostrar una demostració LED als meus amics a la feina. Una noia va dir: M'encanten els LED, em casaré amb els LED. (Va dir això de debò:)) També crec que molts de vosaltres compartiu el mateix amor.

Un LED per si sol és prou fresc, però per naturalesa humana, estem fent que els LED siguin cada vegada més frescos. Les tires LED feien un punt per a una línia, Matrix la convertia en una superfície 2D, alguns genis feien cubs LED per il·luminar espai 3D (cerqueu projectes LED Cube en format instructiu o mireu aquest vídeo, el meu preferit. Fins i tot podeu comprar un 3 x Kit de 3 cubs LED a Radioshack per 20 dòlars).

Aquests cubs de luxe em van bufar la ment quan la vaig veure per primera vegada. Sabia que en volia crear un a l’instant. Després d'algunes investigacions en línia i embolicat amb el kit de radioshack durant un temps. Crec que no és una feina fàcil per a mi crear un gran cub LED de color únic (com a mínim 6x6x6), i menys el fresc RGB que vull. Necessiteu força bones habilitats de soldadura perquè funcioni i tingui un aspecte agradable. Molts cables i codificació complicada.

No em desanimeu, però, hi ha uns tutorials prou bons per passar-los. I algunes pràctiques poden fer la perfecció. Simplement no tinc prou temps i esforç per construir aquest desafiament LED (per a mi). Només vull construir alguna cosa agradable abans de l'aniversari de la meva xicota (no gaire), com a regal.

Pas 1: la idea

Per tant, l’objectiu aquí per a mi és dissenyar quelcom tan fresc com un cub LED, però més fàcil de construir, estalvia temps i pot suposar diners. Vaig començar a investigar més sobre els espectacles de llum, i la il·luminació de vores també és genial. Després d’alguns doodling, em vaig fer una idea: i si utilitzem una matriu LED i molts trossos de plàstic transparent per il·luminar un espai 3D?

Però, com podria tenir la profunditat de camp (la tercera dimensió)? En mirar aquells dissenys d’il·luminació de vora, sembla que allà on es talla o es poleix atraparà els fotons. Així doncs, a les parts clares de cada fila / columna, si tenen zones de diferent alçada gravades / polides, s’afegeix una tercera dimensió.

Pas 2: coses que necessiteu

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x Barra rectangular acrílica extrudida clara, 3/8 "de gruix, 3/8" d'amplada, 6 'de longitud McMaster

Arduino Uno

Resistència de 470 Ohm

Condensador 1000 uf

Alimentació 5V 2A

Adaptador d'alimentació CC femella: presa de 2,1 mm per cargolar el bloc de borns

Alguna cosa que uneixi totes les coses: fusta, cartró, nucli d'escuma o impressió 3D del vostre allotjament.

Pas 3: prepareu les barres

Abans de tractar amb les barres, primer fem un càlcul. Com que he de demanar coses per endavant, no sé l'espai entre cada LED. Basant-me en la dimensió descrita a adafruit, he calculat que l’espaiat és de 71,17 mm / 8 = 8,896 mm = 0,35 polzades. La barra més propera que podeu obtenir té un gruix de 3/8 polzades. Així doncs, al final, les 8 barres són una mica més amples que la LED Matrix, però, tot i així, totes les barres estan a la part superior d’un LED.

Com que fem un cub de 8 x 8 x 8, cal que hi hagi 8 quadrats de 3/8 a l’eix Z. 3/8 x 8 = 3. A més d'alguns extra per unir-los després. Vaig decidir que cada barra feia 3,5 polzades de llarg.

Vaig preguntar al meu amic fabricant de models professionals Denis sobre com aconseguir el que vull. Aquí teniu el pla:

1. Talleu les barres a trossos amb una serra de cinta, deixeu-ne una mica més.
2. Utilitzeu una fresadora i broqueu final per tallar el nivell de la vora. No serà perfecte.
3. Denis em va suggerir que esmaltés totes les vores, però tenint en compte que hi ha 8 x 8 = 64 barres, he saltat aquest pas
4. Barres poloneses amb una roda polonesa.
5. Enmascarant les barres amb cinta adhesiva, només deixeu exposada la zona del bloc que vulgueu il·luminar. Podeu obtenir la millor qualitat si cinteu una a la vegada. Vaig gravar un conjunt a la vegada per estalviar una mica de temps.
6. Bead fa esclatar les barres emmascarades.
7. Repetiu!

Vaig comprar aquestes barres pensant que podríeu estalviar una mica de temps tallant-les. Però a mesura que avança el projecte, he pensat que encara és un treball molt repetitiu. Hi ha altres opcions?

La propera vegada probablement provaré de tallar-los per làser. L'acrílic de 3/8 polzades de gruix pot ser una mica difícil per a un tallador làser per afició. Però si en podeu trobar, potser us estalvieu temps.

Pas 4: connecteu-los

Adafruit té un molt bon tutorial sobre els seus productes Neopixal. I s’estan actualitzant amb el pas del temps. Quan vaig començar a jugar amb ells, no esmentaven que hi hauria d’haver una resistència entre l’arduino i la matriu. Així vaig fregir un parell de LEDs. Però no us preocupeu, normalment només fregireu el primer LED. Per tant, us recomano que demaneu uns xips LED de recanvi (WS2812S 5050 RGB LED amb xip de controlador integrat) si sabeu dessoldar components SMT (o si un amic sap com ho faig, gràcies Eric).

La connexió és realment bastant fàcil. Tots els productes Neo pixal tenen tres pins, + 5v, GND i Digit In. Tot i que es necessita una alimentació externa per a un NeoMatrix. La imatge superior mostra detalls. Assegureu-vos que teniu la protecció del condensador i la resistència.

Pas 5: S'ha iniciat la codificació

Després de connectar-vos tot, heu de descarregar la biblioteca Neopixel i executar el codi de prova. Quan s’encengui, us sorprendrà! M’ho miro seriosament mentre els meus ulls ho puguin aguantar (són tan brillants!). Veureu que quatre LED estan apagats, però no us espanteu, estan bé, tot és perquè el codi de prova només defineix 60 LED. Només cal canviar-ho per 64.

A continuació, podeu descarregar la biblioteca NeoMatrix per deixar-vos dir "Howdy".

A més, per dibuixar formes dinàmiques, necessitareu la biblioteca Adafruit GFX. Podeu desplaçar textos, dibuixar cada píxel, línies, rectangles, cercles i molt més. Mitjançant l’ordre drawPixel podeu crear formes personalitzades.

Com he fet per les meves formes, he dibuixat el que vull en una quadrícula de 8 x 8 a Adobe Illustrator (podeu utilitzar qualsevol programari 2D o bé dibuixar fins i tot sobre paper. En aquest pas, dissenyeu les formes i assegureu-vos que m'agrada, de manera que no haureu de canviar-la després de programar, cosa que consumeix més temps). A continuació, definiu una matriu 2D a l'esbós arduino de la següent manera:

byte heart [8] [8] = {

{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 }, { 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0 }, { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0 }, };

En aquesta matriu, 1 significa un píxel que s’il·lumina i 0 significa apagat. Al bucle buit (), només podeu trucar

per a (int i = 0; i <8; i ++) {

per a (int j = 0; j <8; j ++) {

if (cor [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, VERMELL);

}

}

}

matrix.show ();

retard (20);

per dibuixar la forma del cor.

A la matriu 2D, podeu llançar altres números per representar altres colors, i afegir-ne diverses altres sentències if.

Vaig intentar crear una matriu 3D, amb la tercera dimensió com a color. És massa complicat escriure per a formes senzilles. Podeu provar-ho si voleu mostrar una imatge realment colorida però específica.

Pas 6: uniu-vos

Vaig imprimir les peces de la carcassa en 3D i les vaig ajuntar, en aquest pas podeu utilitzar qualsevol material que us envolta, cartró, fusta, nucli d’escuma. Assegureu-vos que totes les barres estiguin ben fixades i segures a la part superior de NeoMatrix

Els fitxers STL són aquí:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Pas 7: pla de futur

Feu una bona enquadernació gràfica amb música.

Juga amb el disseny de barres, quina nova interacció pots obtenir amb una configuració diferent?

Per fi, gràcies per mirar-ho! Si faràs alguna cosa semblant, fes-m'ho saber. No puc esperar per veure el vostre espectacle de llum.

Accèssit al concurs Makerlympics