PropHelix - 3D POV Display: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Ang mga tao ay palaging nabighani ng mga holographic na representasyon. Mayroong maraming mga paraan upang magawa ito.

Sa aking proyekto ay gumagamit ako ng isang umiikot na helix ng mga LED strip. Mayroong isang kabuuang 144 LEDs na maaaring magpakita ng 17280 voxels na may 16 na kulay. Ang mga voxel ay nakaayos nang paikot sa 12 mga antas. Ang mga LED ay kinokontrol ng isang microcontroller lamang. Dahil ginamit ko na ang mga APA102 LED na kailangan ko ng walang karagdagang mga driver o transistors. Kaya't ang elektronikong bahagi ay mas madaling buuin. Ang isa pang kalamangan ay ang wireless electrical supply. Hindi mo kailangan ng mga brush at walang pagkawala ng alitan.

Hakbang 1: BOM

Tingnan ang susunod na hakbang para sa mga bahagi na naka-print sa 3d

Para sa drive shaft:

• 4 na mga PC tornilyo M4x40 na may 8 nut at washers4pcs.
• M3x15 tornilyo para sa pag-mount ang motor sa plato
• metal / alu plate 1-2mm, 60x80mm, o ibang materyal para sa pag-mounting ng motor
• 3 pcs. M3x15 turnilyo para sa mounting actuator sa motor

• Ang Brushless Motor na may tatlong butas ng M3 para sa mga actuator (opsyonal na shaft / hindi kinakailangan), narito ang isang bersyon na may mas maraming metalikang kuwintas.

• Ang ESC 10A o higit pa, tingnan ang mga specs ng motor

Para sa ESC:

Arduino Pro Mini

Encoder na may pindutan (para sa pagsasaayos ng bilis)

Para sa rotor

• M5x80 tornilyo na may dalawang mga mani at maraming mga washer
• 1m 144 APA 102 LED (24 Guhitan ng 6pcs.)
• Electrolytic capacitor 1000µF 10V
• TLE 4905L Hall sensor + magnet
• pull-up risistor 10k, 1k
• 12V Wireless Charger Module 5V Power Supply + Heatsink (20x20x20mm), tingnan ang mga larawan
• 3 mga PC strip matrix PCB, 160x100 mm
• Breadboard, 50x100 mm para sa microcontroller
• magandang pandikit, na ang mga guhitan ay hindi lumipad
• init na pag-urong tubo
• Power Supply 12V 2-3A DC

Ang Parallax Propeller Microcontroller:

Huwag matakot sa microcontroller na ito, ito ay isang malakas na 8-core mcu na may 80Mhz at kasing dali lang ng programa / flash bilang isang arduino! Mayroong maraming mga Lupon sa parallax site na magagamit.

Ang isa pang (aking) pagpipilian ay ang CpuBlade / P8XBlade2 mula sa cluso, ang microSD reader ay nakasakay at ang binary ay bootable nang walang programa!

Para sa pag-program ng tagabunsod at ilang mga arduino kailangan mo rin ng USB sa TTL adapter board.

Mga tool na ginamit ko:

• Kutsilyo
• istasyon ng paghihinang at panghinang
• table drill 4 + 5 mm driller
• paggugupit at rasp / file para sa mga breadboard
• tornilyo wrench 7 + 8 + 10 mm
• hex wrench 2, 5mm
• martilyo + center punch para sa pagmamarka ng mga butas para sa motor sa metal plate
• bench vise para sa baluktot ng metal plate na hugis u
• 3D printer + PLA filament
• mainit na natutunaw na baril
• maraming pliers, pamutol ng gilid

Hakbang 2: Mga Naka-print na Bahaging 3D

Makikita mo rito ang mga bahagi na nai-print ko mula sa PLA. 12 piraso ang kinakailangan mula sa spacer. (Ikatlong bahagi). Lumilikha ang bahaging ito ng tamang anggulo sa pagitan ng mga LED board.

Hakbang 3: Wireless Power at Motor Mount

Sa hakbang na ito ipinapakita ko sa iyo ang wireless powering. Ang mga coil na ito ay karaniwang ginagamit para sa pag-charge ng mga mobile phone. Ang boltahe ng pag-input ay 12V, output 5V. Mainam ito para sa aming helix. Ang max. kasalukuyang ay tungkol sa 2A. 10 Watt ay sapat na para sa mga LEDs. Hindi ko ginagamit ang maximum na ningning ng mga LED at hindi lumipat sa lahat ng mga LED nang sabay.

Isang MAHALAGA na bagay, gumamit ng isang heatsink para sa pangunahing coil PCB sapagkat ito ay nagiging napakainit! Gumagamit din ako ng isang maliit na Fan para sa paglamig ng heatsink.

Tulad ng nakikita mong gumagamit ako ng isang prefabricated metal plate para sa pag-mount ng motor ngunit maaari mo ring yumuko ang isang (alu) plate. Gumamit ng halos 60x60mm para sa tuktok at 10x60mm para sa mga gilid na panel. Bilang karagdagan ikinabit ko ang plato sa isang mabibigat na bloke ng kahoy.

Hakbang 4: Ang Motor / Control

Narito ang eskematiko kung paano makontrol ang motor. Gumagamit ako ng isang arduino na may isang encoder para sa bilis at isang pindutan ng pagsisimula / paghinto. Ang arduino sketch ay nakakabit din. Upang mai-program ang pagtingin sa arduino sa maraming mga itinuturo dito sa mga itinuturo:-)

Ang brushless motor ay isang maliit na 50g uri na natira. Inirekomenda ko ang isang maliit na mas malaking motor.

Hakbang 5: Ang Helix

ay gawa sa 12 mga stripboard / veroboard, isang 5mm na butas ang na-drill sa gitna. Tiyaking mayroong hindi bababa sa 4 na mga strip ng tanso sa likuran. Ang mga panlabas na piraso ng tanso ay ginagamit para sa pag-kapangyarihan ng mga LED strip. Ang panloob na mga piraso ng tanso ay para sa DATA at CLOCK at pinaghiwalay para sa magkabilang panig. Ang isang gilid ng board ay pantay at ang kabilang panig ay ang kakatwang bahagi para sa mga Pixel. Sa kabuuan mayroong 4 na pangkat ng 36 LEDs. Ang 36 LEDs na ito ay pinaghiwalay sa 6 sa unang 6 na antas. Kaya mayroong isang pantay / kakaiba at tuktok / ilalim na pangkat.

Hakbang 6: Helix Schematic

Gumamit ang eskematiko ng isang mas matanda at mas malaking fritzing MCU-board dahil hindi ko makita ang mga template ng fritzing ng mas bago / kasalukuyang Mga Propeller Board.

Para sa LED-control ginagamit ko ang Propeller Microcontroller mula sa Parallax. Dalawang Pin ng micro control 6x6 = 36 LEDs. Kaya't sila ay 4 na mga LED group (eskematiko), mula sa itaas:

1. pantay / ibaba
2. kakaiba / ibaba
3. kakaiba / itaas
4. pantay / itaas

Nakalakip ang software, tingnan ang aking naunang itinuturo (hakbang 4) para sa pag-program ng Propeller Microcontroller.

Hakbang 7: Paano Naayos ang Mga Voxel

Sa sheet na ito maaari mong makita kung paano nakaayos ang mga voxel.

Ang 120 mga frame ay ginawa bawat pagliko. Ang bawat frame ay binubuo ng 12x12 = 144 Voxels, na nagbibigay sa amin ng ganap na 120x144 = 17280 Voxels. Ang bawat Voxel ay nakakakuha ng 4bit para sa kulay kaya kailangan namin ng 8640 bytes ram.

Hakbang 8: Karagdagang Mga Infos

Siguraduhin na ang helix ay umiikot nang pakaliwa!

Napakahalaga na balansehin ang helix sa mga counterweights bago paikutin. Gumamit ng mga salaming pang-proteksiyon at maraming pandikit para sa mga bahagi na maaaring "lumipad palayo".

Ang distansya sa pagitan ng "Mga gilid ng prop" ay 21mm (kung ang board ay may 160mm), anghel: 15 degree

Mga Update:

• (Mayo 2, 2017), i-edit ang ilang mga larawan na may mga paglalarawan
• (Mayo 3, 2017), magdagdag ng hakbang: Paano Nakakaayos ang Mga Voxels

Runner Up sa Microcontroller Contest 2017