2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang mga LED ay kahanga-hanga, ang mga ito ay napakaliit ngunit maliwanag, makulay ngunit madaling makontrol. Marami sa atin ang nagsisimulang malaman ang LED mula pa noong ating unang mga aralin ng electronics. At ang aking pag-ibig sa mga LED ay nagsimula nang sabay. Kapag nagpakita ako ng isang LED demo sa aking mga kaibigan sa trabaho. Sinabi ng isang batang babae: Gustung-gusto ko ang mga LEDs, magpapakasal ako sa mga LED. (Sinabi niya na totoo:)) Naniniwala akong marami sa iyo ang nagbabahagi din ng parehong pag-ibig.

Ang isang LED sa pamamagitan ng sarili nito ay sapat na cool, ngunit sa likas na katangian ng tao, gumagawa kami ng mga cool na cooler at mas malamig na LED. Ang mga LED strip ay gumawa ng isang lugar sa isang linya, ginawa ito ni Matrix na isang 2D na ibabaw, ang ilang henyo ay gumawa ng mga LED Cube upang magaan ang puwang ng 3D (maghanap ng mga proyekto sa LED Cube na itinuturo, o tingnan ang video na ito, ang aking paborito. Maaari ka ring bumili ng 3 x 3 LED Cube kit sa Radioshack para sa 20 pera).

Ang mga magarbong cubes na ito ang sumabog sa aking isipan noong unang beses ko silang makita. Alam kong nais kong bumuo agad ng isa. Pagkatapos ng ilang online na pagsasaliksik at ginulo ang radioshack kit nang ilang sandali. Pakiramdam ko ito ay hindi isang madaling trabaho para sa akin na bumuo ng isang malaking (hindi bababa sa 6x6x6) solong kulay na LED cube, pabayaan ang cool na RGB na gusto ko. Kailangan mo ng magagandang kasanayan sa paghihinang upang gumana ito at magmukhang maganda. Maraming mga kable at kumplikadong pag-coding.

Huwag panghinaan ng loob sa akin bagaman, may sapat na sapat na mga tutorial para dumaan ka. At ang ilang pagsasanay ay maaaring gumawa ng pagiging perpekto. Wala lamang akong sapat na oras at pagsisikap upang mabuo ang panghuli hamon na LED (para sa akin). Nais ko lamang na bumuo ng isang bagay na maganda bago ang kaarawan ng aking kasintahan (hindi isang buong maraming oras), bilang isang regalo.

Hakbang 1: Ang Ideya

Kaya ang layunin dito para sa akin ay, upang magdisenyo ng isang bagay na kasing cool ng LED cube, ngunit mas madaling mabuo, makatipid ng oras at maaaring pera. Nagsimula akong gumawa ng mas maraming pananaliksik tungkol sa mga light show, ang korte ng gilid na ilaw ay cool din. Pagkatapos ng ilang doodling, nakuha ko ang isang ideya: paano kung gumagamit kami ng isang LED matrix at maraming mga piraso ng malinaw na plastik, upang magaan ang isang puwang ng 3D?

Ngunit paano ito magkakaroon ng lalim ng patlang (ang pangatlong sukat)? Sa pamamagitan ng pagtingin sa mga disenyo ng ilaw sa gilid, tila saanman maputol o mabuhangin ay mahuhuli ang mga litrato. Kaya sa mga malilinaw na bahagi sa bawat hilera / haligi, kung mayroon silang mga lugar na magkakaiba ang taas ay nakaukit / na-sanded, isang ikatlong sukat ang idinagdag.

Hakbang 2: Bagay na Kailangan Mo

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x Malinaw na Extruded Acrylic Rectangular Bar, 3/8 "Makapal, 3/8" Lapad, 6 'Length McMaster

Arduino Uno

470 Ohm risistor

Kapasitor 1000 uf

5V 2A Power supply

Babae DC Power adapter - 2.1mm jack upang i-block ang terminal block

Isang bagay na pinagsasama ang lahat ng bagay, kahoy, karton, foam core, o 3D na naka-print ang iyong pabahay!

Hakbang 3: Ihanda ang mga Bar

Bago natin harapin ang mga bar, gumawa muna tayo ng pagkalkula. Dahil kailangan kong mag-order ng mga bagay nang maaga, hindi ko alam ang spacing sa pagitan ng bawat solong LEDs. Batay sa sukat na inilarawan sa adafruit, kinakalkula ko ang spacing ay 71.17mm / 8 = 8.896mm = 0.35inch. Ang pinakamalapit na bar na maaari mong makuha ay 3/8 pulgada ang kapal. Kaya't sa huli ang 8 bar ay bahagyang mas malawak kaysa sa LED Matrix, ngunit gayon pa man, ang bawat bar ay nasa tuktok ng isang LED.

Dahil gumagawa kami ng 8 x 8 x 8 cube, kailangang magkaroon ng 8 3/8 na mga parisukat sa Z axis. 3/8 x 8 = 3. Dagdag ng ilang labis upang maipagsama ang mga ito sa paglaon. Napagpasyahan kong ang bawat bar ay nasa 3.5 pulgada ang haba.

Tinanong ko ang aking propesyonal na kaibigan sa tagagawa ng modelo na si Denis tungkol sa kung paano makamit ang nais ko. Narito ang plano:

1. Gupitin ang mga bar sa piraso gamit ang isang band saw, mag-iwan ng dagdag na haba dito.
2. Gumamit ng isang milling machine at tapusin ang bit mill upang i-cut ang flush ng gilid. Hindi ito magiging perpektong makinis.
3. Iminungkahi sa akin ni Denis na buhangin ang lahat ng mga gilid, ngunit isinasaalang-alang mayroong 8 x 8 = 64 bar, nilaktawan ko ang hakbang na ito
4. Mga Polish bar na may polish wheel.
5. Masking tape ang mga bar, iwanan lamang ang lugar ng block na nais mong ilawan sa paglaon. Maaari mong makuha ang pinakamahusay na kalidad kung i-tape mo nang paisa-isa. Nag-tape ako ng isang set nang paisa-isa upang makatipid ng ilang oras.
6. Sinabog ng bead ang mga nakatakip na bar.
7. Ulitin!

Binili ko ang mga bar na ito na nag-iisip na makatipid ako ng kaunting oras sa paggupit sa kanila. Ngunit sa pag-unlad ng proyekto naisip ko na marami pa ring paulit-ulit na gawain. Mayroon bang ibang mga pagpipilian?

Sa susunod marahil ay susubukan ko ang pagputol ng laser sa kanila. 3/8 pulgada makapal na acrylic ay maaaring maging isang maliit na mapaghamong para sa isang libangan laser cutter. Ngunit kung makakahanap ka ng isa, maaari kang makatipid ng kaunting oras.

Hakbang 4: Wire Upm Ang mga Ito

Ang Adafruit ay may napakahusay na tutorial ng mga produktong Neopixal. At nag-a-update sila sa paglipas ng panahon. Nang magsimula akong makipaglaro sa kanila, hindi nila nabanggit na dapat mayroong isang risistor sa pagitan ng arduino at ng matrix. Sa gayon ay pinirito ko ang ilang LEDs. Ngunit huwag magalala, karaniwang iprito lamang nito ang kauna-unahang LED. Kaya't lubos kong inirerekumenda na mag-order ka ng ilang kapalit na mga LED chip (WS2812S 5050 RGB LED na may Integrated Driver Chip) kung alam mo kung paano masira ang mga bahagi ng SMT (O alam ng isang kaibigan kung paano ko gusto, salamat Eric).

Ang koneksyon ay talagang medyo madali. Ang lahat ng mga produktong Neo pixal ay may tatlong mga pin, + 5v, GND at Digit In. Ang isang panlabas na lakas ay kinakailangan bagaman para sa isang NeoMatrix. Ipinapakita ng imahe sa itaas ang mga detalye. Siguraduhin lamang na mayroon kang proteksyon ng capacitor at resistor.

Hakbang 5: Nagsimula ang Pag-coding

Matapos ang lahat ng kumonekta, dapat kang mag-download ng Neopixel library at patakbuhin ang test code. Kapag nag-iilaw ito, mamangha ka! Seryoso kong tinitigan ito hangga't kaya ng aking mga mata (napakaliwanag nila!). Makakakita ka ng 4 na LED na naka-off, ngunit huwag mag-panic, maayos ang mga ito, lahat dahil ang test code ay tumutukoy lamang sa 60 LEDs. Palitan lang yan ng 64.

Pagkatapos ay maaari mong i-download ang NeoMatrix Library upang hayaan itong sabihin na "Howdy" sa iyo.

Gayundin, upang gumuhit ng mga pabuong hugis, kakailanganin mo ang Adafruit GFX library. Maaari kang mag-scroll ng mga teksto, iguhit ang bawat solong pixel, linya, parihaba, bilog at iba pa. Sa pamamagitan ng paggamit ng command na drawPixel, maaari kang gumawa ng na-customize na mga hugis.

Ang paraang ginawa ko para sa aking mga hugis ay, iginuhit ko muna ang gusto ko sa isang 8 x 8 grid sa Adobe Illustrator muna (Maaari kang gumamit ng anumang 2D software, o gumuhit kahit sa papel muna. Sa hakbang na ito ay dinisenyo mo ang mga hugis at tiyaking ikaw gusto ito, kaya hindi mo na kailangang baguhin ito sa paglaon ng programa na gumugugol ng mas maraming oras). Pagkatapos tukuyin ang isang 2D array sa arduino sketch tulad nito:

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 }, };

Sa array na ito, ang 1 ay nangangahulugang isang pixel na nag-iilaw, at 0 ay nangangahulugang naka-off. Sa void loop (), maaari ka lamang tumawag

para sa (int i = 0; i <8; i ++) {

para sa (int j = 0; j <8; j ++) {

kung (puso [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

pagkaantala (20);

upang iguhit ang hugis ng puso.

Sa 2D array, maaari kang magtapon ng iba pang mga numero upang kumatawan sa iba pang mga kulay, at magdagdag ng maraming iba pang kung mga pahayag.

Sinubukan kong lumikha ng isang 3D array, kasama ang pangatlong dimensyon bilang kulay. Ito ay masyadong kumplikado upang i-type para sa mga simpleng mga hugis. Maaari mong subukan iyon kung nais mong ipakita ang talagang makulay ngunit tiyak na imahe.

Hakbang 6: Magkasama

Nag-print ako ng mga bahagi ng pabahay ng 3D at pinagsama-sama ang mga ito, sa hakbang na ito maaari mong gamitin ang anumang materyal sa paligid mo, card board, kahoy, foam core. Siguraduhin lamang na ang lahat ng mga bar ay naayos nang mahigpit at ligtas sa tuktok ng NeoMatrix

Narito ang mga file ng STL:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Hakbang 7: Plano sa Hinaharap

Gumawa ng ilang magagandang graphic binding sa musika.

Maglaro sa paligid ng layout ng mga bar, anong bagong pakikipag-ugnayan ang maaari mong makuha sa iba't ibang pagsasaayos?

Sa wakas, salamat sa panonood! Kung gagawa ka ng katulad na bagay, mangyaring ipaalam sa akin. Hindi makapaghintay upang makita ang iyong light show!

Tumatakbo sa Paligsahan sa Makerlympics