PropHelix - 3D POV Display: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Люди всегда были очарованы голографическими изображениями. Есть несколько способов сделать это.

В своем проекте я использую вращающуюся спираль из светодиодных лент. Всего имеется 144 светодиода, которые могут отображать 17280 вокселей с 16 цветами. Воксели расположены по кругу на 12 уровнях. Светодиоды управляются только одним микроконтроллером. Поскольку я использовал светодиоды APA102, мне не нужны дополнительные драйверы или транзисторы. Так что электронную часть построить проще. Еще одно преимущество - беспроводное электроснабжение. Вам не нужны щетки и нет потерь на трение.

Шаг 1: спецификация

См. Следующий шаг для деталей, напечатанных на 3D-принтере

Для приводного вала:

• 4 шт. винт М4х40 с 8 гайками и шайбами 4шт.
• Винт M3x15 для крепления мотора к пластине
• металлическая / алюминиевая пластина 1-2мм, 60х80мм или другой материал для крепления мотора
• 3шт. Винт M3x15 для крепления привода к двигателю.

• Бесщеточный двигатель с тремя отверстиями M3 для приводов (вал опционально / не нужен), вот версия с большим крутящим моментом.

• ESC 10A или больше, посмотрите характеристики двигателя

Для ESC:

Arduino Pro Mini

Энкодер с кнопкой (для регулирования скорости)

Для ротора

• Винт M5x80 с двумя гайками и несколькими шайбами
• 1м 144 APA 102 LED (24 полосы по 6шт.)
• Электролитический конденсатор 1000 мкФ 10 В
• TLE 4905L датчик Холла + магнит
• подтягивающий резистор 10к, 1к
• Модуль беспроводного зарядного устройства 12 В Блок питания 5 В + радиатор (20x20x20 мм), см. Изображения
• 3 шт. ленточная матрица PCB, 160x100 мм
• Макетная плата 50х100 мм для микроконтроллера
• клей хороший, чтобы полосы не разлетались
• термоусадочная трубка
• Блок питания 12В 2-3А постоянного тока

Микроконтроллер Parallax Propeller:

Не бойтесь этого микроконтроллера, это мощный 8-ядерный микроконтроллер с частотой 80 МГц, который так же легко программировать / прошивать, как и Arduino! На сайте параллакса доступно несколько досок.

Другой (мой) выбор - CpuBlade / P8XBlade2 от кластера, на борту есть устройство чтения карт памяти microSD, а двоичный файл является загрузочным без программирования!

Для программирования пропеллера, а также некоторых ардуинов вам понадобится переходная плата USB-TTL.

Инструменты, которые я использовал:

• Нож
• паяльная станция и припой
• сверлильный стол 4 + 5 мм сверлильный
• ножницы и рашпиль / напильник для макетов
• гаечный ключ 7 + 8 + 10 мм
• шестигранный ключ 2, 5 мм
• молоток + кернер для разметки отверстий под мотор на металлической пластине
• настольные тиски для гибки металлической пластины П-образной формы
• 3D-принтер + нить PLA
• термоклей
• несколько плоскогубцев, бокорезы

Шаг 2: детали, напечатанные на 3D-принтере

Здесь вы можете увидеть детали, которые я напечатал из PLA. От распорки требуется 12 штук (третья часть), которая образует прямой угол между платами светодиодов.

Шаг 3. Беспроводное питание и крепление двигателя

На этом этапе я покажу вам беспроводное питание. Эти катушки обычно используются для зарядки мобильных телефонов. Входное напряжение 12В, выходное 5В. Это идеально подходит для нашей спирали. Макс. ток около 2А. Для светодиодов достаточно 10 Вт. Я не использую максимальную яркость светодиодов и не включаю все светодиоды одновременно.

Одна ВАЖНАЯ вещь: используйте радиатор для печатной платы первичной катушки, потому что она сильно нагревается! Еще я использую небольшой вентилятор для охлаждения радиатора.

Как видите, я использую готовую металлическую пластину для крепления двигателя, но вы также можете согнуть (алюминиевую) пластину. Используйте примерно 60x60 мм для верхней и 10x60 мм для боковых панелей. Вдобавок я прикрепил пластину на тяжелый деревянный брусок.

Шаг 4: Мотор / Управление

Вот схема, как управлять двигателем. Я использую ардуино с энкодером для скорости и кнопкой старт / стоп. Также прилагается скетч Arduino. Чтобы запрограммировать Arduino, посмотрите несколько инструкций здесь, в инструкциях:-)

Бесщеточный двигатель - это небольшой тип 50 г, который остался. Я рекомендую двигатель немного большего размера.

Шаг 5: спираль

Изготовлен из 12 стрипбордов / вербордов, в центре просверлено отверстие 5мм. Убедитесь, что сзади есть как минимум 4 медных полоски. Внешние медные полоски используются для питания светодиодных лент. Внутренние медные полоски предназначены для ДАННЫХ и ЧАСОВ и разделены с обеих сторон. Одна сторона доски - четная, а другая - нечетная для пикселей. Всего имеется 4 группы по 36 светодиодов. Эти 36 светодиодов разделены на 6 светодиодов на первых 6 уровнях. Итак, есть четная / нечетная и верхняя / нижняя группы.

Шаг 6: Схема спирали

Схема использует более старую и большую плату микроконтроллера fritzing, потому что я не нахожу шаблонов fritzing новых / текущих плат Propeller.

Для управления светодиодами я использую микроконтроллер Propeller от компании Parallax. Два контакта микроконтроллера 6х6 = 36 светодиодов. Итак, это 4 группы светодиодов (схема) сверху:

1. ровный / нижний
2. нечетный / нижний
3. нечетный / верхний
4. четный / верхний

Программное обеспечение прилагается, взгляните на мои предыдущие инструкции (шаг 4) по программированию микроконтроллера Propeller.

Шаг 7: Как устроены вокселы

На этом листе вы можете увидеть, как расположены воксели.

За один оборот изготавливается 120 рам. Каждый кадр состоит из 12x12 = 144 вокселей, что в сумме дает 120x144 = 17280 вокселей. Каждый Voxel получает 4 бита для цвета, поэтому нам потребуется 8640 байт RAM.

Шаг 8: Дополнительная информация

Убедитесь, что спираль вращается против часовой стрелки!

Очень важно перед вращением уравновесить спираль противовесами. Используйте защитные очки и много клея для деталей, которые могут «улететь».

Расстояние между «краями опоры» составляет 21 мм (если у доски 160 мм), угол наклона: 15 градусов.

Обновления:

• (2 мая 2017 г.), отредактируйте несколько фото с описанием
• (3 мая 2017 г.), добавьте шаг: Как устроены вокселы

Финалист конкурса микроконтроллеров 2017