2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Светодиоды потрясающие, они такие крошечные, но яркие, красочные, но ими легко управлять. Многие из нас начинают знать светодиоды с первых уроков электроники. И тогда же началась моя любовь к светодиодам. Однажды я показал своим друзьям на работе демонстрацию светодиодов. Девушка сказала: «Я люблю светодиоды, я выйду замуж за светодиоды» (она сказала это по-настоящему:)) Я верю, что многие из вас тоже разделяют эту любовь.

Один светодиод сам по себе достаточно крутой, но по своей природе мы делаем светодиоды все круче и холоднее. Светодиодные ленты сделали одно пятно на линии, Matrix сделала его двумерной поверхностью, какой-то гений создал светодиодные кубы для освещения трехмерного пространства (ищите проекты LED Cube по инструкции или посмотрите это видео, мое любимое. Вы даже можете купить 3 x Комплект 3 LED Cube в Radioshack за 20 баксов).

Эти причудливые кубики поразили меня, когда я впервые увидел их. Я знал, что хочу построить его немедленно. После некоторого онлайн-исследования и некоторое время возился с комплектом радиошак. Мне кажется, мне нелегко построить большой (как минимум 6x6x6) одноцветный светодиодный куб, не говоря уже о крутой RGB, которую я хочу. Вам нужны хорошие навыки пайки, чтобы он работал и выглядел красиво. Много разводки и сложной кодировки.

Не расстраивайтесь из-за меня, есть достаточно хороших руководств, которые вы можете пройти. И некоторая практика может привести к совершенству. У меня просто не хватает времени и усилий, чтобы решить эту непреодолимую задачу (для меня) со светодиодами. Я просто хочу построить что-нибудь красивое перед днем рождения моей девушки (не очень много времени) в качестве подарка.

Шаг 1. Идея

Итак, моя цель - создать что-то столь же крутое, как светодиодный куб, но более простое в сборке, экономящее время и, возможно, деньги. Я начал больше исследовать световые шоу, фигурное краевое освещение тоже круто. После некоторого рисования у меня возникла идея: что, если мы используем светодиодную матрицу и множество кусков прозрачного пластика, чтобы осветить трехмерное пространство?

Но откуда у него глубина резкости (третье измерение)? Глядя на эти краевые конструкции освещения, кажется, что везде, где порезано или отшлифовано, будут ловиться фотоны. Таким образом, на прозрачных частях в каждой строке / столбце, если они имеют участки разной высоты, протравлены / отшлифованы, добавляется третье измерение.

Шаг 2: что вам нужно

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x прозрачные экструдированные акриловые прямоугольные стержни, толщиной 3/8 дюйма, шириной 3/8 дюйма, длиной 6 футов McMaster

Ардуино Уно

Резистор 470 Ом

Конденсатор 1000 мкФ

5V 2A Блок питания

Женский адаптер питания постоянного тока - разъем 2,1 мм для винтовой клеммной колодки

Что-нибудь, что скрепит все вместе: дерево, картон, пенопласт или 3D-печать вашего дома!

Шаг 3: приготовьте бруски

Прежде чем мы займемся барами, давайте сначала сделаем некоторые вычисления. Поскольку мне нужно заказывать вещи заранее, я не знаю расстояния между отдельными светодиодами. Основываясь на размерах, описанных на adafruit, я рассчитал, что расстояние составляет 71,17 мм / 8 = 8,896 мм = 0,35 дюйма. Ближайший стержень, который вы можете получить, имеет толщину 3/8 дюйма. Таким образом, в итоге 8 полосок немного шире, чем светодиодная матрица, но все же каждая полоса находится на вершине светодиода.

Поскольку мы делаем куб 8 x 8 x 8, на оси Z должно быть 8 квадратов 3/8. 3/8 x 8 = 3. Плюс еще немного, чтобы связать их позже. Я решил, что каждая планка имеет длину 3,5 дюйма.

Я спросил своего друга-профессионального модельера Дениса, как добиться того, чего я хочу. Вот план:

1. Разрежьте бруски ленточной пилой, оставьте здесь немного лишней длины.
2. Используйте фрезерный станок и концевую фрезу, чтобы обрезать кромку заподлицо. Это не будет идеально гладко.
3. Денис предложил мне отшлифовать все края, но, учитывая, что бруски 8 x 8 = 64, я пропустил этот шаг.
4. Полировка брусков с помощью полировального круга.
5. Заклеивая стержни изолентой, оставьте только участок блока, который вы хотите осветить позже. Вы можете получить лучшее качество, если будете записывать по одному. Я записывал по одному комплекту за раз, чтобы сэкономить время.
6. Бусинки взорвите замаскированные бруски.
7. Повторить!

Я купил эти слитки, думая, что смогу сэкономить время на их обрезке. Но по мере развития проекта я понял, что это все еще много повторяющейся работы. Есть другие варианты?

В следующий раз, наверное, попробую их вырезать лазером. Акрил толщиной 3/8 дюйма может быть немного сложным для любительского лазерного резака. Но если вы его найдете, это может сэкономить вам время.

Шаг 4: Подключите их

У Adafruit есть очень хорошее руководство по продуктам Neopixal. И они со временем обновляются. Когда я начал с ними играть, они не упомянули, что между ардуино и матрицей должен быть резистор. Таким образом я зажарил пару светодиодов. Но не волнуйтесь, обычно зажгется только самый первый светодиод. Поэтому я настоятельно рекомендую вам заказать несколько сменных светодиодных чипов (светодиод WS2812S 5050 RGB со встроенным чипом драйвера), если вы знаете, как демонтировать компоненты SMT (или у вас есть друг, который знает, как я, спасибо, Эрик).

Соединение на самом деле довольно простое. Все продукты Neo pixal имеют три контакта: + 5 В, GND и Digit In. Однако для NeoMatrix требуется внешний источник питания. На изображении выше показаны детали. Просто убедитесь, что у вас есть защита конденсатора и резистора.

Шаг 5. Кодирование началось

После того, как все подключено, вы должны загрузить библиотеку Neopixel и запустить тестовый код. Когда он загорится, вы будете поражены! Я серьезно смотрю на него столько, сколько могут видеть мои глаза (они такие яркие!). Вы увидите, что 4 светодиода выключены, но не паникуйте, они в порядке, все потому, что тестовый код определяет только 60 светодиодов. Просто измените это на 64.

Затем вы можете загрузить библиотеку NeoMatrix, чтобы она сказала вам «Привет».

Кроме того, для рисования динамических фигур вам понадобится библиотека Adafruit GFX. Вы можете прокручивать текст, рисовать каждый пиксель, линии, прямоугольники, круги и многое другое. Используя команду drawPixel, вы можете создавать индивидуальные формы.

То, что я сделал для своих форм, я сначала нарисовал в сетке 8 x 8 в Adobe Illustrator (вы можете использовать любое программное обеспечение для 2D или сначала рисовать даже на бумаге. На этом этапе вы создаете формы и убедитесь, что вы нравится, поэтому вам не нужно менять его позже, программирование, которое отнимает больше времени). Затем определите 2D-массив в скетче Arduino следующим образом:

байт сердца [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 }, };

В этом массиве 1 означает пиксель, который светится, а 0 означает выключенный. В void loop () вы можете просто вызвать

for (int i = 0; i <8; i ++) {

for (int j = 0; j <8; j ++) {

if (heart [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

задержка (20);

чтобы нарисовать форму сердца.

В 2D-массиве вы можете использовать другие числа для представления других цветов и добавить несколько других операторов if.

Я попытался создать трехмерный массив с третьим измерением в качестве цвета. Для простых форм слишком сложно печатать. Вы можете попробовать это, если хотите показать действительно красочное, но конкретное изображение.

Шаг 6: Соберите вместе

Я напечатал на 3D-принтере детали корпуса и собрал их вместе, на этом этапе вы можете использовать любой материал вокруг вас: картон, дерево, пенопласт. Просто убедитесь, что все стержни плотно и надежно закреплены на NeoMatrix.

Файлы STL находятся здесь:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Шаг 7: план на будущее

Сделайте красивую графическую привязку с музыкой.

Поиграйте с макетом полос, какое новое взаимодействие вы можете получить с другой конфигурацией?

Наконец, спасибо за просмотр! Если вы собираетесь сделать что-то подобное, дайте мне знать. Не могу дождаться, чтобы увидеть ваше световое шоу!

Финалист конкурса Makerlympics