2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

LEDs sind großartig, sie sind so klein, aber hell, farbenfroh, aber einfach zu steuern. Viele von uns kennen LED seit unseren ersten Lektionen in Elektronik. Und gleichzeitig begann meine Liebe zu LEDs. Einmal zeigte ich meinen Arbeitskollegen eine LED-Demo. Ein Mädchen sagte: Ich liebe LEDs, ich werde LEDs heiraten. (Sie hat das wirklich gesagt:)) Ich glaube, viele von euch teilen auch die gleiche Liebe.

Eine LED an sich ist cool genug, aber von Natur aus machen wir LEDs immer cooler. LED-Streifen machten einen Punkt zu einer Linie, Matrix machte es zu einer 2D-Oberfläche, einige Genies machten LED-Würfel, um den 3D-Raum zu beleuchten (suchen Sie LED-Cube-Projekte auf anweisbaren oder schauen Sie sich dieses Video an, mein Favorit. Sie können sogar ein 3 x kaufen 3 LED-Würfel-Kit in Radioshack für 20 Dollar).

Diese ausgefallenen Würfel haben mich umgehauen, als ich sie zum ersten Mal sah. Ich wusste, dass ich sofort einen bauen möchte. Nach einigen Online-Recherchen und einer Weile mit dem Radioshack-Kit herumgespielt. Ich glaube, es ist keine leichte Aufgabe für mich, einen großen (mindestens 6x6x6) einfarbigen LED-Würfel zu bauen, geschweige denn das coole RGB, das ich will. Sie benötigen ziemlich gute Lötkenntnisse, damit es funktioniert und gut aussieht. Viel Verkabelung und komplizierte Codierung.

Lassen Sie sich von mir jedoch nicht entmutigen, es gibt genügend Tutorials, die Sie durchgehen können. Und etwas Übung kann zur Perfektion führen. Ich habe einfach nicht genug Zeit und Mühe, um diese ultimative LED-Herausforderung (für mich) zu bauen. Ich möchte nur vor dem Geburtstag meiner Freundin (nicht viel Zeit) etwas Schönes bauen, als Geschenk.

Schritt 1: Die Idee

Das Ziel hier ist also für mich, etwas so Cooles wie LED-Würfel zu entwerfen, das aber einfacher zu bauen ist, Zeit spart und möglicherweise Geld kostet. Ich fing an, mehr über Lichtshows zu recherchieren, figurierte Kantenbeleuchtung ist auch cool. Nach einigem Kritzeln kam mir eine Idee: Was wäre, wenn wir eine LED-Matrix und viele durchsichtige Plastikteile verwenden, um einen 3D-Raum zu beleuchten?

Aber wie könnte es die Schärfentiefe (die dritte Dimension) haben? Wenn man sich diese Kantenbeleuchtungsdesigns ansieht, scheint es, dass überall dort, wo geschnitten oder geschliffen wird, die Photonen eingefangen werden. Auf den durchsichtigen Teilen in jeder Reihe/Spalte wird also, wenn sie Bereiche in unterschiedlicher Höhe haben, geätzt/geschliffen, eine dritte Dimension hinzugefügt.

Schritt 2: Sachen, die Sie brauchen

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x klare, extrudierte rechteckige Acrylstange, 3/8" dick, 3/8" Breite, 6' Länge McMaster

Arduino Uno

470 Ohm Widerstand

Kondensator 1000 uf

5V 2A Netzteil

Buchse DC-Netzteil - 2,1 mm Klinke auf Schraubklemmenblock

Etwas, um alles zusammenzuhalten, Holz, Pappe, Schaumstoffkern oder 3D-Druck Ihres Gehäuses!

Schritt 3: Bereiten Sie die Bars vor

Bevor wir uns mit den Balken befassen, lassen Sie uns zuerst einige Berechnungen anstellen. Da ich Sachen im Voraus bestellen muss, kenne ich den Abstand zwischen den einzelnen LEDs nicht. Basierend auf den auf adafruit beschriebenen Abmessungen habe ich den Abstand von 71,17 mm / 8 = 8,896 mm = 0,35 Zoll berechnet. Die nächstgelegene Stange, die Sie bekommen können, ist 3/8 Zoll dick. Am Ende sind also 8 Balken etwas breiter als die LED-Matrix, aber trotzdem befindet sich jeder Balken über einer LED.

Da wir einen 8 x 8 x 8 Würfel herstellen, müssen 8 3/8 Quadrate auf der Z-Achse vorhanden sein. 3/8 x 8 = 3. Plus etwas mehr, um sie später zusammenzubinden. Ich entschied, dass jeder Balken 3,5 Zoll lang ist.

Ich habe meinen professionellen Modellbauer-Freund Denis gefragt, wie ich das erreichen kann, was ich will. Hier ist der Plan:

1. Schneiden Sie die Stangen mit einer Bandsäge in Stücke, lassen Sie hier etwas mehr Länge.
2. Verwenden Sie eine Fräsmaschine und einen Schaftfräser, um die Kante bündig zu schneiden. Es wird nicht perfekt glatt.
3. Denis schlug mir vor, alle Kanten zu schleifen, aber da es 8 x 8 = 64 Balken gibt, habe ich diesen Schritt übersprungen
4. Polierstäbe mit einem Polierrad.
5. Kleben Sie die Balken ab, lassen Sie nur den Blockbereich, den Sie später belichten möchten. Sie können die beste Qualität erzielen, wenn Sie eins nach dem anderen aufnehmen. Ich habe einen Satz nach dem anderen aufgenommen, um etwas Zeit zu sparen.
6. Beadsprengen Sie die maskierten Stäbe.
7. Wiederholen!

Ich habe diese Riegel gekauft, weil ich dachte, dass ich beim Schneiden etwas Zeit sparen kann. Aber als das Projekt voranschritt, stellte ich fest, dass es immer noch eine Menge repetitiver Arbeit ist. Gibt es andere Möglichkeiten?

Das nächste Mal werde ich wahrscheinlich versuchen, sie mit dem Laser zu schneiden. 3/8 Zoll dickes Acryl kann für einen Hobby-Laserschneider eine kleine Herausforderung sein. Aber wenn Sie einen finden, können Sie etwas Zeit sparen.

Schritt 4: Verdrahten Sie sie

Adafruit hat ein sehr gutes Tutorial zu seinen Neopixal-Produkten. Und sie werden im Laufe der Zeit aktualisiert. Als ich anfing, mit ihnen zu spielen, erwähnten sie nicht, dass es einen Widerstand zwischen Arduino und der Matrix geben sollte. So habe ich ein paar LEDs gebraten. Aber keine Sorge, normalerweise wird nur die allererste LED gebraten. Daher empfehle ich Ihnen dringend, einige Ersatz-LED-Chips (WS2812S 5050 RGB LED mit integriertem Treiberchip) zu bestellen, wenn Sie wissen, wie man SMT-Komponenten entlötet (oder einen Freund hat, der wie ich weiß, danke Eric).

Die Verbindung ist eigentlich ganz einfach. Alle Neo-Pixal-Produkte haben drei Pins, +5V, GND und Digit In. Für eine NeoMatrix wird jedoch eine externe Stromversorgung benötigt. Das obige Bild zeigt Details. Stellen Sie nur sicher, dass Sie den Schutz des Kondensators und des Widerstands haben.

Schritt 5: Codierung gestartet

Nachdem alles verbunden ist, sollten Sie die Neopixel-Bibliothek herunterladen und den Testcode ausführen. Wenn es aufleuchtet, werden Sie staunen! Ich starre es ernsthaft an, so lange meine Augen es ertragen können (sie sind so hell!). Sie werden sehen, dass 4 LEDs aus sind, aber keine Panik, sie sind in Ordnung, es liegt nur daran, dass der Testcode nur 60 LEDs definiert. Ändere das einfach auf 64.

Dann können Sie die NeoMatrix-Bibliothek herunterladen, damit sie Ihnen "Howdy" sagen kann.

Außerdem benötigen Sie zum Zeichnen dynamischer Formen die Adafruit GFX-Bibliothek. Sie können Texte scrollen, jedes einzelne Pixel, Linien, Rechtecke, Kreise und vieles mehr zeichnen. Mit dem Befehl drawPixel können Sie benutzerdefinierte Formen erstellen.

Für meine Formen habe ich zuerst in Adobe Illustrator das Gewünschte in einem 8 x 8-Raster gezeichnet (Sie können jede 2D-Software verwenden oder sogar zuerst auf Papier zeichnen. In diesem Schritt entwerfen Sie die Formen und stellen sicher, dass Sie wie es, so dass Sie es später nicht ändern müssen, was mehr Zeit in Anspruch nimmt). Definieren Sie dann ein 2D-Array in der Arduino-Skizze wie folgt:

Byte Herz[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 }, };

In diesem Array steht 1 für ein leuchtendes Pixel und 0 bedeutet aus. In der void loop() können Sie einfach aufrufen

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

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

if(herz[j]==1){

matrix.drawPixel(j, i, ROT);

}

}

}

matrix.show();

Verzögerung (20);

um die Herzform zu zeichnen.

Im 2D-Array können Sie andere Zahlen werfen, um andere Farben darzustellen, und mehrere andere if-Anweisungen hinzufügen.

Ich habe versucht, ein 3D-Array mit der dritten Dimension als Farbe zu erstellen. Es ist zu kompliziert, für einfache Formen zu tippen. Sie können das versuchen, wenn Sie ein wirklich farbenfrohes, aber spezifisches Bild zeigen möchten.

Schritt 6: Zusammenfügen

Ich 3D-gedruckte Gehäuseteile und füge sie zusammen, in diesem Schritt kannst du jedes Material um dich herum verwenden, Karton, Holz, Schaumstoffkern. Stellen Sie nur sicher, dass alle Stangen fest und sicher auf der NeoMatrix. befestigt sind

STL-Dateien sind hier:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Schritt 7: Zukunftsplan

Machen Sie eine schöne grafische Bindung mit Musik.

Spielen Sie mit dem Layout der Balken herum. Welche neue Interaktion können Sie mit einer anderen Konfiguration erzielen?

Endlich danke fürs Zuschauen! Wenn Sie etwas Ähnliches machen, lassen Sie es mich bitte wissen. Ich kann es kaum erwarten, Ihre Lichtshow zu sehen!

Zweiter im Makerlympics-Wettbewerb