500 LED-Pixel RGB-Brick: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

چندی پیش من یک LED-Coffetable 10x10 با برخی از این LED های WS2812 ساختم ، اما حتی اگر امکان بازی قدیمی بازی Snake با تلفن هوشمند متصل به آن وجود داشته باشد ، من چیز خاصی می خواهم. بنابراین من تصمیم گرفتم چند مورد دیگر را به عنوان مکعب تنظیم کنم تا امکانات بیشتری برای ایجاد انیمیشن و بازی ها به دست آورم و ما اینجا هستیم: RGB-Brick.

من می خواهم از کل تیم LED-STUDIEN که آن پروژه را تأمین کردند تشکر کنم ، اما به ویژه از دنیس جکستین به عنوان مخاطب من. بدون کمک آنها من نمی توانم این LED-Cube را بسازم.

مرحله 1: الهام بگیرید

در اینجا چند تصویر و ویدئوی کوچک با برخی از قابلیت های آجر ، از جمله انیمیشن های فراوان ، آتش (کار در حال انجام) برای فضای گرم ، تجسم کننده موسیقی و بازی های مار و تتریس وجود دارد.

مرحله 2: آنچه شما نیاز دارید

در اینجا لیستی از تمام مواد مورد نیاز شما آمده است ، برخی از آنها ضروری نیستند و برخی دیگر را می توانید با موارد دلخواه خود جایگزین کنید:

1. 500 LED WS2812 30 پیکسل در متر
2. منبع تغذیه 5 ولت 30 آمپر
3. نوجوان 3.2
4. وای فای ESP8266

5. چند تکه چوب:

   1. 1x: 27 ، 2cm x 27 ، 2cm x 1 ، 0cm ، برای درب
   2. 2x: 29 ، 6cm x 27 ، 2cm x 1 ، 0cm ، برای پانل های جانبی بزرگ
   3. 2x: 25 ، 2cm x 29 ، 6cm x 1 ، 0cm ، برای پانل های جانبی کوچک
   4. 1x: 34 ، 0cm x 34 ، 0cm x 1 ، 9cm ، برای قسمت پایین
   5. 8x: 34 ، 0cm x 4 ، 6cm x 0 ، 3cm ، برای لبه های شبکه LED
   6. 100x: 34 ، 0cm x 3 ، 3cm x 0 ، 3cm ، برای شبکه LED

6. چند تکه شیشه اکریلیک:

   1. 1x: 34 ، 0cm x 34 ، 0cm x 0 ، 3cm
   2. 2x: 34 ، 0cm x 36 ، 3cm x 0 ، 3cm
   3. 2x: 34 ، 6cm x 36 ، 3cm x 0 ، 3cm
   4. 1x: 10 ، 0cm x 7 ، 5cm x 0 ، 3cm (اختیاری ، برای ترمینال)
7. تخته صوتی نوجوانان (اختیاری)
8. سیم ، تنظیم کننده ولتاژ ، گیره کابل ، زنگ ، دکمه ، سنسور دما (اختیاری)
9. چسب چوب ، چسب اکریلیک شیشه ، پیچ و چیزهای کوچک دیگر

اگر ترمینالی در انتهای مکعب می خواهید (برای جک قدرت اختیاری است):

1. جک قدرت 230 ولت
2. سوئیچ 230 ولت
3. جک صوتی
4. کابل فرمت USB

مرحله 3: ساخت جعبه

اول از همه ما قصد داریم جعبه چوبی و شبکه LED را بسازیم. ابعاد مکعب با فاصله پیکسل روی نوار LED مشخص می شود. در این حالت فاصله پیکسل ها 3 ، 4 سانتی متر است ، بنابراین مکعب باید 34 34 34 34 34 سانتی متر باشد. با استفاده از این ابعاد زمان زیادی را صرفه جویی خواهید کرد ، زیرا نیازی نیست که نوار را بعد از هر پیکسل بریده و با یک کابل کوچک دوباره کنار هم قرار دهید.

همه با چسب چوب همراه است. شما باید به درستی کار کنید زیرا قاب اکریلیک کاملاً در بالای جعبه چوبی مطابقت دارد. با برخی از داوطلبان اطراف شما بسیار ساده تر می شود ، یا فقط مانند من از یک کشنده قاب استفاده کنید.

لبه های شبکه و خود شبکه از تخته فیبر با چگالی بالا (HDF) ساخته شده است. استفاده از اره رومیزی بهترین انتخاب است زیرا باید بیش از 100 قطعه از آنها را برش دهید. ابعاد را در تصویر بالا مشاهده می کنید. شبکه به یک فاصله کوچک (حدود 0 ، 3 سانتی متر) هر 3 ، 4 سانتی متر نیاز دارد تا لبه های x و y را به هم برساند. پس از اتمام کار ، می توانید لبه ها را روی مکعب قرار دهید و آنها را با چسب چوب زیاد ثابت کنید. این کمی دشوار است ، مخصوصاً به این دلیل که آنها باید تقریباً 45 درجه زاویه داشته باشند. قبل از اتصال شبکه به مکعب ، باید نوارهای LED را اضافه کنید.

مرحله 4: الکترونیک

نوارهای LED در طرف مکعب یکبار می چرخند ، بنابراین 10 نوار را با طول 40 پیکسل برش دهید. برای LED های بالای مکعب ، 10 نوار با طول 10 پیکسل برش دهید. مراقب باشید که نوارها با توجه به فلش روی آنها به درستی تراز شوند. هنگامی که نوار چسب را از مکعب جدا می کنید ، دیگر مانند قبل ثابت نمی ماند.

منبع تغذیه با پیچ هایی در کناره های داخلی ثابت می شود. کابل های برق LED ها با سوراخ های کوچک در نزدیکی هر نوار LED وارد جعبه می شوند.

کنترلر شامل یک Teensy 3.2 ، یک ESP8266 و برد صوتی Teensy است که برای اجرای مکعب مورد نیاز نیست. DHT11 فقط برای بررسی دمای داخل مکعب بود اما پس از آزمایش های متعدد در حدود چند ساعت می توانم بگویم که می توانید آن را کنار بگذارید.

در ترمینال می توانید جک تغذیه و همچنین سوئیچ پاور را بیابید (وقتی متوجه شدم که این بهترین مکان برای سوئیچ نیست دیر بود). جک USB برای برنامه نویسی Teensy است. دستگاه صوتی برای عملکرد LED ها در موسیقی به برد صوتی Teensy می رود. همه اینها در آرامشی کوچک از شیشه آریل که توسط دو پروفیل آلومینیومی نگه داشته شده است ، جمع می شود. به تازگی این را در گاراژ پیدا کرده اید ، می توانید از هر چیزی که می خواهید استفاده کنید زیرا روی آن از چوب چوبی پوشیده شده است و به ظاهر مکعب کمک نمی کند.

توجه داشته باشید که یک LED از 60mA استفاده می کند ، در کل 30A است! هنگام اتصال به آنها مراقب باشید! قبل از اتصال مدارها به منبع تغذیه ، باید تمام مدارهای خود را بررسی کنید!

مرحله 5: اتصالات و کدگذاری

LED ها به عنوان دو ماتریس در پایه های 3 و 20 در Teensy متصل می شوند. اولین مورد ماتریس در بالا (10x10 ، 100pixels) و دومی آن در کناره (40x10 ، 400pixels) است. LED های ماتریس بالایی به صورت زیگزاگ تراز شده اند ، بدین معنی که فلش های روی نوار برای هر نوار باید در جهات مختلف باشند ، در حالی که نوارهای LED در طرف در یک جهت قرار گرفته اند. به تصاویر نگاهی بیندازید ، خط قرمز به شما نشان می دهد که چگونه Dout نوار اول را به Din نوار بعدی متصل کنید ، امیدوارم به شما در درک تراز کمک کند.

برای انیمیشن ها و بازی ها من دو ماتریس را با اندازه 10x50 با استفاده از تابع زیر به یکی تبدیل می کنم:

void setXYPixel (بایت x ، بایت y ، CRGB c) {

if (x <= 39) matrix_bottom (x، y) = c؛ else matrix_top (x - 40 ، y) = c ؛ } // پایان مجموعهXYPixel ()

برای بازی مار شما باید موارد خاصی را پیاده سازی کنید:

• هنگامی که سر مار به ردیف بالای ماتریس کناری برخورد می کند باید به ماتریس بالای صفحه تغییر کند.
• هنگامی که سر مار به یک انتهای ماتریس بالایی برخورد می کند ، باید به ماتریس پایینی تغییر کند.
• هنگامی که سر مار به آخرین یا اولین ستون ماتریس کناری برخورد می کند ، باید به ترتیب به اولین ستون قبلی تبدیل شود.

برای بازی Tetris شما به چیزی شبیه به این برای زمینه ای که از گوشه سمت چپ بالا شروع می شود نیاز دارید:

void setXYPixel (بایت x ، بایت y ، CRGB c) {

if (y <10) matrix_top (x، y) = c؛ else matrix_bottom (x + 10 ، 19 - y) = c ؛ } // پایان مجموعهXYPixel ()

مرحله 6: پوشش اکریلیک

به دلیل ضخامت کمتر ، سخت تر از جعبه چوبی است ، اما با زمان کافی و ایده های خوب برای نگه داشتن مکعب در کنار سخت شدن چسب ، این را با هم به دست خواهید آورد. من از استحکام این چسب اکریلیک (Acrifix) متعجب هستم ، بنابراین فکر می کنم لازم نیست نگران شکستگی قاب باشید.

مرحله 7: آن را با هم جمع کنید

پس از اتمام تمام مراحل قبل از آن زمان آن رسیده است که همه قسمت ها را با هم جمع کنید. وقتی هنوز شبکه LED را ادغام نکرده اید ، اکنون وقت آن است که این کار را انجام دهید. من شبکه را به مکعب نمی چسبانم زیرا نیازی به آن نیست و در صورت خرابی LED می توانید آن را بدون هیچ مشکلی عوض کنید ، با این حال شما باید بیش از دو دست داشته باشید تا پنج شبکه را روی مکعب نگه دارید و قرار دهید آن را در پوشش اکریلیک قرار دهید. آخرین و مهمترین نکته این است که می توانید پانل چوبی پایین را به مکعب پیچ کنید. پوشش با هشت پیچ بسیار کوچک به پانل چوبی پایینی ثابت می شود.

مرحله 8: نرم افزار و کنترل ها

طرح مربوط به Teensy بر اساس کتابخانه FastLED است که شامل چندین انیمیشن اساسی است. افزودن بسته کتابخانه RGBLEDS به طرح شما جبر ماتریس قدرتمندی برای نمایش متن و "sprites" با تعداد زیادی طرح نمونه نیز به ارمغان می آورد. اگر می خواهید تتریس را نیز بازی کنید ، پس از بازی کردن به قسمت آموزشی مراجعه کنید ، حتی اگر فقط از یک ماتریس دو رنگ استفاده می کند.

برنامه تلفن های هوشمند بر اساس NetIO توسط David Eickhoff طراحی شده است که مستندات بسیار خوبی دارد. با NetIO-UI-Designer می توانید رابط کاربری خود را با دکمه ها ، لغزنده ها ، برچسب ها و موارد دیگر ایجاد کنید. می توانید پروتکل پیامهای خروجی را در طراح انتخاب کنید. در مورد من ، ساده ترین را انتخاب کردم - UDP. پیامها توسط شبکه خانگی من به ESP8266 ارسال می شود و Teensy محتوا را ارزیابی کرده و دستور مشخص شده را اداره می کند. می توانید برای ایجاد رابط کاربری خود از فایل پیوست استفاده کنید یا فقط از برنامه دلخواه خود استفاده کنید.

مرحله 9: خودتان بسازید و لذت ببرید

اکنون وقت آن است که قطعات را تهیه کرده و آجر خود را بسازید. اگه سوالی داری با خیال راحت بپرس.

برای ویدیوهای بیشتر می توانید کانال یوتیوب من را بررسی کنید. این هنوز در حال پیشرفت است بنابراین مطالب بیشتری در آینده وجود خواهد داشت.

با تشکر از شما برای خواندن و لذت بردن از بازی تتریس یا سایر بازی های زیبا در آجر خود!

جایزه دوم مسابقه لامپ و روشنایی 2016

جایزه بزرگ در مسابقه LED