2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

LED ها بسیار جذاب هستند ، بسیار کوچک اما روشن ، رنگارنگ اما کنترل آنها آسان است. بسیاری از ما از اولین درس های الکترونیک خود با LED آشنا می شویم. و عشق من به LED ها در همان زمان شروع شد. یک بار دموی LED را به دوستانم در محل کار نشان دادم. دختری گفت: من عاشق LED ها هستم ، من با LED ها ازدواج می کنم. (او این را واقعاً گفت:)) من معتقدم که بسیاری از شما نیز همین عشق را دارند.

یک LED به خودی خود به اندازه کافی سرد است ، اما از نظر نوع بشر ، ما LED ها را خنک تر و سردتر می کنیم. نوارهای LED یک نقطه را به یک خط ، ماتریکس آن را به یک سطح دو بعدی تبدیل کرد ، برخی از نابغه ها مکعب های LED را برای روشنایی فضای سه بعدی ایجاد کردند (پروژه های LED Cube را در دستورالعمل جستجو کنید ، یا این ویدئو را مشاهده کنید ، مورد علاقه من. شما حتی می توانید 3 x خریداری کنید 3 کیت LED Cube در Radioshack به قیمت 20 دلار).

این مکعب های فانتزی وقتی اولین بار آنها را دیدم ذهنم را درگیر کرد. می دانستم که می خواهم فوراً یکی بسازم. پس از برخی تحقیقات آنلاین و مدتی با کیت radioshack اشتباه گرفته شد. من احساس می کنم ساختن یک مکعب LED بزرگ (حداقل 6x6x6) تک رنگ برای من کار ساده ای نیست ، چه برسد به RGB سردی که می خواهم. برای کارکردن و ظاهر زیبا به مهارت های لحیم کاری بسیار خوب نیاز دارید. سیم کشی زیاد و کد نویسی پیچیده.

با این وجود از من دلسرد نشوید ، آموزشهای خوبی برای شما وجود دارد که می توانید از آنها استفاده کنید. و برخی تمرینات می توانند کمال را به ارمغان بیاورند. من فقط زمان و تلاش کافی برای ساختن این چالش نهایی LED (برای خودم) ندارم. من فقط می خواهم قبل از تولد دوست دخترم (نه زمان زیادی) ، یک چیز خوب برای هدیه بسازم.

مرحله 1: ایده

بنابراین هدف در اینجا برای من این است که چیزی به زیبایی مکعب LED طراحی کنم ، اما ساخت آن آسان تر است ، در زمان صرفه جویی می کند و ممکن است پول باشد. من شروع به انجام تحقیقات بیشتر در مورد نمایش های نور کردم ، نور پردازی لبه نیز خنک است. پس از کمی دودلینگ ، به این ایده رسیدم: اگر از یک ماتریس LED و بسیاری از قطعات پلاستیک شفاف برای روشنایی یک فضای سه بعدی استفاده کنیم ، چه می شود؟

اما چگونه می تواند عمق میدان (بعد سوم) داشته باشد؟ با نگاهی به آن طرح های روشنایی لبه ، به نظر می رسد هرجا که برش داده شود یا سنباده زده شود فوتون ها گیر می افتند. بنابراین ، در قسمتهای واضح هر ردیف/ ستون ، اگر ناحیه ای در ارتفاع متفاوت حک شده باشد ، ب thirdعد سوم اضافه می شود.

مرحله 2: موارد مورد نیاز

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 عدد نوار مستطیلی اکریلیک اکسترود شده شفاف ، 3/8 "ضخیم ، عرض 3/8" ، طول 6McMaster

آردوینو اونو

مقاومت 470 اهم

خازن 1000 uf

منبع تغذیه 5 ولت 2 آمپر

آداپتور برق DC زن - جک 2.1 میلی متری به بلوک ترمینال پیچ

چیزی برای نگه داشتن همه چیز در کنار هم ، چوب ، مقوا ، هسته فوم یا چاپ سه بعدی محفظه شما!

مرحله 3: میله ها را آماده کنید

قبل از پرداختن به میله ها ، ابتدا یک محاسبه انجام دهیم. از آنجایی که باید چیزها را از قبل سفارش دهم ، فاصله بین هر LED را نمی دانم. بر اساس ابعاد توصیف شده روی adafruit ، من محاسبه کردم که فاصله 71.17 میلی متر/8 = 8.896 میلی متر = 0.35 اینچ است. ضخامت نزدیکترین میله ای که می توانید دریافت کنید 3/8 اینچ است. بنابراین در نهایت 8 میله کمی عریض تر از ماتریس LED است ، اما با این وجود ، هر نوار بالای LED است.

از آنجا که ما یک مکعب 8 8 8 8 8 می سازیم ، باید 8 مربع 3/8 در محور Z داشته باشیم. 3/8 x 8 = 3. بعلاوه مقداری اضافی که بعداً آنها را به هم وصل کنید. تصمیم گرفتم طول هر میله 3.5 اینچ باشد.

من از دوست سازنده حرفه ای مدلم دنیس در مورد چگونگی دستیابی به خواسته ام پرسیدم. اینم طرح:

1. میله ها را با اره نواری تکه تکه کنید ، مقداری طول در اینجا بگذارید.
2. از دستگاه فرز و بیت آسیاب انتهایی برای برش روی سطح استفاده کنید. کاملاً صاف نخواهد بود.
3. دنیس به من پیشنهاد کرد که تمام لبه ها را سنباده بزنم ، اما با توجه به وجود 8 * 8 = 64 میله ، این مرحله را رد کردم
4. میله های لهستانی با چرخ لهستانی.
5. با پوشاندن نوارها ، فقط قسمت بلوک مورد نظر خود را بگذارید تا بعداً روشن شود. اگر یکی یکی چسب بزنید می توانید بهترین کیفیت را دریافت کنید. من هر بار یک مجموعه را ضبط کردم تا در وقتم صرفه جویی شود.
6. مهره ها میله های نقاب دار را منفجر می کنند.
7. تکرار!

من این میله ها را خریداری کردم با این فکر که می توانم در بریدن آنها در زمان خود صرفه جویی کنم. اما با پیشرفت پروژه متوجه شدم که هنوز کارهای تکراری زیادی انجام می شود. آیا گزینه های دیگری وجود دارد؟

دفعه بعد احتمالاً لیزر آنها را امتحان می کنم. اکریلیک با ضخامت 3/8 اینچ ممکن است برای یک برش لیزری سرگرم کننده کمی چالش برانگیز باشد. اما اگر بتوانید یکی را پیدا کنید ، ممکن است در وقت شما صرفه جویی کند.

مرحله 4: آنها را سیم کشی کنید

Adafruit آموزش بسیار خوبی از محصولات Neopixal خود دارد. و در طول زمان به روز می شوند. وقتی شروع به بازی با آنها کردم ، آنها اشاره نکردند که باید بین آردوینو و ماتریس یک مقاومت وجود داشته باشد. بنابراین من چند LED را سرخ کردم. اما نگران نباشید ، معمولاً فقط اولین LED را سرخ می کند. بنابراین به شما توصیه می کنم اگر می دانید چگونه قطعات SMT را جدا کنید (یا از دوستان می دانید که چگونه من کار می کنم ، تشکر از اریک) ، برخی تراشه های LED جایگزین (WS2812S 5050 RGB LED با چیپ درایور یکپارچه) را سفارش دهید.

در واقع اتصال بسیار آسان است. همه محصولات Neo pixal دارای سه پین ، +5v ، GND و Digit In هستند. هر چند برای NeoMatrix به یک نیروی خارجی نیاز است. تصویر بالا جزئیات را نشان می دهد. فقط مطمئن شوید که محافظت از خازن و مقاومت را دارید.

مرحله 5: برنامه نویسی شروع شد

پس از اتصال همه چیز ، باید کتابخانه Neopixel را بارگیری کرده و کد تست را اجرا کنید. وقتی روشن شد ، شگفت زده خواهید شد! من تا آنجا که چشم هایم می توانند نگاه کنند (آنها بسیار روشن هستند) به طور جدی به آن خیره می شوم. خواهید دید که 4 LED خاموش هستند ، اما نگران نباشید ، آنها خوب هستند ، همه اینها به این دلیل است که کد آزمایش فقط 60 LED را تعریف می کند. فقط آن را به 64 تغییر دهید.

سپس می توانید کتابخانه NeoMatrix را بارگیری کنید تا به شما بگوید "سلام".

همچنین ، برای ترسیم اشکال پویا ، به کتابخانه Adafruit GFX نیاز دارید. می توانید متون را پیمایش کنید ، هر پیکسل ، خطوط ، مستطیل ها ، دایره ها و موارد دیگر را بکشید. با استفاده از دستور drawPixel ، می توانید اشکال سفارشی ایجاد کنید.

روشی که من برای اشکال خود انجام دادم این است که ابتدا آنچه را که می خواهم در یک شبکه 8 8 8 در Adobe Illustrator ترسیم کردم (می توانید از هر نرم افزار دو بعدی استفاده کنید یا حتی ابتدا روی کاغذ بکشید. در این مرحله شما شکل ها را طراحی کرده و مطمئن شوید که آن را دوست داشته باشید ، بنابراین لازم نیست برنامه نویسی بعدی را که زمان بیشتری مصرف می کند تغییر دهید). سپس یک آرایه دو بعدی در طرح آردوینو به این صورت تعریف کنید:

بایت قلب [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 }, };

در این آرایه 1 نشان دهنده پیکسلی است که روشن می شود و 0 به معنای خاموش است. در حلقه void () ، فقط می توانید تماس بگیرید

برای (int i = 0؛ i <8؛ i ++) {

برای (int j = 0؛ j <8؛ j ++) {

if (قلب [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j ، i ، RED) ؛

}

}

}

matrix.show ()؛

تأخیر (20) ؛

برای رسم شکل قلب

در آرایه دو بعدی ، می توانید اعداد دیگری را برای نشان دادن رنگ های دیگر پرتاب کرده و چندین دستور if دیگر اضافه کنید.

من سعی کردم یک آرایه سه بعدی با ابعاد سوم رنگ ایجاد کنم. تایپ کردن برای اشکال ساده بسیار پیچیده است. اگر می خواهید یک تصویر واقعاً رنگارنگ اما خاص نشان دهید ، می توانید آن را امتحان کنید.

مرحله ششم: کنار هم قرار بگیرید

من قطعات مسکن را به صورت سه بعدی چاپ کردم و آنها را کنار هم قرار دادم ، در این مرحله می توانید از هر چیزی که در اطراف شما وجود دارد ، تخته کارت ، چوب ، هسته فوم استفاده کنید. فقط مطمئن شوید که همه میله ها محکم و محکم در بالای NeoMatrix محکم شده اند

فایلهای STL در اینجا آمده است:

www.thingiverse.com/thing:259135.

مرحله 7: برنامه آینده

مقداری گرافیک زیبا با موسیقی ایجاد کنید.

با طرح میله ها بازی کنید ، با پیکربندی های مختلف چه تعامل جدیدی می توانید داشته باشید؟

بالاخره ممنون که تماشا کردی! اگر می خواهید چیزی مشابه بسازید ، لطفاً به من اطلاع دهید. نمی توانم منتظر دیدن نمایش نور شما باشم!

نفر دوم مسابقات Makerlympics