2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Lysdioder er fantastiske, de er så små, men lyse, fargerike, men enkle å kontrollere. Mange av oss begynner å kjenne LED siden våre første leksjoner i elektronikk. Og min kjærlighet til lysdioder begynte samtidig. En gang viste jeg en LED -demo til vennene mine på jobb. En jente sa: Jeg elsker lysdioder, jeg skal gifte meg med lysdioder. (Hun sa det på ordentlig:)) Jeg tror mange av dere deler den samme kjærligheten også.

Én LED i seg selv er kul nok, men av menneskelig art gjør vi lysdioder kjøligere og kjøligere. LED -strimler gjorde ett sted til en linje, Matrix gjorde det til en 2D -overflate, noen genier laget LED -kuber for å lyse opp 3D -rom (søk LED Cube -prosjekter på instruerbare, eller sjekk ut denne videoen, min favoritt. Du kan til og med kjøpe en 3 x 3 LED Cube -sett i Radioshack for 20 dollar).

Disse flotte terningene blåste meg i hodet da jeg så dem første gangen. Jeg visste at jeg ville bygge en med en gang. Etter litt online forskning og rotet med radioshack kit for en stund. Jeg føler at det ikke er en lett jobb for meg å bygge en stor (minst 6x6x6) enfarget LED -kube, enn si den kule RGB -en jeg vil ha. Du trenger ganske gode loddekunnskaper for å få det til å fungere og ser fint ut. Mye kabling og komplisert koding.

Ikke bli motløs av meg, men det er gode nok opplæringsprogrammer som du kan gå igjennom. Og litt øvelse kan gjøre perfeksjon. Jeg har bare ikke nok tid og krefter til å bygge denne ultimate LED -utfordringen (for meg). Jeg vil bare bygge noe fint før kjæresten min har bursdag (ikke mye tid), som en gave.

Trinn 1: Ideen

Så målet her for meg er å designe noe så kult som LED -terning, men lettere å bygge, sparer tid og kan være penger. Jeg begynte å forske mer på lysshow, og syns at kantbelysning også er kult. Etter litt klatring fikk jeg en idé: hva om vi bruker en LED -matrise og mange stykker klar plast for å lyse opp et 3D -rom?

Men hvordan kunne den ha dybdeskarpheten (den tredje dimensjonen)? Ved å se på disse kantbelysningsdesignene, ser det ut til at fotoner når de kuttes eller slipes. Så på de klare delene i hver rad/ kolonne, hvis de har etser/ pusset områder i forskjellig høyde, blir en tredje dimensjon lagt til.

Trinn 2: Ting du trenger

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x klar ekstrudert rektangulær akrylstang, 3/8 "tykk, 3/8" bredde, 6 'lengde McMaster

Arduino Uno

470 Ohm motstand

Kondensator 1000 uf

5V 2A Strømforsyning

Kvinnelig likestrømadapter - 2,1 mm kontakt til skrueklemme

Noe for å holde alt sammen, tre, papp, skumkjerne eller 3D -utskrift av huset ditt!

Trinn 3: Klargjør stolpene

Før vi håndterer stolpene, la oss gjøre noen beregninger først. Siden jeg må bestille ting på forhånd, vet jeg ikke avstanden mellom hver enkelt LED. Basert på dimensjonen beskrevet på adafruit, beregnet jeg avstanden 71,17 mm/8 = 8,896 mm = 0,35 tommer. Den nærmeste baren du kan få er 3/8 tommer tykk. Så til slutt er 8 stolper litt bredere enn LED Matrix, men likevel er hver stolpe på toppen av en LED.

Siden vi lager en 8 x 8 x 8 terning, må det ha 8 3/8 firkanter på Z -aksen. 3/8 x 8 = 3. Pluss litt ekstra for å sette dem sammen senere. Jeg bestemte meg for at hver bar er 3,5 tommer lang.

Jeg spurte den profesjonelle modellprodusenten min Denis om hvordan jeg skal oppnå det jeg vil. Her er planen:

1. Skjær stenger i stykke med en båndsag, legg igjen litt ekstra lengde her.
2. Bruk en fresemaskin og enderfres for å kutte kanten. Det blir ikke perfekt glatt.
3. Denis foreslo meg å slipe alle kantene, men med tanke på at det er 8 x 8 = 64 barer, hoppet jeg over dette trinnet
4. Polske stenger med et polsk hjul.
5. Masker tape stengene, bare forlate blokkområdet du vil at lysene skal lyse opp senere. Du kan få den beste kvaliteten hvis du teiper en om gangen. Jeg teipet ett sett om gangen for å spare tid.
6. Perleblåser de maskerte stengene.
7. Gjenta!

Jeg kjøpte disse stolpene og tenkte at jeg kan spare litt tid på å kutte dem. Men etter hvert som prosjektet utviklet seg, skjønte jeg at det fortsatt er mye repetitivt arbeid. Er det andre alternativer?

Neste gang vil jeg sannsynligvis prøve å kutte dem med laser. 3/8 tommers tykk akryl kan være litt utfordrende for en hobbylaserskjærer. Men hvis du finner en, kan det spare deg for litt tid.

Trinn 4: Koble dem opp

Adafruit har en veldig god opplæring av sine Neopixal -produkter. Og de oppdateres over tid. Da jeg begynte å leke med dem, sa de ikke at det skulle være en motstand mellom arduino og matrisen. Dermed stekte jeg et par lysdioder. Men ikke bekymre deg, vanligvis vil den bare steke den aller første LED -en. Så jeg anbefaler deg på det sterkeste å bestille noen nye LED -brikker (WS2812S 5050 RGB LED med integrert driverchip) hvis du vet hvordan du skal avlodde SMT -komponenter (Eller få en venn som vet hvordan jeg gjør det, takk Eric).

Tilkoblingen er faktisk ganske enkel. Alle Neo pixal -produktene har tre pinner, +5v, GND og Digit In. En ekstern strøm er imidlertid nødvendig for en NeoMatrix. Bildet ovenfor viser detaljer. Bare vær sikker på at du har beskyttelsen til kondensatoren og motstanden.

Trinn 5: Kodingen startet

Etter at alt er tilkoblet, bør du laste ned Neopixel -biblioteket og kjøre testkoden. Når det lyser, vil du bli overrasket! Jeg ser det seriøst så lenge øynene mine kan ta (de er så lyse!). Du vil se at 4 lysdioder er slukket, men ikke få panikk, de er fine, alt er fordi testkoden bare definerer 60 lysdioder. Bare endre det til 64.

Deretter kan du laste ned NeoMatrix -biblioteket for å la det si "Hei" til deg.

For å tegne dynamiske former trenger du også Adafruit GFX -bibliotek. Du kan rulle tekster, tegne hver enkelt piksel, linjer, rektangler, sirkler og annet mer. Ved å bruke drawPixel -kommandoen kan du lage tilpassede former.

Slik jeg gjorde for figurene mine, tegnet jeg det jeg vil ha i et 8 x 8 rutenett i Adobe Illustrator først (Du kan bruke hvilken som helst 2D -programvare, eller tegne til og med på papir først. I dette trinnet designer du figurene og sørger for at du liker det, så du trenger ikke å endre det senere programmering som tar mer tid). Definer deretter et 2D -array i arduino -skisse som dette:

byte hjerte [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 }, };

I denne matrisen står 1 for en piksel som lyser, og 0 betyr av. I hulrommet () kan du bare ringe

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

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

hvis (hjerte [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

forsinkelse (20);

å tegne hjerteformen.

I 2D -matrisen kan du kaste andre tall for å representere andre farger, og legge til flere andre if -setninger.

Jeg prøvde å lage et 3D -array, med den tredje dimensjonen som farge. Det er for komplisert å skrive for enkle former. Du kan prøve det hvis du vil vise et veldig fargerikt, men spesifikt bilde.

Trinn 6: Sett sammen

Jeg 3D -trykte husdeler og setter dem sammen, i dette trinnet kan du bruke hvilket som helst materiale rundt deg, kartong, tre, skumkjerne. Bare sørg for at alle stengene er festet godt og godt på toppen av NeoMatrix

STL -filer er her:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Trinn 7: Fremtidsplan

Lag en fin grafisk binding med musikk.

Lek med barer -layout, hvilken ny interaksjon kan du få med annen konfigurasjon?

Til slutt, takk for at du så på! Gi meg beskjed hvis du vil lage noe lignende. Gleder meg til å se lysshowet ditt!

Andreplass i Maker Olympics -konkurransen