Bản đồ thông minh của Idaho với dữ liệu LED + nghệ thuật: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Bởi jwolinFollow More của tác giả:

Tôi luôn muốn có một cách để hiển thị dữ liệu địa lý một cách nghệ thuật và động bằng cách "vẽ" bản đồ bằng ánh sáng. Tôi sống ở Idaho và yêu thích bang của mình nên tôi nghĩ đây sẽ là một nơi tuyệt vời để bắt đầu! Ngoài việc là một tác phẩm nghệ thuật với hiệu ứng ánh sáng mát mẻ, nó còn cung cấp thông tin hữu ích. Ví dụ: bạn có thể hiển thị "bản đồ nhiệt" cho mỗi lần đếm mật độ dân số, lượng mưa, độ cao tối đa / tối thiểu, số mẫu khu vực hoang dã, v.v. Sau khi thực hiện bản đồ Idaho này, tôi có động lực để làm điều gì đó tương tự trên quy mô toàn cầu!

Đối với hướng dẫn này, bạn sẽ cần những thứ sau:

• (2) 2'x4 'tờ 1 / 4MDF
• (1) Bảng thông 10 'mảnh 1 "x8"
• (1) tấm acrylic khuếch tán ánh sáng
• 2 chuỗi (50) ws2812B LED có thể chỉ mục sẵn
• Nguồn điện 5 volt
• Vết bẩn, sơn, keo
• Arduino Micro hoặc tương đương

Công cụ cần thiết

• Máy cnc
• Hàn sắt
• Kẹp
• Giấy cát

Bước 1: Dán keo lên gỗ

Bất cứ khi nào tôi dán các tấm gỗ lên, tôi luôn nối chúng lại với nhau. Điều này ngăn ngừa sự tách rời do co ngót khi gỗ khô. Điều này đặc biệt quan trọng đối với dự án này vì diện tích bề mặt kết nối các mảnh với nhau sẽ bị giảm do các hoạt động tạo túi CNC. Sau khi có được một hạt keo tốt ở cả hai mặt cũng như ở cả hai nửa của khoang bánh quy, kẹp lại và để trong 24 giờ.

Sau khi kéo các kẹp ra, hãy sử dụng máy chà nhám bằng cọ (hoặc nếu bạn là máy mài đai) và chà nhám các khớp nối cho mịn. Luôn luôn bạn sẽ có keo ép ra các khớp và bạn muốn chà nhám bảng để càng phẳng và không có vết bẩn càng tốt.

Bây giờ chúng ta có ba tấm mà chúng ta sẽ cần, hãy chuyển sang công việc CNC!

Bước 2: CNC ba tấm (Tấm viền, Lõi thông và Tấm LED)

Có ba tấm tạo nên dự án. Bạn có thể xem các mô hình trong phần mềm tôi sử dụng. Dữ liệu bản đồ được mua từ các gói bản đồ maptorian miễn phí bản quyền tuyệt vời. Chi tiết và giá trị tuyệt vời ở đây! Các tệp CAD được đính kèm trong bước tiếp theo nếu bạn muốn DXF cho tệp CAD hoặc tệp Vector.

Bảng điều khiển lõi LED về cơ bản là một tấm MDF 1/4 "được gia công giữ các đèn LED với độ ma sát vừa khít. Bạn sẽ nhận thấy trên bảng điều khiển này có một" túi "lớn xung quanh đèn LED. Điều này cho phép ánh sáng khuếch tán nhanh nhất có thể như vậy để tránh các điểm nóng trên acrylic.

Cốt lõi là tấm gỗ thông mà chúng ta đã dán ở bước trước và làm phông nền cho công trình. Để ánh sáng đến được các tấm acrylic, chúng tôi đã gia công từng hạt.

Cuối cùng, bảng điều khiển trên cùng được gia công chỉ với các đường viền của các quận và khu nội trú của tiểu bang. Mỗi hạt có một kệ nhỏ sẽ nhận được acrylic khuếch tán ánh sáng 1/8.

Nói về acrylic, tiếp theo là thời gian để chế tạo những thứ này.

Bước 3: Máy các hạt từ một tấm acrylic

Gia công các hạt từ acrylic mất một chút thời gian thử nghiệm và sai sót. Acrylic có thể tan chảy nếu được gia công chậm nên cần có tốc độ tiến dao thích hợp để có được kết quả tốt. Một mẹo khác là sử dụng một công cụ càng lớn càng tốt với lực hút tốt để loại bỏ vụn. Các công cụ nhỏ có xu hướng không làm sạch các chip một cách dễ dàng và tích tụ nhiệt tạo ra hiện tượng nóng chảy không mong muốn.

Tôi đã có thể có được độ phân giải mà tôi cần với bit xoắn ốc 1/8 cắt hai ống sáo ở 18, 500 vòng / phút và tốc độ tiến dao là 200ipm. Một máy tính tốc độ và nguồn cấp dữ liệu tốt rất hữu ích ở đây! Tôi khuyên bạn nên sử dụng công cụ này tại cnccookbook.com. Một chiếc sáo đơn lẻ sẽ hoạt động tốt hơn nữa nhưng tôi không có trong tay. Giữ các tab nhỏ trên các phần này trong tác phẩm CAM là điều quan trọng để giữ cho các phần đã hoàn thành không bị vỡ ra và được chiếu vào phòng!

Sự bù đắp ma thuật để làm cho các hạt có kích thước phù hợp, hóa ra là khoảng lùi 0,75 so với đường tâm trên bản vẽ cad. Điều này tạo ra sự cho phép đối với 1/2 đường viền 1/8 cộng thêm một chút để bảng điều khiển rơi vào đúng vị trí. Cần một lượng nhỏ chà nhám trên một số mảnh nhất định để chúng rơi vào đúng vị trí. Một lần nữa, một loạt ma sát miếng vừa vặn đã thực hiện công việc này nhanh chóng và dễ dàng.

Làm cho tất cả các hạt vừa khít với một miếng acrylic là công việc dễ dàng với phần mềm vectric của tôi có tính năng lồng vào nhau để tối đa hóa việc sử dụng tấm.

Chỉ để cho vui, tôi đã bắt đầu thử nghiệm lắp một số mảnh. Bắt đầu đến cùng. Mát mẻ!

Muốn các tệp để gia công các quận. Đảm bảo! Xem phần đính kèm.

Bước 4: Sơn và nhuộm

Trước khi chúng tôi lắp ráp tất cả các phần của chúng tôi, chúng tôi nên sơn và nhuộm màu trước. Tôi đã sử dụng kết hợp các vết bẩn cho tấm gỗ, phun sơn cho lớp viền và một màu trắng phản chiếu cho lớp đèn LED. Làm việc nhanh chóng và chúng tôi đang lắp ráp. Chúc các bạn vui vẻ!

Bước 5: Dán các tấm

Bây giờ đã đến lúc dán tấm dưới cùng vào phần dưới của lõi thông và sau đó là tấm viền trạng thái MDF với phần trên của lõi thông. Tôi chỉ cần sử dụng một loạt các kẹp để làm điều này.

Bước 6: Nối dây đèn LED với Phù hợp ma sát và kết nối Arduino

Công việc ác mộng này cực kỳ đơn giản với dung sai ma sát phù hợp ở đây. Tôi sử dụng đầu sau của một cây bút để ấn chúng vào đúng vị trí. Hầu như bị bắt vào và sẽ không đi ra nếu không có lực đáng kể. Không có bất kỳ loại keo nào được sử dụng cho phần này của dự án. Điều này làm cho việc lắp ráp, WAY trở nên dễ dàng! Tôi đã thực hiện nhiều dự án mà tôi phải quấn dây hàng giờ và điều này thực sự mất 10 phút. Đây là cách dễ dàng nhất. Tôi đã cố gắng sắp xếp tiểu bang theo thứ tự ngoằn ngoèo để giữ các nhóm sao cho mỗi quận tuần tự dọc theo chuỗi.

Kết nối với arduino rất đơn giản thông qua việc sử dụng một breadboard nhỏ và dây kết nối. Nguồn cung cấp điện là một giao dịch mua trên ebay. 5v và 8amps là quá mức cần thiết cho dự án này nhưng mang lại nhiều chi phí. Việc đấu dây những thứ này rất đơn giản. + 5v vào chân VCC, Nối đất vào chân đất rồi cấp nguồn cho sợi với cùng một nguồn 5v. Chân duy nhất còn lại là chân dữ liệu cấp nguồn cho chuỗi! Trong trường hợp của tôi, tôi đã sử dụng D7 cho dữ liệu. Bây giờ đến lập trình!

Bước 7: Mã hóa Arduino

Đèn LED được cung cấp bởi một arduino tạo ra bánh mã hóa. Một số quy trình ban đầu đã được mượn (tức là bị đánh cắp) từ thư viện ws2813fx tuyệt vời trên github. Thật dễ dàng để sửa đổi những thói quen này để làm những gì tôi cần chúng làm. Phạm vi đầy đủ của mã sẽ khó giải thích toàn bộ nhưng đây là một vài điểm nổi bật!

Dưới đây là các quy trình trình diễn có sẵn:

#define FX_MODE_STATIC 0 # define FX_MODE_BLINK 1 #define FX_MODE_BREATH 2 #define FX_MODE_COLOR_WIPE 3 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_INV 4 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_REV 5 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_REV_INV 6 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_RANDOM 7 #define FX_MODE_RANDOM_COLOR 8 #define FX_MODE_SINGLE_DYNAMIC 9 #define FX_MODE_MULTI_DYNAMIC 10 #define FX_MODE_RAINBOW 11 #define FX_MODE_RAINBOW_CYCLE 12 #define FX_MODE_SCAN 13 #define FX_MODE_DUAL_SCAN 14 #define FX_MODE_FADE 15 #define FX_MODE_THEATER_CHASE 16 #define FX_MODE_THEATER_CHASE_RAINBOW 17 #define FX_MODE_RUNNING_LIGHTS 18 #define FX_MODE_TWINKLE 19 #define FX_MODE_TWINKLE_RANDOM 20 #define FX_MODE_TWINKLE_FADE 21 #define FX_MODE_TWINKLE_FADE_RANDOM 22 #define FX_MODE_SPARKLE 23 #define FX_MODE_FLASH_SPARKLE 24 #define FX_MODE_HYPER_SPARKLE 25 #define FX_MODE_STROBE 26 #define FX_MODE_STROBE_RAINBOW 27 #define FX_MODE_MULTI_STROBE 28 #define FX_MODE_BLINK_RAINBOW 29 #define FX_MODEfi_CHASE_fine FX_MODEfi_CHASE_WHITE_MODEfi ne FX_MODE_CHASE_RANDOM 32 #define FX_MODE_CHASE_RAINBOW 33 #define FX_MODE_CHASE_FLASH 34 #define FX_MODE_CHASE_FLASH_RANDOM 35 #define FX_MODE_CHASE_RAINBOW_WHITE 36 #define FX_MODE_CHASE_BLACKOUT 37 #define FX_MODE_CHASE_BLACKOUT_RAINBOW 38 #define FX_MODE_COLOR_SWEEP_RANDOM 39 #define FX_MODE_RUNNING_COLOR 40 #define FX_MODE_RUNNING_RED_BLUE 41 #define FX_MODE_RUNNING_RANDOM 42 #define FX_MODE_LARSON_SCANNER 43 #define FX_MODE_COMET 44 #define FX_MODE_FIREWORKS 45 #define FX_MODE_FIREWORKS_RANDOM 46 #define FX_MODE_MERRY_CHRISTMAS 47 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER 48 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER_SOFT 49 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER_INTENSE 50 #define FX_MODE_CIRCUS_COMBUSTUS 51 #define FX_MODE_HALLOWEEN 52 #define FX_MODE_BICOLOR_CHASE 53 #define FX_MODE_TRICOLOR_CHASE 54 #define FX_MODE_ICU 55

Và xem xét một trong những quy trình mẫu.

uint16_t WS2812FX:: mode_breath (void) {// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 // step uint16_t Breat_delay_steps = {7, 9, 13, 15, 16, 17, 18, 930, 19, 18, 15, 13, 9, 7, 4, 5, 10}; // số ma thuật cho đèn LED thở uint8_t Breat_brightness_steps = {150, 125, 100, 75, 50, 25, 16, 15, 16, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 220, 255}; // những con số kỳ diệu hơn nữa!

nếu (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_call == 0) {

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = Breat_brightness_steps [0] + 1; // chúng ta sử dụng aux_param để lưu trữ độ sáng}

uint8_t Breat_brightness = SEGMENT_RUNTIME.aux_param;

if (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step <8) {hơi thở_sự sáng sủa--; } else {hơi thở_sự sáng sủa ++; }

// cập nhật chỉ số của độ trễ hiện tại khi đạt đến độ sáng mục tiêu, bắt đầu lại sau bước cuối cùng

if (Breat_brightness == Breat_brightness_steps [SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step]) {SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step = (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step + 1)% (sizeof (Breat_brightness_steps) / sizeof); }

int lum = map (hơi thở_ độ sáng, 0, 255, 0, _ độ sáng); // giữ độ sáng dưới độ sáng do người dùng đặt

uint8_t w = (SEGMENT.colors [0] >> 24 & 0xFF) * lum / _brightness; // sửa đổi màu RGBW với thông tin độ sáng uint8_t r = (SEGMENT.colors [0] >> 16 & 0xFF) * lum / _brightness; uint8_t g = (SEGMENT.colors [0] >> 8 & 0xFF) * lum / _brightness; uint8_t b = (SEGMENT.colors [0] & 0xFF) * lum / _brightness; for (uint16_t i = SEGMENT.start; i <= SEGMENT.stop; i ++) {Adafruit_NeoPixel:: setPixelColor (i, r, g, b, w); }

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = hơi thở_sự sáng sủa;

trở lại nhịp_đầu [SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step]; }

Có thể tải xuống toàn bộ nguồn từ kho lưu trữ github ws2812fx.

Bước 8: Thưởng thức màn trình diễn ánh sáng nghệ thuật

Tôi rất vui với kết quả! Đây thực sự là một niềm vui khi xem và tôi rất vui được tiếp tục thử nghiệm với các cấu hình hiển thị dữ liệu khác nhau! Vui lòng đặt bất kỳ câu hỏi nào hoặc liên hệ với tôi để biết bất kỳ thông tin nào tôi đã bỏ lỡ.

Giải nhì cuộc thi đèn LED 2017

Về nhì trong Cuộc thi Arduino 2017