POV Globe 24bit True Color và Simple HW: 11 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tôi luôn muốn làm một trong những quả cầu POV này. Nhưng nỗ lực hàn tất cả các đèn LED, dây điện, v.v. đã làm tôi nản lòng vì tôi là một người lười biếng:-) Phải có một cách dễ dàng hơn! Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng một quả địa cầu POV với ít bộ phận điện tử hơn các dự án khác. Lý do là việc sử dụng dải LED có thể nhấn APA 102. Các dải này không cần bất kỳ trình điều khiển điện tử nào và có thể được kết nối trực tiếp chỉ với 2 dây với bộ vi điều khiển. Trạng thái của đèn LED là (và phải) có thể thay đổi RẤT nhanh. Để có được hình ảnh ổn định, tốc độ xung nhịp SPI là khoảng 10 Mhz và có thể cao hơn nữa. Để biết thêm thông tin về đèn LED, hãy xem tại đây.

Một ưu điểm khác là việc sử dụng các tệp bmp thông thường được lưu trữ trên thẻ nhớ microSD.

Đi nào !

Bước 1: BOM

Đây là danh sách các bộ phận chính bạn sẽ cần. Đối với vòng LED mà tôi sử dụng máy in 3D, bạn cũng có thể sử dụng một lát ống PVC (đường kính 150-180mm). Các giá đỡ chịu lực cũng được in, nhưng có thể được làm bằng một miếng gỗ chẳng hạn. Đối với khung cơ bản, tôi sử dụng một số cấu hình kim loại cũ, hãy thoải mái sử dụng các cấu hình kim loại khác, gỗ, nhựa hoặc bất cứ thứ gì. Đảm bảo rằng khung có độ cứng xoắn và hơi nặng.

Đối với trục truyền động:

• thanh ren M8, chiều dài 250mm
• Hạt M8
• tay áo bằng đồng 10mm, chiều dài 100mm
• 2 chiếc. máy giặt nhựa 8mm (xem thêm tệp STL)
• Bộ ghép trục linh hoạt 5mm đến 8mm (những người sử dụng cho Nema 17)

để cấp nguồn cho vòng LED trên trục:

• 2 chiếc. ổ bi 6300 (10x35x11) đầy đủ kim loại

• khung chịu lực, xem tệp STL hoặc làm từ gỗ với cưa toàn bộ 35mm

• 4 chiếc. vít M4x40 với đai ốc
• 2 chiếc. giày cáp 8mm
• Động cơ không chổi than với trục 5mm
• 4 chiếc. Vít M3 để gắn động cơ
• ESC cho động cơ không chổi than, có thể có quạt

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng kết hợp động cơ chải / esc có đủ mô-men xoắn.

Động cơ được mô tả ở trên có đủ mô-men xoắn nhưng không bao giờ đạt được dòng điện tối đa là 50 Ampe. Nguồn cung cấp của tôi đo ít hơn 4 Ampe. Vì vậy, không có sử dụng cho một ESC 50 Ampe. Tôi đã đặt một bộ tản nhiệt với quạt trên 18Ampere ESC của mình và nó hoạt động tốt.

Để "kích hoạt" ESC chính xác, tôi sử dụng

Arduino Pro Mini

với hai nút

một lựa chọn khác là một

Servotester

Nguồn cấp:

Chúng ta cần 12V cho động cơ và 5V cho vòng LED.

Tôi thích sử dụng các nguồn cung cấp máy tính cũ như được hiển thị trong hướng dẫn này

hoặc:

Có rất nhiều nguồn cung cấp 12V / 5A từ Trung Quốc

nếu bạn sử dụng một trong những điều này, đừng quên một bộ chuyển đổi bước xuống DC-DC cho 5V

Vòng LED:

• 64 chiếc. APA 102 LED (2 sọc, 32 chiếc.)
• Tụ điện 1000µF 10V
• Cảm biến Hall TLE 4905L + nam châm
• điện trở kéo lên 10k, 1k
• Vòng: Sử dụng tệp STL hoặc một lát ống PVC
• dây cáp 100mm
• Keo dán TỐT để các sọc không bay đi ở tốc độ 2400 vòng / phút:-)

Bộ vi điều khiển cánh quạt thị sai:

Đừng sợ vi điều khiển này, nó là một mcu 8 lõi mạnh mẽ với 80Mhz và dễ dàng lập trình / flash như một arduino!

Có một số Bo mạch trên trang web thị sai, hoặc xem ở đây, bạn cũng cần một Thẻ nhớ microSD

Một sự lựa chọn khác (của tôi) là P8XBlade2 từ cluso, đầu đọc microSD đã có trên bo mạch!

Để lập trình arduino và cánh quạt, bạn cũng cần một bảng chuyển đổi USB sang TTL như bảng này

Bước 2: Nhà ở

Ở đây bạn thấy nhà ở. Làm nó từ bất kỳ vật liệu nào đủ chắc chắn. Cuối cùng, bạn cần một số loại lồng hình khối với chiều dài cạnh khoảng 100mm, nơi bạn có thể gắn động cơ và vòng / bạc đạn. Khối lập phương được gắn trên một tấm gỗ đặc bằng các chốt khoảng cách. Một lỗ cho động cơ đã được khoan vào tấm.

Bước 3: Trục truyền động

Tôi chọn thanh ren có chiều dài 250mm. Chiều dài của ống bọc đồng khoảng 30 và 50mm tùy thuộc vào kích thước của lồng và bộ ghép trục. Ống bọc trên (và dài hơn) phải được cách ly với thanh vì nó tạo thành cực dương cho nguồn cung cấp vòng. Điều này được thực hiện bằng băng cách điện và vòng đệm bằng nhựa. Ống bọc sẽ không vừa trên thanh với băng cho đến khi bạn tăng đường kính trong từ 8,0 mm lên 8,5 - 9,0 mm bằng cách khoan / phay. Các ống bọc khác bao gồm cả thanh tạo thành cực âm.

Bước 4: Cung cấp không chổi than

Bây giờ là thời gian cho vòng bi. Tôi chọn những cái lớn hơn vòng bi tiêu chuẩn vì khả năng dẫn điện tốt hơn. Đặt ổ trục vào giá đỡ và đặt đĩa lên trên nó. Lỗ nhỏ ở bên cạnh dành cho cáp. Đừng quên trục và vòng đệm giữa vòng bi / tay áo.

Tôi đã in 3d các chủ sở hữu, hãy xem tệp stl / zip.

Bước 5: Điều khiển động cơ

Hãy xem sơ đồ cách kết nối điện tử của động cơ.

Nếu bạn chưa bao giờ lập trình arduino, hãy xem hướng dẫn:-) Hai nút này dành cho tốc độ động cơ. Nếu bạn bật nguồn điện, ESC nhận giá trị 500µS. Nhấn một trong các nút để bật động cơ. Bản phác thảo lấy giá trị "StartPos = 625". Sau đó, nếu bạn đã tìm thấy tốc độ phù hợp, giá trị này phải được thay đổi. Bằng cách sử dụng nút trái hoặc phải, bạn giảm / tăng tốc độ, nhấn cả hai nút cùng lúc trong 2 giây. và động cơ sẽ dừng lại.

Đảm bảo rằng động cơ / quả địa cầu quay ngược chiều kim đồng hồ, giống như trái đất thật:-)

Bước 6: Một vòng LED để quy tắc tất cả:-)

Đây là cốt lõi! Được in bằng máy in 3d của tôi nhưng như tôi đã nói ở trên cũng có các tùy chọn khác. Để tiết kiệm trọng lượng, tôi có nhiều lỗ trên khung. Bây giờ hãy cắt bỏ hai dải, mỗi dải có 32 đèn LED. Tốt hơn nên đếm lại vài lần trước khi sử dụng kéo:-)

Đặt các dải là một chút khó khăn. Bạn có hai dải / cột tạo ra các dòng lẻ và dòng chẵn. Các đường lẻ nằm ở một phía của vòng, các đường chẵn nằm ở phía đối diện. Đánh dấu đèn LED số 16 tại mỗi dải (tương ứng là vạch số 32 và 33) và cố định tại khung như hình minh họa. Một đèn LED phù hợp chính xác giữa hai đèn LED đối lập. Vì vậy, bạn có hai vị trí dải thứ hai với một khoảng cách !!!

Sau đó, bạn có thể cố định PCB / PCB, tôi đã tạo các khe nhỏ trong thanh giằng để PCB có thể dễ dàng gắn vào.

Trước khi lắp vòng vào trục, bạn phải cân bằng nó. Sử dụng một thanh mỏng để cân bằng và vít hoặc đai ốc làm đối trọng.

Bước 7: Sơ đồ

Trong sơ đồ này, bạn sẽ thấy bảng MCU được kết nối như thế nào với các bộ phận khác tại / trong vòng. Tôi cũng đính kèm một bức ảnh của cảm biến hội trường và nam châm. Sơ đồ sử dụng một bảng MCU cũ hơn và lớn hơn vì tôi không tìm thấy các mẫu khó chịu của Bảng cánh quạt mới hơn / hiện tại. Hãy đặt câu hỏi của bạn cho bảng bạn sẽ chọn / nhận được.

Bước 8: Lập trình / Nhấp nháy Vi điều khiển Parallax Propeller

Đây là mã nhị phân có thể dễ dàng chuyển sang bảng chống. Đây là liên kết đến một trong những Hướng dẫn trước đây của tôi cũng sử dụng vi điều khiển cánh quạt và chỉ cho bạn CÁCH THỨC.

Bước 9: Đưa vào sử dụng dịch vụ

Ok, đầu tiên chúng ta chỉ sao chép hình ảnh kiểm tra vào thẻ sd.

• Nếu vòng được xoay bằng tay, đèn LED phải nhấp nháy mỗi khi cảm biến sảnh đi qua nam châm.
• bây giờ khởi động động cơ và tăng tốc độ quay cho đến khi các đèn LED được căn chỉnh (xem 2 hình ảnh)
• Điện áp phải không đổi và vòng phải quay nhẹ để có được hình ảnh ổn định / căn chỉnh
• kết nối thiết bị đầu cuối arduino với điều khiển động cơ
• chú ý giá trị hiển thị
• dừng máy
• thay thế giá trị thành biến "startPos" trong bản phác thảo POV_MotorControl
• flash lại arduino

Lần tới khi khởi động động cơ, bạn sẽ đạt được tốc độ phù hợp.

Bước tiếp theo không còn cần thiết với phần mềm mới, từ tốc độ 38 đến 44 rps, các dòng chẵn và lẻ được "khóa" chính xác.

(Sử dụng các nút lên / xuống để tinh chỉnh nếu cần.)

Bây giờ bạn có thể "lấp đầy" thẻ với các hình ảnh khác của bạn.

Chúc vui vẻ !!!!!!

Bước 10: Cách tạo BMP của riêng bạn

Bạn muốn sử dụng hình ảnh của riêng bạn? Không sao, tôi chỉ cho bạn:

1. Thay đổi kích thước hình ảnh của bạn thành độ phân giải 120 x 64 pixel
2. xoay 90 độ ngược chiều kim đồng hồ
3. gương dọc

4. có thể giảm độ sáng (đèn LED rất sáng),

   hiệu chỉnh độ sáng tốt nhất cho hình ảnh là sử dụng hiệu chỉnh gamma với hệ số 0,45

5. lưu dưới dạng BMP với màu 24bit và không có RLE

sau khi lưu kích thước của tệp phải là 23094 byte!

Mọi kích thước khác sẽ không hoạt động.

Nếu bạn muốn, hãy lưu trữ một số hình ảnh tại thẻ sd. Chúng được hiển thị từng cái một sau một vòng quay.

Bây giờ, bạn có thể tạo ra Death Star tốt hơn của tôi!

Bước 11: Thông tin bổ sung

Một số điều tôi nhận thấy:

Nếu bạn sử dụng một trong những CpuBlades nhỏ từ cluso, đừng quên hàn jumper 3 chân có nhãn QE để lập trình

• vòng bi của tôi có điện áp giảm khoảng. 0,5 V vì vậy tôi phải tăng điện áp từ bộ chuyển đổi dc-dc lên đến 6 Volt.
• (Ngày 13 tháng 1 năm 2017), đã thêm ring.stl ở bước 6
• (Ngày 17 tháng 1 năm 2017), hiệu chỉnh độ sáng tốt nhất cho hình ảnh là sử dụng hiệu chỉnh gamma với hệ số 0,45
• (Ngày 17 tháng 1 năm 2017), cập nhật POV Globe0_2.binary
• (Ngày 18 tháng 1 năm 2017), tải lên mã nguồn ở bước 8
• (Ngày 27 tháng 1 năm 2017), tải lên mã nguồn mới, phiên bản từ 0_2 đến I_0_1. Đã có một bước tiến vượt bậc với sự đồng bộ giữa các dòng lẻ và dòng chẵn. Không còn cần thiết để tìm tốc độ chính xác, chỉ cần đưa vòng đến tốc độ 38-44 vòng / giây và các đường thẳng hàng!
• (Ngày 03 tháng 3 năm 2017), đã sửa đổi giá đỡ ổ trục
• (Ngày 09 tháng 3 năm 2017), tải lên tệp nhị phân thử nghiệm để bật tất cả các đèn LED
• (2018-02-28), thành viên rclayled nói rằng động cơ chọn không đủ mô-men xoắn, có thể cần một cái lớn hơn

Giải nhất cuộc thi Make it Glow 2016

Giải nhì cuộc thi Arduino 2016

Giải tư cuộc thi Thiết kế ngay bây giờ: Cuộc thi Thiết kế 3D 2016