Hình khối LED Pixel chiếu sáng cạnh 2.5D: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Đèn LED thật tuyệt vời, chúng rất nhỏ nhưng sáng, nhiều màu sắc nhưng dễ điều khiển. Nhiều người trong chúng ta bắt đầu biết đến đèn LED kể từ những bài học đầu tiên về điện tử. Và tình yêu của tôi với đèn LED bắt đầu cùng lúc. Một lần tôi đã cho bạn bè của tôi xem một bản demo LED tại nơi làm việc. Một cô gái nói: Tôi yêu đèn LED, tôi sẽ kết hôn với đèn LED. (Cô ấy nói điều đó là thật:)) Tôi tin rằng nhiều người trong số các bạn cũng có chung một tình yêu.

Bản thân một đèn LED đã đủ mát, nhưng theo bản chất của con người, chúng tôi đang làm cho đèn LED trở nên mát hơn và mát hơn. Các dải LED tạo thành một điểm thành một đường, Matrix làm cho nó trở thành bề mặt 2D, một số thiên tài đã tạo ra các Hình khối LED để thắp sáng không gian 3D (tìm kiếm các dự án LED Cube có hướng dẫn hoặc xem video này, video yêu thích của tôi. Bạn thậm chí có thể mua 3 x Bộ 3 LED Cube trong Radioshack với giá 20 đô la).

Những hình khối lạ mắt này đã thổi bay tâm trí của tôi khi lần đầu tiên tôi nhìn thấy chúng. Tôi biết tôi muốn xây dựng một cái ngay lập tức. Sau một số nghiên cứu trực tuyến và bị lộn xộn với bộ công cụ kiểm tra radio trong một thời gian. Tôi cảm thấy không phải là một công việc dễ dàng đối với tôi để tạo ra một khối LED đơn màu lớn (ít nhất là 6x6x6), chứ chưa nói đến RGB tuyệt vời mà tôi muốn. Bạn cần có kỹ năng hàn khá tốt để làm cho nó hoạt động và trông đẹp. Rất nhiều dây và mã hóa phức tạp.

Tuy nhiên, đừng nản lòng với tôi, có những hướng dẫn đủ tốt để bạn trải qua. Và một số thực hành có thể tạo nên sự hoàn hảo. Tôi chỉ không có đủ thời gian và nỗ lực để xây dựng thử thách LED cuối cùng này (đối với tôi). Tôi chỉ muốn xây dựng một cái gì đó tốt đẹp trước ngày sinh nhật của bạn gái tôi (không phải quá nhiều thời gian), như một món quà.

Bước 1: Ý tưởng

Vì vậy, mục tiêu ở đây đối với tôi là thiết kế một thứ gì đó thú vị như khối LED, nhưng dễ xây dựng hơn, tiết kiệm thời gian và có thể là tiền bạc. Tôi bắt đầu nghiên cứu thêm về các màn trình diễn ánh sáng, tính ra ánh sáng cạnh cũng rất tuyệt. Sau một vài nét vẽ nguệch ngoạc, tôi nảy ra ý tưởng: điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta sử dụng một ma trận LED và nhiều mảnh nhựa trong, để thắp sáng một không gian 3D?

Nhưng làm thế nào nó có thể có độ sâu trường ảnh (chiều thứ ba)? Bằng cách nhìn vào các thiết kế chiếu sáng cạnh đó, có vẻ như bất cứ nơi nào được cắt hoặc chà nhám sẽ bắt được các photon. Vì vậy, trên các phần rõ ràng trong mỗi hàng / cột, nếu chúng có các khu vực có chiều cao khác nhau được khắc / đánh nhám, thì kích thước thứ ba sẽ được thêm vào.

Bước 2: Nội dung bạn cần

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x Thanh hình chữ nhật Acrylic đùn trong suốt, Dày 3/8 ", Chiều rộng 3/8", Chiều dài 6 'McMaster

Arduino Uno

Điện trở 470 Ohm

Tụ 1000 uf

Nguồn điện 5V 2A

Bộ đổi nguồn DC cái - Giắc cắm 2.1mm để vặn khối đầu cuối

Một cái gì đó để giữ tất cả mọi thứ lại với nhau, gỗ, bìa cứng, lõi xốp, hoặc in 3D nhà ở của bạn!

Bước 3: Chuẩn bị thanh

Trước khi chúng ta xử lý các thanh, chúng ta hãy thực hiện một số tính toán trước. Vì tôi cần đặt hàng trước, tôi không biết khoảng cách giữa mỗi đèn LED. Dựa trên kích thước được mô tả trên adafruit, tôi tính được khoảng cách là 71,17mm / 8 = 8,896mm = 0,35 inch. Thanh gần nhất bạn có thể nhận được dày 3/8 inch. Vì vậy, cuối cùng 8 thanh này rộng hơn một chút so với Ma trận LED, nhưng vẫn còn, mọi thanh đều nằm trên đầu của một đèn LED.

Vì chúng ta đang tạo một hình lập phương 8 x 8 x 8, nên cần có 8 3/8 hình vuông trên trục Z. 3/8 x 8 = 3. Thêm một số phụ để kết nối chúng lại với nhau sau này. Tôi quyết định mỗi thanh dài 3,5 inch.

Tôi đã hỏi người bạn làm người mẫu chuyên nghiệp Denis của tôi về cách đạt được những gì tôi muốn. Đây là kế hoạch:

1. Cắt các thanh thành từng mảnh bằng cưa vòng, để lại một số chiều dài ở đây.
2. Sử dụng máy phay và máy nghiền cuối để cắt mép phẳng. Nó sẽ không hoàn hảo trơn tru.
3. Denis đề nghị tôi chà nhám tất cả các cạnh, nhưng xét thấy có 8 x 8 = 64 vạch, tôi đã bỏ qua bước này
4. Đánh bóng thanh bằng bánh xe đánh bóng.
5. Dán băng dính các thanh lại, chỉ để phần khối bạn muốn sáng lên sau này. Bạn có thể có được chất lượng tốt nhất nếu bạn băng từng cuốn một. Tôi đã nhấn từng bộ một để tiết kiệm thời gian.
6. Hạt nổ các thanh mặt nạ.
7. Lặp lại!

Tôi đã mua những thanh này vì nghĩ rằng tôi có thể tiết kiệm thời gian cắt chúng. Nhưng khi dự án đang tiến triển, tôi nhận ra rằng nó vẫn còn rất nhiều công việc lặp đi lặp lại. Có các lựa chọn khác không?

Lần tới có lẽ tôi sẽ thử cắt chúng bằng laser. Acrylic dày 3/8 inch có thể là một chút thách thức đối với một máy cắt laser có sở thích. Nhưng nếu bạn có thể tìm thấy một cái, nó có thể giúp bạn tiết kiệm thời gian.

Bước 4: Lên dây cót

Adafruit có một hướng dẫn rất tốt về các sản phẩm Neopixal của mình. Và chúng đang cập nhật theo thời gian. Khi tôi bắt đầu chơi với họ, họ không đề cập đến việc phải có một điện trở giữa arduino và ma trận. Vì vậy, tôi đã chiên một vài đèn LED. Nhưng đừng lo lắng, thông thường nó sẽ chỉ có đèn LED đầu tiên. Vì vậy, tôi thực sự khuyên bạn nên đặt mua một số chip LED thay thế (LED RGB WS2812S 5050 với chip điều khiển tích hợp) nếu bạn biết cách giải mã các thành phần SMT (Hoặc có một người bạn biết cách làm như tôi, cảm ơn Eric).

Kết nối thực sự khá dễ dàng. Tất cả các sản phẩm pixal Neo đều có ba chân, + 5v, GND và Digit In. Tuy nhiên, cần có nguồn bên ngoài cho NeoMatrix. Hình ảnh trên cho thấy chi tiết. Chỉ cần đảm bảo rằng bạn có sự bảo vệ của tụ điện và điện trở.

Bước 5: Bắt đầu mã hóa

Sau khi mọi thứ được kết nối, bạn nên tải xuống thư viện Neopixel và chạy mã kiểm tra. Khi nó sáng lên, bạn sẽ ngạc nhiên! Tôi nghiêm túc nhìn chằm chằm vào nó miễn là mắt tôi có thể tiếp nhận (chúng rất sáng!). Bạn sẽ thấy 4 đèn LED đang tắt, nhưng đừng hoảng sợ, chúng vẫn ổn, tất cả là do mã kiểm tra chỉ xác định 60 đèn LED. Chỉ cần thay đổi điều đó thành 64.

Sau đó, bạn có thể tải xuống Thư viện NeoMatrix để cho phép nó nói "Chào bạn".

Ngoài ra, để vẽ các hình dạng động, bạn sẽ cần thư viện Adafruit GFX. Bạn có thể cuộn văn bản, vẽ từng pixel đơn lẻ, đường thẳng, hình chữ nhật, hình tròn và hơn thế nữa. Bằng cách sử dụng lệnh drawPixel, bạn có thể tạo các hình dạng tùy chỉnh.

Cách tôi đã làm cho các hình dạng của mình là, trước tiên tôi vẽ những gì tôi muốn trong lưới 8 x 8 trong Adobe Illustrator (Bạn có thể sử dụng bất kỳ phần mềm 2D nào hoặc vẽ ngay cả trên giấy trước tiên. Trong bước này, bạn thiết kế các hình dạng và đảm bảo rằng bạn thích nó, vì vậy bạn không phải thay đổi nó sau này lập trình tiêu tốn nhiều thời gian hơn). Sau đó, xác định một mảng 2D trong arduino sketch như sau:

byte tim [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 }, };

Trong mảng này, 1 là viết tắt của pixel sáng lên và 0 có nghĩa là tắt. Trong vòng lặp void (), bạn chỉ có thể gọi

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

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

nếu (tim [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

chậm trễ (20);

để vẽ hình trái tim.

Trong mảng 2D, bạn có thể ném các số khác để biểu thị các màu khác và thêm một số câu lệnh if khác.

Tôi đã cố gắng tạo một mảng 3D, với chiều thứ ba là màu. Nó là quá phức tạp để gõ cho các hình dạng đơn giản. Bạn có thể thử điều đó nếu bạn muốn hiển thị một số hình ảnh thực sự đầy màu sắc nhưng cụ thể.

Bước 6: Kết hợp với nhau

Tôi in 3D các bộ phận của nhà ở và ghép chúng lại với nhau, trong bước này, bạn có thể sử dụng bất kỳ vật liệu nào xung quanh bạn, ván thẻ, gỗ, lõi xốp. Chỉ cần đảm bảo rằng tất cả các thanh được cố định chặt chẽ và an toàn trên NeoMatrix

Tệp STL ở đây:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Bước 7: Kế hoạch tương lai

Tạo một số ràng buộc đồ họa đẹp mắt với âm nhạc.

Chơi xung quanh với bố cục các thanh, bạn có thể nhận được tương tác mới nào với cấu hình khác nhau?

Cuối cùng, cảm ơn đã xem! Nếu bạn định làm một cái gì đó tương tự, vui lòng cho tôi biết. Không thể chờ đợi để xem màn trình diễn ánh sáng của bạn!

Về nhì trong Cuộc thi Makerlympics