LED Matrix Cylinder: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:42

Fusion 360 -projekt »

Denna LED -matris använder standard WS2812b LED -ränder för att bygga en matris med en cylindrisk form och en fin träfanerfinish.

Partlista:

1. 790x384 kartong 1,5 mm (andra storlekar är också möjliga, men CAD -data måste ändras)
2. 100 WS2812b LED från LED-ränder (30 LED/meter)
3. Hallon Pi eller Arduino
4. Mikrofinfaner eller någon form av flexibelt diffusionsmaterial
5. Trådar

Steg 1: Design- och laserskärningsfil

Huvuddesignparametern är tjockleken på det använda materialet. I denna konstruktion användes en 1,5 mm kartong eftersom den är lätt att skära och ganska billig. 3D -design (t.ex. Fusion360) hjälper till att undvika problem i monteringsprocessen. För laserskärning måste delar ordnas så att de passar till laserskärområdet på din maskin, i detta fall 790x384 mm. Inkscape är ett enkelt och kraftfullt verktyg för att hantera det här jobbet. Bifogad SVG -fil innehåller alla delar för den cylindriska displayen med 1,5 mm material.

UPPDATERING: Jag har modifierat Fusion360 -modellen med en användarparametertjocklek, så att du kan ändra materialtjockleken för matrisen och skapa din egen laserskärningsfil. Utskärningsplatser för LED-ränder kommer snart att läggas till.

Länk till modellen:

Steg 2: Laserskärning och förmontering

Efter laserskärning får du följande delar:

- 12 horisontella segment i C-form

- 18 kam som vertikala segment

- 2 vertikala anslutningssegment

- 20 ledda bärsegment

8 C-former, 9 kammar och 1 anslutning kombineras till en displayhalva. I det här steget kopplas delar bara ihop för att kontrollera om allt passar bra. Använd inte lim ännu.

Steg 3: Anslutning av lysdioder

LED -ränder skärs i 5 LED -segment och limmas på bärsegmenten med tejpen på baksidan. Först kopplas DI (data in) och DO (data out) stiften på ränderna ihop på ett sicksack-sätt, och förbinder DO för den första randen med DI för nästa remsa och så vidare. Detta görs för varje halva cylindern inklusive 10 ränder. 5V och GND är endast anslutna på ena sidan från remsa till remsa. Kablarnas längd ska matcha gruppens avstånd.

Innan lysdioderna installeras i matrisen måste matrisens segment limmas ihop för varje halva cylindern.

Slutligen placeras de 10 ränderna i varje halva av matrisen och fixeras med varmt lim. DO från ena halvan är ansluten till DI för den andra halvan. DI för första halvlek är ingången för Raspberry Pi eller Arduino.

Steg 4: Första testet

För att säkerställa att allt fungerar bör ett första test av lysdioderna göras. Att använda ett Arduino- och Neopixel -bibliotek borde vara det enklaste sättet att göra detta.

Steg 5: Diffusor i träfaner

Efter att ha mätt diametern och höjden på matrisen kunde träfaner klippas ut och rullas runt matrisen. För fixering räcker det med en transparent limremsa.

Steg 6: Raspberry Pi, Arduino och strömförsörjning

För enkel kodning i Python med fina matriseffekter kan en Raspberry Pi användas. I detta fall användes en Raspberry Pi Zero, som är ansluten till matrisen via GPIO -stift 18 via en 74HCT245 nivåväxel för att anpassa 3.3V från Pi till 5V i WS2812. Även en stor kondensator (2200 uF) och ett seriemotstånd (470 Ohm) används som föreslagna vid användning av större Neopixel/WS2812 LED -räknare.

Strömförsörjning

Maximal effekt för 100 WS2812b lysdioder är 100x60mA = 6A. Naturligtvis, genom att minska ljusstyrkan, kan strömförbrukningen minska drastiskt. Se till att din 5V strömförsörjning kan driva strömmen för önskad ljusstyrka.

Arduino

Denna matris fungerar direkt på Arduino -enheter med NeoPixel- och NeoMatrix -biblioteket från Adafruit. Du måste ändra PIN -koden och initialiseringen om du vill använda exemplen:

Neomatrix:

Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (20, 5, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Du måste också inkludera Adafruit GFX -bibliotek och ladda ett annat teckensnitt med en höjd av 5 pixlar. Använd den bifogade Arduino -skissen som utgångspunkt (använder PIN 4 för matrisen). Det är en anpassad version av Neomatrix -exempelskissen.

NeoPixel:

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (100, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Steg 7: Simulering

Python-källkod är tillgänglig på Github

Det finns två lägen för kodning. Om PI = Falskt definierat i början av cylinder.py är koden i simuleringsläget. Du kan testa alla animationer på vilken plattform som helst som kan köra python. Installera först alla bibliotek som används av programmet (som pygame, numpy, etc.). I simuleringsläge visas cylindern som en 5x20 pixelmatris.

Steg 8: Programmering

Det andra mjukvaruläget är PI = True (definierat i cylinder.py) och startade på Pi. Detta driver GPIO -stiftet 18 på Raspberry Pi. Du är fri att lägga till ytterligare effekter och leka med parametrarna.

Text visas med ett 3x5 -teckensnitt, så alla bokstäver är inte perfekta på grund av den begränsade visningshöjden.

Njut av!

Tvåa i Epilog X -tävlingen