PropHelix - 3D POV Display: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Människor har alltid fascinerats av holografiska representationer. Det finns flera sätt att göra detta.

I mitt projekt använder jag en snurrande helix av LED -remsor. Det finns totalt 144 lysdioder som kan visa 17280 voxlar med 16 färger. Voxelerna är arrangerade cirkulärt i 12 nivåer. Lysdioderna styrs av endast en mikrokontroller. Eftersom jag har använt APA102 -lysdioderna behöver jag inga ytterligare drivrutiner eller transistorer. Så den elektroniska delen är lättare att bygga. En annan fördel är den trådlösa strömförsörjningen. Du behöver inga borstar och det finns ingen friktionsförlust.

Steg 1: BOM

Se nästa steg för 3D-tryckta delar

För drivaxeln:

• 4 st. skruv M4x40 med 8 muttrar och brickor 4st.
• M3x15 skruv för montering av motorn på plattan
• metall/alu platta 1-2mm, 60x80mm, eller annat material för montering av motorn
• 3st. M3x15 skruv för montering av ställdon på motorn

• Borstlös motor med tre M3 -hål för ställdon (axel tillval/behövs inte), här är en version med mer vridmoment.

• ESC 10A eller mer, se motorns specifikationer

För ESC:

Arduino Pro Mini

Kodare med knapp (för att reglera varvtalet)

För rotorn

• M5x80 skruv med två muttrar och flera brickor
• 1m 144 APA 102 LED (24 Strips a 6st.)
• Elektrolytkondensator 1000µF 10V
• TLE 4905L Hallsensor + magnet
• uppdragningsmotstånd 10k, 1k
• 12V trådlös laddningsmodul 5V strömförsörjning + kylfläns (20x20x20mm), se bilder
• 3 st. bandmatris PCB, 160x100 mm
• Brödbräda, 50x100 mm för mikrokontrollen
• bra lim, att ränderna inte flyger iväg
• värmekrymprör
• Strömförsörjning 12V 2-3A DC

Parallax Propeller Microcontroller:

Var inte rädd för denna mikrokontroller, det är en kraftfull 8-kärnig mcu med 80Mhz och är lika lätt att programmera/blinka som en arduino! Det finns flera styrelser på parallaxplatsen.

Ett annat (mitt) val är CpuBlade/P8XBlade2 från cluso, microSD -läsare finns ombord och binären kan startas utan programmering!

För att programmera propellern och även några arduinos behöver du ett USB till TTL adapterkort.

Verktyg jag använde:

• Kniv
• lödstation och lödning
• bordsborr 4+5 mm borr
• klippning och rasp/fil för brödbrädorna
• skruvnyckel 7+8+10 mm
• insexnyckel 2, 5 mm
• hammare + mittstans för markering av motorns hål vid metallplattan
• bänkskruv för att böja metallplattan u-formad
• 3D -skrivare + PLA -filament
• smältpistol
• flera tänger, sidoskärare

Steg 2: 3D -tryckta delar

Här kan du se delarna jag skrev ut från PLA. 12 delar krävs från distansen. (Tredje delen). Denna del skapar rätt vinkel mellan LED -korten.

Steg 3: Trådlös ström och motorfäste

I det här steget visar jag dig den trådlösa strömförsörjningen. Dessa spolar används vanligtvis för att ladda mobiltelefoner. Ingångsspänning är 12V, utgång 5V. Detta är perfekt för vår helix. Max. strömmen är ca 2A. 10 Watt räcker till lysdioderna. Jag använder inte lysdiodernas maximala ljusstyrka och tänder inte alla lysdioder samtidigt.

En VIKTIG sak, använd en kylfläns för primärspolens kretskort eftersom det blir väldigt varmt! Jag använder också en liten fläkt för kylning av kylflänsen.

Som du ser använder jag en prefabricerad metallplatta för montering av motorn men du kan också böja en (alu) platta. Använd ca 60x60mm för toppen och 10x60mm för sidopanelerna. Dessutom fäste jag plattan på ett tungt träblock.

Steg 4: Motorn/kontrollen

Här är schemat över hur du styr motorn. Jag använder en arduino med en kodare för hastighet och en start/stopp -knapp. Arduino -skissen bifogas också. För att programmera arduino, titta på flera instruktioner här på instruktioner:-)

Den borstlösa motorn är en liten typ på 50 g som är över. Jag rekommenderar en lite större motor.

Steg 5: Helix

är gjord av 12 bandbrädor/veroboard, ett 5 mm hål borras i mitten. Se till att det finns minst 4 kopparremsor på baksidan. De yttre kopparremsorna används för att driva LED -remsorna. De inre kopparremsorna är för DATA och CLOCK och separerade för båda sidor. Ena sidan av brädet är den jämna och den andra sidan är den udda sidan för pixlarna. Totalt finns det 4 grupper a 36 lysdioder. Dessa 36 lysdioder är separerade i 6 enor i de första 6 nivåerna. Så det finns en jämn/udda och topp/botten grupp.

Steg 6: Helix Schematisk

Schemat använder ett äldre och större fritzing MCU-kort eftersom jag inte hittar fritzmallar av nyare/nuvarande propellerbrädor.

För LED-kontrollen använder jag The Propeller Microcontroller från Parallax. Två stift av mikrokontrollen 6x6 = 36 lysdioder. Så de är 4 LED -grupper (schematisk), uppifrån:

1. jämn/botten
2. udda/botten
3. udda/topp
4. jämn/topp

Programvara är bifogad, ta en titt på min tidigare instruerbara (steg 4) för programmering av propellerns mikrokontroller.

Steg 7: Hur är vokalerna ordnade

I det här bladet kan du se hur voxlarna är ordnade.

120 ramar produceras per varv. Varje ram består av 12x12 = 144 Voxels, vilket ger oss totalt 120x144 = 17280 Voxels. Varje Voxel får 4bit för färg så vi behöver 8640 bytes ram.

Steg 8: Ytterligare information

Se till att spiralen roterar moturs!

Det är mycket viktigt att balansera spiralen med motvikter innan du roterar. Använd skyddsglasögon och mycket lim för de delar som kan "flyga iväg".

Avståndet mellan "Prop -kanterna" är 21 mm (om brädet har 160 mm), ängel: 15 grader

Uppdateringar:

• (2 maj 2017), redigera några foton med beskrivningar
• (3 maj 2017), lägg till steg: Hur ordnas vokalerna

Tvåa i Microcontroller Contest 2017