POV Globe 24bit True Color och Simple HW: 11 steg (med bilder)

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

Jag har alltid velat göra en av dessa POV -jordklot. Men ansträngningen med all lödning av lysdioder, ledningar etc. har avskräckt mig eftersom jag är en lat person:-) Det måste finnas ett enklare sätt! I denna instruerbara kommer jag att visa dig hur man bygger en POV -jordklot med mindre elektroniska delar än andra projekt. Orsaken är användningen av de adresserbara LED -remsorna APA 102. Dessa ränder behöver ingen elektronisk drivrutin och kan anslutas direkt med endast 2 ledningar till en mikrokontroller. Lysdiodernas tillstånd är (och måste vara) MYCKET snabbt föränderligt. För att få en stabil bild är SPI -klockfrekvensen cirka 10 Mhz och kan vara ännu högre. För mer information om lysdioderna, titta här.

En annan fördel är att använda vanliga bmp -filer som lagras på ett microSD -kort.

Nu går vi !

Steg 1: BOM

Här är en lista över de viktigaste delarna du behöver. För LED-ringen använder jag min 3D-skrivare, du kan också använda en skiva av ett PVC-rör (diameter 150-180 mm). Lagerfästena är också tryckta, men kan till exempel vara gjorda av en träbit. För grundramen använder jag några gamla metallprofiler, använd gärna andra metallprofiler, trä, plast eller vad som helst. Se till att ramen är vridstyv och lite tung.

För drivaxeln:

• gängstång M8, längd 250mm
• M8 muttrar
• mässingshylsa 10 mm, längd 100 mm
• 2 st. plastbricka 8 mm (se även STL -filer)
• Flexibel axelkopplare 5 mm till 8 mm (de som används för Nema 17)

för att driva LED -ringen över axeln:

• 2 st. kullager 6300 (10x35x11) helmetall

• lagerfästen, se STL -filer eller göra av trä med en 35 mm hel såg

• 4 st. skruv M4x40 med mutter
• 2 st. kabelskor 8 mm
• Borstlös motor med 5 mm axel
• 4 st. M3 skruvar för montering av motorn
• ESC för borstlös motor, eventuellt med fläkt

Alternativt kan du använda en kombination av en borstad motor/esc med tillräckligt vridmoment.

Motorn som beskrivs ovan har tillräckligt med vridmoment men når aldrig sin maxström på 50 ampere. Mitt utbud mäter mindre än 4 ampere. Så det finns ingen användning för en 50 Ampere ESC. Jag satte en kylfläns med fläkt på min 18Ampere ESC och det fungerar bra.

För korrekt "avfyrning" använder ESC i en

Arduino Pro Mini

med två knappar

ett annat alternativ är a

servotester

Strömförsörjning:

Vi behöver 12V för motorn och 5V för LED -ringen.

Jag föredrar att använda gamla PC -tillbehör som visas i denna instruerbara

eller:

Det finns massor av 12V/5A leveranser där ute från Kina

om du använder en av dessa glöm inte en DC-DC-stegomvandlare för 5V

LED -ring:

• 64st. APA 102 LED (2 ränder a 32st.)
• Elektrolytkondensator 1000µF 10V
• TLE 4905L Hallsensor + magnet
• uppdragningsmotstånd 10k, 1k
• Ring: Använd STL -filen eller en bit PVC -rör
• kabelband 100mm
• BRA lim, att ränderna inte flyger iväg vid 2400 rpm:-)

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 parallax -sajten tillgängliga, eller titta här, du behöver också en microSD Breakout

Ett annat (mitt) val är P8XBlade2 från cluso, microSD -läsaren är redan ombord!

För att programmera arduino och propeller behöver du också ett USB till TTL adapterkort som det här

Steg 2: Bostäder

Här ser du bostaden. Gör det av allt material som är tillräckligt robust. I slutändan behöver du någon slags kubikbur med ungefär 100 mm kantlängd där du kan montera motorn och ringen/ lagren. Kuben är monterad på en massiv träplatta med distansbultar. Ett hål för motorn borrades i plattan.

Steg 3: Drivaxeln

Jag väljer en gängad stång med en längd på 250 mm. Längden på mässingshylsorna är cirka 30 och 50 mm beroende på storleken på buren och axelkopplingen. Den övre (och längre) hylsan måste isoleras från stången eftersom den utgör den positiva polen för ringmatningen. Detta görs genom isoleringstejp och plastbrickor. Hylsan passar inte på stången med tejpen förrän du ökar innerdiametern från 8,0 mm till 8,5 - 9,0 mm genom borrning/fräsning. Den andra hylsan inklusive stången utgör den negativa polen.

Steg 4: Borstlös leverans

Nu är det dags för lagren. Jag väljer större än standardlagren på grund av bättre konduktivitet. Placera lagret i hållaren och placera plattan ovanpå den. Det lilla hålet på sidan är för kabeln. Glöm inte axeln och brickan mellan lagren/ärmarna.

Jag 3d-tryckt innehavarna, ta en titt på stl/zip-filen.

Steg 5: Motorstyrning

Ta en titt på schematisk hur motorelektroniken måste anslutas.

Om du aldrig har programmerat en arduino, titta på instruktioner:-) De två knapparna är för motorvarvtal. Om du slår på strömförsörjningen får ESC ett värde på 500µS. Tryck på en av knapparna för att slå på motorn. Skissen tog värdet "StartPos = 625". Om du senare har hittat rätt hastighet måste detta värde ändras. Genom att använda vänster eller höger knapp sänker/ökar du hastigheten, trycker på båda knapparna samtidigt i 2 sekunder. och motorn stannar.

Se till att motorn/jordklotet roterar moturs, som den riktiga jorden:-)

Steg 6: En LED-ring för att styra dem alla:-)

Här kommer kärnan! Tryckt med min 3d -skrivare men som jag sa ovan finns det också andra alternativ. För att spara vikt har jag många hål i ramen. Skär nu av två remsor, var och en med 32 lysdioder. Bättre att räkna av flera gånger innan du använder saxen:-)

Att placera remsorna är lite knepigt. Du har två remsor/kolumner som genererar udda och jämna rader. De udda linjerna är på ena sidan av ringen, de jämna linjerna är motsatta. Markera LED -nummer 16 vid varje remsa (respektive rad 32 och 33) och fixa det på ramen som visas på bilderna. En lysdiod passar exakt mellan två motsatta lysdioder. Så du har två placera den andra remsan med en förskjutning !!!

Efter det kan du fixa kretskortet/kretskortet, jag gjorde små spår i fästena så att kretskorten enkelt kan fästas.

Innan du monterar ringen på axeln måste du balansera den. Använd en tunn pinne för att balansera och skruva eller muttrar som motvikt.

Steg 7: Schematisk

I denna schematik ser du hur MCU -kortet är anslutet till de andra delarna vid/i ringen. Jag bifogar också ett foto av hallsensorn och magneten. Schemat använder ett äldre och större fritzing MCU-kort eftersom jag inte hittar fritzmallar av nyare/nuvarande propellerbrädor. Ställ gärna dina frågor till styrelsen du väljer/får.

Steg 8: Programmering/blinkning av Parallax Propeller Microcontroller

Detta är den binära som enkelt kan överföras till rekvisitkortet. Här är en länk till en av mina tidigare instruktioner som också använder propellerns mikrokontroller och visar dig en HUR.

Steg 9: Ta i bruk

Ok, först kopierar vi bara testbilden till SD -kortet.

• Om ringen vrids manuellt måste lysdioderna blinka varje gång hallsensorn passerar magneten.
• starta nu motorn och öka varvtalet tills lysdioderna är i linje (se de 2 bilderna)
• spänningen måste vara konstant och ringen måste svänga lätt för att få en stabil/justerad bild
• anslut arduino -terminalen till motorstyrningen
• notera det visade värdet
• stoppa maskinen
• ersätt värdet med variabeln "startPos" i POV_MotorControl -skissen
• flash arduino igen

Nästa gång du startar motorn får du rätt hastighet.

Nästa steg är inte längre nödvändigt med den nya mjukvaran, från en hastighet av 38 till 44 varv / sekund är de udda och jämna linjerna "låsta" korrekt.

(Använd upp/ner -knapparna för att finjustera vid behov.)

Nu kan du "fylla" kortet med dina andra bilder.

Ha så kul !!!!!!

Steg 10: Hur man skapar egna BMP: er

Vill du använda dina egna bilder? Inga problem, jag visar dig:

1. Ändra storlek på din bild till en upplösning på 120 x 64 pixlar
2. rotera 90 grader moturs
3. spegel vertikal

4. eventuellt minska ljusstyrkan (lysdioderna är mycket ljusa),

   den bästa ljusstyrkekorrigeringen för bilder är att använda gammakorrektion med en faktor 0,45

5. spara som BMP med 24bit färg och ingen RLE

efter att ha sparat storleken på filen måste vara 23094 byte!

Någon annan storlek fungerar inte.

Om du vill kan du lagra flera bilder på sd -kortet. De visas en efter en var och en efter en rotation.

Nu är det upp till dig att skapa en bättre Death Star än min!

Steg 11: Ytterligare information

Några saker jag märkte:

Om du använder en av de små CpuBlades från cluso, glöm inte att löda den 3 -poliga bygeln märkt QE för programmering

• mina lager har ett spänningsfall på ca. 0,5 V så jag måste öka spänningen från likström-omvandlaren upp till 6 volt.
• (13 januari 2017), lade till ring.stl i steg 6
• (17 januari 2017), är den bästa ljusstyrkekorrigeringen för bilder att använda gammakorrigering med en faktor 0,45
• (17 januari 2017), uppdatera POV Globe0_2.binary
• (18 januari 2017), ladda upp källkoden i steg 8
• (27 januari 2017), ladda upp ny källkod, version från 0_2 till I_0_1. Har gjort stora framsteg med synkroniseringen mellan udda och jämna rader. Det är inte längre nödvändigt att hitta rätt hastighet, ta bara ringen till en hastighet av 38-44 varv per sekund och linjerna justerade!
• (03 mars 2017), ändrade lagerhållaren
• (09 mars 2017), ladda upp en test binär för att slå på alla lysdioder
• (28 feb 2018), medlemmen rclayled berättade att den valda motorn inte har tillräckligt med vridmoment, kanske behövs ett större

Första priset i Make it Glow Contest 2016

Andra pris i Arduino -tävlingen 2016

Fjärde priset i design nu: 3D Design Contest 2016