2,5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Lysdioder är fantastiska, de är så små men ljusa, färgglada men lätta att styra. Många av oss börjar känna till LED sedan våra första lektioner i elektronik. Och min kärlek till lysdioder började samtidigt. En gång visade jag en LED -demo för mina vänner på jobbet. En tjej sa: Jag älskar lysdioder, jag ska gifta mig med lysdioder. (Hon sa det på riktigt:)) Jag tror att många av er delar samma kärlek också.

En lysdiod i sig är tillräckligt cool, men av mänsklig art gör vi lysdioder svalare och svalare. LED -remsor gjorde en plats till en linje, Matrix gjorde den till en 2D -yta, något geni gjorde LED -kuber för att lysa upp 3D -utrymme (sök LED Cube -projekt på instruerbara, eller kolla in den här videon, min favorit. Du kan till och med köpa en 3 x 3 LED Cube -kit i Radioshack för 20 spänn).

Dessa fina kuber blåste i tankarna när jag såg dem första gången. Jag visste att jag vill bygga en direkt. Efter lite onlineforskning och krånglat med radioshack -kit ett tag. Jag känner att det inte är ett lätt jobb för mig att bygga en stor (minst 6x6x6) enfärgad LED -kub, än mindre den coola RGB jag vill ha. Du behöver ganska bra lödningskunskaper för att få det att fungera och ser bra ut. Mycket kabeldragning och komplicerad kodning.

Var dock inte avskräckt av mig, det finns tillräckligt bra handledning för dig att gå igenom. Och viss övning kan göra perfektion. Jag har bara inte tillräckligt med tid och ansträngning för att bygga denna ultimata LED -utmaning (för mig). Jag vill bara bygga något trevligt före min flickväns födelsedag (inte mycket tid), som en present.

Steg 1: Idén

Så målet här för mig är att designa något så coolt som LED -kub, men lättare att bygga, sparar tid och kan vara pengar. Jag började göra mer forskning om ljusshow, tänkte att kantbelysning också är cool. Efter lite klotter fick jag en idé: tänk om vi använder en LED -matris och många bitar av klar plast för att lysa upp ett 3D -utrymme?

Men hur kan det ha skärpedjupet (den tredje dimensionen)? Genom att titta på de kantbelysningsdesignerna verkar det var som skärs eller slipas fånga fotonerna. Så på de tydliga delarna i varje rad/ kolumn, om de har ytor i olika höjd etsas/ slipas, läggs en tredje dimension till.

Steg 2: Saker du behöver

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x klar extruderad rektangulär akrylstång, 3/8 "tjock, 3/8" bredd, 6 'längd McMaster

Arduino Uno

470 Ohm motstånd

Kondensator 1000 uf

5V 2A Strömförsörjning

Kvinnlig likströmadapter - 2,1 mm jack till skruvplint

Något att hålla ihop allt, trä, kartong, skumkärna eller 3D -utskrift av ditt hus!

Steg 3: Förbered staplarna

Innan vi behandlar staplarna, låt oss göra en beräkning först. Eftersom jag behöver beställa saker i förväg vet jag inte avståndet mellan varje enskild lysdiod. Baserat på den dimension som beskrivs på adafruit beräknade jag att avståndet är 71,17 mm/8 = 8,896 mm = 0,35 tum. Den närmaste baren du kan få är 3/8 tum tjock. Så i slutändan är 8 staplar något bredare än LED -matrisen, men ändå är varje stapel ovanpå en LED.

Eftersom vi gör en 8 x 8 x 8 kub måste det ha 8 3/8 rutor på Z -axeln. 3/8 x 8 = 3. Plus lite extra för att slå ihop dem senare. Jag bestämde att varje bar är i 3,5 tum lång.

Jag frågade min professionella modelltillverkare vän Denis om hur jag ska uppnå det jag vill. Här är planen:

1. Skär stänger i bit med en bandsåg, lämna lite extra längd här.
2. Använd en fräs och avsluta fräsbiten för att skära kantspolningen. Det blir inte perfekt smidigt.
3. Denis föreslog mig att slipa alla kanter, men med tanke på att det finns 8 x 8 = 64 staplar hoppade jag över detta steg
4. Polska stänger med ett polskt hjul.
5. Maskeringstejp av staplarna, lämna bara blockområdet du vill att lamporna ska lysa upp senare. Du kan få bästa kvalitet om du tejper en i taget. Jag tejpade en uppsättning i taget för att spara lite tid.
6. Pärla spränga de maskerade staplarna.
7. Upprepa!

Jag köpte dessa barer och tänkte att jag kan spara lite tid på att klippa dem. Men när projektet fortskred tänkte jag att det fortfarande är mycket repetitivt arbete. Finns det andra alternativ?

Nästa gång kommer jag förmodligen att försöka laserskära dem. 3/8 tum tjock akryl kan vara lite utmanande för en hobbylaserskärare. Men om du kan hitta en kan det spara lite tid.

Steg 4: Anslut dem

Adafruit har en mycket bra handledning av sina Neopixal -produkter. Och de uppdateras med tiden. När jag började spela med dem nämnde de inte att det borde finnas ett motstånd mellan arduino och matrisen. Således stekte jag ett par lysdioder. Men oroa dig inte, vanligtvis steker det bara den allra första lysdioden. Så jag rekommenderar starkt att du beställer några nya LED -chips (WS2812S 5050 RGB LED med integrerat drivrutinschip) om du vet hur du avlödar SMT -komponenter (Eller har en vän som vet hur jag gör, tack Eric).

Anslutningen är faktiskt ganska enkel. Alla Neo pixal -produkter har tre stift, +5v, GND och Digit In. En extern ström behövs dock för en NeoMatrix. Bilden ovan visar detaljer. Se bara till att du har skyddet för kondensatorn och motståndet.

Steg 5: Kodning startad

När allt är anslutet bör du ladda ner Neopixel -biblioteket och köra testkoden. När det tänds kommer du att bli förvånad! Jag ser det på allvar så länge mina ögon orkar (de är så ljusa!). Du kommer att se 4 lysdioder är släckta, men inte få panik, de är bra, allt beror på att testkoden bara definierar 60 lysdioder. Ändra det till 64.

Sedan kan du ladda ner NeoMatrix -biblioteket för att låta det säga "Hej" till dig.

För att rita dynamiska former behöver du också Adafruit GFX -bibliotek. Du kan rulla texter, rita varje pixel, linjer, rektanglar, cirklar och annat mer. Genom att använda drawPixel -kommandot kan du skapa anpassade former.

Så som jag gjorde för mina former är att jag ritade vad jag vill ha i ett 8 x 8 rutnät i Adobe Illustrator (Du kan använda valfri 2D -programvara eller rita till och med på papper först. I det här steget designar du formerna och ser till att du gillar det, så du behöver inte ändra det senare programmering vilket tar mer tid). Definiera sedan en 2D -array i arduino -skiss så här:

byte hjärta [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 }, };

I denna matris står 1 för en pixel som tänds och 0 betyder av. I void loop () kan du bara ringa

för (int i = 0; i <8; i ++) {

för (int j = 0; j <8; j ++) {

om (hjärta [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RÖD);

}

}

}

matrix.show ();

fördröjning (20);

att rita hjärtformen.

I 2D -matrisen kan du kasta andra nummer för att representera andra färger och lägga till flera andra if -satser.

Jag försökte skapa en 3D -array, med den tredje dimensionen som färg. Det är för komplicerat att skriva för enkla former. Du kan prova det om du vill visa en riktigt färgglad men specifik bild.

Steg 6: Sätt ihop

Jag 3D -tryckta husdelar och sätter ihop dem, i det här steget kan du använda vilket material som helst runt dig, kartong, trä, skumkärna. Se bara till att alla staplar är ordentligt fastsatta och säkra ovanpå NeoMatrix

STL -filer finns här:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Steg 7: Framtidsplan

Gör en fin grafisk bindning med musik.

Lek med barlayout, vilken ny interaktion kan du få med olika konfigurationer?

Till sist, tack för att du tittade! Om du ska göra något liknande, vänligen meddela mig. Ser fram emot att se din ljusshow!

Tvåa i Makerlympics Contest