Maticový valec LED: 8 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Projekty Fusion 360 »

Táto matica LED používa štandardné LED pásy WS2812b na stavbu matice valcového tvaru a peknej povrchovej úpravy drevenou dyhou.

Zoznam účastníkov:

1. Lepenka 790x384 1,5 mm (sú možné aj iné veľkosti, ale je potrebné zmeniť údaje CAD)
2. 100 WS2812b LED z LED pásikov (30 LED/meter)
3. Raspberry Pi alebo Arduino
4. Dyha na mikropodnik alebo akýkoľvek flexibilný difúzny materiál
5. Drôty

Krok 1: Návrh a rezanie laserom

Hlavným konštrukčným parametrom je hrúbka použitého materiálu. V tejto zostave bola použitá 1,5 mm lepenka, pretože sa dá ľahko rezať a je dosť lacná. 3D dizajn (napr. Fusion360) pomáha predchádzať problémom pri montáži. Pri rezaní laserom musia byť diely usporiadané tak, aby zodpovedali oblasti rezania laserom vášho stroja, v tomto prípade 790 x 384 mm. Inkscape je jednoduchý a účinný nástroj na zvládnutie tejto úlohy. Pripojený súbor SVG obsahuje všetky diely pre valcový displej s materiálom 1,5 mm.

AKTUALIZÁCIA: Upravil som model Fusion360 s hrúbkou užívateľského parametra, takže môžete zmeniť hrúbku materiálu pre matricu a vygenerovať si vlastný súbor na rezanie laserom. Čoskoro budú pridané výrezy pre LED pásy.

Odkaz na model:

Krok 2: Rezanie laserom a predbežná montáž

Po rezaní laserom získate nasledujúce diely:

- 12 horizontálnych segmentov v tvare písmena C.

- 18 hrebeňových zvislých segmentov

- 2 zvislé spojovacie segmenty

- 20 LED nosných segmentov

8 tvarov C, 9 hrebeňov a 1 pripojenie sú kombinované do polovice displeja. V tomto kroku sú diely iba navzájom spojené, aby sa skontrolovalo, či všetko dobre sedí. Lepidlo zatiaľ nepoužívajte.

Krok 3: Zapojenie LED diód

LED pásy sú nastrihané na 5 LED segmentov a prilepené k nosným segmentom zadnou lepiacou páskou. Najprv sa kolíky DI (údaje v) a DO (údaje von) prúžkov prepoja cik-cak spôsobom, pričom sa spojí DO prvého prúžku s DI ďalšieho prúžku a tak ďalej. To sa robí pre každú polovicu valca vrátane 10 pruhov. 5V a GND sú spojené iba na jednej strane od pásu k pásu. Dĺžka vodičov by mala zodpovedať vzdialenosti pásov poľa.

Pred inštaláciou LED do matice je potrebné segmenty matice zlepiť pre každú polovicu valca.

Nakoniec je 10 prúžkov umiestnených v každej polovici matrice a fixovaných horúcim lepidlom. DO z jednej polovice je spojený s DI druhej polovice. DI prvého polčasu bude vstupom pre Raspberry Pi alebo Arduino.

Krok 4: Prvý test

Aby ste sa uistili, že všetko funguje, mal by byť vykonaný prvý test LED diód. Používanie Arduina a knižnice Neopixel by malo byť najľahším spôsobom, ako to urobiť.

Krok 5: Difúzor z drevenej dyhy

Po zmeraní priemeru a výšky matrice bolo možné drevenú dyhu vystrihnúť a navinúť na matricu. Na fixáciu stačí priehľadný lepiaci pás.

Krok 6: Raspberry Pi, Arduino a napájanie

Na ľahké kódovanie pekných maticových efektov v Pythone je možné použiť Raspberry Pi. V tomto prípade bol použitý Raspberry Pi Zero, ktorý je pripojený k matici pomocou GPIO pinu 18 cez radič úrovne 74HCT245 na prispôsobenie 3,3V z Pi na 5V WS2812. Tiež sa používa veľký kondenzátor (2 200 uF) a sériový odpor (470 ohmov), ako sa odporúča pri použití väčšieho počtu LED Neopixel/WS2812.

Zdroj

Maximálny výkon pre 100 LED diód WS2812b je 100x60mA = 6A. Samozrejme, znížením jasu by sa dala drasticky znížiť spotreba energie. Zaistite, aby váš 5V zdroj napájal prúd podľa požadovaného jasu.

Arduino

Táto matica priamo funguje na zariadeniach Arduino s knižnicou NeoPixel a NeoMatrix od spoločnosti Adafruit. Ak chcete použiť príklady, musíte zmeniť PIN a inicializáciu:

Neomatrix:

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

Musíte tiež zahrnúť knižnicu Adafruit GFX a načítať iné písmo s výškou 5 pixelov. Ako štartovací bod použite priloženú skicu Arduina (pre maticu používa PIN 4). Je to upravená verzia ukážkového náčrtu Neomatrix.

NeoPixel:

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

Krok 7: Simulácia

Zdrojový kód Pythonu je k dispozícii na Github

Existujú dva režimy kódovania. Ak je PI = False definovaný na začiatku cylind.py, kód je v simulačnom režime. Všetky animácie môžete testovať na akejkoľvek platforme, na ktorej je možné spustiť python. Nainštalujte najskôr všetky knižnice, ktoré program používa (ako pygame, numpy atď.). V simulačnom režime je valec zobrazený ako matica 5 x 20 pixelov.

Krok 8: Programovanie

Druhý softvérový režim je PI = True (definovaný v cylind.py) a je spustený na Pi. To poháňa GPIO pin 18 Raspberry Pi. Môžete slobodne pridávať ďalšie efekty a hrať sa s parametrami.

Text je zobrazený písmom 3x5, takže nie všetky písmená sú kvôli obmedzenej výške zobrazenia dokonalé.

Užite si to!

Druhé miesto v súťaži Epilog X