PropHelix - 3D POV displej: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Ľudia boli vždy fascinovaní holografickými zobrazeniami. Existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť.

V mojom projekte používam rotujúcu špirálu LED pásikov. Existuje celkom 144 LED diód, ktoré dokážu zobraziť 17 28080 voxelov so 16 farbami. Voxely sú kruhovo usporiadané v 12 úrovniach. LED diódy sú ovládané iba jedným mikrokontrolérom. Pretože som použil LED diódy APA102, nepotrebujem žiadne ďalšie ovládače ani tranzistory. Elektronická časť je teda jednoduchšie stavať. Ďalšou výhodou je bezdrôtové elektrické napájanie. Nepotrebujete žiadne kefy a nedochádza k žiadnym stratám trením.

Krok 1: kusovník

V nasledujúcom kroku si pozrite 3D diely

Pre hnací hriadeľ:

• 4 ks skrutka M4x40 s 8 maticami a podložkami4ks.
• Skrutka M3x15 na upevnenie motora na dosku
• kovová/hliníková doska 1-2 mm, 60x80 mm, alebo iný materiál na montáž motora
• 3ks. Skrutka M3x15 na upevnenie pohonu na motor

• Bezkartáčový motor s tromi otvormi M3 pre pohony (voliteľný hriadeľ/nie je potrebný), tu je verzia s väčším krútiacim momentom.

• ESC 10A alebo viac, pozrite sa na špecifikácie motora

Za ESC:

Arduino Pro Mini

Kodér s tlačidlom (na reguláciu rýchlosti)

Pre rotor

• Skrutka M5x80 s dvoma maticami a niekoľkými podložkami
• 1m 144 APA 102 LED (24 pásikov po 6 kusov)
• Elektrolytický kondenzátor 1000 µF 10V
• TLE 4905L Hallov senzor + magnet
• vyťahovací odpor 10k, 1k
• 12V modul bezdrôtovej nabíjačky 5V napájací zdroj + chladič (20x20x20mm), viď obrázky
• 3 ks pásová matrica DPS, 160x100 mm
• Breadboard, 50x100 mm pre mikrokontrolér
• dobré lepidlo, aby pruhy neodleteli
• zmršťovacia trubica
• Napájanie 12V 2-3A DC

Mikroprocesor vrtule Parallax:

Nebojte sa tohto mikrokontroléra, je to výkonný 8-jadrový MCU s 80Mhz a programuje/flashuje sa rovnako ľahko ako arduino! Na stránke paralaxy je k dispozícii niekoľko dosiek.

Ďalšou (mojou) voľbou je CpuBlade/P8XBlade2 od cluso, čítačka microSD je na doske a binárne je bootovateľné bez programovania!

Na programovanie vrtule a niektorých arduinov budete potrebovať dosku adaptéra USB na TTL.

Nástroje, ktoré som použil:

• Nôž
• spájkovacia stanica a spájkovačka
• stolová vŕtačka 4+5 mm vŕtačka
• strihanie a rašpľa/pilník na chlebové platne
• skrutkový kľúč 7+8+10 mm
• šesťhranný kľúč 2,5 mm
• kladivo + stredový razník na označenie otvorov pre motor pri kovovej doske
• lavicový zverák na ohýbanie kovovej dosky v tvare U
• 3D tlačiareň + PLA filament
• tavná pištoľ
• niekoľko klieští, bočná rezačka

Krok 2: 3D tlačené diely

Tu môžete vidieť diely, ktoré som vytlačil z PLA. Z rozpery je potrebných 12 kusov. (Tretia časť). Táto časť vytvára medzi doskami LED pravý uhol.

Krok 3: Bezdrôtové napájanie a montáž na motor

V tomto kroku vám ukážem bezdrôtové napájanie. Tieto cievky sa zvyčajne používajú na nabíjanie mobilných telefónov. Vstupné napätie je 12V, výstup 5V. To je pre našu špirálu ideálne. Max. prúd je asi 2A. Na LED diódy stačí 10 wattov. Nepoužívam maximálny jas LED a nezapínam všetky LED diódy súčasne.

Jedna DÔLEŽITÁ vec, použite chladič na PCB primárnej cievky, pretože sa veľmi zahrieva! Malý ventilátor používam aj na chladenie chladiča.

Ako vidíte, na montáž motora používam prefabrikovanú kovovú dosku, ale môžete tiež ohnúť (hliníkovú) dosku. Na horný panel použite asi 60x60 mm a na bočné panely 10x60 mm. Okrem toho som dosku pripevnil na ťažký drevený blok.

Krok 4: Motor/ovládanie

Tu je schéma, ako ovládať motor. Používam arduino s kodérom rýchlosti a tlačidlom štart/stop. Priložený je aj náčrt arduina. Ak chcete arduino naprogramovať, pozrite sa na niekoľko inštrukcií tu na inštrukciách:-)

Bezkartáčový motor je malý 50 g typ, ktorý vám zostane. Odporúčam trochu väčší motor.

Krok 5: Špirála

je vyrobený z 12 pásových dosiek/veroboardu, v strede je vyvŕtaný 5 mm otvor. Uistite sa, že vzadu sú najmenej 4 medené pásy. Vonkajšie medené pásy slúžia na napájanie LED pásov. Vnútorné medené pásy sú určené pre DATA a CLOCK a sú oddelené pre obe strany. Jedna strana dosky je párna a druhá strana je nepárna strana pre pixely. Celkovo existujú 4 skupiny a 36 LED diód. Týchto 36 LED je rozdelených do 6 v prvých 6 úrovniach. Existuje teda párna/nepárna a horná/dolná skupina.

Krok 6: Schéma skrutkovice

Schéma používa staršiu a väčšiu fritzujúcu dosku MCU, pretože som nenašiel tvarovacie šablóny novších/súčasných vrtuľových dosiek.

Na ovládanie LED používam mikrokontrolér Propeller od Parallax. Dva piny mikroovládania 6x6 = 36 LED diód. Ide teda o 4 skupiny LED (schematické) zhora:

1. párne/dno
2. nepárne/spodné
3. nepárne/top
4. párny/vrchný

Softvér je priložený, pozrite sa na môj predchádzajúci návod (krok 4) na programovanie mikrokontroléra Propeller.

Krok 7: Ako sú usporiadané Voxely

V tomto liste môžete vidieť, ako sú voxely usporiadané.

Na otáčku sa vyrobí 120 rámov. Každý rámec pozostáva z 12x12 = 144 Voxelov, čo nám dáva celkom 120x144 = 17280 Voxelov. Každý Voxel dostane 4 bity za farbu, takže potrebujeme 8640 bajtov pamäte RAM.

Krok 8: Ďalšie informácie

Uistite sa, že sa špirála otáča proti smeru hodinových ručičiek!

Pred otáčaním je veľmi dôležité vyvážiť špirálu protizávažím. Na diely, ktoré by mohli „odletieť“, používajte ochranné okuliare a veľa lepidla.

Vzdialenosť medzi „okrajmi podpery“je 21 mm (ak má doska 160 mm), anjel: 15 stupňov

Aktualizácie:

• (2. mája 2017), upravte niektoré fotografie s popismi
• (3. mája 2017), pridajte krok: Ako sú usporiadaní Voxeli

Druhé miesto v súťaži o mikrokontrolér 2017