POV Globe 24bit True Color a jednoduchý HW: 11 krokov (s obrázkami)

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

Vždy som chcel urobiť jeden z týchto globálov POV. Ale úsilie so všetkým spájkovaním LED, vodičov atď. Ma odradilo, pretože som lenivý človek:-) Musí existovať jednoduchší spôsob! V tomto návode vám ukážem, ako vytvoriť zemeguľu POV s menej elektronickými časťami ako ostatné projekty. Dôvodom je použitie adresných LED pásikov APA 102. Tieto pruhy nepotrebujú žiadny elektronický ovládač a môžu byť priamo prepojené iba s 2 vodičmi s mikrokontrolérom. Stav LED diód je (a musí byť) VEĽMI rýchlo meniteľný. Na získanie stabilného obrazu je taktovací tok SPI približne 10 MHz a môže byť ešte vyšší. Ďalšie informácie o diódach LED nájdete tu.

Ďalšou výhodou je použitie bežných súborov bmp, ktoré sú uložené na karte microSD.

Poďme !

Krok 1: kusovník

Tu je zoznam hlavných častí, ktoré budete potrebovať. Na LED krúžok, ktorý používam moju 3D tlačiareň, môžete použiť aj plátok PVC rúrky (priemer 150-180 mm). Ložiskové konzoly sú tiež vytlačené, ale môžu byť vyrobené napríklad z kusu dreva. Ako základný rám používam staré kovové profily, neváhajte použiť iné kovové profily, drevo, plast alebo čokoľvek. Uistite sa, že rám je torzne tuhý a trochu ťažký.

Pre hnací hriadeľ:

• závitová tyč M8, dĺžka 250 mm
• Orechy M8
• mosadzný rukáv 10 mm, dĺžka 100 mm
• 2 ks plastová podložka 8 mm (pozri tiež súbory STL)
• Flexibilný spojkový hriadeľ 5 mm až 8 mm (tí, ktorí používajú Nema 17)

na napájanie prstenca LED cez hriadeľ:

• 2 ks guľkové ložisko 6300 (10x35x11) celokovové

• ložiskové konzoly, pozrite sa na súbory STL alebo ich vyrobte z dreva 35 mm celou pílou

• 4 ks skrutka M4x40 s maticou
• 2 ks káblové koncovky 8 mm
• Bezkartáčový motor s 5 mm hriadeľom
• 4 ks Skrutky M3 na montáž motora
• ESC pre bezkartáčový motor, prípadne s ventilátorom

Alternatívne môžete použiť kombináciu kartáčovaného motora/esc s dostatočným krútiacim momentom.

Vyššie popísaný motor má dostatočný krútiaci moment, ale nikdy nedosiahne svoj maximálny prúd 50 ampérov. Moje zásoby merajú menej ako 4 ampéry. Takže 50 Ampérový ESC nemá žiadne využitie. Na 18Ampér ESC som dal chladič s ventilátorom a funguje to dobre.

Na presné „vypálenie“ESC používam

Arduino Pro Mini

s dvoma gombíkmi

ďalšou možnosťou je a

servotester

Zdroj:

Potrebujeme 12 V pre motor a 5 V pre LED krúžok.

Uprednostňujem používanie starého počítačového spotrebného materiálu, ako je uvedené v tomto návode

alebo:

V Číne je k dispozícii množstvo dodávok 12V/5A

Ak použijete jeden z nich, nezabudnite na krokový menič DC-DC pre 5V

LED krúžok:

• 64 ks. APA 102 LED (2 pásy a 32 ks.)
• Elektrolytický kondenzátor 1000 µF 10V
• TLE 4905L Hallov senzor + magnet
• vyťahovací odpor 10k, 1k
• Krúžok: Použite súbor STL alebo plátok PVC rúrky
• sťahovacie pásky 100 mm
• DOBRÉ lepidlo, aby pruhy neodleteli pri 2400 ot./min:-)

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, alebo sa pozrite sem, potrebujete tiež microSD Breakout

Ďalšou (mojou) voľbou je P8XBlade2 od cluso, čítačka microSD je už na palube!

Na programovanie arduina a vrtule potrebujete aj takú dosku adaptéra USB na TTL

Krok 2: Bývanie

Tu vidíte bývanie. Vyrobte ho z akéhokoľvek dostatočne pevného materiálu. Nakoniec budete potrebovať nejaký druh kubickej klietky s dĺžkou okraja približne 100 mm, kde môžete namontovať motor a krúžok/ ložiská. Kocka je upevnená na doske z masívneho dreva pomocou dištančných skrutiek. Do platne bol vyvŕtaný otvor pre motor.

Krok 3: Hnací hriadeľ

Vyberám závitovú tyč s dĺžkou 250 mm. Dĺžka mosadzných rukávov je asi 30 a 50 mm v závislosti od veľkosti klietky a spojky hriadeľa. Horný (a dlhší) rukáv musí byť izolovaný od tyče, pretože tvorí kladný pól pre napájanie krúžku. To sa vykonáva izolačnou páskou a plastovými podložkami. Objímka sa nezmestí na tyč s páskou, kým nezvýšite vnútorný priemer z 8,0 mm na 8,5 - 9,0 mm vŕtaním/frézovaním. Druhý rukáv vrátane tyče tvorí záporný pól.

Krok 4: Bezkartáčové zásobovanie

Teraz je čas na ložiská. Vyberám si väčšie než štandardné ložiská kvôli lepšej vodivosti. Vložte ložisko do držiaka a umiestnite dosku na neho. Malý otvor na boku je pre kábel. Nezabudnite na hriadeľ a podložku medzi ložiskami/objímkami.

Držiaky som vytlačil na 3D tlačiarni a pozrite sa na súbor stl/zip.

Krok 5: Ovládanie motora

Pozrite sa na schému, ako musí byť pripojená elektronika motora.

Ak ste nikdy nenaprogramovali arduino, pozrite sa na inštrukcie:-) Dve tlačidlá slúžia na otáčky motora. Keď zapnete napájanie, ESC dostane hodnotu 500 µS. Motor zapnete stlačením jedného z tlačidiel. Náčrt nadobudol hodnotu „StartPos = 625“. Ak ste neskôr našli správnu rýchlosť, musíte túto hodnotu zmeniť. Ľavým alebo pravým tlačidlom znížite/zvýšite rýchlosť, stlačte obe tlačidlá súčasne na 2 sekundy. a motor sa zastaví.

Uistite sa, že sa motor/glóbus otáča proti smeru hodinových ručičiek ako skutočná zem:-)

Krok 6: Jeden LED krúžok, ktorý by vládol všetkým:-)

Tu prichádza jadro! Vytlačené na mojej 3D tlačiarni, ale ako som už uviedol vyššie, existujú aj ďalšie možnosti. Aby som ušetril na váhe, mám v ráme veľa otvorov. Teraz odrežte dva pásy, každý s 32 diódami LED. Pred použitím nožnice radšej niekoľkokrát odpočítajte:-)

Umiestnenie pásikov je trochu zložité. Máte dva pásy/stĺpce, ktoré generujú nepárne a párne čiary. Nepárne čiary sú na jednej strane prstenca, párne čiary sú na opačnej strane. Označte diódu LED číslo 16 na každom páse (respektíve riadku číslo 32 a 33) a pripevnite ju k rámu, ako je to znázornené na obrázkoch. Jedna LED dióda sa hodí presne medzi dve protiľahlé LED diódy. Takže máte dva miesto na druhý pás s posunom !!!

Potom môžete opraviť dosky plošných spojov/dosky plošných spojov, vyrobil som malé otvory v výstužiach, aby sa dosky plošných spojov dali ľahko pripevniť.

Pred namontovaním krúžku na hriadeľ ho musíte vyvážiť. Na vyváženie používajte tenkú tyč a skrutky alebo matice ako protizávažie.

Krok 7: Schéma

V tejto schéme vidíte, ako je doska MCU prepojená s ostatnými časťami v/v kruhu. Prikladám aj fotografiu Hallovho senzora a magnetu. Schéma používa staršiu a väčšiu fritzujúcu dosku MCU, pretože som nenašiel tvarovacie šablóny novších/súčasných vrtuľových dosiek. Neváhajte sa opýtať na tabuľu, ktorú si vyberiete/dostanete.

Krok 8: Programovanie/flashovanie mikrokontroléra vrtule Parallax

Toto je binárny súbor, ktorý sa dá ľahko preniesť na prop-dosku. Tu je odkaz na jeden z mojich predchádzajúcich návodov, ktoré tiež používajú vrtuľový mikrokontrolér a ukážu vám, AKO NA TO.

Krok 9: Uvedenie do prevádzky

Ok, najskôr skopírujeme testovací obrázok na kartu SD.

• Ak sa krúžok otáča ručne, LED diódy musia blikať vždy, keď Hallov senzor prejde magnetom.
• teraz naštartujte motor a zvyšujte rýchlosť otáčania, kým LED diódy nebudú zarovnané (pozri 2 obrázky)
• napätie musí byť konštantné a krúžok musí byť plynulý, aby sa dosiahol stabilný/vyrovnaný obraz
• pripojte terminál arduino k ovládaniu motora
• všimnite si zobrazenú hodnotu
• zastavte stroj
• nahraďte hodnotu v premennej „startPos“v skici POV_MotorControl
• znova flash arduino

Keď nabudúce naštartujete motor, dosiahnete správnu rýchlosť.

S novým softvérom už ďalší krok nie je potrebný, od rýchlosti 38 do 44 otáčok za minútu sú nepárne a párne riadky správne „uzamknuté“.

(V prípade potreby použite na doladenie tlačidlá hore/dole.)

Teraz môžete kartu „naplniť“svojimi ďalšími obrázkami.

Zabavte sa !!!!!!

Krok 10: Ako si vytvoriť vlastné BMP

Chcete použiť svoje vlastné obrázky? Žiadny problém, ukážem vám:

1. Zmeňte veľkosť obrázka na rozlíšenie 120 x 64 pixelov
2. otočte o 90 stupňov proti smeru hodinových ručičiek
3. zrkadlo vertikálne

4. prípadne znížiť jas (LED diódy sú veľmi jasné),

   najlepšia korekcia jasu pre obrázky je použiť gama korekciu s faktorom 0,45

5. uložte ako BMP s 24 -bitovou farbou a bez RLE

po uložení musí byť veľkosť súboru 23094 bajtov!

Akákoľvek iná veľkosť nebude fungovať.

Ak chcete, uložte niekoľko fotografií na kartu SD. Zobrazujú sa jeden po druhom po jednom otočení.

Teraz je na vás, aby ste vytvorili lepšiu Hviezdu smrti, ako je tá moja!

Krok 11: Ďalšie informácie

Niektoré veci, ktoré som si všimol:

Ak používate jeden z malých CpuBlades od cluso, nezabudnite na programovanie spájkovať 3 -pinový prepojovací kábel označený QE

• moje ložiská majú pokles napätia cca. 0,5 V, takže musím zvýšiť napätie z prevodníka jednosmerného prúdu na 6 voltov.
• (13. januára 2017), pridal ring.stl v kroku 6
• (17. januára 2017) je najlepšou korekciou jasu pre obrázky korekcia gama s faktorom 0,45
• (17. januára 2017), aktualizácia POV Globe0_2.binary
• (18. januára 2017), v kroku 8 nahrajte zdrojový kód
• (27. januára 2017), nahrajte nový zdrojový kód, verziu od 0_2 do I_0_1. Urobili veľký pokrok v synchronizácii medzi nepárnymi a párnymi čiarami. Už nie je potrebné nájsť správnu rýchlosť, jednoducho prsteň nastavte na rýchlosť 38-44 kôl za sekundu a čiary sa zarovnajú!
• (03.03.2017), upravený držiak ložiska
• (09.03.2017), nahrajte testovací binárny súbor na zapnutie všetkých LED diód
• (28. februára 2018), člen rclayled povedal, že zvolený motor nemá dostatočný krútiaci moment, možno je potrebný väčší

Prvá cena v súťaži Make it Glow Contest 2016

Druhá cena v súťaži Arduino 2016

Štvrtá cena za dizajn teraz: 3D Design Contest 2016