(POV) Persistence of Vision Globe: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

! Aktualizácia! Pridal som program Excel, ktorý výrazne uľahčuje kreslenie a kódovanie nových obrázkov

Jednoduchá perzistencia zemegule videnia. PREHRÁVAJTE VIDEO

Toto je projekt, ktorý mám v pláne už nejaký čas a súťaž „Make It Glow“bola len motiváciou, ktorú som potreboval, aby som ma inšpiroval k vytiahnutiu starého 5 LED POV displeja a posunutiu na ďalšiu úroveň pomocou shift. registre. Ak sa vám tento návod páči, zvážte jeho hlasovanie.

Rýchly úvod do POV alebo pretrvávanie videnia: Akékoľvek svetlo striedavého napätia v skutočnosti bliká a zhasína pri frekvencii 60 Hz alebo 60 krát za sekundu. Náš mozog to vníma ako neustále svetlo. Práve tento koncept budeme využívať, aby sme vytvorili sférický obraz pomocou jedného radu diód LED. Pre tento projekt som sa rozhodol, že 24 LED diód sekvencovaných pomocou troch 8-bitových posuvných registrov poskytne minimálne rozlíšenie potrebné pre zemeguľu.

Krok 1: Materiály

Tu je to, čo som použil.

• (1) Arduino Uno (pre prototypovanie)
• (1) Bareduino (pre stálu dosku voliteľné) VIRTUABOTIX LINK
• (3) Posuvné registre HC595N
• [24] Modré diódy LED
• (24) odpory 220 ohmov
• (1) doska na pečenie
• (1) držiak batérie a batéria
• (1) Krúžok s priemerom 10 "(dostatočne široký na to, aby pojal LED diódy a čím svetlejší, tým lepší)
• (1) zostavený zo závitovej tyče (použil som 5/16 ")
• (1) Motor (použil som jeden zo starého Dirt Devil)
• (1) Spojka motora
• (1) 120 V odpojovač (vypínač svetla)
• (1) Regulátor otáčok ventilátora

Krok 2: Postavenie prsteňa

Na svoj prsteň som použil kus hliníkovej plochej tyče hrubej 1/8 palca x 1/2 palca a na stredový stožiar všetok závit 5/16 palcov, pretože som ich mal položené okolo, ale myslím, že sa to dalo urobiť na 3D tlačiareň s držiakmi na DPS a bude oveľa ľahšia. Tento prsteň som postavil pre predchádzajúcu zostavu pomocou 5 LED diód, z ktorých každá napájala samostatný DO Arduina.

Na priemere prsteňa nie je nič zvláštne. Moja je cca. 10 okrúhle, len preto, že plochá tyč, ktorú som mal, bola od začiatku dlhá 3 '. Prevrátil som ju na striž/brzdu/kotúč 3 v 1 od spoločnosti Harbour Freight, ale prstenec ste mohli vytvoriť aj okolo kotúča vyrezaného z preglejky a majú dobré výsledky. Preto nevidím dôvod, prečo by prsteň nemohol byť vyrobený z dreva. Mám radšej prácu s metlom.

Vyvŕtal som otvory pre LED diódy v strede približne 5/16 ". Tento rozstup vyplnil všetky okrem 1" v hornej a spodnej časti na jednej strane prstenca. V strede krúžku budete musieť priskrutkovať konzolu, aby poskytovala montážnu plochu pre doštičky.

Krok 3: Vytvorenie obvodu

Toto bol môj prvý pokus o použitie posuvných registrov, a tak som začal skúmať na stránkach Arduina a našiel som mimoriadne užitočný príklad, ktorý som upravil tak, aby vyhovoval mojim potrebám. Tutoriál nájdete na Arduino ShiftOut I, ktorý som nastavil na „Code Sample 2.3 - Duálne definované polia“ako môj základný kód, o tom neskôr.

Ak sa budete riadiť týmto tutoriálom, naučíte sa odosielať kúsky informácií, jeden po druhom, v sérii z vášho Arduina do posuvných registrov. Toto usporiadanie vám umožňuje ovládať všetkých 24 LED diód na tomto projekte iba pomocou 3 pinov na Arduine. Budeme používať schopnosť sériového vstupu, paralelného výstupu 74HC595 na načítanie 24 bitov informácií alebo 3 bajtov do posuvných registrov a potom posunutie údajov paralelne k diódam LED.

Pretože prvý bit údajov, ktoré načítame, skončí na poslednom mieste registra, pripojíme LED1 alebo najjužnejšie LED k QO prvého posuvného registra. Postupujte podľa schémy z príkladu ShiftOut a pripojte tretí posuvný register k druhému, rovnakým spôsobom ako je druhý pripojený k prvému.

Odporúčam spustiť ukážkový kód pozdĺž cesty, najskôr iba s jedným registrom a potom s dvoma. Ukážkový kód sekvenuje svetlá tak, aby bolo ľahké zistiť, či nie je niečo zlého zapojené. Bol som schopný jednoducho pridať Byte3 do „Code Sample 2.3 - duálne definovaných polí“a tretie pole, ktoré som nazval Blue. Môžete to vidieť na kóde ShiftOutArrayByte3R1 nahranom do tohto kroku.

Krok 4: Dajte to všetko dohromady

Teraz, keď sme si boli istí, že obvod funguje, potrebujeme všetko namontovať na krúžok. Navrhujem namontovať Arduino/Bareduino na jednu stranu a dosku Shift Register oproti Arduinu. Pomôže to vyrovnať hmotnosť, ale s najväčšou pravdepodobnosťou budete musieť s niečím hýbať, kým nedosiahnete stabilnú rotáciu. 9 -voltovú batériu som použil na stranu, na ktorú som potreboval pridať váhu. Na pripevnenie dosiek a batérie k stredovému stožiaru som použil zipsy. Týmto spôsobom som mohol vykonať úpravy, aby bol prsteň vyvážený.

Teraz spájkujte všetky LED diódy. Pretože ovládame kladné napätie LED diód, môžeme všetky katódové vodiče spojiť jediným neizolovaným vodičom a zapojiť do zeme. Potom musíme spájkovať odpor k anódovému vodiču každej LED a potom pripojiť vodič z rezistora k zodpovedajúcemu výstupnému kolíku posuvného registra. Nechal som vo funkcii Blink All v nastavovacej slučke ľahký spôsob, ako zistiť, či máte LED diódu.

Krok 5: Nakreslenie zemegule

!! Aktualizácia !! Teraz môžete kresliť pomocou programu Excel, ktorý pre vás obrázok skonvertuje na hexadecimálny. Kód pre vaše červené, modré a zelené pole je možné skopírovať a vložiť do náčrtu Arduino. Jednoducho vyplňte 1, kde chcete, aby LED dióda svietila a bunka sa automaticky zmení na modrú! Do tohto kroku sa nahrá program Excel. Vďaka Rave Shades, inštruovateľnému za uverejnenie Rave Shades Animator, ktorý bol upravený pre tento projekt

Dobre. Teraz k umeleckej tvorbe. Vybral som si zemeguľu, pretože som si myslel, že by to bol skvelý spôsob, ako vytvoriť 360 -stupňový sférický displej pomocou POV, ale pokúsim sa v tomto a nasledujúcom kroku ukázať, ako môžete vytvoriť ľubovoľný obrázok, ktorý môžete nakresliť, v rozlíšení 24 x 70 bodov..

Najprv som našiel vhodný obrázok mapy sveta, ktorý by som mohol použiť ako sprievodcu. Potom som v Google Play našiel aplikáciu s názvom „Mosaic Builder“, ktorá dokonale vyhovovala mojim potrebám. Ako vidíte na poslednom obrázku v tomto kroku, dokázal som na svojej šablóne 24 x 70 vytvoriť verziu obrázka mapy sveta s nízkym rozlíšením. FYI 24 pochádza z 3 bajtov údajov, a teda 24 LED diód vysokých a 70 pochádza z delenia obvodu môjho prstenca o 5/16 , aby sa horizontálne rozstupy zhodovali s vertikálnymi rozstupmi LED diód. Široký 70 bodov sa bude líšiť v závislosti od veľkosti vášho prsteňa, ale nie je kritický. Zvlášť nie je kritické, pretože nepoužívame žiadny typ senzora, napríklad infračervenú diódu LED na snímanie úplného otočenia a resetovanie slučky. To je niečo, čo môžem zvážte to v budúcnosti, ale zatiaľ, pokiaľ máme na motore ovládanie rýchlosti, senzor nie je potrebný.

Akonáhle máte kresbu, s ktorou ste spokojní, môžete v nasledujúcom kroku obrázok previesť na hexadecimálny kód podľa bajtu.

Krok 6: Kód

! Aktualizácia! Jednoducho nakreslite svoj obrázok pomocou 1 s na zobrazenie ZAPNUTÉ, čím sa pixel automaticky zafarbí na modro. Keď je váš obrázok pripravený, stlačte tlačidlo „Kopírovať všetky polia“a prilepte ho na existujúce polia v skici Arduino! K tomuto kroku som nahral nový náčrt

Ako som už spomenul, ako základ som použil „vzorový kód 2.3 - duálne definované polia“z príkladu Arduino ShiftOut. Ako si v tomto kóde všimnete, autor poznamenáva, že si nie je istý, či Arduino dokáže spracovať priame binárne hodnoty, takže namiesto toho boli použité hodnoty hexadecimálne. Poznámka: Nikdy som nezmenil binárne komentáre vedľa hodnôt Hex, zmenil som iba hodnoty Hex, aby zodpovedali môjmu obrazu mapy sveta.

Teraz som bol s Hexom iba druhýkrát a bol som dosť bezradný. Našiel som priložený hexadecimálno-binárny konverzný graf, ktorý veľmi pomohol. Tento graf je možné použiť na prevod binárnej hodnoty každého stĺpca alebo (bajtu) na hexadecimálnu hodnotu. Ak sa napríklad pozriete na posledný obrázok v tomto kroku, uvidíte, ako bol obrázok mapy sveta rozdelený na tretiny zhora nadol a každý stĺpček pozostáva z 3 bajtov, pričom biely alebo vypnutý = 0 a modrý alebo zapnutý = 1. Pri v spodnej časti každého stĺpca bol bajt prevedený na hexadecimálnu hodnotu v rozsahu od 00 do FF, čo je ekvivalentom rozsahu desatinných hodnôt 0-255 alebo binárneho rozsahu 00000000 až 11111111.

Priložený kód má načítaný obrázok Globe, ale je možné ho zmeniť na vlastný obrázok.

Krok 7: Testovanie

Predtým, ako som pokračoval v stavaní základne a držiaka motora, som si myslel, že obvod otestujem a vyladím. Zostavu som jednoducho zahodil do aku vŕtačky, všetko zapol a stlačil spúšť. Musel som upraviť oneskorenie na 1 ms a môj prvý pokus položil Rusko južne od Austrálie. Z toho, čo som očakával, som sa tiež dozvedel, že sa obraz zobrazuje hore nohami. To bolo jednoduché riešenie, ako jednoducho prevrátiť celý prsteň. Priložené video je z môjho posledného úspešného testu. Teraz je čas na základňu s trvalým motorom a regulátorom otáčok.

ZAHRAJTE SI GLOBE TEST

Krok 8: Dokončenie

Zapojil som spínač svetiel ako odpojovač pre môj motor a potom som zapojil regulátor rýchlosti ventilátora medzi odpojovač a motor. To mi dáva spôsob, ako rýchlo vypnúť napájanie a mať primerane dobrú kontrolu nad otáčkami motora. Teraz som potreboval spôsob, ako pripojiť motor k zemeguli. Hriadeľ na motore bol 17/64 "a celý závit, ktorý som použil na zemeguli, je 5/16". Spojka 5/16 "mohla byť len trik, ale bohužiaľ som mal iba 3/8" spojky, ktoré boli zbytočné. Namiesto toho som našiel kus 1/2 "hliníkovej guľatej pažby a odrezal som 2" dlhý kus a vyvŕtal stred 17/64 "diery. Táto veľkosť otvoru bola vhodná na odpichnutie závitu 5/16-18 v polovici okrúhla pažba. Tiež som vyvŕtal a poklepal cez malú dieru na závit v nastavovacej skrutke pre hriadeľ motora, potom som navliekol zemeguľu a zaistil ju poistnou maticou. Motor Dirt Devil sa točí dostatočne rýchlo, aby otvor vyfúkol potreboval som nastaviť rýchlosť čo najďalej. Pri tejto rýchlosti sa motor v skutočnosti nezačne točiť, čo robí beh s plošinou trochu ošemetným. Čo musím urobiť, je udržať zemeguľu v otáčaní a pomaly zdvihnúť rýchlosť, kým sa motor nerozbehne, potom môžem znížiť rýchlosť a uvoľniť glóbus. Nakoniec s jemným jemným doladením môžem dosiahnuť skvelý efekt pomalého točenia.

PREHRÁVAJTE VIDEO