Silinder Matriks LED: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Proyek Fusion 360 »

Matriks LED ini menggunakan garis-garis LED WS2812b standar untuk membuat matriks dengan bentuk silinder dan lapisan veneer kayu yang bagus.

Daftar bagian:

1. 790x384 karton 1,5 mm (ukuran lain juga dimungkinkan, tetapi data CAD harus diubah)
2. 100 WS2812b LED dari LED-stripes (30 LED/meter)
3. Raspberry Pi atau Arduino
4. Veneer kayu mikro atau semua jenis bahan difusi fleksibel
5. kabel

Langkah 1: Desain dan File Pemotongan Laser

Parameter desain utama adalah ketebalan material yang digunakan. Pada build ini digunakan karton berukuran 1,5 mm karena mudah dipotong dan cukup murah. Desain 3D (misalnya Fusion360) membantu menghindari masalah dalam proses perakitan. Untuk pemotongan laser, suku cadang harus diatur sedemikian rupa sehingga sesuai dengan area pemotongan laser mesin Anda, dalam hal ini 790x384 mm. Inkscape adalah alat yang sederhana dan kuat untuk menangani pekerjaan ini. File SVG terlampir berisi semua bagian untuk tampilan silinder dengan bahan 1,5 mm.

PEMBARUAN: Saya telah memodifikasi model Fusion360 dengan ketebalan parameter pengguna, sehingga Anda dapat mengubah ketebalan material untuk matriks dan menghasilkan file pemotongan laser Anda sendiri. Slot cut-out untuk strip LED akan segera ditambahkan.

Tautan ke model:

Langkah 2: Pemotongan laser dan Preassemble

Setelah pemotongan laser, Anda akan mendapatkan bagian-bagian berikut:

- 12 segmen horizontal bentuk-C

- 18 sisir seperti segmen vertikal

- 2 segmen koneksi vertikal

- 20 segmen pembawa yang dipimpin

8 Bentuk-C, 9 sisir, dan 1 sambungan digabungkan menjadi setengah tampilan. Pada langkah ini, bagian-bagian hanya dicolokkan untuk memeriksa apakah semuanya cocok. Belum pakai lem.

Langkah 3: Pengkabelan LED

Garis-garis LED dipotong menjadi 5 segmen LED dan direkatkan ke segmen pembawa dengan pita perekat bagian belakang. Pertama, pin DI (data masuk) dan DO (data keluar) dari strip dihubungkan bersama secara zig-zag, menghubungkan DO strip pertama dengan DI strip berikutnya dan seterusnya. Ini dilakukan untuk setiap setengah silinder termasuk 10 garis. 5V dan GND terhubung hanya di satu sisi dari strip ke strip. Panjang kabel harus sesuai dengan jarak strip array.

Sebelum LED dipasang ke dalam matriks, segmen matriks harus direkatkan bersama untuk setiap setengah silinder.

Akhirnya 10 garis ditempatkan di setiap setengah dari matriks dan difiksasi dengan lem panas. DO dari satu babak terhubung ke DI dari babak kedua. DI babak pertama akan menjadi input untuk Raspberry Pi atau Arduino.

Langkah 4: Tes Pertama

Untuk memastikan semuanya berfungsi, tes pertama LED harus dilakukan. Menggunakan perpustakaan Arduino dan Neopixel harus menjadi cara termudah untuk melakukan ini.

Langkah 5: Diffusor Veneer Kayu

Setelah mengukur diameter dan tinggi matriks, veneer kayu dapat dipotong dan digulung di sekitar matriks. Untuk fiksasi, strip lem transparan sudah cukup.

Langkah 6: Raspberry Pi, Arduino, dan Catu Daya

Untuk pengkodean yang mudah dengan Python dari efek matriks yang bagus, Raspberry Pi dapat digunakan. Dalam hal ini, Raspberry Pi Zero digunakan, yang terhubung ke matriks melalui GPIO pin 18 melalui shifter level 74HCT245 untuk mengadaptasi 3.3V dari Pi ke 5V dari WS2812. Juga kapasitor besar (2200 uF) dan resistor seri (470 Ohm) digunakan seperti yang disarankan saat menggunakan jumlah LED Neopixel/WS2812 yang lebih besar.

Sumber Daya listrik

Daya maksimum untuk 100 LED WS2812b adalah 100x60mA = 6A. Tentu saja, dengan mengurangi kecerahan, konsumsi daya dapat dikurangi secara drastis. Harap pastikan, bahwa catu daya 5V Anda dapat menggerakkan arus untuk kecerahan yang Anda inginkan.

Arduino

Matriks ini langsung bekerja pada perangkat Arduino dengan perpustakaan NeoPixel dan NeoMatrix dari Adafruit. Anda harus mengubah PIN dan inisialisasi jika ingin menggunakan contoh:

Neomatriks:

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

Anda juga harus menyertakan pustaka Adafruit GFX dan memuat font yang berbeda dengan ketinggian 5 piksel. Silakan gunakan sketsa Arduino terlampir sebagai titik awal (menggunakan PIN 4 untuk matriks). Ini adalah versi adaptasi dari contoh sketsa Neomatrix.

NeoPixel:

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

Langkah 7: Simulasi

Kode sumber Python tersedia di Github

Ada dua mode untuk pengkodean. Jika PI=False didefinisikan di awal cylinder.py, kode berada dalam mode simulasi. Anda dapat menguji semua animasi pada platform apa pun yang dapat menjalankan python. Silahkan install terlebih dahulu semua library yang digunakan oleh program (seperti pygame, numpy, dll). Dalam mode simulasi, silinder ditampilkan sebagai matriks 5x20 piksel.

Langkah 8: Pemrograman

Mode perangkat lunak kedua adalah PI=True (didefinisikan dalam cylinder.py) dan dimulai pada Pi. Ini menggerakkan pin GPIO 18 dari Raspberry Pi. Anda bebas menambahkan efek tambahan dan bermain-main dengan parameternya.

Teks ditampilkan dengan font 3x5, jadi tidak semua huruf sempurna karena ketinggian tampilan yang terbatas.

Menikmati!

Runner Up dalam Kontes Epilog X