2.5D Edge Lighting Pixel LED Cube: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

LED luar biasa, sangat kecil tetapi cerah, berwarna-warni tetapi mudah dikendalikan. Banyak dari kita mulai mengenal LED sejak pelajaran elektronik pertama. Dan kecintaan saya pada LED dimulai pada saat yang bersamaan. Suatu kali saya menunjukkan demo LED kepada teman-teman saya di tempat kerja. Seorang gadis berkata: Saya suka LED, saya akan menikah dengan LED. (Dia mengatakan itu dengan nyata:)) Saya percaya banyak dari Anda juga memiliki cinta yang sama.

Satu LED saja sudah cukup keren, tetapi menurut sifat manusia, kami membuat LED semakin keren. Strip LED membuat satu titik menjadi satu garis, Matrix menjadikannya permukaan 2D, beberapa jenius membuat LED Cubes untuk menerangi ruang 3D (cari proyek LED Cube pada instruksi, atau lihat video ini, favorit saya. Anda bahkan dapat membeli 3 x 3 kit LED Cube di Radioshack seharga 20 dolar).

Kubus-kubus mewah ini mengejutkan saya ketika pertama kali melihatnya. Saya tahu saya ingin membangunnya secara instan. Setelah beberapa penelitian online dan mengacaukan kit radioshack untuk sementara waktu. Saya merasa itu bukan pekerjaan mudah bagi saya untuk membangun kubus LED warna tunggal yang besar (setidaknya 6x6x6), apalagi RGB keren yang saya inginkan. Anda membutuhkan keterampilan menyolder yang cukup baik untuk membuatnya bekerja dan terlihat bagus. Banyak pengkabelan dan pengkodean yang rumit.

Jangan berkecil hati oleh saya, ada tutorial yang cukup bagus untuk Anda lalui. Dan beberapa latihan dapat membuat kesempurnaan. Saya hanya tidak punya cukup waktu dan upaya untuk membangun tantangan LED pamungkas ini (untuk saya). Saya hanya ingin membangun sesuatu yang bagus sebelum ulang tahun pacar saya (tidak banyak waktu), sebagai hadiah.

Langkah 1: Idenya

Jadi tujuan saya di sini adalah, untuk merancang sesuatu yang sekeren LED cube, tetapi lebih mudah untuk membangun, menghemat waktu dan mungkin uang. Saya mulai melakukan penelitian lebih lanjut tentang pertunjukan cahaya, pencahayaan tepi berpola juga keren. Setelah mencoret-coret, saya mendapat ide: bagaimana jika kita menggunakan matriks LED dan banyak potongan plastik bening, untuk menerangi ruang 3D?

Tapi bagaimana bisa memiliki depth of field (dimensi ketiga)? Dengan melihat desain pencahayaan tepi itu, sepertinya di mana pun dipotong atau diampelas akan menangkap foton. Jadi pada bagian-bagian yang jelas di setiap baris/kolom, jika mereka memiliki area dengan ketinggian yang berbeda diukir/ diampelas, dimensi ketiga ditambahkan.

Langkah 2: Barang yang Anda Butuhkan

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x Clear Extruded Acrylic Rectangular Bar, Tebal 3/8 ", Lebar 3/8", Panjang McMaster 6 '

Arduino Uno

470 Ohm resistor

Kapasitor 1000 u

Catu daya 5V 2A

Adaptor Daya DC Wanita - jack 2.1mm untuk memasang blok terminal

Sesuatu untuk menyatukan semua barang, kayu, karton, inti busa, atau cetak 3D rumah Anda!

Langkah 3: Siapkan Bar

Sebelum kita berurusan dengan bar, mari kita lakukan perhitungan terlebih dahulu. Karena saya perlu memesan barang terlebih dahulu, saya tidak tahu jarak antara masing-masing LED. Berdasarkan dimensi yang dijelaskan pada adafruit, saya menghitung jaraknya adalah 71.17mm/8 = 8.896mm = 0.35inch. Bilah terdekat yang bisa Anda dapatkan adalah setebal 3/8 inci. Jadi pada akhirnya 8 batang sedikit lebih lebar dari Matriks LED, tapi tetap saja, setiap batang berada di atas LED.

Karena kita akan membuat kubus berukuran 8 x 8 x 8, maka harus ada 8 3/8 persegi pada sumbu Z. 3/8 x 8 = 3. Ditambah beberapa ekstra untuk menyatukannya nanti. Saya memutuskan setiap batang memiliki panjang 3,5 inci.

Saya bertanya kepada teman pembuat model profesional saya Denis tentang bagaimana mencapai apa yang saya inginkan. Berikut rencananya:

1. Potong batang menjadi potongan-potongan dengan gergaji pita, sisakan beberapa panjang ekstra di sini.
2. Gunakan mesin penggilingan dan bit akhir penggilingan untuk memotong tepi rata. Tidak akan mulus sempurna.
3. Denis menyarankan saya untuk mengampelas semua tepinya, tetapi mengingat ada 8 x 8 = 64 batang, saya melewatkan langkah ini
4. Batang poles dengan roda poles.
5. Selotip palang, hanya biarkan area blok yang Anda inginkan menyala nanti terbuka. Anda bisa mendapatkan kualitas terbaik jika Anda merekam satu per satu. Saya merekam satu set pada satu waktu untuk menghemat waktu.
6. Bead meledakkan jeruji bertopeng.
7. Mengulang!

Saya membeli batangan ini dengan berpikir saya dapat menghemat waktu untuk memotongnya. Tetapi seiring berjalannya proyek, saya pikir itu masih banyak pekerjaan yang berulang. Apakah ada pilihan lain?

Lain kali mungkin saya akan mencoba memotongnya dengan laser. Akrilik setebal 3/8 inci mungkin sedikit menantang untuk pemotong laser hobi. Tetapi jika Anda dapat menemukannya, itu mungkin menghemat waktu Anda.

Langkah 4: Hubungkan Mereka

Adafruit memiliki tutorial yang sangat bagus tentang produk Neopixalnya. Dan mereka memperbarui dari waktu ke waktu. Ketika saya mulai bermain dengan mereka, mereka tidak menyebutkan harus ada resistor antara arduino dan matriks. Jadi saya menggoreng beberapa LED. Tapi jangan khawatir, biasanya hanya akan menggoreng LED pertama. Jadi saya sangat menyarankan Anda memesan beberapa chip LED pengganti (LED WS2812S 5050 RGB dengan Chip Driver Terintegrasi) jika Anda tahu cara mematri komponen SMT (Atau punya teman yang tahu seperti saya, terima kasih Eric).

Koneksi sebenarnya cukup mudah. Semua produk Neo pixal memiliki tiga pin, +5v, GND dan Digit In. Daya eksternal diperlukan untuk NeoMatrix. Gambar di atas menunjukkan detail. Pastikan Anda memiliki perlindungan kapasitor dan resistor.

Langkah 5: Pengodean Dimulai

Setelah semuanya terhubung, Anda harus mengunduh perpustakaan Neopixel dan menjalankan kode pengujian. Saat menyala, Anda akan kagum! Saya serius menatapnya selama mata saya bisa (mereka sangat cerah!). Anda akan melihat 4 LED mati, tapi jangan panik, mereka baik-baik saja, itu semua karena kode pengujian hanya mendefinisikan 60 LED. Ubah saja menjadi 64.

Kemudian Anda dapat mengunduh Perpustakaan NeoMatrix untuk mengatakan "Howdy" kepada Anda.

Juga, untuk menggambar bentuk dinamis, Anda memerlukan perpustakaan Adafruit GFX. Anda dapat menggulir teks, menggambar setiap piksel, garis, persegi panjang, lingkaran, dan lainnya. Dengan menggunakan perintah drawPixel, Anda dapat membuat bentuk yang disesuaikan.

Cara yang saya lakukan untuk bentuk saya adalah, saya menggambar apa yang saya inginkan dalam kotak 8 x 8 di Adobe Illustrator terlebih dahulu (Anda dapat menggunakan perangkat lunak 2D apa pun, atau menggambar bahkan di atas kertas terlebih dahulu. Pada langkah ini Anda mendesain bentuk dan pastikan Anda menyukainya, jadi Anda tidak perlu mengubahnya nanti pemrograman yang menghabiskan lebih banyak waktu). Kemudian tentukan array 2D dalam sketsa arduino seperti ini:

byte hati[8][8]={

{ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, { 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 }, { 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0 }, { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0 }, };

Dalam larik ini, 1 berarti piksel yang menyala, dan 0 berarti mati. Di void loop(), Anda bisa memanggil

untuk(int i=0;i<8;i++){

untuk(int j=0;j<8; j++){

jika(hati[j]==1){

matrix.drawPixel(j, i, RED);

}

}

}

matriks.tampilkan();

penundaan (20);

untuk menggambar bentuk hati.

Dalam larik 2D, Anda dapat melempar angka lain untuk mewakili warna lain, dan menambahkan beberapa pernyataan if lainnya.

Saya mencoba membuat array 3D, dengan dimensi ketiga sebagai warna. Terlalu rumit untuk mengetik untuk bentuk sederhana. Anda dapat mencobanya jika Anda ingin menampilkan gambar yang sangat berwarna tetapi spesifik.

Langkah 6: Satukan

Saya mencetak 3D bagian perumahan dan menyatukannya, dalam langkah ini Anda dapat menggunakan bahan apa pun di sekitar Anda, papan kartu, kayu, inti busa. Pastikan semua palang terpasang erat dan aman di atas NeoMatrix

File STL ada di sini:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Langkah 7: Rencana Masa Depan

Buat ikatan grafis yang bagus dengan musik.

Bermain-main dengan tata letak bar, interaksi baru apa yang bisa Anda dapatkan dengan konfigurasi berbeda?

Akhirnya, terima kasih sudah menonton! Jika Anda akan membuat sesuatu yang serupa, beri tahu saya. Tidak sabar untuk melihat pertunjukan cahaya Anda!

Runner Up dalam Kontes Makerlympics