Cylinder matrycy LED: 8 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Projekty Fusion 360 »

Ta matryca LED wykorzystuje standardowe paski LED WS2812b do budowy matrycy o cylindrycznym kształcie i ładnej drewnianej okleinie.

Lista części:

1. 790x384 karton 1,5 mm (możliwe są również inne rozmiary, ale dane CAD muszą zostać zmienione)
2. 100 WS2812b LED z pasków LED (30 LED/metr)
3. Raspberry Pi lub Arduino
4. Okleina Microwood lub dowolny rodzaj elastycznego materiału dyfuzyjnego
5. Przewody

Krok 1: Projekt i plik cięcia laserowego

Głównym parametrem projektowym jest grubość użytego materiału. W tej konstrukcji zastosowano tekturę 1,5 mm, ponieważ jest łatwa do cięcia i dość tania. Projektowanie 3D (np. Fusion360) pomaga uniknąć problemów w procesie montażu. W przypadku cięcia laserowego części muszą być ułożone w taki sposób, aby pasowały do obszaru cięcia laserowego Twojej maszyny, w tym przypadku 790x384 mm. Inkscape to proste i potężne narzędzie do obsługi tego zadania. Załączony plik SVG zawiera wszystkie części do wyświetlacza cylindrycznego z materiałem 1,5 mm.

AKTUALIZACJA: Zmodyfikowałem model Fusion360 o parametr użytkownika grubości, dzięki czemu masz możliwość zmiany grubości materiału dla matrycy i wygenerowania własnego pliku cięcia laserowego. Wkrótce zostaną dodane wycięcia na paski LED.

Link do modelu:

Krok 2: Cięcie laserowe i wstępny montaż

Po cięciu laserowym otrzymasz następujące części:

- 12 poziomych segmentów w kształcie litery C

- 18 pionowych segmentów przypominających grzebienie

- 2 pionowe segmenty przyłączeniowe

- 20 ledowych segmentów nośnych

8 kształtów C, 9 grzebieni i 1 połączenie są połączone w jedną połowę wyświetlacza. Na tym etapie części są łączone tylko w celu sprawdzenia, czy wszystkie pasują. Nie używaj jeszcze kleju.

Krok 3: Okablowanie diod LED

Taśmy LED są cięte na 5 segmentów LED i przyklejane do segmentów nośnych taśmą klejącą z tyłu. Najpierw piny DI (wejście danych) i DO (wyjście danych) pasków są połączone ze sobą w sposób zygzakowaty, łącząc DO pierwszego paska z DI następnego paska i tak dalej. Odbywa się to dla każdej połowy cylindra, w tym 10 pasków. 5V i GND są połączone tylko z jednej strony od listwy do listwy. Długość przewodów powinna być zgodna z odległością pasków tablicy.

Zanim diody LED zostaną zainstalowane w matrycy, segmenty matrycy muszą być sklejone ze sobą dla każdej połowy cylindra.

Na koniec 10 pasków umieszcza się w każdej połowie matrycy i mocuje gorącym klejem. DO z jednej połowy jest podłączony do DI drugiej połowy. DI pierwszej połowy będzie wejściem dla Raspberry Pi lub Arduino.

Krok 4: Pierwszy test

Aby upewnić się, że wszystko działa, należy przeprowadzić pierwszy test diod LED. Korzystanie z Arduino i biblioteki Neopixel powinno być najłatwiejszym sposobem na zrobienie tego.

Krok 5: Dyfuzor z forniru drewnianego

Po zmierzeniu średnicy i wysokości matrycy drewniany fornir można było wyciąć i zawinąć wokół matrycy. Do mocowania wystarczy przezroczysty pasek kleju.

Krok 6: Raspberry Pi, Arduino i zasilacz

Do łatwego kodowania w Pythonie ładnych efektów matrycowych można użyć Raspberry Pi. W tym przypadku zastosowano Raspberry Pi Zero, który jest podłączony do matrycy przez pin 18 GPIO za pomocą przesuwnika poziomu 74HCT245, aby dostosować 3,3 V z Pi do 5 V WS2812. Zastosowano również duży kondensator (2200 uF) i rezystor szeregowy (470 Ohm), jak sugerowano przy użyciu większej liczby diod LED Neopixel/WS2812.

Zasilacz

Maksymalna moc dla 100 diod LED WS2812b to 100x60mA = 6A. Oczywiście, zmniejszając jasność, można drastycznie zmniejszyć zużycie energii. Upewnij się, że twój zasilacz 5 V jest w stanie dostarczyć prąd do pożądanej jasności.

Arduino

Ta matryca działa bezpośrednio na urządzeniach Arduino z biblioteką NeoPixel i NeoMatrix firmy Adafruit. Musisz zmienić PIN i inicjalizację, jeśli chcesz skorzystać z przykładów:

Neomatryca:

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

Trzeba też dołączyć bibliotekę Adafruit GFX i załadować inną czcionkę o wysokości 5 pikseli. Proszę użyć załączonego szkicu Arduino jako punktu wyjścia (wykorzystuje PIN 4 dla matrycy). Jest to dostosowana wersja przykładowego szkicu Neomatrix.

NeoPixel:

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

Krok 7: Symulacja

Kod źródłowy Pythona jest dostępny na Github

Istnieją dwa tryby kodowania. Jeśli na początku pliku cylinder.py zdefiniowano PI=False, kod jest w trybie symulacji. Wszystkie animacje możesz przetestować na dowolnej platformie, która jest w stanie uruchomić Pythona. Zainstaluj najpierw wszystkie biblioteki używane przez program (np. pygame, numpy itp.). W trybie symulacji cylinder jest wyświetlany jako matryca 5x20 pikseli.

Krok 8: Programowanie

Drugi tryb oprogramowania to PI=True (zdefiniowany w cylinder.py) i uruchamiany na Pi. To napędza pin 18 GPIO Raspberry Pi. Możesz dowolnie dodawać dodatkowe efekty i bawić się parametrami.

Tekst jest wyświetlany czcionką 3x5, więc nie wszystkie litery są idealne ze względu na ograniczoną wysokość wyświetlania.

Cieszyć się!

Drugie miejsce w konkursie Epilog X