500 LED pikseļu RGB ķieģelis: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Pirms kāda laika es būvēju 10x10 LED kompensējamo datoru ar dažiem no šiem WS2812 gaismas diodēm, bet pat tad, ja ir iespējams spēlēt vecās skolas spēli Snake ar tai pievienotu viedtālruni, es vēlos kaut ko īpašu. Tāpēc es nolēmu tam pievienot vēl dažas gaismas diodes, kas sakārtotas kā kubs, lai iegūtu vairāk iespēju veidot animācijas, kā arī spēles, un šeit mēs esam: RGB-Brick.

Es vēlos pateikties visai LED-STUDIEN komandai, kas finansēja šo projektu, bet īpaši Denisam Džekstienam kā manai kontaktpersonai. Bez viņu palīdzības es nevarētu izveidot šo burvīgo LED kubu.

1. solis: iedvesmojieties

Šeit ir daži attēli un neliels videoklips ar dažām ķieģeļu iespējām, tostarp daudz animāciju, (nepabeigts darbs) uguns karstā atmosfērā, mūzikas vizualizators un spēles Snake, kā arī Tetris.

2. darbība. Kas jums nepieciešams

Šeit ir visu nepieciešamo materiālu saraksts, daži no tiem nav nepieciešami, un citus var apmainīt jūsu iecienītākie:

1. 500 WS2812 gaismas diodes 30 pikseļi/m
2. 5V 30A barošanas avots
3. Teensy 3.2
4. ESP8266 wifi modulis

5. daži koka gabali:

   1. 1x: 27, 2cm x 27, 2cm x 1, 0cm vākam
   2. 2x: 29, 6 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm lieliem sānu paneļiem
   3. 2x: 25, 2 cm x 29, 6 cm x 1, 0 cm, mazajiem sānu paneļiem
   4. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 1, 9cm, apakšai
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, LED režģa malām
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, LED režģim

6. daži akrila stikla gabali:

   1. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 0, 3cm
   2. 2x: 34, 0 cm x 36, 3 cm x 0, 3 cm
   3. 2x: 34, 6 cm x 36, 3 cm x 0, 3 cm
   4. 1x: 10, 0cm x 7, 5cm x 0, 3cm (pēc izvēles, terminālim)
7. Teensy audio dēlis (pēc izvēles)
8. Vadi, sprieguma regulators, kabeļu skavas, skaņas signāls, poga, temperatūras sensors (pēc izvēles)
9. koka līme, akrila stikla līme, skrūves un citi sīkumi

Ja vēlaties termināli kuba apakšā (barošanas ligzdai tas nav obligāti):

1. 230V strāvas ligzda
2. 230V slēdzis
3. audio ligzda
4. USB pagarinājuma kabelis

3. darbība: kastes izveide

Pirmkārt, mēs izveidosim koka kasti un LED režģi. Kuba izmērus nosaka pikseļa attālums uz LED sloksnes. Šajā gadījumā pikseļu attālums ir 3, 4 cm, tāpēc kuba izmēram jābūt 34 x 34 x 34 cm. Izmantojot šos izmērus, jūs ietaupīsiet daudz laika, jo jums nav jāsamazina sloksne pēc katra pikseļa un jāsaliek kopā ar nelielu kabeli.

Viss nāk kopā ar kādu koka līmi. Jums ir jāstrādā pareizi, jo akrila korpuss lieliski sakrīt koka kastes augšpusē. Ar dažiem brīvprātīgajiem ap jums kļūst daudz vieglāk, vai vienkārši izmantojiet rāmja spriegotāju, kā es to darīju.

Režģa malas un pats režģis ir izgatavoti no augsta blīvuma šķiedru plātnes (HDF). Galda zāģa izmantošana ir labākā izvēle, jo jums ir jāizgriež pat vairāk nekā 100 to gabalu. Izmēri atrodami attēlā iepriekš. Režģim ir nepieciešama neliela atstarpe (apmēram 0, 3 cm) ik pēc 3, 4 cm, lai x un y malas būtu kopā. Kad esat pabeidzis, varat likt malas pie kuba un salabot tās ar daudz koka līmi. Tas ir mazliet grūti, jo īpaši tāpēc, ka tiem jābūt aptuveni 45 grādu leņķim. Pirms režģa pievienošanas kubam jāpievieno LED sloksnes.

4. solis: elektronika

Gaismas diodes sānos vienu reizi apiet kubu, tāpēc nogrieziet 10 sloksnes ar 40 pikseļu garumu. Gaismas diodēm kuba augšpusē nogrieziet 10 sloksnes ar 10 pikseļu garumu. Esiet uzmanīgi, lai pareizi izlīdzinātu sloksnes, ņemot vērā uz tām esošo bultiņu. Kad līmes sloksne ir noņemta no kuba, tā nekad neturēsies kā pirmo reizi.

Barošanas avoti ir piestiprināti ar dažām skrūvēm iekšpusē. Strāvas kabeļi no gaismas diodēm iekļūst kastē pa dažiem maziem caurumiem pie katras LED sloksnes.

Kontrolieris sastāv no Teensy 3.2, ESP8266 un Teensy audio plates, kas nav nepieciešama kuba darbināšanai. DHT11 bija paredzēts tikai temperatūras pārbaudei kubā, bet pēc vairākām pārbaudēm apmēram pēc dažām stundām varu teikt, ka varat to atstāt.

Terminālī var atrast strāvas kontaktligzdu, kā arī barošanas slēdzi (kad sapratu, ka šī nav labākā slēdža vieta, bija par vēlu). USB ligzda ir paredzēta Teensy programmēšanai. Audio ieeja tiek novirzīta uz Teensy audio paneli, lai gaismas diodes darbotos mūzikā. Tas viss apvienojas uz neliela arila stikla miera, ko tur divi alumīnija profili. Tikko to atradu garāžā, jūs varat izmantot visu, ko vēlaties, jo to sedz apakšējais koka panelis un tas neveicina kuba izskatu.

Ņemiet vērā, ka viena gaismas diode izmanto 60mA, kopā tas ir 30A! Esiet piesardzīgs, kad tos pievienojat! Jums ir jāpārbauda visas ķēdes, pirms tās pievienojat barošanas avotam!

5. darbība: savienojumi un kodēšana

Gaismas diodes ir savienotas kā divas matricas uz 3. un 20. tapas uz Teensy. Pirmā ir matrica augšpusē (10x10, 100 pikseļi), bet otrā - sānos (40x10, 400 pikseļi). Augšējās matricas gaismas diodes ir izlīdzinātas zigzaga veidā, kas nozīmē, ka bultiņām uz sloksnes jābūt katrai sloksnei dažādos virzienos, turpretī LED sloksnes sānos ir izlīdzinātas vienā virzienā. Apskatiet attēlus, sarkanā līnija parādīs, kā savienot pirmās sloksnes Dout ar nākamās Din, cerams, ka tas palīdzēs jums saprast izlīdzināšanu.

Animācijām un spēlēm es pārvēršu abas matricas par 10x50, izmantojot šādu funkciju:

void setXYPixel (baits x, baits y, CRGB c) {

ja (x <= 39) matrica_apakšā (x, y) = c; else matrix_top (x - 40, y) = c; } // end setXYPixel ()

Snake spēlei ir jāievieš daži īpaši gadījumi:

• Kad čūskas galva trāpa sānu matricas augšējā rindā, tai ir jāpārslēdzas uz matricu augšpusē.
• Kad čūskas galva sasniedz vienu augšējās matricas galu, tai ir jāpārslēdzas uz apakšējo matricu.
• Kad čūskas galva sasniedz sānu matricas pēdējo vai pirmo kolonnu, tai ir jāpāriet uz pirmo attiecīgi pēdējo kolonnu.

Tetris spēlei laukā, kas sākas augšējā kreisajā stūrī, ir nepieciešams kaut kas līdzīgs šim:

void setXYPixel (baits x, baits y, CRGB c) {

ja (y <10) matrix_top (x, y) = c; cits matrica_apakšā (x + 10, 19 - y) = c; } // end setXYPixel ()

6. darbība: akrila pārsegs

Mazāka biezuma dēļ ir grūtāk nekā koka kaste, taču ar pietiekami daudz laika un labām idejām, lai kubs būtu kopā, kamēr līme kļūst cieta, jūs to sasniegsit. Esmu pārsteigts par šīs akrila līmes (Acrifix) izturību, tāpēc, manuprāt, jums nav jāuztraucas par salauztu korpusu.

7. solis: apvienojiet to kopā

Kad esat pabeidzis visas darbības, pirms ir pienācis laiks apkopot visas daļas. Kad vēl neesat sapludinājis LED režģi, tagad ir pienācis laiks to izdarīt. Es nelīmēju režģi pie kuba, jo tas nav vajadzīgs, un LED lūzuma gadījumā jūs varat to nomainīt bez problēmām, tomēr jums ir jābūt vairāk nekā divām rokām, lai piecus režģus turētu pie kuba un tas ir akrila apvalkā. Visbeidzot, jūs varat pieskrūvēt apakšējo koka paneli pie kuba. Vāks ir piestiprināts pie apakšējā koka paneļa ar astoņām ļoti mazām skrūvēm.

8. darbība: programmatūra un vadīklas

Teensy skice ir balstīta uz FastLED bibliotēku, kas ietver vairākas pamata animācijas. Pievienojot savai skicei RGBLEDS bibliotēkas pakotni, tiek iegūta jaudīga matricas algebra teksta un “sprites” attēlošanai, kā arī daudz skices piemēru. Ja vēlaties spēlēt arī Tetris, skatiet pamācību no jollifactory, pat ja tā izmanto tikai divkrāsainu matricu.

Viedtālruņa lietotnes pamatā ir David Eickhoff NetIO, kurai ir ļoti laba dokumentācija. Izmantojot NetIO-UI-Designer, jūs varat izveidot savu lietotāja interfeisu ar pogām, slīdņiem, etiķetēm un daudz ko citu. Dizainerī varat izvēlēties izejošo ziņojumu protokolu. Manā gadījumā es paņēmu vienkāršāko - UDP. Ziņojumus uz ESP8266 nosūta mans mājas tīkls, un Teensy novērtēs saturu un apstrādās norādīto komandu. Jūs varat izmantot pievienoto failu, lai sāktu veidot savu saskarni, vai vienkārši izmantot izvēlētu lietotni.

9. solis: izveidojiet savu un izbaudiet

Tagad ir pienācis laiks iegūt detaļas un izveidot savu ķieģeļu. Ja jums ir kādi jautājumi, jautājiet.

Lai iegūtu vairāk video, varat pārbaudīt manu Youtube kanālu. Tas joprojām ir darbs, tāpēc nākotnē būs vairāk materiālu.

Paldies, ka lasījāt, un izklaidējieties, spēlējot Tetris vai citas jaukas spēles uz sava ķieģeļa!

Otrā balva lampu un apgaismojuma konkursā 2016

Galvenā balva LED konkursā