خريطة أيداهو الذكية ببيانات LED + الفن: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

من خلال jwolin

لطالما أردت طريقة لعرض البيانات الجغرافية بشكل فني وديناميكي من خلال "رسم" الخريطة بالضوء. أعيش في ولاية أيداهو وأحب ولايتي ، لذلك اعتقدت أن هذا سيكون مكانًا رائعًا للبدء! بالإضافة إلى كونها قطعة فنية ذات تأثيرات إضاءة رائعة ، فإنها توفر معلومات مفيدة أيضًا. على سبيل المثال ، يمكنك عرض "خريطة الحرارة" لكل عدد من الكثافة السكانية ، ومستويات هطول الأمطار ، والحد الأقصى / الحد الأدنى للارتفاع ، وعدد الأفدنة في المنطقة البرية ، وما إلى ذلك. على نطاق عالمي!

بالنسبة لهذا التوجيه ، ستحتاج إلى ما يلي:

• (2) ورقة 2'x4 'من 1/4MDF
• (1) لوح خشب صنوبر 10 'قطعة 1 × 8 بوصة
• (1) ورقة نشر الضوء الاكريليك
• 2 سلاسل من (50) ws2812B مؤشر ضوئي قابل للفهرسة مسبقًا
• مصدر طاقة 5 فولت
• وصمة عار ، دهان ، صمغ
• Arduino Micro أو ما يعادلها

الادوات المحتاجة

• آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
• لحام حديد
• المشابك
• ورق رملي

الخطوة 1: الصق الخشب

عندما ألصق ألواحًا من الخشب ، أقوم دائمًا بتوصيلها ببعضها البعض. هذا يمنع الانقسام بسبب الانكماش حيث يجف الخشب. هذا مهم بشكل خاص في هذا المشروع حيث سيتم تقليل مساحة السطح التي تربط القطع معًا بسبب عمليات الجيب CNC. بعد الحصول على حبة جيدة من الغراء على كلا الجانبين وكذلك في كلا نصفي تجاويف البسكويت ، قم بشبكها واتركها لمدة 24 ساعة.

بعد سحب المشابك عن بعضها ، استخدم صنفرة النخيل (أو إذا كنت شجاعًا بآلة صنفرة بالحزام) وصنفرة المفاصل بسلاسة. دائمًا سيكون لديك الغراء يضغط على المفاصل وتريد أن تقوم برمل اللوح لأسفل ليكون مسطحًا وخاليًا من الشوائب قدر الإمكان.

الآن بعد أن أصبح لدينا اللوحات الثلاثة التي سنحتاجها ، فلننتقل إلى عمل CNC!

الخطوة 2: CNC اللوحات الثلاث (لوحة الحدود ، الصنوبر الأساسية ولوحة LED)

هناك ثلاث لوحات تشكل المشروع. يمكنك رؤية النماذج في البرنامج الذي أستخدمه. تم شراء بيانات الخرائط من حزم خرائط الخرائط الممتازة الخالية من حقوق الملكية. تفاصيل مذهلة وقيمة هنا! يتم إرفاق ملفات CAD في الخطوة التالية إذا كنت تريد إما DXF لـ CAD أو ملفات Vector.

لوحة LED الأساسية هي في الأساس عبارة عن ورقة مصنوعة من MDF مقاس 1/4 بوصة تحمل مصابيح LED مع احتكاك محكم. ستلاحظ على هذه اللوحة "جيبًا" كبيرًا حول مؤشر LED. هذا للسماح للضوء بالانتشار بأسرع ما يمكن ممكن وذلك لتجنب البقع الساخنة على الاكريليك.

اللب هو لوح الصنوبر الذي قمنا بلصقه في الخطوة السابقة ويمثل الخلفية للمشروع. من أجل وصول الضوء إلى ألواح الأكريليك ، قمنا بتشكيل كل مقاطعة.

أخيرًا ، تم تشكيل اللوحة العلوية باستخدام الخطوط العريضة للمقاطعات وحدود الولاية. كل مقاطعة لديها رف صغير يستقبل 1/8 أكريليك منتشر للضوء.

بالحديث عن الأكريليك ، حان الوقت للآلة التالية.

الخطوة 3: آلة المقاطعات من ورقة الاكريليك

استغرق تصنيع المقاطعات من الأكريليك القليل من التجربة والخطأ. يمكن أن يذوب الأكريليك إذا تم تشكيله ببطء ، لذا فإن التغذية المناسبة ضرورية للحصول على نتائج جيدة. نصيحة أخرى هي استخدام أداة كبيرة قدر الإمكان مع شفط جيد لإزالة الرقائق. تميل الأدوات الصغيرة إلى عدم مسح الرقائق بسهولة وتكوين حرارة ينتج عنها ذوبان غير مرغوب فيه.

لقد تمكنت من الحصول على الدقة التي أحتاجها من خلال لقمة لولبية لولبية مقطوعة 1/8 بوصة عند 18 و 500 دورة في الدقيقة ومعدل تغذية 200 صورة في الدقيقة. تعد آلة حاسبة للتغذية والسرعات مفيدة هنا! أوصي باستخدام تلك الموجودة في cnccookbook.com كان من الممكن أن تعمل قطعة الفلوت الواحدة بشكل أفضل ولكن لم يكن لدي واحدة في متناول اليد. يعد الاحتفاظ بعلامات تبويب صغيرة على هذه القطع في عمل CAM أمرًا مهمًا لمنع القطع النهائية من الانهيار والتعرض في الغرفة!

الإزاحة السحرية لجعل المقاطعات بالحجم الصحيح ، تبين أنها نكسة 0.075 من خط الوسط على رسم cad. أتاح هذا السماح لـ 1/2 من الحد 1/8 بوصة بالإضافة إلى القليل الإضافي حتى تسقط اللوحة في مكانها. وقد تطلب الأمر قدرًا صغيرًا من الصنفرة على قطع معينة لجعلها تستقر في مكانها. ومرة أخرى ، مجموعة من الاحتكاك القطع الملائمة جعلت هذا العمل سريعًا وسهلاً.

كان الحصول على جميع المقاطعات لتلائم قطعة واحدة من الأكريليك عملاً سهلاً مع برنامج vectric الخاص بي الذي يحتوي على ميزة متداخلة لزيادة استخدام الورقة إلى أقصى حد.

فقط من أجل المتعة بدأت في اختبار تركيب بعض القطع. بدأت تأتي على طول. رائع!

تريد الملفات لتشغيل المقاطعات. بالتأكيد! انظر المرفق.

الخطوة 4: الطلاء وصمة عار

قبل أن نجمع كل قطعنا ، يجب أن نرسم ونبقع أولاً. لقد استخدمت مزيجًا من البقع للوحة الخشبية وطلاء الرش لطبقة الحدود والأبيض العاكس لطبقة LED. عمل سريع ونحن على التجمع. استمتع!

الخطوة 5: لصق الألواح

حان الوقت الآن للصق اللوحة السفلية إلى أسفل لب الصنوبر ثم لوحة حدود حالة MDF حتى نواة الصنوبر. لقد استخدمت للتو سلسلة من المشابك للقيام بذلك.

الخطوة 6: قم بتوصيل مصابيح LED بملاءمة احتكاك وتوصيل Arduino

كانت هذه الوظيفة الكابوسية بسيطة للغاية مع التسامح الملائم للاحتكاك هنا. لقد استخدمت الطرف الخلفي للقلم للضغط عليهم في مكانهم. إنطلق فعليًا ولن يخرج بدون قوة كبيرة. لم يتم استخدام أي نوع من الغراء لهذا الجزء من المشروع. هذا يجعل التجميع ، طريقة سهلة! لقد أنجزت العديد من المشاريع حيث كان عليّ أن أجادل في الأسلاك لساعات واستغرق هذا حرفيًا 10 دقائق. هذا هو إلى حد بعيد أسهل طريقة. حاولت ربط الولاية بترتيب متعرج مع الحفاظ على التجمعات بحيث تكون كل مقاطعة متسلسلة على طول السلسلة.

كان الاتصال بـ arduino بسيطًا من خلال استخدام لوح توصيل صغير وأسلاك توصيل. كان مصدر الطاقة عملية شراء من موقع ئي باي. 5v و 8amps مبالغة في هذا المشروع ولكنها تعطي الكثير من النفقات العامة. أسلاك هذه الأشياء ميتة بسيطة. + 5 فولت إلى دبوس VCC ، أرضي إلى دبوس الأرض ثم قم بتشغيل الشريط بنفس مصدر 5 فولت. الدبوس الوحيد المتبقي هو دبوس البيانات الذي يشغل السلسلة! في حالتي ، استخدمت D7 للبيانات. الآن إلى البرمجة!

الخطوة 7: ترميز Arduino

يتم تشغيل مصابيح LED بواسطة اردوينو الذي يصنع كعكة الترميز. تم استعارة بعض الإجراءات الأولية (أي مسروقة) من مكتبة ws2813fx الممتازة على جيثب. كان من السهل تعديل هذه الإجراءات لفعل ما أحتاجها للقيام به. سيكون من الصعب شرح النطاق الكامل للشفرة بالكامل ولكن إليك بعض النقاط البارزة!

فيما يلي إجراءات العرض التوضيحي المتاحة:

# تعريف FX_MODE_STATIC 0 # تحدد FX_MODE_BLINK 1 تعريف # FX_MODE_BREATH 2 # تعريف FX_MODE_COLOR_WIPE 3 # تعريف FX_MODE_COLOR_WIPE_INV 4 # تعريف FX_MODE_COLOR_WIPE_REV 5 # تعريف FX_MODE_COLOR_WIPE_REV_INV 6 # تعريف FX_MODE_COLOR_WIPE_RANDOM 7 # تعريف FX_MODE_RANDOM_COLOR 8 # تعريف FX_MODE_SINGLE_DYNAMIC 9 # تعريف FX_MODE_MULTI_DYNAMIC 10 # تعريف FX_MODE_RAINBOW 11 # تعريف FX_MODE_RAINBOW_CYCLE 12 # تعريف FX_MODE_SCAN 13 # تعريف FX_MODE_DUAL_SCAN 14 # تعريف FX_MODE_FADE 15 # تعريف FX_MODE_THEATER_CHASE 16 # تعريف FX_MODE_THEATER_CHASE_RAINBOW 17 # تعريف FX_MODE_RUNNING_LIGHTS 18 # تعريف FX_MODE_TWINKLE 19 # تعريف FX_MODE_TWINKLE_RANDOM 20 # تعريف FX_MODE_TWINKLE_FADE 21 # تعريف FX_MODE_TWINKLE_FADE_RANDOM 22 # تعريف FX_MODE_SPARKLE 23 # تعريف FX_MODE_FLASH_SPARKLE 24 #define FX_MODE_HYPER_SPARKLE 25 #define FX_MODE_STROBE 26 #define FX_MODE_STROBE_RAINBOW 27 #define FX_MODE_MULTI_STROBE 28 #define FX_MODE_BLINK_RAINBOW 29 # FXdefine # FX_MODE شمال شرق FX_MODE_CHASE_RANDOM 32 # تعريف FX_MODE_CHASE_RAINBOW 33 # تعريف FX_MODE_CHASE_FLASH 34 # تعريف FX_MODE_CHASE_FLASH_RANDOM 35 # تعريف FX_MODE_CHASE_RAINBOW_WHITE 36 # تعريف FX_MODE_CHASE_BLACKOUT 37 # تعريف FX_MODE_CHASE_BLACKOUT_RAINBOW 38 # تعريف FX_MODE_COLOR_SWEEP_RANDOM 39 # تعريف FX_MODE_RUNNING_COLOR 40 # تعريف FX_MODE_RUNNING_RED_BLUE 41 # تعريف FX_MODE_RUNNING_RANDOM 42 # تعريف FX_MODE_LARSON_SCANNER 43 # تعريف FX_MODE_COMET 44 # تعريف FX_MODE_FIREWORKS 45 # تعريف FX_MODE_FIREWORKS_RANDOM 46 # تعريف FX_MODE_MERRY_CHRISTMAS 47 # تعريف FX_MODE_FIRE_FLICKER 48 # تعريف FX_MODE_FIRE_FLICKER_SOFT 49 # تعريف FX_MODE_FIRE_FLICKER_INTENSE 50 # تعريف FX_MODE_CIRCUS_COMBUSTUS 51 # تعريف FX_MODE_HALLOWEEN 52 # تعريف FX_MODE_BICOLOR_CHASE 53 # تعريف FX_MODE_TRICOLOR_CHASE 54 # تعريف FX_MODE_ICU 55

وإلقاء نظرة على أحد نماذج الإجراءات.

uint16_t WS2812FX:: mode_breath (باطل) {// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 // step uint16_t Breath_delay_steps = {7، 9، 13، 15، 16، 17، 18 ، 930 ، 19 ، 18 ، 15 ، 13 ، 9 ، 7 ، 4 ، 5 ، 10} ؛ // الأرقام السحرية للتنفس LED uint8_t Breath_brightness_steps = {150، 125، 100، 75، 50، 25، 16، 15، 16، 25، 50، 75، 100، 125، 150، 220، 255} ؛ // المزيد من الأرقام السحرية!

إذا (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_call == 0) {

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = Breath_brightness_steps [0] + 1 ، // نستخدم aux_param لتخزين السطوع}

uint8_t Brea_brightness = SEGMENT_RUNTIME.aux_param ،

إذا (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step <8) {Breath_brightness-- ؛ } else {Breath_brightness ++؛ }

// تحديث فهرس التأخير الحالي عند الوصول إلى سطوع الهدف ، ابدأ من جديد بعد الخطوة الأخيرة

إذا (Brea_brightness == Brea_brightness_steps [SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step]) {SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step = (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step + 1)٪ (sizeof (Breath_brightness_steps) / sizeof ؛ }

int lum = الخريطة (سطوع التنفس ، 0 ، 255 ، 0 ، السطوع) ؛ // حافظ على اللمعان أقل من السطوع الذي حدده المستخدم

uint8_t w = (SEGMENT.colors [0] >> 24 & 0xFF) * lum / _brightness؛ // تعديل ألوان RGBW باستخدام معلومات السطوع uint8_t r = (SEGMENT.colors [0] >> 16 & 0xFF) * lum / _brightness؛ uint8_t g = (SEGMENT.colors [0] >> 8 & 0xFF) * lum / _brightness ؛ uint8_t b = (SEGMENT.colors [0] & 0xFF) * lum / _brightness ؛ لـ (uint16_t i = SEGMENT.start؛ i <= SEGMENT.stop؛ i ++) {Adafruit_NeoPixel:: setPixelColor (i، r، g، b، w) ؛ }

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = سطوع التنفس ،

إرجاع التنفس_delay_steps [SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step] ، }

يمكن تنزيل المصدر الكامل من مستودع ws2812fx github.

الخطوة 8: استمتع بعرض الإضاءة الفني

كنت سعيدا جدا بالنتيجة! إنه لمن دواعي سروري حقًا أن أشاهدها وأنا متحمس لمواصلة اللعب مع تكوينات عرض البيانات المختلفة! لا تتردد في طرح أي أسئلة أو إرسال أي معلومات فاتني.

الجائزة الثانية في مسابقة LED 2017

الوصيف في مسابقة Arduino 2017