مكعب LED بكسل بإضاءة 2.5D: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

مصابيح LED رائعة ، فهي صغيرة جدًا ولكنها مشرقة وملونة ولكن يسهل التحكم فيها. بدأ الكثير منا في معرفة LED منذ دروسنا الأولى في الإلكترونيات. وبدأ حبي لمصابيح LED في نفس الوقت. بمجرد عرض عرض LED لأصدقائي في العمل. قالت فتاة: أنا أحب مصابيح LED ، سأتزوج من مصابيح LED (قالت ذلك حقًا:)) أعتقد أن العديد منكم يشاركونك نفس الحب أيضًا.

LED واحد في حد ذاته رائع بما فيه الكفاية ، ولكن بطبيعته ، نحن نجعل مصابيح LED أكثر برودة وأكثر برودة. صنعت شرائط LED بقعة واحدة على خط ، جعلتها Matrix سطحًا ثنائي الأبعاد ، بعض العبقرية صنعت مكعبات LED لإضاءة مساحة ثلاثية الأبعاد (ابحث عن مشاريع LED Cube على تعليمات ، أو تحقق من هذا الفيديو ، المفضل لدي. يمكنك حتى شراء 3 x طقم 3 مكعبات LED في راديوشاك مقابل 20 دولارًا).

لقد أذهلتني هذه المكعبات الرائعة عندما رأيتها لأول مرة. كنت أعلم أنني أريد بناء واحد على الفور. بعد بعض الأبحاث عبر الإنترنت وعبثت بمجموعة راديوشاك لفترة من الوقت. أشعر أنه ليس من السهل بالنسبة لي أن أقوم ببناء مكعب LED أحادي اللون (على الأقل 6 × 6 × 6) ، ناهيك عن RGB الرائع الذي أريده. أنت بحاجة إلى مهارات لحام جيدة لجعلها تعمل وتبدو جميلة. الكثير من الأسلاك والترميز المعقد.

ومع ذلك ، لا تثبط عزيمتي ، فهناك دروس تعليمية جيدة بما يكفي لتتمكن من الاطلاع عليها. وبعض الممارسة يمكن أن تجعل الكمال. ليس لدي ما يكفي من الوقت والجهد لبناء هذا التحدي النهائي LED (بالنسبة لي). أريد فقط أن أبني شيئًا لطيفًا قبل عيد ميلاد صديقتي (ليس وقتًا طويلاً) ، كهدية.

الخطوة 1: الفكرة

لذا فإن الهدف هنا بالنسبة لي هو تصميم شيء رائع مثل مكعب LED ، ولكن أسهل في البناء ، ويوفر الوقت وربما يكون المال. لقد بدأت في إجراء المزيد من الأبحاث حول عروض الإضاءة ، كما أن إضاءة الحواف المجسمة رائعة أيضًا. بعد بعض العبث ، خطرت لي فكرة: ماذا لو استخدمنا مصفوفة LED والعديد من القطع من البلاستيك الشفاف ، لإضاءة مساحة ثلاثية الأبعاد؟

ولكن كيف يمكن أن يكون لها عمق المجال (البعد الثالث)؟ من خلال النظر إلى تصميمات إضاءة الحواف هذه ، يبدو أن المكان الذي يتم قطعه أو غرزه بالرمل سوف يلتقط الفوتونات. لذلك في الأجزاء الواضحة في كل صف / عمود ، إذا كانت هناك مناطق بارتفاع مختلف محفورة / مغطاة بالرمل ، تتم إضافة بُعد ثالث.

الخطوة 2: الأشياء التي تحتاجها

Adafruit نيو ماتريكس 8x8

4 × شريط مستطيل من الأكريليك المقذوف الشفاف ، 3/8 "سمك ، 3/8" عرض ، 6 'طول ماكماستر

اردوينو اونو

470 أوم المقاوم

مكثف 1000 فائق التوهج

5V 2A امدادات الطاقة

محول طاقة أنثى بتيار مستمر - مقبس مقاس 2.1 مم إلى كتلة طرفية لولبية

شيء لتجميع كل الأشياء معًا ، الخشب ، الورق المقوى ، اللب الرغوي ، أو الطباعة ثلاثية الأبعاد لمنزلك!

الخطوة 3: تحضير القضبان

قبل أن نتعامل مع الأعمدة ، دعونا نجري بعض العمليات الحسابية أولاً. نظرًا لأنني بحاجة إلى طلب الأشياء مقدمًا ، فأنا لا أعرف التباعد بين كل مصباح LED فردي. بناءً على البعد الموصوف في adafruit ، قمت بحساب التباعد 71.17 ملم / 8 = 8.896 ملم = 0.35 بوصة. أقرب شريط يمكنك الحصول عليه يبلغ سمكه 3/8 بوصة. في النهاية ، تكون 8 أشرطة أعرض قليلاً من مصفوفة LED ، ولكن لا يزال كل شريط أعلى مؤشر LED.

نظرًا لأننا نصنع مكعبًا بحجم 8 × 8 × 8 ، يجب أن يكون لدينا 8 3/8 مربعات على المحور Z. 3/8 × 8 = 3. بالإضافة إلى بعض الإضافات لتجميعها معًا لاحقًا. قررت أن كل شريط يبلغ طوله 3.5 بوصة.

سألت صديقي المحترف ، دينيس ، عن كيفية تحقيق ما أريد. ها هي الخطة:

1. اقطع القضبان إلى قطعة باستخدام منشار شريط ، واترك بعض الطول الإضافي هنا.
2. استخدم آلة طحن ومطحنة نهاية لقطع حافة التدفق. لن يكون الأمر سلسًا تمامًا.
3. اقترح علي دينيس أن أرمل كل الحواف ، ولكن بالنظر إلى أن هناك 8 × 8 = 64 بارًا ، فقد تخطيت هذه الخطوة
4. تلميع القضبان بعجلة تلميع.
5. قم بإخفاء الأشرطة ، اترك فقط منطقة الكتلة التي تريد أن تضيء لاحقًا مكشوفة. يمكنك الحصول على أفضل جودة إذا قمت بتسجيل واحدة تلو الأخرى. لقد قمت بتسجيل مجموعة واحدة في كل مرة لتوفير بعض الوقت.
6. حبة انفجار القضبان المقنعة.
7. يكرر!

لقد اشتريت هذه القضبان معتقدة أنه يمكنني توفير بعض الوقت في تقطيعها. ولكن مع تقدم المشروع ، أدركت أنه لا يزال هناك الكثير من العمل المتكرر. هل هناك خيارات أخرى؟

في المرة القادمة ربما سأحاول قطعها بالليزر. قد يكون الأكريليك بسمك 3/8 بوصة صعبًا بعض الشيء بالنسبة لقاطع الليزر. ولكن إذا تمكنت من العثور على واحد ، فقد يوفر لك بعض الوقت.

الخطوة 4: اربطها

لدى Adafruit برنامج تعليمي جيد جدًا لمنتجات Neopixal. ويتم تحديثها بمرور الوقت. عندما بدأت باللعب معهم ، لم يذكروا أنه يجب أن يكون هناك مقاومة بين اردوينو والمصفوفة. وهكذا قمت بقلي بعض المصابيح. ولكن لا تقلق ، فعادة ما يقلى فقط أول مؤشر LED. لذلك أوصي بشدة بطلب بعض رقائق LED البديلة (WS2812S 5050 RGB LED مع رقاقة برنامج تشغيل مدمج) إذا كنت تعرف كيفية إلغاء مكونات SMT (أو لديك صديق يعرف كيف أفعل ، شكرًا Eric).

الاتصال في الواقع سهل للغاية. تحتوي جميع منتجات Neo pixal على ثلاثة دبابيس + 5 فولت و GND و Digit In. على الرغم من أن هناك حاجة إلى طاقة خارجية لـ NeoMatrix. الصورة أعلاه توضح التفاصيل. فقط تأكد من حصولك على حماية المكثف والمقاوم.

الخطوة 5: بدأ الترميز

بعد توصيل كل شيء ، يجب عليك تنزيل مكتبة Neopixel وتشغيل رمز الاختبار. عندما تضيء ، ستندهش! أنا أحدق بجدية طالما أن عيني يمكن أن تأخذ (فهي مشرقة جدا!). سترى 4 مصابيح LED معطلة ، لكن لا داعي للذعر ، فهي بخير ، كل هذا لأن رمز الاختبار يحدد 60 مصباحًا فقط. فقط قم بتغيير ذلك إلى 64.

ثم يمكنك تنزيل مكتبة NeoMatrix لتقول لك "مرحبًا".

أيضًا ، لرسم أشكال ديناميكية ، ستحتاج إلى مكتبة Adafruit GFX. يمكنك تمرير النصوص ورسم كل بكسل وخطوط ومستطيلات ودوائر وغيرها. باستخدام الأمر drawPixel ، يمكنك إنشاء أشكال مخصصة.

الطريقة التي فعلت بها لأشكالي هي أنني رسمت ما أريده في شبكة 8 × 8 في Adobe Illustrator أولاً (يمكنك استخدام أي برنامج ثنائي الأبعاد أو الرسم حتى على الورق أولاً. في هذه الخطوة تصمم الأشكال وتتأكد من مثل ذلك ، لذلك لا يتعين عليك تغييره لاحقًا في البرمجة التي تستغرق وقتًا أطول). ثم حدد مصفوفة ثنائية الأبعاد في رسم اردوينو على النحو التالي:

قلب بايت [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 }, };

في هذه المجموعة ، يرمز الرقم 1 إلى البكسل الذي يضيء ، و 0 يعني إيقاف التشغيل. في الحلقة الفارغة () ، يمكنك الاتصال فقط

لـ (int i = 0 ؛ i <8 ؛ i ++) {

لـ (int j = 0 ؛ j <8 ؛ j ++) {

إذا (قلب [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j، i، RED) ؛

}

}

}

matrix.show () ؛

تأخير (20) ؛

لرسم شكل القلب.

في المصفوفة ثنائية الأبعاد ، يمكنك طرح أرقام أخرى لتمثيل ألوان أخرى ، وإضافة العديد من عبارات if الأخرى.

حاولت إنشاء مصفوفة ثلاثية الأبعاد ، مع البعد الثالث كلون. يعد الكتابة للأشكال البسيطة أمرًا معقدًا للغاية. يمكنك تجربة ذلك إذا كنت تريد إظهار بعض الصور الملونة حقًا ولكنها محددة.

الخطوة 6: ضعوا معا

لقد قمت بطباعة أجزاء السكن ثلاثية الأبعاد ووضعها معًا ، في هذه الخطوة يمكنك استخدام أي مادة من حولك ، لوحة بطاقة ، خشب ، قلب رغوي. فقط تأكد من أن جميع الأشرطة مثبتة بإحكام وآمنة فوق NeoMatrix

ملفات STL موجودة هنا:

www.thingiverse.com/thing:259135.

الخطوة 7: الخطة المستقبلية

اصنع بعض الربط الرسومي الجميل بالموسيقى.

العب مع تخطيط القضبان ، ما هو التفاعل الجديد الذي يمكنك الحصول عليه بتكوين مختلف؟

أخيرا ، شكرا للمشاهدة! إذا كنت ستعمل شيئًا مشابهًا ، فيرجى إبلاغي بذلك. لا استطيع الانتظار لرؤية عرض الضوء الخاص بك!

الوصيف في مسابقة Makerlympics