Cilindro de matriz de LED: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Projetos Fusion 360 »

Esta matriz de LED usa listras de LED WS2812b padrão para construir uma matriz com uma forma cilíndrica e um belo acabamento de folheado de madeira.

Lista de peças:

1. Cartão 790x384 1,5 mm (outros tamanhos também são possíveis, mas os dados CAD devem ser alterados)
2. 100 WS2812b LED de listras de LED (30 LED / medidor)
3. Raspberry Pi ou Arduino
4. Folheado de micro-madeira ou qualquer tipo de material de difusão flexível
5. Fios

Etapa 1: Arquivo de projeto e corte a laser

O principal parâmetro do projeto é a espessura do material usado. Nesta construção, um papelão de 1,5 mm foi usado porque é fácil de cortar e bastante barato. O design 3D (por exemplo, Fusion360) ajuda a evitar problemas no processo de montagem. Para o corte a laser, as peças devem ser dispostas de forma que se ajustem à área de corte a laser da sua máquina, neste caso 790x384 mm. O Inkscape é uma ferramenta simples e poderosa para realizar esse trabalho. O arquivo SVG anexado contém todas as peças do display cilíndrico com material de 1,5 mm.

ATUALIZAÇÃO: Eu modifiquei o modelo Fusion360 com uma espessura de parâmetro do usuário, então você pode alterar a espessura do material para a matriz e gerar seu próprio arquivo de corte a laser. Slots de recorte para as faixas de LED serão adicionados em breve.

Link para o modelo:

Etapa 2: corte a laser e pré-montagem

Após o corte a laser, você obterá as seguintes peças:

- 12 segmentos horizontais em forma de C

- 18 pentes como segmentos verticais

- 2 segmentos de conexão vertical

- 20 segmentos de portadora de led

8 formas C, 9 pentes e 1 conexão são combinados em uma metade do display. Nesta etapa, as peças são conectadas apenas entre si para verificar se tudo se encaixa bem. Não use cola ainda.

Etapa 3: Fiação dos LEDs

As listras de LED são cortadas em 5 segmentos de LED e coladas aos segmentos de suporte com a fita adesiva traseira. Primeiro, os pinos DI (entrada de dados) e DO (saída de dados) das listras são ligados em zigue-zague, conectando o DO da primeira faixa com o DI da próxima faixa e assim por diante. Isso é feito para cada metade do cilindro, incluindo 10 listras. 5V e GND são conectados apenas em um lado de tira a tira. O comprimento dos fios deve corresponder à distância da faixa da matriz.

Antes de os LEDs serem instalados na matriz, os segmentos da matriz devem ser colados para cada metade do cilindro.

Por fim, as 10 tiras são colocadas em cada metade da matriz e fixadas com cola quente. DO de uma metade está conectado ao DI da segunda metade. O DI do primeiro semestre será a entrada para o Raspberry Pi ou Arduino.

Etapa 4: primeiro teste

Para garantir que tudo funcione, um primeiro teste dos LEDs deve ser feito. Usar um Arduino e a biblioteca Neopixel deve ser a maneira mais fácil de fazer isso.

Etapa 5: difusor de folheado de madeira

Depois de medir o diâmetro e a altura da matriz, o folheado de madeira pode ser cortado e enrolado em torno da matriz. Para a fixação, basta uma fita de cola transparente.

Etapa 6: Raspberry Pi, Arduino e fonte de alimentação

Para codificação fácil em Python de bons efeitos de matriz, um Raspberry Pi pode ser usado. Neste caso, foi usado um Raspberry Pi Zero, que é conectado à matriz via GPIO pino 18 por meio de um deslocador de nível 74HCT245 para adaptar os 3,3 V do Pi aos 5 V do WS2812. Além disso, um grande capacitor (2200 uF) e um resistor em série (470 Ohm) são usados como sugerido ao usar contagens de LED Neopixel / WS2812 maiores.

Fonte de energia

A potência máxima para 100 LEDs WS2812b é 100x60mA = 6A. Claro, ao reduzir o brilho, o consumo de energia pode ser reduzido drasticamente. Certifique-se de que sua fonte de alimentação de 5 V é capaz de conduzir a corrente para o brilho desejado.

Arduino

Esta matriz funciona diretamente em dispositivos Arduino com a biblioteca NeoPixel e NeoMatrix da Adafruit. Você deve alterar o PIN e a inicialização se quiser usar os exemplos:

Neomatrix:

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

Você também deve incluir a biblioteca Adafruit GFX e carregar uma fonte diferente com uma altura de 5 pixels. Use o esboço do Arduino em anexo como ponto de partida (usa o PIN 4 para a matriz). É uma versão adaptada do esboço de exemplo Neomatrix.

NeoPixel:

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

Etapa 7: Simulação

O código-fonte do Python está disponível no Github

Existem dois modos de codificação. Se PI = False definido no início do cilindro.py, o código está no modo de simulação. Você pode testar todas as animações em qualquer plataforma capaz de executar python. Instale primeiro todas as bibliotecas que são usadas pelo programa (como pygame, numpy, etc.). No modo de simulação, o cilindro é exibido como uma matriz de 5x20 pixels.

Etapa 8: Programação

O segundo modo de software é PI = True (definido em bottle.py) e iniciado no Pi. Isso aciona o pino 18 do GPIO do Raspberry Pi. Você é livre para adicionar efeitos adicionais e brincar com os parâmetros.

O texto é exibido com uma fonte 3x5, portanto, nem todas as letras são perfeitas devido à altura de exibição limitada.

Aproveitar!

Vice-campeão no Epilog X Contest