Cubo LED 2.5D Edge Lighting Pixel: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

LEDs são incríveis, eles são tão pequenos, mas brilhantes, coloridos, mas fáceis de controlar. Muitos de nós começamos a conhecer o LED desde as primeiras aulas de eletrônica. E meu amor por LEDs começou ao mesmo tempo. Uma vez mostrei uma demonstração de LED aos meus amigos no trabalho. Uma garota disse: Eu amo LEDs, vou me casar com LEDs. (Ela disse isso de verdade:)) Acredito que muitos de vocês compartilham o mesmo amor também.

Um LED por si só é frio o suficiente, mas, pela natureza humana, estamos tornando os LEDs cada vez mais frios. Tiras de LED fizeram um ponto em uma linha, Matrix fez uma superfície 2D, algum gênio fez Cubos de LED para iluminar o espaço 3D (pesquise projetos de Cubo de LED no instructable ou confira este vídeo, meu favorito. Você pode até comprar um 3 x Kit 3 LED Cube no Radioshack por 20 dólares).

Esses cubos extravagantes me surpreenderam na primeira vez que os vi. Eu sabia que queria construir um instantaneamente. Depois de alguma pesquisa online e mexi um pouco com o kit do radioshack. Eu sinto que não é um trabalho fácil para mim construir um grande cubo de LED de uma única cor (pelo menos 6x6x6), muito menos o RGB legal que eu quero. Você precisa de boas habilidades de soldagem para fazê-lo funcionar e ter uma boa aparência. Muita fiação e codificação complicada.

Não desanime, porém, existem tutoriais bons o suficiente para você seguir. E alguma prática pode fazer a perfeição. Simplesmente não tenho tempo e esforço suficientes para construir este desafio definitivo de LED (para mim). Eu só quero construir algo legal antes do aniversário da minha namorada (não muito tempo), como um presente.

Etapa 1: a ideia

Portanto, o objetivo aqui para mim é projetar algo tão legal quanto um cubo de LED, mas mais fácil de construir, economize tempo e pode ser dinheiro. Comecei a fazer mais pesquisas sobre shows de luz, iluminação de borda figurada também é legal. Depois de alguns rabiscos, tive uma ideia: e se usarmos uma matriz de LED e muitos pedaços de plástico transparente, para iluminar um espaço 3D?

Mas como poderia ter a profundidade de campo (a terceira dimensão)? Olhando para esses designs de iluminação de borda, parece que onde quer que seja cortado ou lixado, os fótons serão capturados. Assim, nas partes claras em cada linha / coluna, se elas tiverem áreas em diferentes alturas são gravadas / lixadas, uma terceira dimensão é adicionada.

Etapa 2: Coisas que você precisa

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x barra retangular de acrílico extrudado transparente, 3/8 "de espessura, 3/8" de largura, 6 'de comprimento McMaster

Arduino Uno

Resistor de 470 ohms

Capacitor 1000 uf

Fonte de alimentação 5V 2A

Adaptador de alimentação DC fêmea - conector de 2,1 mm para bloco de terminais de parafuso

Algo para manter todas as coisas juntas, madeira, papelão, núcleo de espuma ou impressão 3D da sua caixa!

Etapa 3: preparar as barras

Antes de lidarmos com as barras, vamos primeiro fazer alguns cálculos. Como preciso fazer o pedido com antecedência, não sei o espaçamento entre cada um dos LEDs. Com base na dimensão descrita em adafruit, calculei que o espaçamento é 71,17 mm / 8 = 8,896 mm = 0,35 polegadas. A barra mais próxima que você pode obter é de 3/8 de polegada de espessura. Portanto, no final, 8 barras são um pouco mais largas do que a matriz de LED, mas ainda assim, cada barra fica em cima de um LED.

Como estamos fazendo um cubo de 8 x 8 x 8, é necessário ter 8 quadrados 3/8 no eixo Z. 3/8 x 8 = 3. Mais alguns extras para juntá-los mais tarde. Decidi que cada barra tem 3,5 polegadas de comprimento.

Perguntei ao meu amigo Denis, criador de modelos profissional, sobre como conseguir o que desejo. Aqui está o plano:

1. Corte as barras em pedaços com uma serra de fita, deixe um comprimento extra aqui.
2. Use uma fresadora e uma fresa de topo para cortar a borda nivelada. Não será perfeitamente suave.
3. Denis sugeriu que eu lixasse todas as bordas, mas considerando que há 8 x 8 = 64 barras, pulei esta etapa
4. Barras de polimento com roda de polimento.
5. Cole as barras com fita adesiva, apenas deixe exposta a área do bloco que deseja acender posteriormente. Você pode obter a melhor qualidade se gravar um de cada vez. Gravei um conjunto de cada vez para economizar algum tempo.
6. Bead explodir as barras mascaradas.
7. Repetir!

Comprei essas barras pensando que posso economizar tempo cortando-as. Mas com o andamento do projeto, percebi que ainda era um trabalho muito repetitivo. Existem outras opções?

Na próxima vez, provavelmente, tentarei cortá-los a laser. O acrílico de 3/8 de polegada de espessura pode ser um pouco desafiador para um cortador a laser amador. Mas se você conseguir encontrar um, pode economizar algum tempo.

Etapa 4: conecte-os

A Adafruit tem um tutorial muito bom de seus produtos Neopixal. E eles estão se atualizando com o tempo. Quando comecei a brincar com eles, eles não mencionaram que deveria haver um resistor entre o arduino e a matriz. Assim, fritei alguns LEDs. Mas não se preocupe, geralmente ele só vai fritar o primeiro LED. Portanto, eu recomendo fortemente que você peça alguns chips de LED de reposição (WS2812S 5050 RGB LED com chip de driver integrado) se você souber como dessoldar componentes SMT (ou peça a um amigo que saiba como eu, obrigado Eric).

A conexão é realmente muito fácil. Todos os produtos Neo pixal têm três pinos, + 5v, GND e Digit In. Porém, uma alimentação externa é necessária para um NeoMatrix. A imagem acima mostra detalhes. Apenas certifique-se de ter a proteção do capacitor e do resistor.

Etapa 5: Codificação iniciada

Depois de tudo conectado, você deve baixar a biblioteca Neopixel e executar o código de teste. Quando acender, você ficará surpreso! Eu fico olhando seriamente por tanto tempo quanto meus olhos podem suportar (eles são tão brilhantes!). Você verá que 4 LEDs estão desligados, mas não entre em pânico, eles estão bem, tudo porque o código de teste define apenas 60 LEDs. Basta alterar para 64.

Então você pode baixar a Biblioteca NeoMatrix para deixá-la dizer "Olá" para você.

Além disso, para desenhar formas dinâmicas, você precisará da biblioteca Adafruit GFX. Você pode rolar textos, desenhar cada pixel único, linhas, retângulos, círculos e outros mais. Usando o comando drawPixel, você pode criar formas personalizadas.

O que fiz para as minhas formas é que desenhei o que quero em uma grade de 8 x 8 no Adobe Illustrator primeiro (você pode usar qualquer software 2D ou até mesmo desenhar no papel primeiro. Nesta etapa, você projeta as formas e certifica-se de goste, para que você não precise alterá-lo mais tarde (programação que consome mais tempo). Em seguida, defina uma matriz 2D no esboço do Arduino como este:

byte coração [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 }, };

Nesta matriz, 1 representa um pixel que acende e 0 significa desligado. No loop void (), você pode simplesmente chamar

para (int i = 0; i <8; i ++) {

para (int j = 0; j <8; j ++) {

if (coração [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

atraso (20);

para desenhar a forma de coração.

Na matriz 2D, você pode lançar outros números para representar outras cores e adicionar várias outras declarações if.

Tentei criar um array 3D, com a terceira dimensão como cor. É muito complicado digitar para formas simples. Você pode tentar isso se quiser mostrar alguma imagem realmente colorida, mas específica.

Etapa 6: Juntos

I 3D imprimiu as peças da caixa e coloquei-as juntas, nesta etapa você pode usar qualquer material ao seu redor, papelão, madeira, núcleo de espuma. Apenas certifique-se de que todas as barras estão bem fixas e seguras no topo do NeoMatrix

Os arquivos STL estão aqui:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Etapa 7: Plano Futuro

Faça uma bela encadernação gráfica com música.

Brinque com o layout das barras, que nova interação você pode obter com uma configuração diferente?

Por fim, obrigado por assistir! Se você vai fazer algo semelhante, por favor me avise. Mal posso esperar para ver seu show de luzes!

Vice-campeão no Concurso Makerlympics