500 LED-Pixel RGB-Brick: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

לפני זמן מה אני בונה 10x10 LED-Coffetable עם כמה מנורות WS2812 האלה, אבל גם אם אפשר לשחק את המשחק של בית הספר הישן עם סמארטפון מחובר אליו, אני רוצה משהו מיוחד יותר. אז החלטתי לשים לזה עוד כמה נוריות, מסודרות כקוביה על מנת לקבל יותר אפשרויות ליצור אנימציות וגם משחקים והנה אנחנו: ה- RGB-Brick.

ברצוני להודות לכל צוות ה- LED-STUDIEN אשר מימן את הפרויקט, אך במיוחד לדניס ג'קסטן כאדם הקשר שלי. ללא עזרתם לא הייתי יכול לבנות את קוביית ה- LED המקסימה הזו.

שלב 1: קבל השראה

להלן כמה תמונות וסרטון קטן עם כמה מהיכולות של הבריק, כולל שפע אנימציות, אש (בעבודה) לאווירה מחוממת, ויזואליזציה של מוזיקה והמשחקים נחש וכן טטריס.

שלב 2: מה שאתה צריך

להלן רשימה של כל החומרים הדרושים לך, חלקם אינם הכרחיים ואחרים ניתנים להחלפה על ידי המועדפים עליך:

1. 500 נוריות WS2812 30px/m
2. ספק כוח 5V 30A
3. נוער 3.2
4. מודול wifi ESP8266

5. כמה חתיכות עץ:

   1. 1x: 27, 2cm x 27, 2cm x 1, 0cm, למכסה
   2. 2x: 29, 6cm x 27, 2cm x 1, 0cm, עבור לוחות הצד הגדולים
   3. 2x: 25, 2cm x 29, 6cm x 1, 0cm, עבור לוחות הצד הקטנים
   4. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 1, 9cm, לתחתית
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, לקצוות רשת ה- LED
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, לרשת LED

6. כמה חתיכות זכוכית אקרילית:

   1. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 0, 3cm
   2. 2x: 34, 0cm x 36, 3cm x 0, 3cm
   3. 2x: 34, 6cm x 36, 3cm x 0, 3cm
   4. 1x: 10, 0cm x 7, 5cm x 0, 3cm (אופציונלי, למסוף)
7. לוח שמע צעיר (אופציונלי)
8. חוטים, ווסת מתח, מלחציים לכבלים, זמזם, כפתור, חיישן טמפרטורה (אופציונלי)
9. דבק עץ, דבק זכוכית אקרילית, ברגים ודברים קטנים אחרים

אם אתה רוצה מסוף בתחתית הקוביה (זה אופציונלי לצפות לשקע החשמל):

1. שקע חשמל 230V
2. מתג 230V
3. שקע אודיו
4. כבל הארכה USB

שלב 3: בניית הקופסה

קודם כל אנחנו הולכים לבנות את קופסת העץ ואת רשת ה- LED. מידות הקוביה מוגדרות על ידי מרחק הפיקסל על רצועת ה- LED. במקרה זה הפיקסל יש מרחק של 3, 4 ס"מ, כך שהקובייה צריכה להיות 34 x 34 x 34 ס"מ. תחסוך זמן רב באמצעות מידות אלה, מכיוון שלא צריך לחתוך את הרצועה אחרי כל פיקסל ולהרכיב אותו מחדש בכבל קטן.

הכל בא יחד עם קצת דבק עץ. אתה צריך לעבוד כראוי כי מארז האקריליק תואם בצורה מושלמת על גבי ארגז העץ. זה נהיה הרבה יותר קל עם כמה מתנדבים מסביבך, או פשוט השתמש במותח מסגרות כמוני.

קצוות הרשת והרשת עצמה עשויים לוח סיבים בצפיפות גבוהה (HDF). השימוש במסור שולחן הוא הבחירה הטובה ביותר מכיוון שיש לחתוך אפילו יותר ממאה חתיכות מהן. אתה יכול למצוא את המידות בתמונה למעלה. הרשת זקוקה לפער קטן (בערך 0, 3 ס"מ) כל 3, 4 ס"מ על מנת לחבר את מדפי x ו- y יחד. לאחר שתסיים, תוכל לשים את הקצוות לקובייה ולתקן אותם עם הרבה דבק עץ. זה קצת קשה, במיוחד מכיוון שצריכה להיות להם זווית של כמעט 45 מעלות בערך. לפני שתוכל לחבר את הרשת לקובייה עליך להוסיף את רצועות הלד.

שלב 4: האלקטרוניקה

פסי הלדים בצד הולכים פעם סביב הקוביה, ולכן חותכים 10 רצועות באורך של 40 פיקסלים. עבור נוריות על גבי הקוביה חותכים 10 רצועות באורך של 10 פיקסל. היזהר ליישר את הרצועות כראוי על ידי החץ עליהן. ברגע שתסיר את רצועת הדבק מהקובייה היא לעולם לא תחזיק כמו בפעם הראשונה.

ספקי הכוח קבועים בעזרת כמה ברגים בצידי הפנים. כבלי החשמל מהנוריות נכנסים לקופסה על ידי כמה חורים קטנים ליד כל רצועת LED.

הבקר מורכב מ- Teensy 3.2, ESP8266 ולוח השמע של Teensy, שאינו נדרש להפעלת הקוביה. ה- DHT11 נועד רק לבדיקת הטמפרטורה בתוך הקוביה, אך לאחר מספר בדיקות בכמה שעות אני יכול לומר שאתה יכול להשאיר אותה בחוץ.

במסוף אתה יכול למצוא את שקע החשמל כמו גם את מתג ההפעלה (כשהבנתי שזה לא המקום הטוב ביותר למתג זה היה מאוחר מדי). שקע ה- USB מיועד לתכנות ה- Teensy. האודיו-אין נכנס ללוח השמע של Teensy להפעלת נוריות ה- LED למוזיקה. כל זה בא יחד על שלווה קטנה של זכוכית אריאל המחזיקה בשני פרופילי אלומיניום. רק מצאתי את זה במוסך, אתה יכול להשתמש בכל מה שאתה רוצה כי הוא מכוסה בלוח העץ התחתון ואינו תורם למראה הקוביה.

שים לב כי LED אחד משתמש ב- 60mA, בסך הכל זה 30A! היזהר כאשר אתה מחבר אותם! עליך לאמת את כל המעגלים שלך לפני שתחבר אותם לחשמל!

שלב 5: חיבורים וקידוד

נוריות ה- LED מחוברות כשתי מטריצות על פינים 3 ו -20 ב- Teensy. הראשונה היא המטריצה למעלה (10x10, 100pixels) והשנייה היא בצד (40x10, 400pixels). נוריות ה- LED של המטריצה העליונה מיושרות בתבנית זיגזג, כלומר החצים ברצועה חייבים להיות לכיוונים שונים עבור כל רצועה, בעוד שרצועות ה- LED בצד מיושרות לאותו כיוון. תסתכל על התמונות, הקו האדום יראה לך כיצד לחבר את Dout של הרצועה הראשונה לדין של הבאה, מקווה שיעזור לך להבין את היישור.

עבור האנימציות והמשחקים אני ממיר את שתי המטריצות לאחת בגודל 10x50 באמצעות הפונקציה הבאה:

set voYXYPixel (בתים x, בתים y, CRGB c) {

אם (x <= 39) matrix_bottom (x, y) = c; אחרת matrix_top (x - 40, y) = c; } // end setXYPixel ()

עבור משחק הנחש אתה צריך ליישם כמה מקרים מיוחדים:

• כאשר ראש הנחש פוגע בשורה העליונה של המטריצה הצדדית עליו לעבור למטריצה למעלה.
• כאשר ראש הנחש פוגע בקצה אחד של המטריצה העליונה עליו לעבור למטריצה התחתונה.
• כאשר ראש הנחש פוגע בעמודה האחרונה או הראשונה של המטריצה הצדדית עליו לעבור לעמודה הראשונה בהתאמה האחרונה.

למשחק הטטריס צריך משהו דומה לזה לשדה שמתחיל בפינה השמאלית העליונה:

set voYXYPixel (בתים x, בתים y, CRGB c) {

אם (y <10) matrix_top (x, y) = c; אחרת matrix_bottom (x + 10, 19 - y) = c; } // end setXYPixel ()

שלב 6: הכיסוי האקרילי

קשה יותר מארגז העץ בשל העובי הקטן יותר, אך עם מספיק זמן ורעיונות טובים לשמירה על הקוביה ביחד בזמן שהדבק מתקשה תקבל את זה ביחד. אני מופתע מהעוצמה של הדבק האקרילי הזה (Acrifix), אז אני חושב שאתה לא צריך לדאוג למארז שבור.

שלב 7: הביאו אותו יחד

לאחר השלמת כל השלבים לפני שהגיע הזמן לחבר את כל החלקים. כאשר עדיין לא מיזגת את רשת ה- LED, אז הגיע הזמן לעשות זאת. אני לא מדביק את הרשת לקובייה כי אין צורך בה ובמקרה של LED שבור אתה יכול להחליף אותה ללא בעיות, אולם עליך להחזיק יותר משתי ידיים בכדי להחזיק את חמש הרשתות לקובייה ולשים זה בכריכה האקרילית. אחרון חביב אפשר לדפוק את לוח העץ התחתון לקובייה. המכסה קבוע ללוח העץ התחתון בשמונה ברגים קטנים מאוד.

שלב 8: תוכנה ובקרה

המערכון על ה- Teensy מבוסס על ספריית FastLED הכוללת מספר אנימציות בסיסיות. הוספת חבילת הספרייה RGBLEDS למערכון שלך מביאה אלגברה מטריקסית עוצמתית להצגת טקסט ו'ספריטים 'עם שפע של סקיצות לדוגמא. אם אתה רוצה לשחק גם טטריס, עיין במדריך מ- jollifactory, גם אם הוא משתמש רק במטריצה דו -צבעית.

אפליקציית הסמארטפונים מבוססת על NetIO מאת David Eickhoff שיש לו תיעוד טוב מאוד. בעזרת NetIO-UI-Designer אתה יכול ליצור ממשק משתמש משלך עם לחצנים, מחוונים, תוויות ועוד. אתה יכול לבחור את הפרוטוקול של ההודעות היוצאות במעצב. במקרה שלי לקחתי את הפשוט ביותר - UDP. ההודעות נשלחות ל- ESP8266 על ידי הרשת הביתית שלי והטנזי יעריך את התוכן ויטפל בפקודה שצוינה. אתה יכול להשתמש בקובץ המצורף כדי להתחיל ליצור ממשק משלך או פשוט להשתמש באפליקציה לבחירתך.

שלב 9: בנה משלך ותהנה

עכשיו הגיע הזמן להשיג את החלקים ולבנות לבנה משלך. אם יש לך שאלות אתה מוזמן לשאול.

לסרטונים נוספים אתה יכול לבדוק את ערוץ היוטיוב שלי. זו עדיין עבודה בתהליך כך שיהיה עוד חומר בעתיד.

תודה שקראת וכיף לך לשחק בטטריס או משחקים נחמדים אחרים על לבנתך!

פרס שני בתחרות מנורות ותאורה 2016

פרס גדול בתחרות LED