Cilindro de matriz LED: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Proyectos Fusion 360 »

Esta matriz de LED utiliza bandas de LED estándar WS2812b para construir una matriz con una forma cilíndrica y un bonito acabado de chapa de madera.

Lista de:

1. Cartón de 790x384 de 1,5 mm (también son posibles otros tamaños, pero los datos CAD deben cambiarse)
2. 100 WS2812b LED de bandas de LED (30 LED / metro)
3. Raspberry Pi o Arduino
4. Chapa de micro madera o cualquier tipo de material de difusión flexible
5. Alambres

Paso 1: Diseño y archivo de corte por láser

El parámetro principal de diseño es el grosor del material utilizado. En esta construcción se utilizó un cartón de 1,5 mm porque es fácil de cortar y bastante económico. El diseño 3D (por ejemplo, Fusion360) ayuda a evitar problemas en el proceso de ensamblaje. Para el corte por láser, las piezas deben disponerse de manera que encajen en el área de corte por láser de su máquina, en este caso 790x384 mm. Inkscape es una herramienta simple y poderosa para manejar este trabajo. El archivo SVG adjunto contiene todas las partes de la pantalla cilíndrica con material de 1,5 mm.

ACTUALIZACIÓN: He modificado el modelo Fusion360 con un grosor de parámetro de usuario, por lo que puede cambiar el grosor del material para la matriz y generar su propio archivo de corte por láser. Pronto se agregarán ranuras recortadas para las bandas de LED.

Enlace al modelo:

Paso 2: corte por láser y premontaje

Después del corte con láser, obtendrá las siguientes piezas:

- 12 segmentos horizontales en forma de C

- 18 peine como segmentos verticales

- 2 segmentos de conexión vertical

- 20 segmentos portadores de led

8 formas en C, 9 peines y 1 conexión se combinan en una mitad de pantalla. En este paso, las piezas solo se conectan juntas para verificar si todo encaja bien. No uses pegamento todavía.

Paso 3: cableado de LED

Las franjas de LED se cortan en 5 segmentos de LED y se pegan a los segmentos de soporte con la cinta adhesiva en la parte posterior. Primero, los pines DI (entrada de datos) y DO (salida de datos) de las franjas se conectan entre sí en forma de zig-zag, conectando DO de la primera franja con DI de la siguiente franja y así sucesivamente. Esto se hace para cada mitad del cilindro, incluidas 10 franjas. 5V y GND están conectados solo en un lado de una tira a otra. La longitud de los cables debe coincidir con la distancia de separación de la matriz.

Antes de instalar los LED en la matriz, los segmentos de la matriz deben pegarse para cada mitad del cilindro.

Finalmente se colocan las 10 franjas en cada mitad de la matriz y se fijan con cola caliente. DO de una mitad está conectado a DI de la segunda mitad. DI de la primera mitad será la entrada para Raspberry Pi o Arduino.

Paso 4: Primera prueba

Para asegurarse de que todo funciona, se debe realizar una primera prueba de los LED. Usar un Arduino y la biblioteca Neopixel debería ser la forma más fácil de hacer esto.

Paso 5: difusor de chapa de madera

Después de medir el diámetro y la altura de la matriz, la chapa de madera se puede cortar y enrollar alrededor de la matriz. Para la fijación es suficiente una tira de cola transparente.

Paso 6: Raspberry Pi, Arduino y fuente de alimentación

Para una fácil codificación en Python de agradables efectos de matriz, se podría usar una Raspberry Pi. En este caso, se utilizó una Raspberry Pi Zero, que se conecta a la matriz a través del pin 18 de GPIO a través de un cambiador de nivel 74HCT245 para adaptar los 3.3V del Pi a los 5V del WS2812. También se utilizan un condensador grande (2200 uF) y una resistencia en serie (470 Ohm) como se sugiere cuando se utilizan recuentos de LED Neopixel / WS2812 más grandes.

Fuente de alimentación

La potencia máxima para 100 LED WS2812b es 100x60mA = 6A. Por supuesto, al reducir el brillo, el consumo de energía podría reducirse drásticamente. Asegúrese de que su fuente de alimentación de 5 V pueda conducir la corriente para el brillo deseado.

Arduino

Esta matriz funciona directamente en dispositivos Arduino con la biblioteca NeoPixel y NeoMatrix de Adafruit. Debe cambiar el PIN y la inicialización si desea utilizar los ejemplos:

Neomatriz:

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

También debe incluir la biblioteca Adafruit GFX y cargar una fuente diferente con una altura de 5 píxeles. Utilice el boceto de Arduino adjunto como punto de partida (utiliza el PIN 4 para la matriz). Es una versión adaptada del boceto de ejemplo de Neomatrix.

NeoPixel:

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

Paso 7: simulación

El código fuente de Python está disponible en Github

Hay dos modos de codificación. Si PI = False definido al principio del cilindro.py, el código está en el modo de simulación. Puede probar todas las animaciones en cualquier plataforma que pueda ejecutar Python. Primero instale todas las bibliotecas que utiliza el programa (como pygame, numpy, etc.). En el modo de simulación, el cilindro se muestra como una matriz de píxeles de 5x20.

Paso 8: Programación

El segundo modo de software es PI = True (definido en cilindro.py) y se inició en el Pi. Esto impulsa el pin 18 de GPIO de la Raspberry Pi. Eres libre de agregar efectos adicionales y jugar con los parámetros.

El texto se muestra con una fuente de 3x5, por lo que no todas las letras son perfectas debido a la altura limitada de la pantalla.

¡Disfrutar!

Finalista en el concurso Epilog X