Bloque RGB de 500 píxeles LED: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hace un tiempo construí un LED-Coffetable 10x10 con algunos de estos LED WS2812, pero incluso si es posible jugar al juego de la vieja escuela Snake con un teléfono inteligente conectado, quiero algo más especial. Así que decidí ponerle unos leds más, dispuestos en forma de cubo para tener más posibilidades de crear tanto animaciones como juegos y aquí estamos: el RGB-Brick.

Me gustaría agradecer a todo el equipo de LED-STUDIEN que financió ese proyecto, pero especialmente a Dennis Jackstien como mi persona de contacto. Sin su ayuda, no podría construir este encantador LED-Cube.

Paso 1: ¡Inspírate

Aquí hay algunas imágenes y un pequeño video con algunas de las capacidades del Brick, que incluyen muchas animaciones, un fuego (trabajo en progreso) para una atmósfera cálida, un visualizador de música y los juegos Snake y Tetris.

Paso 2: lo que necesita

Aquí hay una lista de todos los materiales que necesita, algunos de ellos no son necesarios y otros pueden ser intercambiados por sus favoritos:

1. 500 LEDs WS2812 30px / m
2. Fuente de alimentación 5V 30A
3. Teensy 3.2
4. ESP8266 módulo wifi

5. algunos pedazos de madera:

   1. 1x: 27, 2cm x 27, 2cm x 1, 0cm, para la tapa
   2. 2x: 29, 6 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, para los paneles laterales grandes
   3. 2x: 25, 2cm x 29, 6cm x 1, 0cm, para los paneles laterales pequeños
   4. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 1, 9cm, para la parte inferior
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, para los bordes de la rejilla LED
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, para la rejilla LED

6. algunas piezas de vidrio acrílico:

   1. 1x: 34, 0 cm x 34, 0 cm x 0, 3 cm
   2. 2x: 34, 0 cm x 36, 3 cm x 0, 3 cm
   3. 2x: 34, 6 cm x 36, 3 cm x 0, 3 cm
   4. 1x: 10, 0cm x 7, 5cm x 0, 3cm (opcional, para el terminal)
7. Placa de audio Teensy (opcional)
8. Cables, regulador de voltaje, abrazaderas de cable, zumbador, botón, sensor de temperatura (opcional)
9. pegamento para madera, pegamento para vidrio acrílico, tornillos y otras cositas

Si desea una terminal en la parte inferior del cubo (es opcional, espere para el conector de alimentación):

1. Toma de corriente de 230V
2. Interruptor 230V
3. conector de audio
4. Cable de extensión USB

Paso 3: construcción de la caja

En primer lugar vamos a construir la caja de madera y la rejilla LED. Las dimensiones del cubo se especifican por la distancia del píxel en la tira de LED. En este caso, el píxel tiene una distancia de 3,4 cm, por lo que el cubo tiene que ser de 34 x 34 x 34 cm. Ahorrará mucho tiempo usando estas dimensiones, porque no necesita cortar la tira después de cada píxel y volver a unirla con un cable pequeño.

Todo viene junto con un poco de pegamento para madera. Tienes que trabajar correctamente porque la caja de acrílico encaja perfectamente en la parte superior de la caja de madera. Se está volviendo mucho más fácil con algunos voluntarios a tu alrededor, o simplemente usa un tensor de cuadro como lo hice yo.

Los bordes de la rejilla y la propia rejilla están hechos de tablero de fibra de alta densidad (HDF). Usar una sierra de mesa es la mejor opción porque debe cortar incluso más de 100 piezas. Puede encontrar las dimensiones en la imagen de arriba. La cuadrícula necesita un pequeño espacio (aproximadamente 0, 3 cm) cada 3, 4 cm para juntar las repisas xey. Una vez que hayas terminado, puedes poner los bordes al cubo y fijarlos con mucho pegamento para madera. Es un poco difícil, especialmente porque deberían tener un ángulo de casi 45 grados. Antes de poder unir la cuadrícula al cubo, debe agregar las tiras de LED.

Paso 4: la electrónica

Las tiras de LED en el lateral giran una vez alrededor del cubo, por lo tanto, corte 10 tiras con una longitud de 40 píxeles. Para los LED en la parte superior del cubo, corte 10 tiras con una longitud de 10 píxeles. Tenga cuidado de alinear las tiras correctamente teniendo en cuenta la flecha en ellas. Una vez que retire la tira de pegamento del cubo, nunca se mantendrá como la primera vez.

Las fuentes de alimentación se fijan con unos tornillos en los laterales del interior. Los cables de alimentación de los LED entran en la caja por unos pequeños orificios cerca de cada tira de LED.

El controlador consta de un Teensy 3.2, un ESP8266 y la placa de audio Teensy, que no es necesaria para ejecutar el cubo. El DHT11 fue solo para verificar la temperatura dentro del cubo, pero después de varias pruebas durante unas pocas horas, puedo decir que puede omitirlo.

En el terminal puede encontrar el conector de alimentación y el interruptor de encendido (cuando me di cuenta de que este no es el mejor lugar para un interruptor, ya era demasiado tarde). El conector USB es para programar el Teensy. La entrada de audio va a la placa de audio Teensy para que los LED actúen al ritmo de la música. Todo esto confluye en una pequeña paz de vidrio de arilo sujeta por dos perfiles de aluminio. Acabo de encontrar esto en el garaje, puede usar lo que quiera porque está cubierto por el panel de madera inferior y no contribuye a la apariencia del cubo.

Tenga en cuenta que un LED usa 60 mA, ¡en total son 30 A! ¡Ten cuidado cuando los conectes! ¡Tienes que verificar todos tus circuitos antes de conectarlos a la fuente de alimentación!

Paso 5: conexiones y codificación

Los LED están conectados como dos matrices en los pines 3 y 20 del Teensy. El primero es la matriz en la parte superior (10x10, 100 píxeles) y el segundo es el lateral (40x10, 400 píxeles). Los LED de la matriz superior están alineados en un patrón en zigzag, lo que significa que las flechas de la tira deben estar en diferentes direcciones para cada tira, mientras que las tiras de LED en el lateral están alineadas en la misma dirección. Eche un vistazo a las imágenes, la línea roja le mostrará cómo conectar Dout de la primera tira con el Din de la siguiente, espero que le ayude a comprender la alineación.

Para las animaciones y los juegos, estoy convirtiendo las dos matrices en una del tamaño de 10x50 usando la siguiente función:

void setXYPixel (byte x, byte y, CRGB c) {

si (x <= 39) fondo_matriz (x, y) = c; si no superior_matriz (x - 40, y) = c; } // fin de setXYPixel ()

Para el juego Snake necesitas implementar algunos casos especiales:

• Cuando la cabeza de serpiente golpea la fila superior de la matriz lateral, tiene que cambiar a la matriz en la parte superior.
• Cuando la cabeza de serpiente golpea un extremo de la matriz superior, tiene que cambiar a la matriz inferior.
• Cuando la cabeza de serpiente golpea la última o la primera columna de la matriz lateral, tiene que cambiar a la primera, respectivamente, a la última columna.

Para el juego de Tetris, necesitas algo similar a esto para un campo que comienza en la esquina superior izquierda:

void setXYPixel (byte x, byte y, CRGB c) {

if (y <10) matrix_top (x, y) = c; si no matriz_fondo (x + 10, 19 - y) = c; } // fin de setXYPixel ()

Paso 6: la cubierta acrílica

Más difícil que la caja de madera debido al menor grosor, pero con suficiente tiempo y buenas ideas para mantener el cubo unido mientras el pegamento se endurece, lo conseguirás. Me sorprende la resistencia de este pegamento acrílico (Acrifix), así que creo que no tienes que preocuparte por una carcasa rota.

Paso 7: júntelo

Después de completar todos los pasos antes de que sea el momento de unir todas las partes. Cuando aún no fusionó la cuadrícula de LED, ahora es el momento de hacerlo. No pego la cuadrícula al cubo porque no hay necesidad de ella y en caso de un LED roto puedes cambiarlo sin problemas, sin embargo necesitas tener más de dos manos para sujetar las cinco cuadrículas al cubo y poner en la cubierta de acrílico. Por último, pero no menos importante, puede atornillar el panel de madera inferior al cubo. La tapa se fija al panel de madera inferior mediante ocho tornillos muy pequeños.

Paso 8: software y controles

El boceto del Teensy se basa en la biblioteca FastLED que incluye varias animaciones básicas. Agregar el paquete de biblioteca RGBLEDS a su boceto brinda un potente álgebra matricial para mostrar texto y 'sprites' con muchos bocetos de ejemplo también. Si también quieres jugar al Tetris, consulta el instructable de jollifactory, incluso si solo usa una matriz bicolor.

La aplicación para teléfonos inteligentes está basada en NetIO de David Eickhoff, que tiene una muy buena documentación. Con NetIO-UI-Designer puede crear su propia interfaz de usuario con botones, controles deslizantes, etiquetas y mucho más. Puede elegir el protocolo para los mensajes salientes en el diseñador. En mi caso, tomé el más simple: UDP. Los mensajes son enviados al ESP8266 por mi red doméstica y Teensy evaluará el contenido y manejará el comando especificado. Puede usar el archivo adjunto para comenzar a crear su propia interfaz o simplemente usar una aplicación de su elección.

Paso 9: crea el tuyo propio y disfruta

Ahora es el momento de obtener las piezas y construir su propio ladrillo. Si usted tiene alguna pregunta no dude en preguntar.

Para obtener más videos, puede consultar mi canal de Youtube. Todavía es un trabajo en progreso, por lo que habrá más material en el futuro.

¡Gracias por leer y divertirse jugando al Tetris u otros juegos agradables en su propio Brick!

Segundo premio en el Concurso de Lámparas e Iluminación 2016

Gran premio en el concurso LED