Cubo LED de píxeles de iluminación de borde 2.5D: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Los LED son impresionantes, son tan pequeños pero brillantes, coloridos pero fáciles de controlar. Muchos de nosotros empezamos a conocer el LED desde nuestras primeras lecciones de electrónica. Y mi amor por los LED comenzó al mismo tiempo. Una vez les mostré una demostración de LED a mis amigos en el trabajo. Una chica dijo: Me encantan los LED, me casaré con los LED (lo dijo de verdad:)) Creo que muchos de ustedes también comparten el mismo amor.

Un LED por sí solo es lo suficientemente frío, pero por la naturaleza del ser humano, estamos haciendo que los LED sean cada vez más fríos. Las tiras de LED hicieron un punto por línea, Matrix lo convirtió en una superficie 2D, algunos genios hicieron Cubos LED para iluminar el espacio 3D (busque proyectos de Cubos LED en instructable, o vea este video, mi favorito. Incluso puede comprar un 3 x Kit de 3 cubos LED en Radioshack por 20 dólares).

Estos cubos de fantasía me dejaron boquiabierto la primera vez que los vi. Sabía que quería construir uno al instante. Después de investigar un poco en línea y jugar con el kit de radioshack por un tiempo. Siento que no es un trabajo fácil para mí construir un gran cubo LED de un solo color (al menos 6x6x6), y mucho menos el genial RGB que quiero. Necesitas habilidades de soldadura bastante buenas para que funcione y se vea bien. Mucho cableado y codificación complicada.

Sin embargo, no te desanimes, hay tutoriales suficientemente buenos para que los sigas. Y algo de práctica puede hacer la perfección. Simplemente no tengo suficiente tiempo y esfuerzo para construir este último desafío LED (para mí). Solo quiero construir algo bonito antes del cumpleaños de mi novia (no mucho tiempo), como regalo.

Paso 1: la idea

Entonces, el objetivo aquí para mí es diseñar algo tan genial como un cubo LED, pero más fácil de construir, ahorra tiempo y puede ser dinero. Comencé a investigar más sobre espectáculos de luces, pensé que la iluminación de borde también es genial. Después de hacer algunos garabatos, se me ocurrió una idea: ¿y si usamos una matriz de LED y muchas piezas de plástico transparente para iluminar un espacio 3D?

Pero, ¿cómo podría tener la profundidad de campo (la tercera dimensión)? Al observar esos diseños de iluminación de borde, parece que donde sea que se corte o lije atrapará los fotones. Entonces, en las partes transparentes en cada fila / columna, si tienen áreas de diferente altura grabadas / lijadas, se agrega una tercera dimensión.

Paso 2: Cosas que necesitas

Adafruit NeoMatrix 8x8

4 x Barra rectangular de acrílico extruido transparente, 3/8 "de grosor, 3/8" de ancho, 6 'de largo McMaster

Arduino Uno

Resistencia de 470 ohmios

Condensador 1000 uf

Fuente de alimentación 5V 2A

Adaptador de corriente CC hembra: conector de 2,1 mm a bloque de terminales de tornillo

¡Algo para mantener todas las cosas juntas, madera, cartón, núcleo de espuma o imprimir en 3D su carcasa!

Paso 3: prepara las barras

Antes de ocuparnos de las barras, primero hagamos algunos cálculos. Como necesito pedir cosas con anticipación, no conozco el espacio entre cada LED. Según la dimensión descrita en adafruit, calculé que el espaciado es 71,17 mm / 8 = 8,896 mm = 0,35 pulgadas. La barra más cercana que puede obtener tiene un grosor de 3/8 de pulgada. Entonces, al final, 8 barras son un poco más anchas que la matriz de LED, pero aún así, cada barra está encima de un LED.

Dado que estamos haciendo un cubo de 8 x 8 x 8, es necesario tener 8 3/8 cuadrados en el eje Z. 3/8 x 8 = 3. Más un poco más para unirlos más tarde. Decidí que cada barra tiene 3,5 pulgadas de largo.

Le pregunté a mi amigo Denis, el modelador profesional, sobre cómo lograr lo que quiero. Este es el plan:

1. Corte las barras en pedazos con una sierra de cinta, deje un poco más de longitud aquí.
2. Utilice una fresadora y una broca para cortar el borde al ras. No quedará perfectamente liso.
3. Denis me sugirió lijar todos los bordes, pero considerando que hay 8 x 8 = 64 barras, me salté este paso
4. Barras de pulido con rueda de pulido.
5. Cinta de enmascarar las barras, solo deje expuesta el área del bloque que desea que se ilumine más tarde. Puede obtener la mejor calidad si graba uno a la vez. Grabé un juego a la vez para ahorrar algo de tiempo.
6. Bead explota las barras enmascaradas.
7. ¡Repetir!

Compré estas barras pensando que puedo ahorrar algo de tiempo cortándolas. Pero a medida que avanzaba el proyecto, pensé que todavía era un trabajo muy repetitivo. ¿Hay otras opciones?

La próxima vez probablemente intentaré cortarlos con láser. El acrílico de 3/8 de pulgada de grosor puede ser un poco desafiante para un cortador láser aficionado. Pero si puede encontrar uno, podría ahorrarle algo de tiempo.

Paso 4: Conéctelos

Adafruit tiene un muy buen tutorial de sus productos Neopixal. Y se actualizan con el tiempo. Cuando comencé a jugar con ellos, no mencionaron que debería haber una resistencia entre arduino y la matriz. Así que frí un par de LED. Pero no se preocupe, por lo general, solo freirá el primer LED. Así que te recomiendo que pidas algunos chips LED de repuesto (WS2812S 5050 RGB LED con chip controlador integrado) si sabes cómo desoldar componentes SMT (o si un amigo sabe cómo lo hago yo, gracias Eric).

La conexión es bastante sencilla. Todos los productos Neo pixal tienen tres pines, + 5v, GND y Digit In. Sin embargo, se necesita una fuente de alimentación externa para un NeoMatrix. La imagen de arriba muestra detalles. Solo asegúrese de tener la protección del condensador y la resistencia.

Paso 5: Codificación iniciada

Después de que todo esté conectado, debe descargar la biblioteca de Neopixel y ejecutar el código de prueba. ¡Cuando se encienda, te sorprenderás! Lo miro seriamente todo el tiempo que mis ojos pueden tomar (¡son tan brillantes!). Verá que 4 LED están apagados, pero no se asuste, están bien, todo es porque el código de prueba solo define 60 LED. Simplemente cámbielo a 64.

Luego puede descargar la Biblioteca NeoMatrix para que le diga "Hola".

Además, para dibujar formas dinámicas, necesitará la biblioteca Adafruit GFX. Puede desplazarse por los textos, dibujar cada píxel, líneas, rectángulos, círculos y otros más. Al usar el comando drawPixel, puede crear formas personalizadas.

La forma en que lo hice para mis formas es, primero dibujé lo que quería en una cuadrícula de 8 x 8 en Adobe Illustrator (puede usar cualquier software 2D, o dibujar incluso en papel primero. En este paso usted diseña las formas y se asegura de me gusta, para que no tenga que cambiarlo más tarde, la programación consume más tiempo). Luego defina una matriz 2D en arduino sketch como este:

corazón de bytes [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 }, };

En esta matriz, 1 representa un píxel que se ilumina y 0 significa apagado. En el bucle vacío (), puede simplemente llamar

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

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

si (corazón [j] == 1) {

matrix.drawPixel (j, i, RED);

}

}

}

matrix.show ();

retraso (20);

para dibujar la forma del corazón.

En la matriz 2D, puede lanzar otros números para representar otros colores y agregar varias otras declaraciones if.

Intenté crear una matriz 3D, con la tercera dimensión como color. Es demasiado complicado de escribir para formas simples. Puede intentarlo si desea mostrar una imagen realmente colorida pero específica.

Paso 6: armar

Imprimí en 3D las piezas de la carcasa y las puse juntas, en este paso puede usar cualquier material a su alrededor, cartón, madera, núcleo de espuma. Solo asegúrese de que todas las barras estén bien fijadas y aseguradas en la parte superior de NeoMatrix

Los archivos STL están aquí:

www.thingiverse.com/thing:259135.

Paso 7: Plan futuro

Haz un bonito enlace gráfico con música.

Juega con el diseño de las barras, ¿qué nueva interacción puedes obtener con una configuración diferente?

¡Por fin, gracias por vernos! Si vas a hacer algo similar, házmelo saber. ¡No puedo esperar a ver tu espectáculo de luces!

Finalista en el concurso Makerlympics