500 LED-Pixel RGB-opeka: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Pred časom sem zgradil LED-Coffetable 10x10 z nekaterimi od teh LED LED WS2812, a tudi če je mogoče igrati starošolsko igro Snake s pametnim telefonom, ki je povezan s tem, želim nekaj bolj posebnega. Zato sem se odločil, da mu dam še nekaj LED, razporejenih kot kocko, da dobim več možnosti za ustvarjanje animacij in iger. In tukaj smo: RGB-opeka.

Rad bi se zahvalil celotni skupini LED-STUDIEN, ki je financirala ta projekt, zlasti Dennisu Jackstienu kot moji osebi za stik. Brez njihove pomoči ne bi mogel zgraditi te očarljive LED-kocke.

1. korak: Navdihnite se

Tukaj je nekaj slik in majhen video z nekaterimi zmožnostmi opeke, vključno z veliko animacijami, ognjem (v teku) za ogrevano vzdušje, vizualizatorjem glasbe in igrami Snake ter Tetris.

2. korak: Kaj potrebujete

Tu je seznam vseh materialov, ki jih potrebujete, nekateri niso potrebni, druge pa lahko zamenjate po svojih najljubših:

1. 500 WS2812 LED 30px/m
2. Napajanje 5V 30A
3. Najstniški 3.2
4. ESP8266 modul za wifi

5. nekaj kosov lesa:

   1. 1x: 27, 2 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, za pokrov
   2. 2x: 29, 6 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, za velike stranske plošče
   3. 2x: 25, 2 cm x 29, 6 cm x 1, 0 cm, za majhne stranske plošče
   4. 1x: 34, 0 cm x 34, 0 cm x 1, 9 cm, za dno
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, za robove LED mreže
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, za LED mrežo

6. nekaj kosov akrilnega stekla:

   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, 0 cm x 7, 5 cm x 0, 3 cm (neobvezno, za priključek)
7. Teensy audioboard (neobvezno)
8. Žice, regulator napetosti, sponke za kable, zvočni signal, gumb, temperaturni senzor (neobvezno)
9. lepilo za les, lepilo za akrilno steklo, vijaki in druge malenkosti

Če želite priključek na dnu kocke (neobvezno pričakujte za vtičnico):

1. 230V vtičnica
2. Stikalo 230V
3. avdio priključek
4. USB podaljšek

3. korak: Izdelava škatle

Najprej bomo zgradili leseno škatlo in LED mrežo. Mere kocke so določene z razdaljo piksla na LED traku. V tem primeru je razdalja slikovnih pik 3, 4 cm, zato mora biti kocka 34 x 34 x 34 cm. Z uporabo teh dimenzij boste prihranili veliko časa, saj vam ni treba po vsaki slikovne pike odrezati traku in ga z majhnim kablom spet sestaviti.

Vse skupaj vsebuje lepilo za les. Delati morate pravilno, saj se akrilno ohišje popolnoma ujema z leseno škatlo. Z nekaterimi prostovoljci okoli vas je veliko lažje ali pa uporabite napenjalec okvirja, kot sem jaz.

Robovi mreže in sama mreža so izdelani iz vlaknenih plošč visoke gostote (HDF). Uporaba namizne žage je najboljša izbira, saj jih morate odrezati celo več kot 100 kosov. Dimenzije najdete na zgornji sliki. Rešetka potrebuje majhen razmik (približno 0, 3 cm) vsakih 3, 4 cm, da združimo robove x in y. Ko končate, lahko robove položite na kocko in jih popravite z veliko lepila za les. To je nekoliko težko, še posebej, ker bi morali imeti kot skoraj 45 stopinj. Preden lahko mrežo pritrdite na kocko, morate dodati LED trakove.

4. korak: Elektronika

LED trakovi ob strani gredo enkrat okoli kocke, zato izrežite 10 trakov dolžine 40 slikovnih pik. Za LED na vrhu kocke izrežite 10 trakov dolžine 10 slikovnih pik. Pazite, da trakove pravilno poravnate glede na puščico na njih. Ko odstranite lepilni trak s kocke, se nikoli več ne bo držal kot prvič.

Napajalniki so pritrjeni z nekaj vijaki na straneh notranjosti. Napajalni kabli iz LED diod prihajajo v škatlo ob majhnih luknjicah blizu vsakega LED traku.

Krmilnik je sestavljen iz Teensy 3.2, ESP8266 in avdio plošče Teensy, ki ni potrebna za zagon kocke. DHT11 je bil samo za preverjanje temperature v kocki, vendar po večkratnih preskusih približno nekaj ur lahko rečem, da ga lahko izpustite.

Na terminalu najdete vtičnico in stikalo za vklop (ko sem spoznal, da to ni najboljše mesto za stikalo, je bilo prepozno). Priključek USB je namenjen programiranju Teensyja. Zvočni vhod gre na avdio ploščo Teensy za predvajanje LED diod na glasbo. Vse to združuje majhen mir arilnega stekla, ki ga držita dva aluminijasta profila. Pravkar sem ga našel v garaži, lahko uporabite karkoli želite, ker je pokrit z spodnjo leseno ploščo in ne prispeva k videzu kocke.

Zavedajte se, da ena LED uporablja 60 mA, skupaj 30A! Pri priklopu bodite previdni! Preden jih priključite na električno omrežje, morate preveriti vsa svoja vezja!

5. korak: Povezave in kodiranje

LED diode sta povezani kot dve matrici na nožicah 3 in 20 na Teensyju. Prva je matrika na vrhu (10x10, 100 pikslov), druga pa na strani (40x10, 400 slikovnih pik). Svetleče diode zgornje matrike so poravnane v cikcak vzorcu, kar pomeni, da morajo biti puščice na traku za vsak trak v različnih smereh, medtem ko so LED trakovi na strani poravnani v isti smeri. Oglejte si slike, rdeča črta vam bo pokazala, kako povezati Dout prvega traku z Din naslednjega, upam, da vam bo to pomagalo razumeti poravnavo.

Za animacije in igre dve matrici pretvorim v eno velikosti 10x50 z naslednjo funkcijo:

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

if (x <= 39) matrix_bottom (x, y) = c; else matrix_top (x - 40, y) = c; } // končaj setXYPixel ()

Za igro Snake morate izvesti nekaj posebnih primerov:

• Ko kačja glava zadene zgornjo vrsto stranske matrice, mora preiti na matrico na vrhu.
• Ko kačja glava zadene en konec zgornje matrice, se mora preklopiti na spodnjo matrico.
• Ko kačja glava zadene zadnji ali prvi stolpec stranske matrike, mora preiti na prvi oziroma zadnji stolpec.

Za igro Tetris potrebujete nekaj podobnega za polje, ki se začne v zgornjem levem kotu:

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

če je (y <10) matrična_vrta (x, y) = c; else matrix_bottom (x + 10, 19 - y) = c; } // končaj setXYPixel ()

6. korak: Akrilna prevleka

Zaradi manjše debeline je težje od lesene škatle, a z dovolj časa in dobrih idej, da kocko držite skupaj, medtem ko se lepilo trdi, boste to dobili skupaj. Presenečen sem nad trdnostjo tega akrilnega lepila (Acrifix), zato mislim, da vam ni treba skrbeti za pokvarjeno ohišje.

7. korak: Združite

Ko končate vse korake, preden pride čas, da vse dele združite. Ko še niste združili LED -mreže, je zdaj čas, da to storite. Mreže ne lepim na kocko, ker za to ni potrebe in v primeru polomljene LED jo lahko brez težav zamenjate, vendar morate imeti več kot dve roki, da držite pet mrež na kocki in jih položite v akrilno prevleko. Nenazadnje lahko spodnjo leseno ploščo privijete na kocko. Pokrov je pritrjen na spodnjo leseno ploščo z osmimi zelo majhnimi vijaki.

8. korak: Programska oprema in nadzor

Skica na Teensyju temelji na knjižnici FastLED, ki vključuje več osnovnih animacij. Dodajanje knjižničnega paketa RGBLEDS vaši skici prinaša močno matrično algebro za prikaz besedila in "sprajtov" z veliko primeri skic. Če želite igrati tudi Tetris, se obrnite na navodila za jollifactory, tudi če uporablja le dvobarvno matriko.

Aplikacija za pametni telefon temelji na NetIO Davida Eickhoffa, ki ima zelo dobro dokumentacijo. Z NetIO-UI-Designer lahko ustvarite lasten uporabniški vmesnik z gumbi, drsniki, nalepkami in še veliko več. V oblikovalcu lahko izberete protokol za odhodna sporočila. V mojem primeru sem vzel najpreprostejšega - UDP. Sporočila pošilja ESP8266 moje domače omrežje, Teensy pa bo ocenil vsebino in obravnaval podani ukaz. Za začetek ustvarjanja lastnega vmesnika lahko uporabite priloženo datoteko ali pa uporabite samo izbrano aplikacijo.

9. korak: Zgradite si svoje in uživajte

Zdaj je čas, da dobite dele in zgradite svojo opeko. Če imate kakršna koli vprašanja, jih vprašajte.

Za več videoposnetkov lahko preverite moj Youtube-kanal. Delo je še v teku, zato bo v prihodnosti več materiala.

Hvala za branje in uživajte v igranju Tetrisa ali drugih lepih iger na lastni opeki!

Druga nagrada na tekmovanju svetilk in razsvetljave 2016

Velika nagrada na tekmovanju LED