POV Globe 24bit True Color и Simple HW: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Винаги съм искал да направя един от тези POV глобуси. Но усилията с цялото запояване на светодиоди, проводници и т.н. ме възпираха, защото съм мързелив човек:-) Трябва да има по-лесен начин! В тази инструкция ще ви покажа как да изградите POV глобус с по -малко електронни части от други проекти. Причината е използването на LED ленти за адресиране APA 102. Тези ленти не се нуждаят от електронен драйвер и могат да бъдат директно свързани само с 2 проводника към микроконтролер. Състоянието на светодиодите е (и трябва да бъде) МНОГО бързо сменяемо. За да се получи стабилно изображение, SPI тактовата честота е около 10 Mhz и може да бъде дори по -висока. За повече информация относно светодиодите вижте тук.

Друго предимство е използването на нормални bmp файлове, които се съхраняват на microSD карта.

Да тръгваме !

Стъпка 1: Спецификация

Ето списък на основните части, които ще ви трябват. За LED пръстена, който използвам моя 3D принтер, можете да използвате и парче PVC тръба (диаметър 150-180 мм). Лагерните скоби също се отпечатват, но могат да бъдат направени например от дърво. За основната рамка използвам някои стари метални профили, не се колебайте да използвате други метални профили, дърво, пластмаса или каквото и да е друго. Уверете се, че рамката е твърда на усукване и малко тежка.

За задвижващия вал:

• резбован прът M8, дължина 250 мм
• Гайки М8
• месингова втулка 10 мм, дължина 100 мм
• 2 бр. пластмасова шайба 8 мм (вижте също STL файлове)
• Гъвкав съединител на вала 5 мм до 8 мм (тези, които използват за Nema 17)

за захранване на LED пръстена върху вала:

• 2 бр. сачмен лагер 6300 (10x35x11) изцяло метален

• носещи скоби, вижте STL файлове или направете от дърво с 35 мм цял трион
• 4 бр. винт M4x40 с гайка
• 2 бр. кабелни обувки 8 мм
• Безчетков двигател с вал 5 мм
• 4 бр. M3 винтове за монтиране на двигателя
• ESC за безчетков двигател, евентуално с вентилатор

Като алтернатива можете да използвате комбинация от четен мотор/esc с достатъчен въртящ момент.

Описаният по -горе двигател има достатъчен въртящ момент, но никога не достига максималния си ток от 50 Ампера. Моето захранване е по -малко от 4 ампера. Така че няма никаква полза от 50 Ampere ESC. Поставих радиатор с вентилатор на моя 18Ampere ESC и работи добре.

За точно "изстрелване" на ESC използвам an

Arduino Pro Mini

с два бутона

друг вариант е а

сервомотор

Захранване:

Нуждаем се от 12V за двигателя и 5V за LED пръстена.

Предпочитам използването на стари компютърни консумативи, както е показано в тази инструкция

или:

Има много 12V/5A доставки от Китай

ако използвате някое от това, не забравяйте DC-DC понижаващ преобразувател за 5V

LED пръстен:

• 64бр. APA 102 LED (2 ленти и 32 бр.)
• Електролитен кондензатор 1000µF 10V
• TLE 4905L Холов сензор + магнит
• издърпващ резистор 10k, 1k
• Пръстен: Използвайте файла STL или парче PVC тръба
• кабелни връзки 100 мм
• ДОБРО лепило, че ивиците не излитат при 2400 оборота в минута:-)

Микроконтролерът на витлата Parallax:

Не се страхувайте от този микроконтролер, той е мощен 8-ядрен MCU с 80Mhz и е също толкова лесен за програмиране/флаш като arduino!

На сайта за паралакс има няколко дъски или вижте тук, имате нужда и от microSD Breakout

Друг (мой) избор е P8XBlade2 от cluso, четецът на microSD вече е на борда!

За програмиране на arduino и витло също се нуждаете от адаптерна платка USB към TTL като тази

Стъпка 2: Жилища

Тук виждате корпуса. Направете го от всеки материал, който е достатъчно здрав. В крайна сметка имате нужда от някакъв вид кубична клетка с дължина на ръба приблизително 100 мм, където можете да монтирате двигателя и пръстена/ лагерите. Кубът е монтиран върху плоча от масивно дърво с дистанционни болтове. В плочата е пробит отвор за двигателя.

Стъпка 3: Задвижващият вал

Избирам резбован прът с дължина 250 мм. Дължината на месинговите втулки е около 30 и 50 мм в зависимост от размера на клетката и съединителя на вала. Горната (и по -дълга) втулка трябва да бъде изолирана от пръта, защото тя образува положителния полюс за захранването на пръстена. Това става чрез изолационна лента и пластмасови шайби. Втулката няма да се побере на пръта с лентата, докато не увеличите вътрешния диаметър от 8,0 мм на 8,5 - 9,0 мм чрез пробиване/фрезоване. Другата втулка, включително пръта, образува отрицателния полюс.

Стъпка 4: Безчетково снабдяване

Сега е време за лагерите. Избирам по -големи от стандартните лагери поради по -добра проводимост. Поставете лагера в държача и поставете плочата върху него. Малкият отвор отстрани е за кабела. Не забравяйте вала и шайбата между лагерите/втулките.

Отпечатах 3D държачите, разгледайте stl/zip файла.

Стъпка 5: Управление на двигателя

Вижте схемата как трябва да бъде свързан електрониката на двигателя.

Ако никога не сте програмирали arduino, погледнете инструкциите:-) Двата бутона са за скорост на двигателя. Ако включите захранването, ESC получава стойност от 500µS. Натиснете един от бутоните, за да включите двигателя. Скицата приема стойността "StartPos = 625". По -късно, ако сте намерили правилната скорост, тази стойност трябва да бъде променена. Използвайки левия или десния бутон, намалявате/увеличавате скоростта, натискате двата бутона едновременно за 2 секунди. и двигателят ще спре.

Уверете се, че моторът/глобусът се върти обратно на часовниковата стрелка, като истинската земя:-)

Стъпка 6: Един светодиоден пръстен, който да ги управлява всички:-)

Тук идва ядрото! Отпечатано с моя 3d принтер, но както казах по -горе има и други опции. За да спестя тегло имам много дупки в рамката. Сега отрежете две ленти, всяка с 32 светодиода. По-добре отбройте няколко пъти, преди да използвате ножицата:-)

Поставянето на лентите е малко сложно. Имате две ленти/колони, които генерират нечетни и четни редове. Нечетните линии са от едната страна на пръстена, четните линии са от другата страна. Маркирайте LED номер 16 на всяка лента (съответно номер 32 и 33) и я фиксирайте в рамката, както е показано на снимките. Един светодиод пасва точно между два противоположни светодиода. Така че имате две място втората лента с отместване !!!

След това можете да фиксирате печатни платки/печатни платки, направих малки слотове в скобите, така че печатните платки могат лесно да бъдат прикрепени.

Преди да монтирате пръстена на вала, трябва да го балансирате. Използвайте тънка пръчка за балансиране и винтове или гайки като противотежест.

Стъпка 7: Схеми

В тази схема виждате как MCU платката е свързана към другите части в/в пръстена. Прилагам и снимка на сензора на Хол и магнита. Схемата използва по-стара и по-голяма фризираща MCU платка, защото не намирам шаблони за фризиране на по-нови/актуални платки на витлото. Чувствайте се свободни да задавате вашите въпроси за борда, който ще изберете/получите.

Стъпка 8: Програмиране/мигане на микроконтролера на витлата Parallax

Това е двоичният файл, който лесно може да се прехвърли към опорната платка. Ето връзка към една от предишните ми инструкции, които също използват микроконтролера на витлото и ви показват КАК ДА.

Стъпка 9: Вкарайте в сервиз

Добре, първо копираме само тестовата снимка на sd картата.

• Ако пръстенът се завърта ръчно, светодиодите трябва да трептят всеки път, когато сензорът на Хола премине магнита.
• сега стартирайте двигателя и увеличете скоростта на въртене, докато светодиодите се подравнят (вижте 2 -те снимки)
• Напрежението трябва да бъде постоянно и пръстенът трябва да се обърне леко, за да получи стабилна/подравнена картина
• свържете терминала arduino към управлението на двигателя
• забележете показаната стойност
• спрете машината
• заменете стойността на променлива "startPos" в скицата POV_MotorControl
• флаш arduino отново

Следващият път, когато стартирате двигателя, ще получите правилната скорост.

Следващата стъпка вече не е необходима с новия софтуер, от скорост от 38 до 44 rps нечетните и четните линии са "заключени" правилно.

(Използвайте бутоните нагоре/надолу за фина настройка, ако е необходимо.)

Сега можете да "напълните" картата с другите си снимки.

Забавлявай се !!!!!!

Стъпка 10: Как да създадете свои собствени BMP

Искате ли да използвате свои собствени снимки? Няма проблем, ще ти покажа:

1. Преоразмерете изображението си до резолюция 120 x 64 пиксела
2. завъртете на 90 градуса обратно на часовниковата стрелка
3. вертикално огледало

4. възможно намаляване на яркостта (светодиодите са много ярки),

   най -добрата корекция на яркостта за изображенията е да се използва гама корекция с коефициент 0,45

5. запишете като BMP с 24 -битов цвят и без RLE

след записването размерът на файла трябва да бъде 23094 байта!

Всеки друг размер няма да работи.

Ако искате, съхранявайте няколко изображения на sd картата. Те се показват един по един след едно завъртане.

Сега от вас зависи да създадете по -добра Звезда на смъртта от моята!

Стъпка 11: Допълнителна информация

Някои неща, които забелязах:

Ако използвате един от малките CpuBlades от cluso, не забравяйте да запоите 3 -пиновия джъмпер с етикет QE за програмиране

• лагерите ми имат спад на напрежението прибл. 0,5 V, така че трябва да увелича напрежението от DC-DC преобразувателя до 6 волта.
• (13 януари 2017 г.), добави ring.stl в стъпка 6
• (17 януари 2017 г.), най -добрата корекция на яркостта за изображенията е да се използва гама корекция с коефициент 0,45
• (17 януари 2017 г.), актуализация POV Globe0_2.binary
• (18 януари 2017 г.), качете изходния код в стъпка 8
• (27 януари 2017 г.), качете нов изходен код, версия от 0_2 на I_0_1. Направили сте голям напредък със синхронизирането между четни и четни редове. Вече не е необходимо да намирате правилната скорост, просто доведете пръстена до скорост от 38-44 патрона в секунда и линиите са подравнени!
• (03 март 2017 г.), променен държачът на лагера
• (09 март 2017 г.), качете пробен двоичен файл, за да включите всички светодиоди
• (28 февруари 2018 г.), членът rclayled каза, че избраният двигател няма достатъчно въртящ момент, може би е необходим по -голям

Първа награда в конкурса Make it Glow 2016

Втора награда в конкурса Arduino 2016

Четвърта награда в Design Now: 3D Design Contest 2016