PropHelix - 3D POV displej: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Lidé byli vždy fascinováni holografickými reprezentacemi. Existuje několik způsobů, jak to provést.

V mém projektu používám rotující šroubovici LED pásků. Existuje celkem 144 LED diod, které dokážou zobrazit 17 28080 voxelů se 16 barvami. Voxely jsou uspořádány kruhově ve 12 úrovních. LED diody jsou ovládány pouze jedním mikrokontrolérem. Protože jsem použil LED diody APA102, nepotřebuji žádné další ovladače ani tranzistory. Elektronická část je tedy jednodušší na stavbu. Další výhodou je bezdrátové elektrické napájení. Nepotřebujete žádné kartáče a nedochází ke ztrátě třením.

Krok 1: Kusovník

Viz další krok pro 3D vytištěné díly

Pro hnací hřídel:

• 4 ks šroub M4x40 s 8 maticemi a podložkami4ks.
• Šroub M3x15 pro montáž motoru na desku
• kovová/hliníková deska 1-2mm, 60x80mm, nebo jiný materiál pro montáž motoru
• 3ks. Šroub M3x15 pro montáž pohonu na motor

• Bezkartáčový motor se třemi otvory M3 pro pohony (volitelný hřídel/není potřeba), zde je verze s větším točivým momentem.

• ESC 10A nebo více, podívejte se na specifikace motoru

Pro ESC:

Arduino Pro Mini

Kodér s tlačítkem (pro regulaci rychlosti)

Pro rotor

• Šroub M5x80 se dvěma maticemi a několika podložkami
• 1m 144 APA 102 LED (24 pruhů po 6 kusech)
• Elektrolytický kondenzátor 1000 µF 10V
• TLE 4905L Hallův snímač + magnet
• vytahovací odpor 10k, 1k
• 12V bezdrátový nabíjecí modul 5V napájecí zdroj + chladič (20x20x20mm), viz obrázky
• 3 ks pásková matrice DPS, 160x100 mm
• Breadboard, 50x100 mm pro mikrokontrolér
• dobré lepidlo, aby pruhy neodletěly
• smršťovací bužírka
• Napájecí zdroj 12V 2-3A DC

Mikroprocesor vrtule Parallax:

Nebojte se tohoto mikrokontroléru, je to výkonný 8jádrový MCU s 80Mhz a programování/flashování je stejně snadné jako arduino! Na stránce paralaxy je k dispozici několik desek.

Další (mojí) volbou je CpuBlade/P8XBlade2 od cluso, čtečka microSD je na desce a binární je zaváděcí bez programování!

Pro programování vrtule a také některých arduinos budete potřebovat desku adaptéru USB na TTL.

Nástroje, které jsem použil:

• Nůž
• pájecí stanice a pájka
• stolní vrták 4+5 mm vrták
• stříhání a rašplování/pilník pro prkénka
• šroubový klíč 7+8+10 mm
• šestihranný klíč 2, 5 mm
• kladivo + středová raznice pro označení otvorů pro motor u kovové desky
• stolní svěrák pro ohýbání kovové desky ve tvaru U
• 3D tiskárna + PLA filament
• tavná pistole
• několik kleští, boční řezačka

Krok 2: 3D tištěné díly

Zde můžete vidět díly, které jsem vytiskl z PLA. Z distanční vložky je požadováno 12 kusů. (Třetí část). Tato část vytváří mezi deskami LED pravý úhel.

Krok 3: Bezdrátové napájení a montáž na motor

V tomto kroku vám ukážu bezdrátové napájení. Tyto cívky se obvykle používají k nabíjení mobilních telefonů. Vstupní napětí je 12V, výstup 5V. To je pro naši šroubovici ideální. Max. proud je asi 2A. LED diodám stačí 10 wattů. Nepoužívám maximální jas LED a nezapínám všechny LED současně.

Jedna DŮLEŽITÁ věc, použijte chladič pro PCB primární cívky, protože se velmi zahřívá! Malý ventilátor používám také k chlazení chladiče.

Jak vidíte, pro montáž motoru používám prefabrikovanou kovovou desku, ale můžete také ohnout (hliníkovou) desku. Použijte asi 60x60 mm pro horní a 10x60 mm pro boční panely. Kromě toho jsem připevnil desku na těžký dřevěný blok.

Krok 4: Motor/ovládání

Zde je schéma, jak ovládat motor. Používám arduino s kodérem rychlosti a tlačítkem start/stop. Arduino skica je také připojena. Chcete-li arduino naprogramovat, podívejte se na několik instrukčních pokynů zde na instructables:-)

Bezkartáčový motor je malý 50 g typ, který zbyl. Doporučuji trochu větší motor.

Krok 5: Šroubovice

je vyrobena z 12 stripboardů/veroboardu, ve středu je vyvrtán otvor 5 mm. Ujistěte se, že vzadu jsou alespoň 4 měděné pásy. Vnější měděné pásky slouží k napájení LED pásků. Vnitřní měděné pásy jsou pro DATA a CLOCK a jsou odděleny pro obě strany. Jedna strana desky je sudá a druhá strana je lichá strana pro pixely. Celkem existují 4 skupiny a 36 LED diod. Těchto 36 LED je rozděleno do 6 v prvních 6 úrovních. Existuje tedy sudá/lichá a horní/dolní skupina.

Krok 6: Helix Schematic

Schéma používá starší a větší fritující desku MCU, protože nenacházím fritzující šablony novějších/aktuálních vrtulových desek.

Pro ovládání LED používám mikroprocesor Propeller od Parallax. Dva piny mikroovládání 6x6 = 36 LED. Jsou to tedy 4 skupiny LED (schematické) shora:

1. sudé/spodní
2. liché/spodní
3. lichý/top
4. sudý/horní

Software je přiložen, podívejte se na můj předchozí návod (krok 4) pro programování mikrokontroléru Propeller.

Krok 7: Jak jsou uspořádány Voxely

V tomto listu můžete vidět, jak jsou voxely uspořádány.

Na tah se vyrobí 120 snímků. Každý snímek se skládá z 12x12 = 144 Voxelů, což nám dává celkem 120x144 = 17280 Voxelů. Každý Voxel dostane 4bitové barvy, takže potřebujeme RAM 8 640 bajtů.

Krok 8: Další informace

Ujistěte se, že se šroubovice otáčí proti směru hodinových ručiček!

Před otáčením je velmi důležité vyvážit šroubovici protizávažím. Na části, které by mohly „odletět“, používejte ochranné brýle a spoustu lepidla.

Vzdálenost mezi „hranami vrtule“je 21 mm (pokud má deska 160 mm), anděl: 15 stupňů

Aktualizace:

• (2. května 2017), upravte některé fotografie s popisy
• (3. května 2017), přidejte krok: Jak jsou uspořádány Voxely

Runner Up in the Microcontroller Contest 2017