500 LED-Pixel RGB cihla: 9 kroků (s obrázky)

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

Před chvílí jsem stavěl 10x10 LED-Coffetable s některými z těchto LED WS2812, ale i když je možné hrát starou školu Snake s připojeným smartphonem, chci něco zvláštnějšího. Rozhodl jsem se tedy k tomu přidat několik dalších LED diod uspořádaných jako krychle, abychom získali více možností vytváření animací i her a jsme tady: RGB-Brick.

Chtěl bych poděkovat celému týmu LED-STUDIEN, kteří tento projekt financovali, ale zejména Dennisu Jackstienovi jako mé kontaktní osobě. Bez jejich pomoci bych nedokázal postavit tuto okouzlující LED kostku.

Krok 1: Inspirujte se

Zde je několik obrázků a malé video s některými schopnostmi cihly, včetně spousty animací, ohně (rozpracované) pro vyhřívanou atmosféru, hudebního vizualizátoru a her Snake a Tetris.

Krok 2: Co potřebujete

Zde je seznam všech potřebných materiálů, některé z nich nejsou nutné a jiné si můžete vyměnit za své oblíbené:

1. 500 WS2812 LED 30px/m
2. Napájení 5V 30A
3. Teensy 3.2
4. WiFi modul ESP8266

5. nějaké kousky dřeva:

   1. 1x: 27, 2 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, pro víko
   2. 2x: 29, 6 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, pro velké boční panely
   3. 2x: 25, 2 cm x 29, 6 cm x 1, 0 cm, pro malé boční panely
   4. 1x: 34, 0 cm x 34, 0 cm x 1, 9 cm, pro dno
   5. 8x: 34, 0 cm x 4, 6 cm x 0, 3 cm, pro okraje mřížky LED
   6. 100x: 34, 0 cm x 3, 3 cm x 0, 3 cm, pro mřížku LED

6. některé kousky akrylového skla:

   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 (volitelně, pro terminál)
7. Teensy audioboard (volitelně)
8. Dráty, regulátor napětí, kabelové svorky, bzučák, tlačítko, teplotní senzor (volitelně)
9. lepidlo na dřevo, lepidlo na akrylátové sklo, šrouby a další drobnosti

Pokud chcete terminál ve spodní části krychle (je to volitelné, očekávejte pro napájecí konektor):

1. Napájecí konektor 230V
2. Vypínač 230V
3. audio jack
4. USB prodlužovací kabel

Krok 3: Sestavení krabice

Nejprve postavíme dřevěný box a mřížku LED. Rozměry krychle jsou určeny vzdáleností pixelu na LED pásku. V tomto případě má pixel vzdálenost 3, 4 cm, takže krychle musí mít rozměry 34 x 34 x 34 cm. Díky těmto rozměrům ušetříte spoustu času, protože pás nemusíte stříhat po každém pixelu a znovu jej spojovat malým kabelem.

Vše je dodáváno s lepidlem na dřevo. Musíte správně pracovat, aby se akrylové pouzdro dokonale shodovalo s dřevěným boxem. S některými dobrovolníky kolem vás je to mnohem jednodušší, nebo použijte napínák rámu jako já.

Okraje mřížky a samotná mřížka jsou vyrobeny z dřevovláknité desky s vysokou hustotou (HDF). Použití stolní pily je nejlepší volbou, protože z nich musíte nařezat i více než 100 kusů. Rozměry najdete na obrázku výše. Mřížka potřebuje malou mezeru (asi 0, 3 cm) každé 3, 4 cm, aby se x a y římsy spojily. Jakmile budete hotovi, můžete dát hrany na kostku a zafixovat je velkým množstvím lepidla na dřevo. Je to trochu obtížné, zejména proto, že by měly mít úhel téměř 45 stupňů. Před připojením mřížky ke kostce musíte přidat LED pásky.

Krok 4: Elektronika

LED pásky na straně jednou obejdou krychli, proto vyřízněte 10 pásů o délce 40 pixelů. Pro LED diody v horní části krychle vyřízněte 10 proužků o délce 10 pixelů. Dbejte na správné zarovnání proužků podle šipky na nich. Jakmile odstraníte proužek lepidla z kostky, už nikdy nebude držet jako poprvé.

Napájecí zdroje jsou upevněny některými šrouby na bocích interiéru. Napájecí kabely z LED diod se dostávají do krabice několika malými otvory poblíž každého LED pásku.

Řadič se skládá z Teensy 3.2, ESP8266 a zvukové desky Teensy, která ke spuštění krychle není nutná. DHT11 byl jen pro kontrolu teploty uvnitř krychle, ale po několika testech asi po několika hodinách mohu říci, že to můžete vynechat.

Na terminálu najdete napájecí konektor i vypínač (když jsem si uvědomil, že to není nejlepší místo pro vypínač, bylo příliš pozdě). Konektor USB slouží k programování Teensy. Zvukový vstup jde na zvukovou desku Teensy, kde se na hudbu rozsvítí diody LED. To vše se spojuje na malém míru arylového skla drženého dvěma hliníkovými profily. Právě jste to našli v garáži, můžete použít, co chcete, protože je zakrytý spodním dřevěným panelem a nepřispívá k vzhledu krychle.

Uvědomte si, že jedna LED používá 60mA, celkem je to 30A! Buďte opatrní, když je připojíte! Před připojením k napájení musíte všechny své obvody ověřit!

Krok 5: Připojení a kódování

LED diody jsou připojeny jako dvě matice na piny 3 a 20 na Teensy. První je matice nahoře (10x10, 100 pixelů) a druhá je na straně (40x10, 400 pixelů). LED diody horní matice jsou zarovnány klikatým vzorem, což znamená, že šipky na pásku musí být v každém směru v různých směrech, zatímco LED pásky na straně jsou zarovnány ve stejném směru. Podívejte se na obrázky, červená čára vám ukáže, jak připojit Dout prvního pásu k Din dalšího, doufám, že vám to pomůže porozumět zarovnání.

U animací a her převádím dvě matice na jednu o velikosti 10x50 pomocí následující funkce:

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

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

Pro hru Snake musíte implementovat několik speciálních případů:

• Když hadí hlava zasáhne horní řadu boční matice, musí se přepnout na matici nahoře.
• Když hadí hlava narazí na jeden konec horní matice, musí se přepnout na spodní matici.
• Když hadí hlava narazí na poslední nebo první sloupec boční matice, musí se přepnout na první respektive poslední sloupec.

Pro hru Tetris potřebujete něco podobného pro pole začínající v levém horním rohu:

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

if (y <10) matrix_top (x, y) = c; else matrix_bottom (x + 10, 19 - y) = c; } // konec sadyXYPixel ()

Krok 6: Akrylový kryt

Složitější než dřevěná bedna kvůli menší tloušťce, ale s dostatkem času a dobrých nápadů, jak udržet kostku pohromadě, zatímco lepidlo ztvrdne, to dostanete dohromady. Jsem překvapen silou tohoto akrylového lepidla (Acrifix), takže si myslím, že si nemusíte dělat starosti s rozbitým pouzdrem.

Krok 7: Spojte to dohromady

Poté, co dokončíte všechny kroky, než bude čas spojit všechny součásti dohromady. Když jste ještě nesloučili mřížku LED, nyní je čas to udělat. Na kostku nelepím mřížku, protože to není potřeba a v případě rozbité LED ji můžete bez problémů vyměnit, ale musíte mít více než dvě ruce, abyste přidrželi pět mřížek ke kostce a vložili to v akrylovém krytu. V neposlední řadě můžete spodní kostku přišroubovat ke kostce. Kryt je připevněn ke spodnímu dřevěnému panelu osmi velmi malými šrouby.

Krok 8: Software a ovládací prvky

Náčrt na Teensy je založen na knihovně FastLED, která obsahuje několik základních animací. Přidání balíčku knihovny RGBLEDS do vaší skici přináší výkonnou maticovou algebru pro zobrazování textu a „skřítků“se spoustou příkladů skic. Pokud si chcete zahrát také Tetris, podívejte se na instructable od jollifactory, i když používá pouze dvoubarevnou matici.

Aplikace pro smartphony je založena na NetIO od Davida Eickhoffa, který má velmi dobrou dokumentaci. S NetIO-UI-Designer si můžete vytvořit vlastní uživatelské rozhraní s tlačítky, posuvníky, štítky a mnoha dalšími. Můžete si vybrat protokol pro odchozí zprávy v návrháři. V mém případě jsem vzal ten nejjednodušší - UDP. Zprávy jsou odesílány do ESP8266 mojí domácí sítí a Teensy vyhodnotí obsah a zpracuje zadaný příkaz. Pomocí přiloženého souboru můžete začít vytvářet vlastní rozhraní nebo použít aplikaci podle svého výběru.

Krok 9: Vytvořte si vlastní a užívejte si

Nyní je čas získat díly a postavit si vlastní cihlu. Pokud máte nějaké dotazy, klidně se ptejte.

Další videa můžete sledovat na mém Youtube kanálu. Stále se pracuje, takže v budoucnu bude více materiálu.

Děkujeme za čtení a užijte si hraní Tetris nebo jiných pěkných her na vlastní cihle!

Druhá cena v soutěži Lampy a osvětlení 2016

Velká cena v LED Contestu