POV Globe 24bit True Color a jednoduchý HW: 11 kroků (s obrázky)

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

Vždy jsem chtěl udělat jeden z těchto globů POV. Ale úsilí se všemi pájením LED, vodičů atd. Mě odradilo, protože jsem líný člověk:-) Musí existovat jednodušší způsob! V tomto pokynu vám ukážu, jak vybudovat POV globus s méně elektronickými součástmi než jiné projekty. Důvodem je použití adresných LED pásků APA 102. Tyto pruhy nepotřebují žádný elektronický ovladač a lze je přímo připojit pouze pomocí 2 vodičů k mikrokontroléru. Stav LED diod je (a musí být) VELMI rychle měnitelný. Pro získání stabilního obrazu je taktovací frekvence SPI přibližně 10 Mhz a může být ještě vyšší. Další informace o LED diodách najdete zde.

Další výhodou je použití běžných souborů bmp, které jsou uloženy na kartě microSD.

Pojďme !

Krok 1: Kusovník

Zde je seznam hlavních částí, které budete potřebovat. Pro LED kroužek používám svou 3D tiskárnu, můžete také použít plátek PVC trubky (průměr 150-180 mm). Ložiskové konzoly jsou také vytištěny, ale mohou být například vyrobeny ze dřeva. Pro základní rám používám staré kovové profily, použijte jiné kovové profily, dřevo, plast nebo cokoli jiného. Ujistěte se, že je rám torzně tuhý a trochu těžký.

Pro hnací hřídel:

• závitová tyč M8, délka 250 mm
• Matice M8
• mosazný rukáv 10 mm, délka 100 mm
• 2 ks plastová podložka 8 mm (viz také soubory STL)
• Flexibilní spojka hřídele 5 mm až 8 mm (ti, kteří používají Nema 17)

pro napájení prstence LED přes hřídel:

• 2 ks kuličkové ložisko 6300 (10x35x11) celokovové

• ložiskové konzoly, viz pilníky STL nebo vyrobte ze dřeva pomocí 35 mm celé pily

• 4 ks šroub M4x40 s maticí
• 2 ks kabelové návleky 8mm
• Bezkartáčový motor s 5 mm hřídelí
• 4 ks Šrouby M3 pro montáž motoru
• ESC pro bezkartáčový motor, případně s ventilátorem

Alternativně můžete použít kombinaci kartáčovaného motoru/esc s dostatečným točivým momentem.

Výše popsaný motor má dostatečný točivý moment, ale nikdy nedosáhne svého maximálního proudu 50 A. Moje zásoby měří méně než 4 ampéry. Pro 50 Ampér ESC tedy není využití. Na 18Ampérové ESC jsem dal chladič s ventilátorem a funguje to dobře.

Pro přesné „vypálení“ESC používám

Arduino Pro Mini

se dvěma tlačítky

další možností je a

servotester

Zdroj napájení:

Potřebujeme 12V pro motor a 5V pro LED kroužek.

Dávám přednost použití starých počítačových potřeb, jak je uvedeno v tomto návodu

nebo:

Z Číny je spousta dodávek 12V/5A

pokud použijete jeden z těchto, nezapomeňte na DC-DC krokový převodník pro 5V

LED kroužek:

• 64 ks. APA 102 LED (2 proužky a 32 ks.)
• Elektrolytický kondenzátor 1000 µF 10V
• TLE 4905L Hallův snímač + magnet
• vytahovací odpor 10k, 1k
• Kroužek: Použijte soubor STL nebo plátek PVC trubky
• stahovací pásky 100 mm
• DOBRÉ lepidlo, aby pruhy neodletěly při 2400 ot./min:-)

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, nebo se podívejte sem, potřebujete také microSD Breakout

Další (mojí) volbou je P8XBlade2 od cluso, čtečka microSD je již na palubě!

K programování arduina a vrtule potřebujete také tuto desku adaptéru USB na TTL

Krok 2: Bydlení

Tady vidíte bydlení. Vyrobte jej z jakéhokoli dostatečně odolného materiálu. Nakonec potřebujete nějaký druh krychlové klece s délkou okraje přibližně 100 mm, kam můžete namontovat motor a kroužek/ ložiska. Kostka je upevněna na desce z masivního dřeva pomocí distančních šroubů. Do desky byl vyvrtán otvor pro motor.

Krok 3: Hnací hřídel

Vybírám závitovou tyč o délce 250mm. Délka mosazných pouzder je přibližně 30 a 50 mm v závislosti na velikosti klece a spojky hřídele. Horní (a delší) pouzdro musí být izolováno od tyče, protože tvoří kladný pól pro prstencové napájení. To se provádí izolační páskou a plastovými podložkami. Pouzdro se nevejde na tyč s páskou, dokud nezvětšíte vnitřní průměr z 8,0 mm na 8,5 - 9,0 mm vrtáním/frézováním. Druhý rukáv včetně tyče tvoří záporný pól.

Krok 4: Bezkartáčové napájení

Nyní je čas na ložiska. Vybírám větší než standardní ložiska kvůli lepší vodivosti. Umístěte ložisko do držáku a položte na něj desku. Malý otvor na boku je pro kabel. Nezapomeňte na hřídel a podložku mezi ložisky/pouzdry.

Vytiskl jsem 3D držáky, podívejte se na soubor stl/zip.

Krok 5: Řízení motoru

Podívejte se na schéma, jak musí být připojena elektronika motoru.

Pokud jste nikdy neprogramovali arduino, podívejte se na instruktážní instrukce:-) Dvě tlačítka jsou pro otáčky motoru. Pokud zapnete napájení, ESC získá hodnotu 500 µS. Motor zapnete stisknutím jednoho z tlačítek. Náčrt získal hodnotu „StartPos = 625“. Pokud jste později našli správnou rychlost, musí být tato hodnota změněna. Pomocí levého nebo pravého tlačítka snížíte/zvýšíte rychlost, stiskněte obě tlačítka současně po dobu 2 sekund. a motor se zastaví.

Ujistěte se, že se motor/zeměkoule otáčí proti směru hodinových ručiček, jako skutečná Země:-)

Krok 6: Jeden prsten LED, který bude vládnout všem:-)

Tady přichází jádro! Vytištěno pomocí mé 3d tiskárny, ale jak jsem řekl výše, existují i další možnosti. Abych ušetřil na váze, mám v rámu mnoho otvorů. Nyní odřízněte dva pásy, každý s 32 LED diodami. Před použitím nůžek raději několikrát odpočítejte:-)

Umístění proužků je trochu složité. Máte dva proužky/sloupce, které generují liché a sudé čáry. Liché čáry jsou na jedné straně prstenu, sudé čáry jsou na opačné straně. Označte LED číslo 16 na každém pásu (respektive čísle 32 a 33) a připevněte jej k rámu, jako na obrázcích. Jedna LED se vejde přesně mezi dvě protilehlé LED diody. Takže máte dva místo druhý pás s posunem !!!

Poté můžete opravit desky plošných spojů/desek plošných spojů, vytvořil jsem malé otvory v příchytkách, aby se desky plošných spojů mohly snadno připevnit.

Než namontujete prsten na hřídel, musíte jej vyvážit. K vyvážení použijte tenkou tyč a šrouby nebo matice jako protizávaží.

Krok 7: Schéma

V tomto schématu vidíte, jak je deska MCU zapojena do ostatních částí v/v kruhu. Přikládám také fotografii Hallova senzoru a magnetu. Schéma používá starší a větší fritující desku MCU, protože nenacházím fritzující šablony novějších/aktuálních vrtulových desek. Neváhejte se zeptat na otázky ohledně desky, kterou si vyberete/dostanete.

Krok 8: Programování/flashování mikrokontroléru Parallax Propeller

Toto je binární soubor, který lze snadno přenést na desku prop. Zde je odkaz na jeden z mých předchozích Instructables, který také používá vrtulový mikrokontrolér a ukáže vám, JAK NA TO.

Krok 9: Uvedení do provozu

Dobře, nejprve zkopírujeme testovací obrázek na kartu SD.

• Pokud je prsten ručně otočen, LED diody musí blikat pokaždé, když Hallův senzor projde magnetem.
• nyní spusťte motor a zvyšte rychlost otáčení, dokud nebudou diody LED vyrovnány (viz 2 obrázky)
• napětí musí být konstantní a prstenec se musí měnit, aby získal stabilní/vyrovnaný obraz
• připojte terminál arduino k ovládání motoru
• všimněte si zobrazené hodnoty
• zastavte stroj
• nahraďte hodnotu ve proměnné "startPos" v náčrtu POV_MotorControl
• znovu flash arduino

Až příště nastartujete motor, dosáhnete správné rychlosti.

Další krok již s novým softwarem není nutný, od rychlosti 38 do 44 otáček za minutu jsou liché a sudé řádky správně „uzamčeny“.

(V případě potřeby použijte tlačítka nahoru/dolů k jemnému doladění.)

Nyní můžete kartu „vyplnit“svými dalšími obrázky.

Bavte se !!!!!!

Krok 10: Jak vytvořit vlastní BMP

Chcete použít vlastní obrázky? Žádný problém, ukážu vám:

1. Změňte velikost obrázku na rozlišení 120 x 64 pixelů
2. otočit o 90 stupňů proti směru hodinových ručiček
3. zrcadlo vertikální

4. případně snížit jas (LED diody jsou velmi jasné),

   nejlepší korekcí jasu pro obrázky je použít gama korekci s faktorem 0,45

5. uložit jako BMP s 24bitovou barvou a bez RLE

po uložení musí být velikost souboru 23094 bajtů!

Jiná velikost nebude fungovat.

Pokud chcete, uložte několik obrázků na kartu SD. Po jednom otočení se zobrazí jeden po druhém.

Nyní je na vás, abyste vytvořili lepší Hvězdu smrti, než je ta moje!

Krok 11: Další informace

Všiml jsem si některých věcí:

Pokud používáte jeden z malých CpuBlades od cluso, nezapomeňte k programování pájet 3kolíkový jumper s označením QE

• moje ložiska mají úbytek napětí cca. 0,5 V, takže musím zvýšit napětí z měniče DC-DC až na 6 Voltů.
• (13. ledna 2017), přidal ring.stl v kroku 6
• (17. ledna 2017) je nejlepší korekcí jasu pro obrázky použití korekce gama s faktorem 0,45
• (17. ledna 2017), aktualizujte POV Globe0_2.binary
• (18. ledna 2017), v kroku 8 nahrajte zdrojový kód
• (27. ledna 2017), nahrajte nový zdrojový kód, verze od 0_2 do I_0_1. Udělali velký pokrok v synchronizaci mezi lichými a sudými řádky. Už není nutné najít správnou rychlost, jednoduše nastavte prsten na rychlost 38-44 ran za sekundu a linie se zarovná!
• (03.03.2017), upraven držák ložiska
• (09.03.2017), nahrajte testovací binární soubor pro zapnutí všech LED diod
• (28. února 2018), člen rclayled řekl, že zvolený motor nemá dostatečný točivý moment, možná je potřeba větší

První cena v soutěži Make it Glow Contest 2016

Druhá cena v soutěži Arduino 2016

Čtvrtá cena za design hned teď: 3D Design Contest 2016