DIY 3D LED Cube With Raspberry Pi: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το έργο περιγράφει πώς φτιάξαμε ένα DIY 3D LED Cube από ws2812b LED. Ο κύβος είναι 8x8x8 των LED, άρα 512 συνολικά, και τα στρώματα είναι κατασκευασμένα από ακρυλικά φύλλα που πήραμε από την αποθήκη του σπιτιού. Οι κινούμενες εικόνες τροφοδοτούνται από ένα raspberry pi και μια πηγή ενέργειας 5V. Ο κύβος είναι ένα υπέροχο κομμάτι για επίδειξη στους φίλους και μπορεί να λειτουργήσει ως λάμπα. Το δικό μας είναι λίγο πολύ μεγάλο για μια λάμπα (2ft x 2ft x 2ft), αλλά μπορείτε να το μειώσετε ανάλογα με τις ανάγκες σας.

Προμήθειες

1. ws2812b Λαμπτήρες LED -
2. Τροφοδοσία 5V -
3. Raspberry pi 3b χρησιμοποίησα (μπορώ να χρησιμοποιήσω οποιοδήποτε) -
4. SN74HCT125 ολοκληρωμένο κύκλωμα - πηδάει τάση από σήμα raspberry pi για να έχει την κατάλληλη τάση για λωρίδα led (συνήθως παίρνω τα εξαρτήματα του κυκλώματος μου από Digikey)
5. Ακρυλικό φύλλο 4ft x 8ft - Home Depot

Βήμα 1: Σπάστε το ακρυλικό φύλλο

Φτιάχνουμε έναν κύβο 8x8x8 με μια σειρά από ws2812b leds. Τα led διαχωρίζονται κατά 3 ίντσες, οπότε τα φώτα θα έχουν μήκος περίπου 21 ίντσες επί 21 ίντσες. Επιλέξαμε να κάνουμε τα ακρυλικά φύλλα λίγο λιγότερο από 2ft x 2ft για να το χειριστούμε. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να φτιάξουμε 8 στρώματα από ένα φύλλο ακρυλικού 4ft x 8ft.

Ξεκινήσαμε σπάζοντας το κομμάτι 4ft x 8ft σε 2 κομμάτια ίσου πλάτους (~ 2ft x 8ft) με ένα επιτραπέζιο πριόνι. Μετά από αυτό, χρησιμοποιήσαμε ένα κομμάτι ως πρότυπο για να σχεδιάσουμε μια γραμμή χρησιμοποιώντας έναν δείκτη ξηράς διαγραφής για να φτιάξουμε ίσα τετράγωνα από τα κομμάτια. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε μια ευθεία άκρη και ένα κυκλικό πριόνι για να φτιάξουμε τα 8 τετράγωνα στρώματα.

Βήμα 2: Μετρήστε τις οπές για τα LED

Αφού κάθε ένα από τα 8 στρώματα κόπηκε σε μέγεθος, βγάλαμε τις μετρήσεις για το πού πρέπει να είναι τα LED. Χρησιμοποιήσαμε δείκτη ξηράς διαγραφής και ευθεία άκρη για να κεντράρουμε το τετράγωνο led. Δεδομένου ότι είχαμε έναν κύβο led 8x8x8, θα υπάρχουν 64 LED σε κάθε στρώση ευθυγραμμισμένα σε μοτίβο πλέγματος με περίπου 3 ίντσες μεταξύ των παρακείμενων LED.

Βήμα 3: Τρυπήστε τις οπές για τα LED

Μόλις επισημανθούν οι τρύπες, ανοίξτε τρύπες 1/2 ίντσας με ένα τρυπάνι βαθμίδας. Αυτό θα διασφαλίσει ότι το ακρυλικό δεν σπάει. Είχαμε προβλήματα χρησιμοποιώντας ένα κανονικό τρυπάνι σε αυτό το υλικό και έπρεπε να πάρουμε ένα τρυπάνι για να τελειώσουμε τις περικοπές. Δεδομένου ότι τα κομμάτια σφίχτηκαν μεταξύ τους, έπρεπε να ανοίξουμε μόνο 64 τρύπες. Φτιάξαμε επίσης ένα στρώμα από κόντρα πλακέ που θα είναι το κάτω μέρος του κύβου. Αφού ανοίξαμε τις τρύπες, τροφοδοτήσαμε τους λαμπτήρες LED σε κάθε τρύπα. Χρησιμοποιήσαμε ένα σερπεντίν μοτίβο για να προσανατολίσουμε τα led σε κάθε σειρά.

Βήμα 4: Συνδυάστε τα στρώματα

Αφού τα στρώματα φτιάχτηκαν με τα led στο καθένα, προχωρήστε και συνδυάστε τα στρώματα χρησιμοποιώντας κομμάτια ακρυλικού 3 ιντσών ως αποστάτες. Κολλήσαμε ζεστά και τα 8 στρώματα μαζί με 5 αποστάτες ανά στρώση. Στη συνέχεια επιστρέψαμε με μακρύτερα ακρυλικά κομμάτια 2 ποδιών και ενισχύσαμε τις πλευρές του κύβου. Αυτό είναι το πρώτο βήμα που είδαμε πραγματικά τον κύβο να ενώνεται και φαινόταν υπέροχο.

Βήμα 5: Συνδέστε τα επίπεδα, συγκολλήστε το κύκλωμα και κατεβάστε τον κώδικα

Τώρα που όλα τα επίπεδα έχουν ασφαλιστεί, έπρεπε να συγκολλήσουμε τις συνδέσεις μεταξύ των στρωμάτων. Δεδομένου ότι είχαμε ζυγό αριθμό led (8), σε κάθε στρώμα τελειώσαμε τη φιδίσια λωρίδα LED στην ίδια πλευρά με την αρχή της λωρίδας. Στη συνέχεια, συνδέσαμε κάθε στρώμα με το παραπάνω στρώμα, το οποίο με τη σειρά του έκανε κάθετα φιδίσιο μοτίβο που συνδέει στρώματα. Αφού συνδεθούν τα στρώματα κάναμε ένα απλό κύκλωμα όπως φαίνεται στη συνημμένη φωτογραφία για να στείλουμε δεδομένα από το raspberry pi στα led ws2812b. Δεδομένου ότι το raspberry pi εξέρχεται σε σήμα 3.3V και χρειαζόμαστε ένα σήμα 5V για να στείλουμε σωστά δεδομένα στα led ws2812b, χρησιμοποιούμε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα SN74HCT125 για να αυξήσουμε την τάση.

Μόλις ρυθμιστεί το κύκλωμα, προχωρήστε και κατεβάστε τον κώδικα από το αποθετήριο github μου. Έχουμε μια σειρά από κινούμενα σχέδια και έρχονται κι άλλα, μη διστάσετε να ρίξετε μια ματιά. Χρησιμοποίησα τη βιβλιοθήκη BiblioPixel για να σχεδιάσω κινούμενα σχέδια στην οθόνη και τη βιβλιοθήκη BiblioPixelAnimations για να αντιγράψω μέρος του κώδικα κινούμενης εικόνας. Δεδομένου ότι το BiblioPixel δεν χειρίστηκε σωστά έναν κατακόρυφο κύβο, έπρεπε να τροποποιήσω λίγο τον κώδικα για να το χειριστώ. Μόλις εγκατασταθεί το BiblioPixel, θα πρέπει να μπορείτε να εκτελέσετε τις κινούμενες εικόνες χωρίς πρόβλημα.

Βήμα 6: Φωτίστε το

Απολαύστε τις κινούμενες εικόνες! Υπάρχουν μερικά πραγματικά δροσερά και προτείνω να παρακολουθήσετε το βίντεο στο youtube για να τα δείτε όλα σε δράση. Ευχαριστώ για την ανάγνωση!