Διαδραστικό τοίχο πλακιδίων LED (πιο εύκολο από ό, τι φαίνεται): 7 βήματα (με εικόνες)

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

Σε αυτό το έργο έχτισα μια διαδραστική οθόνη τοίχου LED χρησιμοποιώντας εξαρτήματα Arduino και τρισδιάστατη εκτύπωση.

Η έμπνευση για αυτό το έργο προήλθε εν μέρει από τα πλακίδια Nanoleaf. Iθελα να καταλήξω στη δική μου έκδοση που δεν ήταν μόνο πιο προσιτή, αλλά και πιο διαδραστική. Είχα επίσης μόλις τελειώσει ένα πρόγραμμα τάξης χρησιμοποιώντας μια μήτρα LED και ήθελα να δοκιμάσω κάτι σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Αυτό το έργο χρειάστηκε μερικές εβδομάδες λόγω των μεγάλων χρόνων τρισδιάστατης εκτύπωσης, αλλά κράτησα το κόστος χαμηλό και υπάρχει πολύ λίγη εργασία που το καθιστά ένα εξαιρετικό έργο για να δοκιμάσετε και να χτίσετε τον εαυτό σας!

Μπορείτε να βρείτε όλα τα STL που χρησιμοποίησα στο thingiverse:

Προμήθειες

Για μια πλήρη ανάλυση κόστους, ανατρέξτε στον ιστότοπό μου:

Χρησιμοποιήστε τους συνδέσμους συνεργατών για να υποστηρίξετε το περιεχόμενό μου!

Arduino Mega -

WS2812b LEDs προσπελάσιμα -

Διακόπτες τακτικής -

Τροφοδοτικό 5V 10A -

Σύρμα 18 μετρητών -

Σύρμα stripper -

Συγκολλητικό σίδερο -

Συρρίκνωση θερμότητας -

Ο καλύτερος προσιτός τρισδιάστατος εκτυπωτής (κατά τη γνώμη μου) -

Νήμα PLA -

Βήμα 1: Ξεκινήστε την εκτύπωση των πλακιδίων

Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του έργου είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση των 64 πλακιδίων που απαιτούνται για την κατασκευή πλέγματος 8 x 8. Όταν το έκανα αυτό, εκτύπωνα τρία πλακίδια κάθε φορά και κάθε εκτύπωση θα έπαιρνε περίπου 5,5 ώρες. Για ολόκληρο τον τοίχο ο συνολικός χρόνος εκτύπωσης ήταν περίπου 120 ώρες ή 5 ημέρες εάν τα εκτυπώνετε ασταμάτητα. Ευτυχώς για εμάς, ολόκληρο το υπόλοιπο έργο μπορεί να γίνει ενώ τελειώσουν οι εκτυπώσεις των πλακιδίων.

Τα ίδια τα κεραμίδια είναι τετράγωνα 3,6 ιντσών που έχουν βάθος μία ίντσα. Χρησιμοποίησα πάχος τοίχου 0,05”και διαπίστωσα ότι διαχέει τέλεια το φως. Συμπεριλάβα επίσης εγκοπές που επιτρέπουν στις λωρίδες LED και τα καλώδια κουμπιών να περάσουν, αλλά το τέλος ήταν περιττό λόγω των αποστατών που χρησιμοποιούσα για την τοποθέτηση των πλακιδίων (θα φτάσουμε σε αυτό).

Ακολουθεί ένας σύνδεσμος για τα STL που έφτιαξα, αλλά θα συνιστούσα να φτιάξετε το δικό σας για να ταιριάζει καλύτερα στο έργο σας.

Βήμα 2: Συνδέστε τις λωρίδες LED

Δεδομένου ότι θα προγραμματίσω με το Arduino, αποφάσισα ότι οι λωρίδες LED WS2812b θα ήταν τέλειες για αυτό το έργο. Αυτές οι λωρίδες μπορούν να διευθετηθούν ξεχωριστά, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να προγραμματίσετε κάθε μεμονωμένο LED στη λωρίδα να έχει διαφορετικό χρώμα και φωτεινότητα. Επίσης, περνούν δεδομένα από το ένα pixel στο άλλο, ώστε να μπορούν να ελεγχθούν τα πάντα από μια ακίδα δεδομένων του Arduino. Οι λωρίδες που χρησιμοποίησα έχουν πυκνότητα pixel 30 LED ανά μέτρο

Ο σχεδιασμός μου χωρούσε 6 LED κάτω από κάθε κεραμίδι, τρία LED σε δύο σειρές, οπότε έκοψα τις λωρίδες σε 16 τμήματα το καθένα με 24 LED. Αυτές οι λωρίδες κολλήθηκαν στο φύλλο ξύλου χρησιμοποιώντας την κολλητική επένδυση της λωρίδας. Βεβαιωθείτε ότι έχετε καθαρίσει τη σκόνη από το ξύλο πριν το κάνετε αυτό, διαφορετικά οι λωρίδες σας θα ξεκολλήσουν με την πάροδο του χρόνου.

Έχετε υπόψη σας τα βέλη κατεύθυνσης στις λωρίδες, ξεκίνησα από το κάτω αριστερό μέρος της σανίδας και άλλαξα την κατεύθυνσή τους καθώς τα κόλλησα προς τα κάτω. Συγκολλήστε το άκρο εξόδου κάθε λωρίδας στην είσοδο της επόμενης.

Βήμα 3: Κόψτε τον πίνακα σε μέγεθος (προαιρετικό)

Ο πίνακας που αγόρασα ήταν τετράγωνο 4 ', αλλά ο τελικός πίνακας μου θα ήταν πιο κοντά σε τετράγωνο 3', έτσι έβγαλα το παζλ μου και το έκοψα σε μέγεθος. Εάν φτιάξατε μεγαλύτερα πλακάκια ή προσθέσατε περισσότερα πλακάκια 3,6 , μπορείτε εύκολα να γεμίσετε ολόκληρο τον πίνακα 4 'x 4' και να εξοικονομήσετε κόψιμο.

Βήμα 4: Κάντε τη μήτρα κουμπιού

Αυτό ήταν το μεγαλύτερο μέρος αυτής της κατασκευής (εκτός από τον χρόνο εκτύπωσης). Για να επωφεληθείτε από τη βιβλιοθήκη πληκτρολογίου που περιλαμβάνεται στο Arduino IDE, και τα 64 κουμπιά πρέπει να συνδεθούν σε γραμμές και στήλες. Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει ένα παράδειγμα 4 x 4 αλλά μπορεί εύκολα να αυξηθεί σε ένα πλέγμα 8 x 8 όπως έφτιαξα εγώ, ή οποιοδήποτε άλλο μέγεθος που θα ταιριάζει στο χώρο σας.

Έκοψα 16 μήκη σύρματος και τα έβγαλα κάθε 3,6 ίντσες έτσι ώστε τα κουμπιά να κάθονται στη μέση κάθε τετραγώνου. Στη συνέχεια, κόλλησα ένα πόδι από κάθε διακόπτη τακτ σε ένα διάστημα στα καλώδια σειράς. Τα σύρματα της στήλης συγκολλήθηκαν στη διαγώνιο του ποδιού από το σύρμα σειράς. Όταν πατηθεί ο διακόπτης τακτ, θα βραχυκυκλώσει τα καλώδια σειράς και στήλης μαζί.

Στη συνέχεια, κάθε γραμμή και στήλη χρειάζεται ένα καλώδιο για να το συνδέσει με μια ψηφιακή ακίδα στο Arduino. Έχω κωδικοποιήσει όλα τα καλώδια μου για να διευκολύνω την αντιμετώπιση προβλημάτων και κατέληξα να αλλάξω τις καρφίτσες που χρησιμοποιούσα μερικές φορές, οπότε ήταν μια χρήσιμη απόφαση.

Μετά από αυτό, κόλλησα όλα τα κουμπιά στη θέση τους στο MDF. Φροντίστε να μετρήσετε πού πρέπει να κολλήσετε κάθε κουμπί, διαφορετικά τα έμβολα θα χάσουν.

Βήμα 5: Δοκιμάστε το κύκλωμά σας

Τώρα που όλα τα LED και τα κουμπιά είναι κολλημένα, είναι η τέλεια στιγμή για να δοκιμάσετε τα πάντα. Στον κωδικό που συνδέεται παραπάνω, έχω μερικές λειτουργίες για να δοκιμάσω όλα τα LED και τα κουμπιά σας. Εάν υπάρχουν προβλήματα (που πιθανότατα θα υπάρχουν σε ένα τόσο μεγάλο έργο), μπορείτε να τα βρείτε και να τα διορθώσετε. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο χρήσης αυτών των δοκιμαστικών λειτουργιών, ανατρέξτε στον παρακάτω σύνδεσμο.

Δοκιμάστε να κάνετε όλη την αντιμετώπιση προβλημάτων πριν προσθέσετε τα πλακίδια. Θα είναι πολύ πιο δύσκολο να φτάσετε σε όλα μόλις πέσουν τα πλακάκια.

Βήμα 6: Κολλήστε τα πλακάκια

Για τη σύνδεση των πλακιδίων με τον πίνακα σχεδίασα ένα στήριγμα με 3D εκτύπωση, το οποίο θα χωρέσει τέσσερα πλακάκια μαζί σε κάθε γωνία. Όταν το έκανα αυτό, πήγαινα ένα πλακάκι κάθε φορά και κόλλησα κάθε στήριγμα στη θέση του με βάση τα πλακάκια που ένωνε, έτσι ώστε να μην έχω παράξενο χώρο.

Εκτύπωσα επίσης 64 αποστάτες για να κολλήσω στα έμβολα κάθε κεραμιδιού. Αυτό αντισταθμίζει το πρόσθετο ύψος που συνοδεύει τις αγκύλες, αλλά επίσης αυξάνει το χώρο που μπορούν να κάνουν κλικ τα έμβολα, αντισταθμίζοντας μικρά σφάλματα στο διάστημα των κουμπιών.

Μπορείτε να βρείτε STL για αυτές τις αγκύλες και αποστάτες στη σελίδα Thingiverse με τα πλακίδια.

Βήμα 7: Προγραμματισμός

github.com/mrme88/Interactive-LED-Wall/blob/master/LED_Wall_main.ino

Αυτό ήταν το αγαπημένο μου μέρος αυτού του έργου. Τώρα που τελείωσε το υλικό μπορούμε να το προγραμματίσουμε να κάνει οτιδήποτε! Αυτή τη στιγμή έχω προγραμματίσει μια λειτουργία μοτίβου ουράνιου τόξου και μια λειτουργία κλικ για βαφή. Και τα δύο αυτά φαίνονται στο βίντεο κατασκευής μου και μπαίνω σε λεπτομέρειες για το πώς τα έγραψα στον κωδικό.

Αν το χτίσετε αυτό, σας ενθαρρύνω πραγματικά να δοκιμάσετε και να προγραμματίσετε τις δικές σας λειτουργίες! Πραγματικά κάνει το έργο αξίζει τον χρόνο και τα χρήματα. Αν χρειάζεστε κάποια έμπνευση για τον τρόπο προγραμματισμού, παρακολουθήστε το κανάλι μου στο YouTube για μελλοντικές ενημερώσεις.

Μερικά μελλοντικά χαρακτηριστικά που έχω προγραμματίσει είναι:

- Ένας οπτικοποιητής ήχου χρησιμοποιώντας ένα μικρόφωνο και τη βιβλιοθήκη FFT Arduino

- πούλια

- Τρίλιζα

- Θωρηκτό

- Reversi

- Μνήμη

- Και πολλά ακόμα παιχνίδια που μπορούν να παιχτούν σε πλέγμα.

Δεύτερο Βραβείο στον Διαγωνισμό Make it Glow