POV Globe 24bit True Color and Simple HW: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Πάντα ήθελα να φτιάξω μία από αυτές τις σφαίρες POV. Αλλά η προσπάθεια με όλη τη συγκόλληση LED, καλωδίων κλπ με έχει αποτρέψει επειδή είμαι τεμπέλης:-) Πρέπει να υπάρχει ένας ευκολότερος τρόπος! Σε αυτό το διδακτικό θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα κόσμο POV με λιγότερα ηλεκτρονικά μέρη από άλλα έργα. Ο λόγος είναι η χρήση των διευθετήσιμων λωρίδων LED APA 102. Αυτές οι λωρίδες δεν χρειάζονται ηλεκτρονικό πρόγραμμα οδήγησης και μπορούν να συνδεθούν απευθείας με μόνο 2 καλώδια σε μικροελεγκτή. Η κατάσταση των LED είναι (και πρέπει να) είναι ΠΟΛΥ γρήγορη. Για να έχετε μια σταθερή εικόνα, ο ρυθμός ρολογιού SPI είναι περίπου 10 Mhz και θα μπορούσε να είναι ακόμη υψηλότερος. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα LED δείτε εδώ.

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η χρήση κανονικών αρχείων bmp που είναι αποθηκευμένα σε κάρτα microSD.

Πάμε !

Βήμα 1: BOM

Εδώ είναι μια λίστα με τα κύρια μέρη που θα χρειαστείτε. Για το δακτύλιο LED που χρησιμοποιώ τον τρισδιάστατο εκτυπωτή μου, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια φέτα σωλήνα PVC (διάμετρος 150-180mm). Τα στηρίγματα ρουλεμάν είναι επίσης τυπωμένα, αλλά μπορούν να είναι κατασκευασμένα από ξύλο για παράδειγμα. Για το βασικό πλαίσιο χρησιμοποιώ κάποια παλιά μεταλλικά προφίλ, μη διστάσετε να χρησιμοποιήσετε άλλα μεταλλικά προφίλ, ξύλο, πλαστικό ή οτιδήποτε άλλο. Βεβαιωθείτε ότι το πλαίσιο είναι στρεπτικά άκαμπτο και λίγο βαρύ.

Για τον άξονα μετάδοσης κίνησης:

• ράβδος με σπείρωμα M8, μήκος 250mm
• Μ8 καρύδια
• ορειχάλκινο μανίκι 10mm, μήκος 100mm
• 2 τεμ. πλαστική ροδέλα 8mm (δείτε επίσης αρχεία STL)
• Εύκαμπτος σύνδεσμος άξονα 5mm έως 8mm (όσοι χρησιμοποιούν για Nema 17)

για τροφοδοσία του δακτυλίου LED στον άξονα:

• 2 τεμ. ρουλεμάν 6300 (10x35x11) πλήρες μέταλλο
• υποστηρίγματα ρουλεμάν, δείτε αρχεία STL ή κατασκευασμένα από ξύλο με ολόκληρο πριόνι 35mm
• 4 τεμ. βίδα M4x40 με παξιμάδι
• 2 τεμ. παπούτσια καλωδίου 8mm
• Κινητήρας χωρίς ψήκτρες με άξονα 5mm
• 4 τεμ. Βίδες M3 για την τοποθέτηση του κινητήρα
• ESC για κινητήρα χωρίς ψήκτρες, πιθανώς με ανεμιστήρα

Εναλλακτικά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε συνδυασμό βουρτσισμένου κινητήρα/esc με αρκετή ροπή.

Ο κινητήρας που περιγράφεται παραπάνω έχει αρκετή ροπή, αλλά ποτέ δεν φτάνει το μέγιστο ρεύμα του 50 Ampere. Η παροχή μου είναι μικρότερη από 4 Ampere. Επομένως, δεν χρησιμοποιείται για ένα ESC 50 Ampere. Έβαλα μια ψύκτρα με ανεμιστήρα στο 18Ampere ESC μου και λειτουργεί μια χαρά.

Για ακριβή "πυροδότηση" το ESC χρησιμοποιώ ένα

Arduino Pro Mini

με δύο κουμπιά

άλλη επιλογή είναι α

σερβοτέστερ

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος:

Χρειαζόμαστε 12V για τον κινητήρα και 5V για το δακτύλιο LED.

Προτιμώ τη χρήση παλαιών προμηθειών υπολογιστή όπως φαίνεται σε αυτό το εκπαιδευτικό

ή:

Υπάρχουν πολλές προμήθειες 12V/5A εκεί έξω από την Κίνα

Εάν χρησιμοποιείτε ένα από αυτά, μην ξεχάσετε έναν μετατροπέα DC-DC για 5V

Δαχτυλίδι LED:

• 64 τεμ. LED APA 102 (2 λωρίδες και 32τεμ.)
• Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής 1000μF 10V
• TLE 4905L Αισθητήρας Hall + μαγνήτης
• αντίσταση έλξης 10k, 1k
• Δαχτυλίδι: Χρησιμοποιήστε το αρχείο STL ή μια φέτα σωλήνα PVC
• δέσεις καλωδίων 100mm
• ΚΑΛΗ κόλλα, ώστε οι ρίγες να μην πετούν μακριά στις 2400rpm:-)

Μικροελεγκτής προπέλας Parallax:

Μην φοβάστε αυτόν τον μικροελεγκτή, είναι ένα ισχυρό 8-core mcu με 80Mhz και είναι εξίσου εύκολο στον προγραμματισμό/φλας όπως το arduino!

Υπάρχουν αρκετοί πίνακες στον ιστότοπο parallax, ή κοιτάξτε εδώ, χρειάζεστε επίσης ένα microSD Breakout

Μια άλλη (δική μου) επιλογή είναι το P8XBlade2 από το cluso, ο αναγνώστης microSD είναι ήδη στο πλοίο!

Για τον προγραμματισμό του arduino και της έλικας χρειάζεστε επίσης μια κάρτα προσαρμογέα USB to TTL όπως αυτή

Βήμα 2: Στέγαση

Εδώ βλέπετε το περίβλημα. Φτιάξτε το από οποιοδήποτε υλικό που είναι αρκετά ανθεκτικό. Στο τέλος χρειάζεστε ένα είδος κυβικού κλουβιού με μήκος ακμής περίπου 100 mm, όπου μπορείτε να τοποθετήσετε τον κινητήρα και τον δακτύλιο/ ρουλεμάν. Ο κύβος είναι τοποθετημένος σε μασίφ ξύλινη πλάκα με μπουλόνια απόστασης. Μια τρύπα για τον κινητήρα τρυπήθηκε στην πλάκα.

Βήμα 3: Ο άξονας κίνησης

Επιλέγω μια ράβδο με σπείρωμα με μήκος 250mm. Το μήκος των ορειχάλκινων μανικιών είναι περίπου 30 και 50mm ανάλογα με το μέγεθος του κλουβιού και τον σύνδεσμο άξονα. Το άνω (και μακρύτερο) χιτώνιο πρέπει να απομονωθεί από τη ράβδο επειδή σχηματίζει τον θετικό πόλο για την παροχή δακτυλίου. Αυτό γίνεται με μονωτική ταινία και πλαστικές ροδέλες. Το μανίκι δεν θα ταιριάζει στη ράβδο με την ταινία μέχρι να αυξήσετε την εσωτερική διάμετρο από 8,0 mm σε 8,5 - 9,0 mm με διάτρηση/άλεση. Το άλλο μανίκι που περιλαμβάνει τη ράβδο σχηματίζει τον αρνητικό πόλο.

Βήμα 4: Προμήθεια χωρίς ψήκτρες

Τώρα ήρθε η ώρα για τα ρουλεμάν. Επιλέγω μεγαλύτερα από τα τυπικά ρουλεμάν λόγω καλύτερης αγωγιμότητας. Τοποθετήστε το ρουλεμάν στη βάση και τοποθετήστε το πιάτο πάνω του. Η μικρή τρύπα στο πλάι είναι για το καλώδιο. Μην ξεχνάτε τον άξονα και τη ροδέλα ανάμεσα στα ρουλεμάν/μανίκια.

Τρισδιάστατα εκτύπωσα τους κατόχους, ρίξτε μια ματιά στο αρχείο stl/zip.

Βήμα 5: Έλεγχος κινητήρα

Ρίξτε μια ματιά στο σχηματικό πώς πρέπει να συνδεθεί το ηλεκτρονικό μοτέρ.

Εάν δεν έχετε προγραμματίσει ποτέ arduino, δείτε οδηγίες:-) Τα δύο κουμπιά είναι για την ταχύτητα του κινητήρα. Εάν ενεργοποιήσετε το τροφοδοτικό, το ESC λαμβάνει μια τιμή 500μS. Πατήστε ένα από τα κουμπιά για να ενεργοποιήσετε τον κινητήρα. Το σκίτσο πήρε την τιμή "StartPos = 625". Αργότερα, αν έχετε βρει τη σωστή ταχύτητα, αυτή η τιμή πρέπει να αλλάξει. Χρησιμοποιώντας το αριστερό ή το δεξί κουμπί μειώνετε/αυξάνετε την ταχύτητα, πατήστε και τα δύο κουμπιά ταυτόχρονα για 2 δευτερόλεπτα. και ο κινητήρας θα σταματήσει.

Βεβαιωθείτε ότι ο κινητήρας/ο πλανήτης περιστρέφεται αριστερόστροφα, όπως στην πραγματική γη:-)

Βήμα 6: Ένα δαχτυλίδι LED για να τα κυριαρχήσει όλα:-)

Εδώ έρχεται ο πυρήνας! Εκτυπώθηκε με τον τρισδιάστατο εκτυπωτή μου, αλλά όπως είπα παραπάνω υπάρχουν και άλλες επιλογές. Για να εξοικονομήσω βάρος έχω πολλές τρύπες στο πλαίσιο. Τώρα κόψτε δύο λωρίδες, η κάθε μία με 32 LED. Καλύτερα να μετράτε αρκετές φορές πριν χρησιμοποιήσετε το ψαλίδι:-)

Η τοποθέτηση των λωρίδων είναι λίγο περίπλοκη. Έχετε δύο λωρίδες/στήλες που δημιουργούν περιττές και άρτιες γραμμές. Οι μονές γραμμές βρίσκονται στη μία πλευρά του δακτυλίου, οι άρτιες είναι στην αντίθετη. Σημειώστε τον αριθμό LED 16 σε κάθε λωρίδα (αντίστοιχα αριθμός γραμμής 32 και 33) και στερεώστε τον στο πλαίσιο όπως φαίνεται στις εικόνες. Το ένα led ταιριάζει ακριβώς μεταξύ δύο αντίθετων LED. Έτσι έχετε δύο θέσεις τη δεύτερη λωρίδα με μετατόπιση !!!

Μετά από αυτό, μπορείτε να διορθώσετε τα PCB/PCB, έκανα μικρές υποδοχές στα σιδεράκια, ώστε τα PCB να μπορούν εύκολα να προσαρτηθούν.

Πριν τοποθετήσετε τον δακτύλιο στον άξονα, πρέπει να τον ισορροπήσετε. Χρησιμοποιήστε ένα λεπτό ραβδί για ισορροπία και βίδες ή παξιμάδια ως αντίβαρο.

Βήμα 7: Σχηματικό

Σε αυτό το σχηματικό σχήμα βλέπετε πώς καλύπτεται η πλακέτα MCU στα άλλα μέρη στο/στο δαχτυλίδι. Επισυνάπτω επίσης μια φωτογραφία του αισθητήρα αίθουσας και του μαγνήτη. Η σχηματική χρήση ενός παλαιότερου και μεγαλύτερου πλακιδίου MCU, επειδή δεν βρίσκω πρότυπα ψεκασμού νεότερων/σημερινών προπέλων. Μη διστάσετε να κάνετε τις ερωτήσεις σας για τον πίνακα που θα επιλέξετε/λάβετε.

Βήμα 8: Προγραμματισμός/Αναβοσβήσιμο του μικροελεγκτή προπέλας Parallax

Αυτό είναι το δυαδικό που μπορεί εύκολα να μεταφερθεί στον πίνακα στήριξης. Ακολουθεί ένας σύνδεσμος για ένα από τα προηγούμενα Instructables που χρησιμοποιούν επίσης τον μικροελεγκτή έλικας και σας δείχνουν ΠΩΣ ΝΑ.

Βήμα 9: Φέρτε σε υπηρεσία

Εντάξει, πρώτα αντιγράφουμε μόνο τη δοκιμαστική εικόνα στην κάρτα sd.

• Εάν ο δακτύλιος περιστρέφεται χειροκίνητα, οι λυχνίες LED πρέπει να τρεμοπαίζουν κάθε φορά που ο αισθητήρας της αίθουσας περνά τον μαγνήτη.
• τώρα ξεκινήστε τον κινητήρα και αυξήστε την ταχύτητα περιστροφής μέχρι να ευθυγραμμιστούν τα LED (δείτε τις 2 εικόνες)
• η Τάση πρέπει να είναι σταθερή και ο δακτύλιος πρέπει να γίνει ελαφρώς για να έχετε μια σταθερή/ευθυγραμμισμένη εικόνα
• συνδέστε τον ακροδέκτη arduino στο χειριστήριο του κινητήρα
• παρατηρήστε την τιμή που εμφανίζεται
• σταματήστε το μηχάνημα
• αντικαταστήστε την τιμή στη μεταβλητή "startPos" στο σκίτσο POV_MotorControl
• flash arduino ξανά

Την επόμενη φορά που θα ξεκινήσετε τον κινητήρα θα έχετε τη σωστή ταχύτητα.

Το επόμενο βήμα δεν είναι πλέον απαραίτητο με το νέο λογισμικό, από ταχύτητα 38 έως 44 στροφές οι μονές και άρτιες γραμμές «κλειδώνουν» σωστά.

(Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά επάνω/κάτω για λεπτό συντονισμό εάν είναι απαραίτητο.)

Τώρα μπορείτε να "γεμίσετε" την κάρτα με τις άλλες εικόνες σας.

Καλα να περνατε !!!!!!

Βήμα 10: Πώς να δημιουργήσετε τα δικά σας BMPs

Θέλετε να χρησιμοποιήσετε τις δικές σας εικόνες; Κανένα πρόβλημα, σας δείχνω:

1. Αλλάξτε το μέγεθος της εικόνας σας σε ανάλυση 120 x 64 pixel
2. περιστρέψτε κατά 90 μοίρες αριστερόστροφα
3. καθρέφτης κάθετος

4. ενδεχομένως να μειώσετε τη φωτεινότητα (τα LED είναι πολύ φωτεινά),

   η καλύτερη διόρθωση φωτεινότητας για εικόνες είναι η χρήση διόρθωσης γάμμα με συντελεστή 0,45

5. αποθήκευση ως BMP με χρώμα 24bit και χωρίς RLE

μετά την αποθήκευση το μέγεθος του αρχείου πρέπει να είναι 23094 byte!

Οποιοδήποτε άλλο μέγεθος δεν θα λειτουργήσει.

Εάν θέλετε, αποθηκεύστε αρκετές εικόνες στην κάρτα sd. Εμφανίζονται ένα προς ένα το καθένα μετά από μία περιστροφή.

Τώρα εξαρτάται από εσάς να δημιουργήσετε ένα καλύτερο Death Star από το δικό μου!

Βήμα 11: Πρόσθετες πληροφορίες

Μερικά πράγματα παρατήρησα:

Εάν χρησιμοποιείτε ένα από τα μικροσκοπικά CpuBlades από το cluso, μην ξεχάσετε να κολλήσετε το βραχυκυκλωτήρα 3 ακίδων με την ένδειξη QE για προγραμματισμό

• τα ρουλεμάν μου έχουν πτώση τάσης περίπου. 0,5 V οπότε πρέπει να αυξήσω την τάση από τον μετατροπέα dc-dc έως 6 Volt.
• (13 Ιανουαρίου 2017), πρόσθεσε το ring.stl στο βήμα 6
• (17 Ιανουαρίου 2017), η καλύτερη διόρθωση φωτεινότητας για εικόνες είναι η χρήση διόρθωσης γάμμα με συντελεστή 0,45
• (17 Ιανουαρίου 2017), ενημέρωση POV Globe0_2.binary
• (18 Ιανουαρίου 2017), ανεβάστε τον πηγαίο κώδικα στο βήμα 8
• (27 Ιανουαρίου 2017), ανεβάστε νέο πηγαίο κώδικα, έκδοση από το 0_2 στο I_0_1. Έχετε κάνει μεγάλη πρόοδο με το συγχρονισμό μεταξύ περιττών και ζυγών γραμμών. Δεν είναι πλέον απαραίτητο να βρείτε τη σωστή ταχύτητα, απλά φέρτε το δαχτυλίδι σε ταχύτητα 38-44 γύρων ανά δευτερόλεπτο και οι γραμμές ευθυγραμμισμένες!
• (03 Μαρτίου 2017), τροποποίησε τη βάση στήριξης
• (09 Μαρτίου 2017), ανεβάστε ένα δοκιμαστικό δυαδικό για να ενεργοποιήσετε όλα τα LED
• (28 Φεβρουαρίου 2018), το μέλος rclayled είπε ότι ο επιλεγμένος κινητήρας δεν έχει αρκετή ροπή, ίσως χρειάζεται μεγαλύτερη

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Make it Glow 2016

Δεύτερο Βραβείο στο Διαγωνισμό Arduino 2016

Τέταρτο βραβείο στο Design Now: 3D Design Contest 2016