PropHelix - 3D POV Display: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Folk har altid været fascineret af holografiske fremstillinger. Der er flere måder at gøre dette på.

I mit projekt bruger jeg en roterende helix af LED -strimler. Der er i alt 144 lysdioder, der kan vise 17280 voxels med 16 farver. Voxelerne er arrangeret cirkulært i 12 niveauer. Lysdioderne styres af kun en mikrokontroller. Fordi jeg har brugt APA102 LED'erne, har jeg ikke brug for yderligere drivere eller transistorer. Så den elektroniske del er lettere at bygge. En anden fordel er den trådløse strømforsyning. Du behøver ingen børster, og der er ingen tab af friktion.

Trin 1: BOM

Se næste trin for 3d-printede dele

Til drivakslen:

• 4 stk. skrue M4x40 med 8 møtrikker og skiver 4 stk.
• M3x15 skrue til montering af motoren på pladen
• metal/alu plade 1-2mm, 60x80mm eller et andet materiale til montering af motoren
• 3 stk. M3x15 skrue til montering af aktuator på motoren

• Børsteløs motor med tre M3 -huller til aktuatorer (aksel valgfri/ikke nødvendig), her er en version med mere moment.

• ESC 10A eller mere, se på motorspecifikationer

For ØSU:

Arduino Pro Mini

Encoder med knap (til regulering af hastigheden)

Til rotoren

• M5x80 skrue med to møtrikker og flere skiver
• 1m 144 APA 102 LED (24 striber a 6stk.)
• Elektrolytkondensator 1000µF 10V
• TLE 4905L Hall sensor + magnet
• pull-up modstand 10k, 1k
• 12V trådløs opladermodul 5V strømforsyning + kølelegeme (20x20x20mm), se billeder
• 3 stk. stripmatrix PCB, 160x100 mm
• Brødbræt, 50x100 mm til mikrokontrolleren
• god lim, at striberne ikke flyver væk
• varmekrympeslange
• Strømforsyning 12V 2-3A DC

Parallax propeller mikrokontroller:

Vær ikke bange for denne mikrokontroller, det er en kraftfuld 8-core mcu med 80Mhz og er lige så let at programmere/blinke som en arduino! Der er flere bestyrelser på parallax -stedet tilgængeligt.

Et andet (mit) valg er CpuBlade/P8XBlade2 fra cluso, microSD -læser er om bord, og binæret kan startes uden programmering!

Til programmering af propellen og også nogle arduinoer skal du bruge et USB til TTL adapterkort.

Værktøjer jeg brugte:

• Kniv
• lodde station og lodning
• bordbor 4+5 mm boremaskine
• klipning og rasp/fil til brødbrædderne
• skruenøgle 7+8+10 mm
• unbrakonøgle 2, 5 mm
• hammer + centerstans til markering af motorens huller ved metalpladen
• bænkskrue til bøjning af metalpladen u-formet
• 3D -printer + PLA -filament
• hot-melt pistol
• flere tænger, sideskærer

Trin 2: 3D -printede dele

Her kan du se de dele, jeg har udskrevet fra PLA. 12 stykker kræves fra afstandsstykket. (Tredje del). Denne del skaber den rigtige vinkel mellem LED -pladerne.

Trin 3: Trådløs strøm og motorophæng

I dette trin viser jeg dig den trådløse strømforsyning. Disse spoler bruges normalt til opladning af mobiltelefoner. Indgangsspænding er 12V, udgang 5V. Dette er ideelt til vores helix. Maks. strøm er omkring 2A. 10 Watt er nok til lysdioderne. Jeg bruger ikke lysdiodernes maksimale lysstyrke og tænder ikke alle lysdioder på samme tid.

En VIGTIG ting, brug en kølelegeme til den primære spole PCB, fordi det bliver meget varmt! Jeg bruger også en lille blæser til afkøling af kølelegemet.

Som du kan se, bruger jeg en præfabrikeret metalplade til montering af motoren, men du kan også bøje en (alu) plade. Brug ca. 60x60mm til toppen og 10x60mm til sidepanelerne. Derudover fastgjorde jeg tallerkenen på en kraftig træklods.

Trin 4: Motor/kontrol

Her er skematisk, hvordan man styrer motoren. Jeg bruger en arduino med en encoder til hastighed og en start/stop -knap. Arduino -skitsen er også vedhæftet. For at programmere arduinoen, se på de flere instruktører her på instruktører:-)

Den børsteløse motor er en lille 50 g type, der er tilovers. Jeg anbefaler en lidt større motor.

Trin 5: Helix

er lavet af 12 stripboards/veroboard, bores et 5 mm hul i midten. Sørg for, at der er mindst 4 kobberstrimler på bagsiden. De ydre kobberstrimler bruges til at forsyne LED -strimlerne. De indre kobberstrimler er til DATA og CLOCK og adskilt til begge sider. Den ene side af brættet er den lige og den anden side er den ulige side for Pixels. I alt er der 4 grupper a 36 lysdioder. Disse 36 lysdioder er adskilt i 6 én i de første 6 niveauer. Så der er en lige/ulige og top/bund gruppe.

Trin 6: Helix skematisk

Skematisk bruger en ældre og større fritzing MCU-board, fordi jeg ikke finder fritzing skabeloner af nyere/nuværende Propeller Boards.

Til LED-kontrollen bruger jeg Propeller-mikrokontrolleren fra Parallax. To pins af mikrokontrollen 6x6 = 36 lysdioder. Så de er 4 LED -grupper (skematisk), ovenfra:

1. jævn/bund
2. ulige/bund
3. ulige/top
4. jævn/top

Software er vedhæftet, tag et kig på min tidligere instruerbare (trin 4) til programmering af propellermikrocontrolleren.

Trin 7: Hvordan er vokalerne arrangeret

I dette ark kan du se, hvordan voxelerne er arrangeret.

120 billeder produceres pr. Tur. Hver ramme består af 12x12 = 144 Voxels, der giver os totalt 120x144 = 17280 Voxels. Hver Voxel får 4bit for farve, så vi har brug for 8640 bytes ram.

Trin 8: Yderligere oplysninger

Sørg for, at spiralen roterer mod uret!

Det er meget vigtigt at balancere spiralen med modvægte, før du roterer. Brug beskyttelsesbriller og masser af lim til de dele, der kan "flyve væk".

Afstanden mellem "Prop -kanterne" er 21 mm (hvis brættet har 160 mm), engel: 15 grader

Opdateringer:

• (2. maj 2017), rediger nogle fotos med beskrivelser
• (3. maj 2017), tilføj trin: Hvordan arrangeres vokserne

Runner Up i Microcontroller Contest 2017