500 LED-Pixel RGB-mursten: 9 trin (med billeder)

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

For et stykke tid siden byggede jeg en 10x10 LED-Coffetable med nogle af disse WS2812 LED'er, men selvom det er muligt at spille old-school-spillet Snake med en smartphone forbundet til det, vil jeg have noget mere specielt. Så jeg besluttede at sætte et par flere lysdioder til det, arrangeret som en terning for at få flere muligheder for at skabe animationer såvel som spil, og her er vi: RGB-Brick.

Jeg vil gerne takke hele teamet af LED-STUDIEN, der finansierede det projekt, men specielt Dennis Jackstien som min kontaktperson. Uden deres hjælp ville jeg ikke kunne bygge denne charmerende LED-terning.

Trin 1: Bliv inspireret

Her er et par billeder og en lille video med nogle af murens muligheder, herunder masser af animationer, en (igangværende) brand for opvarmet atmosfære, en musikvisualizer og spillene Snake samt Tetris.

Trin 2: Hvad du har brug for

Her er en liste over alle de materialer, du har brug for, nogle af dem er ikke nødvendige, og andre kan udveksles med dine favoritter:

1. 500 WS2812 lysdioder 30px/m
2. 5V 30A strømforsyning
3. Teenager 3.2
4. ESP8266 wifi-modul

5. nogle træstykker:

   1. 1x: 27, 2cm x 27, 2cm x 1, 0cm, til låget
   2. 2x: 29, 6cm x 27, 2cm x 1, 0cm, til de store sidepaneler
   3. 2x: 25, 2cm x 29, 6cm x 1, 0cm, til de små sidepaneler
   4. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 1, 9cm, til bunden
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, til kanterne af LED -gitteret
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, til LED -gitteret

6. nogle stykker akrylglas:

   1. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 0, 3cm
   2. 2x: 34, 0cm x 36, 3cm x 0, 3cm
   3. 2x: 34, 6cm x 36, 3cm x 0, 3cm
   4. 1x: 10, 0cm x 7, 5cm x 0, 3cm (valgfri, til terminalen)
7. Teensy lydbræt (valgfrit)
8. Ledninger, spændingsregulator, kabelklemmer, summer, knap, temperatursensor (valgfri)
9. trælim, akrylglaslim, skruer og andre småting

Hvis du vil have en terminal i bunden af terningen (det er valgfrit at forvente til strømstikket):

1. 230V strømstik
2. 230V kontakt
3. lydstik
4. USB forlængerkabel

Trin 3: Bygning af kassen

Først og fremmest skal vi bygge trækassen og LED -gitteret. Kubens dimensioner er angivet af pixelens afstand på LED -strimlen. I dette tilfælde har pixlen en afstand på 3,4 cm, så terningen skal være 34 x 34 x 34 cm. Du sparer meget tid ved at bruge disse dimensioner, fordi du ikke behøver at klippe strimlen efter hver pixel og sætte den sammen igen med et lille kabel.

Alt kommer sammen med noget trælim. Du skal arbejde ordentligt, fordi akrylhuset passer perfekt oven på trækassen. Det bliver meget lettere med nogle frivillige omkring dig, eller bare brug en rammestrammer som jeg gjorde.

Gitterets kanter og selve nettet er lavet af fiberplader med høj densitet (HDF). At bruge en bordsav er det bedste valg, fordi du skal skære endnu mere end 100 stykker af dem. Du kan finde målene på billedet ovenfor. Gitteret har brug for et lille mellemrum (ca. 0, 3 cm) hver 3., 4 cm for at få x- og y -kanterne samlet. Når du er færdig, kan du sætte kanterne til terningen og rette dem med en masse trælim. Det er lidt svært, især fordi de skal have en vinkel på næsten 45 grader. Inden du kan fastgøre gitteret til terningen, skal du tilføje LED -strimlerne.

Trin 4: Elektronikken

LED -strimlerne på siden går en gang rundt om terningen, derfor skæres 10 strimler med en længde på 40 pixel. Til lysdioderne oven på terningen skæres 10 strimler med en længde på 10 pixel. Vær omhyggelig med at justere strimlerne korrekt ved at se på pilen på dem. Når du har fjernet limstrimlen fra terningen, holder den aldrig som første gang.

Strømforsyningerne er fastgjort med nogle skruer på siderne af interiøret. Strømkablerne fra lysdioderne kommer ind i kassen ved nogle små huller nær hver LED -strimmel.

Controlleren består af en Teensy 3.2, en ESP8266 og Teensy lydkortet, som ikke er påkrævet for at køre terningen. DHT11 var bare til at kontrollere temperaturen inde i terningen, men efter flere tests omkring et par timer kan jeg sige, at du kan lade den være ude.

På terminalen kan du finde strømstikket samt afbryderen (da jeg indså, at dette ikke var det bedste sted for en switch, var det for sent). USB -stikket er til programmering af Teensy. Audio-in går til Teensy-lydkortet for at aktivere lysdioderne til musikken. Alt dette kommer sammen på en lille fred af arylglas, der holdes af to aluminiumsprofiler. Fandt lige dette i garagen, du kan bruge hvad du vil, fordi det er dækket af bundpanelet og ikke bidrager til terningens udseende.

Vær opmærksom på, at en LED bruger 60mA, i alt er det 30A! Vær forsigtig, når du tilslutter dem! Du skal kontrollere alle dine kredsløb, før du slutter dem til strømforsyningen!

Trin 5: Forbindelser og kodning

Lysdioderne er forbundet som to matricer på ben 3 og 20 på Teensy. Den første er matrixen på toppen (10x10, 100pixels) og den anden er på siden (40x10, 400pixels). LED'erne i den øverste matrix er justeret i et zigzagmønster, hvilket betyder, at pilene på strimlen skal være i forskellige retninger for hver strimmel, mens LED -strimlerne på siden er justeret i samme retning. Tag et kig på billederne, den røde linje viser dig, hvordan du forbinder Dout fra den første strimmel til Din i den næste, håber det vil hjælpe dig med at forstå justeringen.

Til animationer og spil konverterer jeg de to matricer til en med størrelsen 10x50 ved hjælp af følgende funktion:

void setXYPixel (byte x, byte y, CRGB c) {

hvis (x <= 39) matrix_bottom (x, y) = c; ellers matrix_top (x - 40, y) = c; } // end setXYPixel ()

Til Snake -spillet skal du implementere nogle særlige tilfælde:

• Når slangehovedet rammer den øverste række af sidematricen, skal den skifte til matrixen ovenpå.
• Når slangehovedet rammer den ene ende af den øverste matrix, skal den skifte til den nederste matrix.
• Når slangehovedet rammer den sidste eller den første kolonne i sidematricen, skal den skifte til den første henholdsvis sidste kolonne.

Til Tetris -spillet har du brug for noget lignende dette til et felt, der starter i øverste venstre hjørne:

void setXYPixel (byte x, byte y, CRGB c) {

hvis (y <10) matrix_top (x, y) = c; ellers matrix_bod (x + 10, 19 - y) = c; } // end setXYPixel ()

Trin 6: Akrylbetrækket

Sværere end trækassen på grund af den mindre tykkelse, men med nok tid og gode ideer til at holde terningen sammen, mens limen bliver hård, får du dette sammen. Jeg er overrasket over styrken af denne akryllim (Acrifix), så jeg tror, du ikke behøver at bekymre dig om et brudt kabinet.

Trin 7: Bring det sammen

Når du har gennemført alle trinene, før det er tid til at samle alle dele. Når du ikke har flettet LED -gitteret endnu, så er det nu tid til at gøre det. Jeg limer ikke gitteret til terningen, fordi der ikke er behov for det, og i tilfælde af en brudt LED kan du bytte det uden problemer, men du skal have mere end to hænder for at holde de fem gitre til terningen og sætte det i akrylbetrækket. Sidst men ikke mindst kan du skrue det nederste træpanel til terningen. Dækslet er fastgjort til det nederste træpanel med otte meget små skruer.

Trin 8: Software og kontrolelementer

Skitsen på Teensy er baseret på FastLED -biblioteket, der indeholder flere grundlæggende animationer. Tilføjelse af RGBLEDS -bibliotekspakken til din skitse bringer kraftfuld matrixalgebra til visning af tekst og 'sprites' med masser af eksempler på skitser også. Hvis du også vil spille Tetris, skal du henvise til det instruerbare fra jollifactory, selvom det kun bruger en bicolor -matrix.

Smartphone -appen er baseret på NetIO af David Eickhoff, som har en meget god dokumentation. Med NetIO-UI-Designer kan du oprette din egen brugergrænseflade med knapper, skydere, etiketter og meget mere. Du kan vælge protokollen for de udgående meddelelser i designeren. I mit tilfælde tog jeg den enkleste - UDP. Beskederne sendes til ESP8266 af mit hjemmenetværk, og Teensy vil evaluere indholdet og håndtere den angivne kommando. Du kan bruge den vedhæftede fil til at komme i gang med at oprette din egen grænseflade eller bare bruge en app efter eget valg.

Trin 9: Byg din egen og nyd

Nu er det tid til at få delene og bygge din egen mursten. Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at stille.

For flere videoer kan du tjekke min Youtube-kanal. Det er stadig i gang, så der kommer mere materiale fremover.

Tak fordi du læste og sjov med at spille Tetris eller andre gode spil på din egen mursten!

Anden pris i lamper og belysningskonkurrence 2016

Storpris i LED -konkurrencen