POV Globe 24bit True Color și HW simplu: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Întotdeauna mi-am dorit să fac unul dintre aceste globuri POV. Dar efortul cu toate lipirile de LED-uri, fire etc. m-a descurajat pentru că sunt o persoană leneșă:-) Trebuie să existe o cale mai ușoară! În acest instructable vă voi arăta cum să construiți un glob POV cu mai puține piese electronice decât alte proiecte. Motivul este utilizarea benzilor cu LED-uri adresabile APA 102. Aceste benzi nu au nevoie de niciun driver electronic și pot fi conectate direct cu doar 2 fire la un microcontroler. Starea LED-urilor este (și trebuie să fie) FOARTE rapid schimbabilă. Pentru a obține o imagine stabilă, rata SPI este de aproximativ 10 Mhz și ar putea fi chiar mai mare. Pentru informații suplimentare despre LED-uri, uitați-vă aici.

Un alt avantaj este utilizarea fișierelor BMP normale care sunt stocate pe un card microSD.

Să mergem !

Pasul 1: BOM

Iată o listă cu principalele părți de care aveți nevoie. Pentru inelul cu LED-uri folosesc imprimanta mea 3D, puteți utiliza, de asemenea, o felie de țeavă din PVC (diametru 150-180mm). Suporturile de rulment sunt, de asemenea, imprimate, dar pot fi realizate dintr-o bucată de lemn, de exemplu. Pentru cadrul de bază folosesc câteva profile metalice vechi, nu ezitați să folosiți alte profile metalice, lemn, plastic sau orice altceva. Asigurați-vă că cadrul este rigid la torsiune și un pic greutate.

Pentru arborele motor:

• tijă filetată M8, lungime 250mm
• M8 nuci
• manșon de alamă 10mm, lungime 100mm
• 2 buc. șaibă de plastic de 8 mm (vezi și fișierele STL)
• Cuplaj flexibil pentru arbori de 5 mm la 8 mm (cei care folosesc Nema 17)

pentru alimentarea inelului LED peste arbore:

• 2 buc. rulment cu bile 6300 (10x35x11) metal plin
• suporturi pentru rulmenți, consultați fișierele STL sau fabricați din lemn cu un ferăstrău întreg de 35 mm
• 4 buc. șurub M4x40 cu piuliță
• 2 buc. pantofi de cablu 8mm
• Motor fără perii cu ax de 5 mm
• 4 buc. Șuruburi M3 pentru montarea motorului
• ESC pentru motor fără perii, eventual cu ventilator

Alternativ, puteți utiliza o combinație a unui motor periat / esc cu un cuplu suficient.

Motorul descris mai sus are cuplu suficient, dar nu atinge niciodată curentul său maxim de 50 Ampere. Oferta mea măsoară mai puțin de 4 ampere. Deci, nu este folosit pentru un ESC de 50 Ampere. Am pus un radiator cu ventilator pe 18Ampere ESC și funcționează bine.

Pentru o „tragere” precisă, ESC folosesc un

Arduino Pro Mini

cu două butoane

o altă opțiune este a

servotester

Alimentare electrică:

Avem nevoie de 12V pentru motor și 5V pentru inelul LED.

Prefer utilizarea consumabilelor vechi pentru computer, așa cum se arată în acest instructable

sau:

Există o mulțime de consumabile de 12V / 5A din China

dacă utilizați una dintre acestea, nu uitați un convertor DC-DC step down pentru 5V

Inel LED:

• 64buc. APA 102 LED (2 benzi de 32 buc.)
• Condensator electrolitic 1000µF 10V
• TLE 4905L Senzor de hal + magnet
• rezistență de tracțiune 10k, 1k
• Inel: Utilizați fișierul STL sau o felie de țeavă din PVC
• legături de cablu 100mm
• BUN adeziv, că dungile nu zboară la 2400 rpm:-)

Microcontrolerul cu elice Parallax:

Nu vă fie teamă de acest microcontroler, este un mcu puternic cu 8 nuclee cu 80Mhz și este la fel de ușor de programat / bliț ca un arduino!

Există mai multe placi disponibile pe site-ul paralaxă sau, uitați-vă aici, aveți nevoie și de un microSD Breakout

O altă alegere (a mea) este P8XBlade2 de la cluso, cititorul microSD este deja la bord!

Pentru programarea arduino și a elicei aveți nevoie și de o placă de adaptor USB la TTL ca aceasta

Pasul 2: Locuințe

Aici vedeți locuința. Realizați-l din orice material suficient de robust. În cele din urmă aveți nevoie de un fel de cușcă cubică cu o lungime a marginii de aproximativ 100 mm, unde puteți monta motorul și inelul / rulmenții. Cubul este montat pe o placă din lemn masiv cu șuruburi de distanță. O gaură pentru motor a fost forată în placă.

Pasul 3: Arborele de transmisie

Aleg o tijă filetată cu lungimea de 250mm. Lungimea manșoanelor din alamă sunt de aproximativ 30 și 50 mm, în funcție de dimensiunea cuștii și a cuplajului arborelui. Manșonul superior (și cel mai lung) trebuie izolat de tijă, deoarece formează polul pozitiv pentru alimentarea inelului. Acest lucru se face prin bandă izolatoare și șaibe din plastic. Manșonul nu se va potrivi pe tijă cu banda până când nu creșteți diametrul interior de la 8,0 mm la 8,5 - 9,0 mm prin găurire / frezare. Celălalt manșon, care include tija, formează polul negativ.

Pasul 4: furnizarea fără perii

Acum este timpul pentru rulmenți. Aleg altele mai mari decât rulmenții standard, datorită conductivității mai bune. Așezați rulmentul în suport și poziționați placa deasupra acestuia. Gaura mică din lateral este pentru cablu. Nu uitați arborele și șaiba dintre rulmenți / manșoane.

Am imprimat în 3D suporturile, aruncăm o privire asupra fișierului stl / zip.

Pasul 5: Controlul motorului

Aruncați o privire asupra schemei cum trebuie conectat motorul electronic.

Dacă nu ați programat niciodată un arduino, uitați-vă la instructabile:-) Cele două butoane sunt pentru viteza motorului. Dacă porniți sursa de alimentare, ESC obține o valoare de 500µS. Apăsați unul dintre butoane pentru a porni motorul. Schița a luat valoarea „StartPos = 625”. Mai târziu, dacă ați găsit viteza potrivită, această valoare trebuie modificată. Folosind butonul stânga sau dreapta micșorați / măriți viteza, apăsați ambele butoane în același timp timp de 2 secunde. iar motorul se va opri.

Asigurați-vă că motorul / globul se rotește în sens invers acelor de ceasornic, ca pământul real:-)

Pasul 6: Un inel LED pentru a-i conduce pe toți:-)

Aici vine miezul! Imprimat cu imprimanta mea 3D, dar așa cum am spus mai sus, există și alte opțiuni. Pentru a economisi greutate, am multe găuri în cadru. Acum tăiați două benzi, fiecare cu 32 de LED-uri. Mai bine numărați de câteva ori înainte de a utiliza foarfeca:-)

Amplasarea benzilor este puțin complicată. Aveți două benzi / coloane care generează linii pare și pare. Liniile impare sunt la o parte a inelului, liniile pare sunt la opus. Marcați LED-ul numărul 16 pe fiecare bandă (respectiv linia numărul 32 și 33) și fixați-l pe cadru, așa cum se arată în imagini. Un led se potrivește exact între două LED-uri opuse. Deci ai două locuri a doua bandă cu un offset !!!

După aceea, puteți repara PCB-ul / PCB-urile, am făcut mici sloturi în armături, astfel încât PCB-urile să poată fi atașate cu ușurință.

Înainte de a monta inelul pe arbore, trebuie să îl echilibrați. Folosiți un băț subțire pentru a echilibra și șuruburi sau piulițe ca contrapondere.

Pasul 7: Schematic

În această schemă vedeți cum placa MCU este cablată la celelalte părți din / în inel. De asemenea, atașez o fotografie a senzorului de hol și a magnetului. Schema folosește o placă MCU mai veche și mai mare, deoarece nu găsesc șabloane fritzing ale plăcilor de elice mai noi / actuale. Nu ezitați să vă adresați întrebările pentru tabloul pe care îl veți alege / obține.

Pasul 8: Programarea / intermitentul microcontrolerului cu elice paralele

Acesta este binarul care se poate transfera cu ușurință pe placa prop. Iată un link către unul dintre instructabilele mele anterioare, care utilizează și microcontrolerul elicei și vă arată un CUM.

Pasul 9: Puneți în funcțiune

Ok, mai întâi copiem doar imaginea de test pe cardul SD.

• Dacă inelul este rotit manual, LED-urile trebuie să pâlpâie de fiecare dată când senzorul de hol trece magnetul.
• acum porniți motorul și măriți viteza de rotație până când LED-urile sunt aliniate (vezi cele 2 imagini)
• Tensiunea trebuie să fie constantă și inelul trebuie să se întoarcă ușor pentru a obține o imagine stabilă / aliniată
• conectați terminalul arduino la comanda motorului
• observați valoarea afișată
• opriți mașina
• înlocuiți valoarea cu variabila „startPos” din schița POV_MotorControl
• flash arduino din nou

Data viitoare când porniți motorul, veți obține viteza corectă.

Următorul pas nu mai este necesar cu noul software, de la o viteză de 38 până la 44 rps, liniile impare și pare sunt „blocate” corect.

(Utilizați butoanele sus / jos pentru a regla fin dacă este necesar.)

Acum puteți „umple” cardul cu celelalte imagini.

A se distra !!!!!!

Pasul 10: Cum să vă creați propriile BMP-uri

Vrei să-ți folosești propriile poze? Nicio problemă, îți arăt:

1. Redimensionați imaginea la o rezoluție de 120 x 64 pixeli
2. rotiți 90 de grade în sens invers acelor de ceasornic
3. oglindă verticală

4. reduceți luminozitatea (LED-urile sunt foarte strălucitoare),

   cea mai bună corecție a luminozității pentru imagini este utilizarea corecției gamma cu un factor de 0,45

5. salvați ca BMP cu culoare pe 24 biți și fără RLE

după salvarea dimensiunii fișierului trebuie să fie de 23094 octeți!

Orice altă dimensiune nu va funcționa.

Dacă doriți, stocați mai multe imagini pe cardul SD. Acestea sunt afișate una câte una după o rotație.

Acum depinde de voi să creați o stea a morții mai bună decât a mea!

Pasul 11: Informații suplimentare

Am observat câteva lucruri:

Dacă utilizați una dintre micile CpuBlades de la cluso nu uitați să lipiți jumperul cu 3 pini etichetat QE pentru programare

• rulmenții mei au o cădere de tensiune de aprox. 0,5 V, deci trebuie să măresc tensiunea de la convertorul cc-cc până la 6 volți.
• (13 ianuarie 2017), a adăugat ring.stl la pasul 6
• (17 ianuarie 2017), cea mai bună corecție a luminozității pentru imagini este utilizarea corecției gamma cu un factor de 0,45
• (17 ianuarie 2017), actualizați POV Globe0_2.binary
• (18 ianuarie 2017), încărcați codul sursă la pasul 8
• (27 ianuarie 2017), încărcați un nou cod sursă, versiunea de la 0_2 la I_0_1. Am făcut progrese mari în ceea ce privește sincronizarea între liniile impare și liniile pare. Nu mai este necesar să găsiți viteza corectă, pur și simplu aduceți inelul la o viteză de 38-44 runde pe secundă și liniile aliniate!
• (03 martie 2017), a modificat suportul rulmentului
• (09 martie 2017), încărcați un binar de test pentru a porni toate LED-urile
• (28 februarie 2018), membrul rclayled a spus că motorul ales nu are cuplu suficient, poate că este nevoie de unul mai mare

Premiul I la Concursul Make it Glow 2016

Premiul II la Concursul Arduino 2016

Al patrulea premiu la Design Now: 3D Design Contest 2016