Piastrelle LED interattive a parete (più facile di quanto sembri): 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo progetto ho costruito un display LED wall interattivo utilizzando un Arduino e parti stampate in 3D.

L'ispirazione per questo progetto è venuta in parte dalle piastrelle Nanoleaf. Volevo creare una mia versione che non fosse solo più economica, ma anche più interattiva. Avevo anche appena terminato un progetto di classe utilizzando una matrice LED e volevo provare qualcosa su una scala più ampia.

Questo progetto ha richiesto un paio di settimane a causa dei lunghi tempi di stampa 3D, ma ho mantenuto i costi bassi e c'è pochissima manodopera che lo rende un ottimo progetto per provare a costruire te stesso!

Puoi trovare tutti gli STL che ho usato su thingiverse:

Forniture

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Arduino Mega -

WS2812b LED indirizzabili -

Interruttori tattili -

Alimentazione 5V 10A -

Cavo calibro 18 -

Spelafili -

Saldatore -

Termoretraibile -

La migliore stampante 3D economica (secondo me) -

Filamento PLA -

Passaggio 1: iniziare a stampare le tessere

La parte più lunga di questo progetto è la stampa 3D delle 64 tessere necessarie per creare una griglia 8 x 8. Quando l'ho fatto, stavo stampando tre tessere alla volta e ogni stampa richiedeva circa 5,5 ore. Per l'intera parete il tempo di stampa totale è stato di circa 120 ore o 5 giorni se li stampi ininterrottamente. Fortunatamente per noi, l'intero resto del progetto può essere fatto mentre le piastrelle finiscono di stampare.

Le tessere stesse sono quadrati da 3,6 pollici profondi un pollice. Ho usato uno spessore della parete di 0,05 pollici e ho scoperto che diffondeva perfettamente la luce. Ho anche incluso delle tacche per consentire il passaggio delle strisce LED e dei cavi dei pulsanti, ma alla fine non sono state necessarie a causa dei distanziatori che ho usato per montare le piastrelle (ci arriveremo).

Ecco un collegamento agli STL che ho creato, ma consiglierei di crearne uno personalizzato per adattarsi meglio al progetto.

Passaggio 2: cablare le strisce LED

Dato che ho intenzione di programmare con Arduino, ho deciso che le strisce LED WS2812b sarebbero perfette per questo progetto. Queste strisce sono indirizzabili individualmente, il che significa che puoi programmare ogni singolo LED sulla striscia in modo che abbia un colore e una luminosità diversi. Passano anche i dati da un pixel all'altro in modo che tutto possa essere controllato da un pin dati di Arduino. Le strisce che ho usato hanno una densità di pixel di 30 LED per metro

Il mio design monta 6 LED sotto ogni piastrella, tre LED in due file, quindi ho tagliato le strisce in 16 segmenti ciascuno con 24 LED. Queste strisce sono state incollate al foglio di legno utilizzando il supporto adesivo della striscia. Assicurati di rimuovere la polvere dal legno prima di farlo, altrimenti le strisce si staccheranno nel tempo.

Fai attenzione alle frecce direzionali sulle strisce, ho iniziato dalla parte inferiore sinistra del tabellone e ho alternato la loro direzione mentre le incollavo. Saldare l'estremità di uscita di ciascuna striscia all'ingresso della successiva.

Passaggio 3: tagliare la scheda a misura (opzionale)

La tavola che ho comprato era un quadrato di 4 piedi, ma la mia tavola finale sarebbe stata più vicina a un quadrato di 3 piedi, quindi ho tirato fuori il mio puzzle e l'ho tagliato a misura. Se hai realizzato tessere più grandi o hai semplicemente aggiunto più tessere da 3,6 , puoi facilmente riempire l'intera scheda 4' x 4' e risparmiare un po' di tagli.

Passaggio 4: crea la matrice dei pulsanti

Questa è stata la parte più lunga di questa build (a parte il tempo di stampa). Per sfruttare la libreria di tastiere inclusa nell'IDE Arduino, tutti i 64 pulsanti devono essere collegati in righe e colonne. Il diagramma sopra mostra un esempio 4 x 4 ma può essere facilmente aumentato a una griglia 8 x 8 come ho fatto io, o qualsiasi altra dimensione che si adatti al tuo spazio.

Ho tagliato 16 pezzi di filo e li ho spogliati ogni 3,6 pollici in modo che i bottoni si trovassero al centro di ogni quadrato. Ho quindi saldato una gamba di ciascun interruttore tattile in uno spazio sui fili della fila. I fili della colonna sono stati saldati alla diagonale della gamba dal filo della riga. Quando viene premuto l'interruttore tattile, cortocircuiterà insieme i fili della riga e della colonna.

Ogni riga e colonna ha quindi bisogno di un filo per collegarla a un pin digitale su Arduino. Ho codificato a colori tutti i miei fili per semplificare la risoluzione dei problemi e alla fine ho dovuto cambiare i pin che stavo usando un paio di volte, quindi è stata una decisione utile.

Dopo questo, ho incollato a caldo tutti i bottoni in posizione sull'MDF. assicurati di misurare dove devi incollare ogni bottone, altrimenti gli stantuffi mancheranno.

Passaggio 5: prova il tuo circuito

Ora che tutti i LED e i pulsanti sono incollati è il momento perfetto per testare tutto. Nel codice collegato sopra, ho alcune funzioni per testare tutti i tuoi LED e pulsanti. Se ci sono problemi (che probabilmente ci saranno su un progetto così grande) puoi trovarli e risolverli. Per ulteriori informazioni su come utilizzare queste funzioni di test, dai un'occhiata alla guida al codice collegata di seguito.

Prova a fare tutta la tua risoluzione dei problemi prima di aggiungere i riquadri. Sarà molto più difficile arrivare a tutto una volta che le tessere saranno abbassate.

Passaggio 6: incollare le piastrelle

Per collegare le tessere alla scheda ho progettato una staffa stampata in 3D che terrà insieme quattro tessere ad ogni angolo. Quando l'ho fatto, sono andato una tessera alla volta e ho incollato ogni staffa in posizione in base alle tessere che si stava collegando in modo da non avere spazi strani.

Ho anche stampato 64 distanziali da incollare sugli stantuffi di ogni piastrella. Ciò compensa l'altezza aggiuntiva fornita con le staffe, ma aumenta anche lo spazio su cui possono fare clic gli stantuffi, compensando piccoli errori nella spaziatura dei pulsanti.

Gli STL per queste staffe e distanziatori possono essere trovati nella pagina Thingiverse con le tessere.

Passaggio 7: programmazione

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

Questa è stata la mia parte preferita di questo progetto. Ora che l'hardware è pronto, possiamo programmarlo per fare qualsiasi cosa! A partire da ora ho programmato una modalità modello arcobaleno e una modalità clic per dipingere. Entrambi questi possono essere visti nel mio video di build e vado nei dettagli su come li ho scritti nel codice.

Se lo costruite ragazzi, vi incoraggio davvero a provare a programmare le vostre modalità! Rende davvero il progetto degno di tempo e denaro. Se hai bisogno di ispirazione per le modalità da programmare, tieni d'occhio il mio canale YouTube per futuri aggiornamenti.

Alcune funzionalità future che ho pianificato sono:

– Un visualizzatore audio che utilizza un microfono e la libreria Arduino FFT

– Dama

– Tic tac toe

– Corazzata

– Reversibilità

– Memoria

– E molti altri giochi che possono essere giocati su una griglia.

Secondo premio al concorso Make it Glow