PropHelix - Visualizzazione POV 3D: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Le persone sono sempre state affascinate dalle rappresentazioni olografiche. Ci sono diversi modi per farlo.

Nel mio progetto utilizzo un'elica rotante di strisce LED. Ci sono un totale di 144 LED che possono visualizzare 17280 voxel con 16 colori. I voxel sono disposti circolarmente in 12 livelli. I LED sono controllati da un solo microcontrollore. Poiché ho utilizzato i LED APA102, non ho bisogno di driver o transistor aggiuntivi. Quindi la parte elettronica è più facile da costruire. Un altro vantaggio è l'alimentazione elettrica senza fili. Non hai bisogno di spazzole e non c'è perdita di attrito.

Passaggio 1: BOM

Vedere il passaggio successivo per le parti stampate in 3D

Per l'albero motore:

• 4 pz. vite M4x40 con 8 dadi e rondelle4pz.
• Vite M3x15 per il fissaggio del motore alla piastra
• piastra in metallo/alluminio 1-2 mm, 60x80 mm o altro materiale per il montaggio del motore
• 3 pezzi Vite M3x15 per montaggio attuatore sul motore

• Motore Brushless con tre fori M3 per attuatori (albero opzionale/non necessario), ecco una versione con più coppia.

• ESC 10A o più, guarda le specifiche del motore

Per l'ESC:

Arduino Pro Mini

Encoder con pulsante (per la regolazione della velocità)

Per il rotore

• Vite M5x80 con due dadi e diverse rondelle
• 1m 144 APA 102 LED (24 strisce a 6 pezzi)
• Condensatore elettrolitico 1000µF 10V
• TLE 4905L Sensore di Hall + magnete
• resistenza di pull-up 10k, 1k
• Modulo caricabatterie wireless 12V Alimentatore 5V + dissipatore di calore (20x20x20mm), vedi foto
• 3 pz. PCB a matrice di strisce, 160x100 mm
• Breadboard, 50x100 mm per il microcontrollore
• buona colla, che le strisce non volino via
• tubo termoretraibile
• Alimentazione 12V 2-3A DC

Il microcontrollore dell'elica Parallax:

Non aver paura di questo microcontrollore, è un potente mcu a 8 core con 80 Mhz ed è facile da programmare/flash come un arduino! Sono disponibili diverse schede sul sito di parallasse.

Un'altra (mia) scelta è CpuBlade/P8XBlade2 di cluso, il lettore microSD è a bordo e il binario è avviabile senza programmazione!

Per programmare l'elica e anche alcuni arduino avrai bisogno di una scheda adattatore da USB a TTL.

Strumenti che ho usato:

• Coltello
• stazione di saldatura e saldatura
• trapano da tavolo trapano 4+5 mm
• tranciatura e raspa/lima per le breadboard
• chiave a vite 7+8+10 mm
• chiave esagonale 2, 5mm
• martello + punzone centrale per segnare i fori per il motore sulla piastra metallica
• morsa da banco per piegare la piastra metallica a forma di U
• Stampante 3D + filamento PLA
• pistola a caldo
• diverse pinze, taglierina laterale

Passaggio 2: parti stampate in 3D

Qui puoi vedere le parti che ho stampato da PLA. Sono necessari 12 pezzi dal distanziatore. (terza parte). Questa parte crea l'angolo retto tra le schede LED.

Passaggio 3: alimentazione wireless e supporto motore

In questo passaggio ti mostro l'alimentazione wireless. Queste bobine vengono solitamente utilizzate per caricare i telefoni cellulari. La tensione di ingresso è 12V, uscita 5V. Questo è l'ideale per la nostra elica. Il massimo la corrente è di circa 2A. 10 Watt sono sufficienti per i LED. Non utilizzo la massima luminosità dei led e non accendo tutti i led contemporaneamente.

Una cosa IMPORTANTE, usa un dissipatore di calore per il PCB della bobina primaria perché sta diventando molto caldo! Uso anche una piccola ventola per raffreddare il dissipatore.

Come puoi vedere io uso una piastra metallica prefabbricata per il montaggio del motore ma puoi anche piegare una piastra (in alluminio). Utilizzare circa 60x60 mm per la parte superiore e 10x60 mm per i pannelli laterali. Inoltre ho attaccato la piastra su un pesante blocco di legno.

Passaggio 4: il motore/controllo

Ecco lo schema di come controllare il motore. Uso un arduino con un encoder per la velocità e un pulsante di avvio/arresto. In allegato anche lo sketch di arduino. Per programmare l'arduino, guarda i vari istruibili qui su istruttori:-)

Il motore brushless è un piccolo tipo da 50 g che rimane. Consiglio un motore leggermente più grande.

Passaggio 5: l'elica

è composto da 12 stripboard/veroboard, al centro è praticato un foro di 5 mm. Assicurati che ci siano almeno 4 strisce di rame sul retro. Le strisce di rame esterne sono utilizzate per alimentare le strisce LED. Le strisce di rame interne sono per DATA e CLOCK e separate per entrambi i lati. Un lato del tabellone è il pari e l'altro lato è il lato dispari per i Pixel. In totale ci sono 4 gruppi a 36 LED. Questi 36 LED sono separati in 6 nei primi 6 livelli. Quindi c'è un gruppo pari/dispari e alto/basso.

Passaggio 6: schema dell'elica

Lo schema usa una scheda MCU più vecchia e più grande perché non trovo modelli fritzing di schede Propeller più recenti / attuali.

Per il controllo LED utilizzo il microcontrollore Propeller di Parallax. Due Pin del microcontrollore 6x6=36 led. Quindi sono 4 gruppi di LED (schemi), dall'alto:

1. pari/in basso
2. dispari/in basso
3. dispari/superiore
4. pari/in alto

Il software è allegato, dai un'occhiata alla mia precedente istruzione (passaggio 4) per la programmazione del microcontrollore dell'elica.

Passaggio 7: come sono disposti i voxel?

In questo foglio puoi vedere come sono disposti i voxel.

Vengono prodotti 120 fotogrammi per turno. Ogni frame è composto da 12x12=144 Voxel, che ci danno 120x144=17280 Voxel totali. Ogni Voxel ottiene 4 bit per il colore, quindi abbiamo bisogno di 8640 byte di ram.

Passaggio 8: informazioni aggiuntive

Assicurati che l'elica ruoti in senso antiorario!

È molto importante bilanciare l'elica con i contrappesi prima di ruotare. Utilizzare occhiali protettivi e molta colla per le parti che potrebbero "volare via".

La distanza tra i "Bordi dell'elica" è 21 mm (se la tavola ha 160 mm), angelo: 15 gradi

Aggiornamenti:

• (2 maggio 2017), modifica alcune foto con descrizioni
• (3 maggio 2017), aggiungi il passaggio: Come sono disposti i voxel?

Secondo classificato al Microcontroller Contest 2017