Mattone RGB da 500 pixel LED: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Tempo fa ho costruito una Coffetable 10x10 LED con alcuni di questi LED WS2812, ma anche se è possibile giocare al gioco della vecchia scuola Snake con uno smartphone collegato, voglio qualcosa di più speciale. Così ho deciso di metterci qualche led in più, disposto come un cubo per avere più possibilità di creare animazioni oltre che giochi ed eccoci qua: RGB-Brick.

Vorrei ringraziare l'intero team di LED-STUDIEN che ha finanziato quel progetto, ma specialmente Dennis Jackstien come mio contatto. Senza il loro aiuto non sarei stato in grado di costruire questo affascinante LED-Cube.

Passaggio 1: lasciati ispirare

Ecco alcune immagini e un piccolo video con alcune delle capacità del Brick, tra cui molte animazioni, un fuoco (in lavorazione) per un'atmosfera riscaldata, un visualizzatore di musica e i giochi Snake e Tetris.

Passaggio 2: cosa ti serve

Ecco un elenco di tutti i materiali di cui hai bisogno, alcuni non sono necessari e altri possono essere scambiati dai tuoi preferiti:

1. 500 LED WS2812 30px/m
2. Alimentazione 5V 30A
3. Adolescente 3.2
4. Modulo wifi ESP8266

5. alcuni pezzi di legno:

   1. 1x: 27, 2 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, per il coperchio
   2. 2x: 29, 6 cm x 27, 2 cm x 1, 0 cm, per i pannelli laterali grandi
   3. 2x: 25, 2 cm x 29, 6 cm x 1, 0 cm, per i pannelli laterali piccoli
   4. 1x: 34, 0 cm x 34, 0 cm x 1, 9 cm, per il fondo
   5. 8x: 34, 0 cm x 4, 6 cm x 0,3 cm, per i bordi della griglia LED
   6. 100x: 34, 0 cm x 3, 3 cm x 0,3 cm, per la griglia LED

6. alcuni pezzi di vetro acrilico:

   1. 1x: 34, 0 cm x 34, 0 cm x 0,3 cm
   2. 2x: 34, 0 cm x 36, 3 cm x 0,3 cm
   3. 2x: 34, 6 cm x 36, 3 cm x 0,3 cm
   4. 1x: 10, 0 cm x 7, 5 cm x 0,3 cm (opzionale, per il terminale)
7. Tavola audio Teensy (opzionale)
8. Fili, regolatore di tensione, pressacavi, buzzer, pulsante, sensore di temperatura (opzionale)
9. colla per legno, colla per vetro acrilico, viti e altre piccole cose

Se vuoi un terminale nella parte inferiore del cubo (è facoltativo aspettarti il jack di alimentazione):

1. Presa di alimentazione 230V
2. Interruttore 230V
3. Jack audio
4. Cavo di prolunga USB

Passaggio 3: costruire la scatola

Prima di tutto andremo a costruire la scatola di legno e la griglia LED. Le dimensioni del cubo sono specificate dalla distanza del pixel sulla striscia LED. In questo caso i pixel hanno una distanza di 3, 4 cm, quindi il cubo deve essere 34 x 34 x 34 cm. Risparmierete molto tempo utilizzando queste dimensioni, perché non è necessario tagliare la striscia dopo ogni pixel e rimontarla con un piccolo cavo.

Tutto viene insieme con un po' di colla per legno. Devi lavorare correttamente perché la custodia in acrilico si abbini perfettamente sulla parte superiore della scatola di legno. Sta diventando molto più facile con alcuni volontari intorno a te, o semplicemente usa un tenditore del telaio come ho fatto io.

I bordi della griglia e la griglia stessa sono realizzati in fibra di legno ad alta densità (HDF). Usare una sega da banco è la scelta migliore perché devi tagliarne anche più di 100 pezzi. Puoi trovare le dimensioni nella foto sopra. La griglia ha bisogno di un piccolo spazio (circa 0,3 cm) ogni 3, 4 cm per unire le sporgenze x e y. Una volta che hai finito, puoi mettere i bordi al cubo e fissarli con molta colla per legno. È un po' difficile, soprattutto perché dovrebbero avere un angolo di circa 45 gradi. Prima di poter attaccare la griglia al cubo devi aggiungere le strisce LED.

Passaggio 4: l'elettronica

Le strisce LED sul lato girano una volta intorno al cubo, quindi taglia 10 strisce con la lunghezza di 40 pixel. Per i LED in cima al cubo tagliare 10 strisce con la lunghezza di 10 pixel. Fare attenzione ad allineare correttamente le strisce facendo riferimento alla freccia su di esse. Una volta rimossa la striscia di colla dal cubo, non reggerà mai come la prima volta.

Gli alimentatori sono fissati con alcune viti ai lati dell'interno. I cavi di alimentazione dei LED entrano nella scatola da alcuni piccoli fori vicino a ogni striscia LED.

Il controller è costituito da un Teensy 3.2, un ESP8266 e la scheda audio Teensy, che non è necessaria per eseguire il cubo. Il DHT11 era solo per controllare la temperatura all'interno del cubo ma dopo più test di circa poche ore posso dire che puoi lasciarlo fuori.

Sul terminale puoi trovare il jack di alimentazione e l'interruttore di alimentazione (quando mi sono reso conto che questo non era il posto migliore per un interruttore era troppo tardi). La presa USB serve per programmare il Teensy. L'ingresso audio va alla scheda audio Teensy per azionare i led sulla musica. Tutto questo si riunisce su un piccolo pezzo di vetro arilico trattenuto da due profili in alluminio. Ho appena trovato questo in garage, puoi usare quello che vuoi perché è coperto dal pannello di legno inferiore e non contribuisce all'aspetto del cubo.

Tieni presente che un LED utilizza 60 mA, in totale sono 30 A! Fai attenzione quando li colleghi! Devi verificare tutti i tuoi circuiti prima di collegarli all'alimentazione!

Passaggio 5: connessioni e codifica

I LED sono collegati come due matrici sui pin 3 e 20 del Teensy. La prima è la matrice in alto (10x10, 100pixel) e la seconda è quella laterale (40x10, 400pixel). I LED della matrice superiore sono allineati a zigzag, il che significa che le frecce sulla striscia devono essere in direzioni diverse per ogni striscia, mentre le strisce LED sul lato sono allineate nella stessa direzione. Dai un'occhiata alle immagini, la linea rossa ti mostrerà come collegare il Dout della prima striscia al Din della prossima, spero che ti aiuti a capire l'allineamento.

Per le animazioni e i giochi sto convertendo le due matrici in una delle dimensioni di 10x50 utilizzando la seguente funzione:

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

if (x <= 39) matrix_bottom(x, y) = c; else matrice_top(x - 40, y) = c; }//end setXYPixel()

Per il gioco Snake è necessario implementare alcuni casi speciali:

• Quando la testa di serpente colpisce la riga superiore della matrice laterale, deve passare alla matrice in alto.
• Quando la testa di serpente colpisce un'estremità della matrice superiore deve passare alla matrice inferiore.
• Quando la testa di serpente colpisce l'ultima o la prima colonna della matrice laterale deve passare alla prima o all'ultima colonna.

Per il gioco Tetris hai bisogno di qualcosa di simile a questo per un campo che inizia nell'angolo in alto a sinistra:

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

if (y < 10) matrice_top(x, y) = c; else matrice_fondo(x + 10, 19 - y) = c; }//end setXYPixel()

Passaggio 6: la copertura in acrilico

Più difficile della scatola di legno a causa dello spessore minore, ma con abbastanza tempo e buone idee per tenere insieme il cubo mentre la colla si indurisce riuscirai a ottenere questo insieme. Sono sorpreso dalla forza di questa colla acrilica (Acrifix), quindi penso che non devi preoccuparti di una custodia rotta.

Passaggio 7: riuniscilo

Dopo aver completato tutti i passaggi, è il momento di riunire tutte le parti. Quando non hai ancora unito la griglia LED, ora è il momento di farlo. Non incollo la griglia al cubo perché non ce n'è bisogno e in caso di LED rotto si può cambiare senza problemi, però bisogna avere più di due mani per tenere le cinque griglie al cubo e mettere esso nella copertura acrilica. Ultimo ma non meno importante, puoi avvitare il pannello di legno inferiore al cubo. La copertura è fissata al pannello di legno inferiore tramite otto viti molto piccole.

Passaggio 8: software e controlli

Lo schizzo su Teensy si basa sulla libreria FastLED che include diverse animazioni di base. L'aggiunta del pacchetto della libreria RGBLEDS al tuo schizzo offre una potente algebra delle matrici per la visualizzazione di testo e "sprite" con molti schizzi di esempio. Se vuoi giocare anche a Tetris, fai riferimento all'istruibile di jollifactory, anche se utilizza solo una matrice bicolore.

L'app per smartphone è basata su NetIO di David Eickhoff che ha un'ottima documentazione. Con NetIO-UI-Designer puoi creare la tua interfaccia utente con pulsanti, slider, etichette e molto altro. Puoi scegliere il protocollo per i messaggi in uscita nel designer. Nel mio caso ho preso il più semplice: UDP. I messaggi vengono inviati all'ESP8266 dalla mia rete domestica e Teensy valuterà il contenuto e gestirà il comando specificato. Puoi utilizzare il file allegato per iniziare a creare la tua interfaccia o semplicemente utilizzare un'app a tua scelta.

Passaggio 9: crea il tuo e divertiti

Ora è il momento di prendere le parti e costruire il tuo mattone. Se avete domande non esitate a chiedere.

Per altri video puoi controllare il mio canale Youtube. È ancora un lavoro in corso quindi ci sarà più materiale in futuro.

Grazie per aver letto e divertiti a giocare a Tetris o ad altri bei giochi sul tuo Brick!

Secondo Premio al Concorso Lampade e Illuminazione 2016

Gran Premio al LED Contest