步驟1:設計和激光切割文件
主要設計參數是所用材料的厚度。在這個版本中,使用了1.5毫米的紙板,因為它易于切割且非常便宜。 3D設計(例如Fusion360)有助于避免組裝過程中的問題。對于激光切割,零件必須以適合機器激光切割區域的方式排列,在這種情況下為790x384 mm。 Inkscape是一個處理這項工作的簡單而強大的工具。附加的SVG文件包含用于1.5 mm材料的圓柱形顯示的所有零件。
更新:我使用用戶參數厚度修改了Fusion360型號,因此您可以更改矩陣的材料厚度并生成您自己的激光切割文件。 LED條紋的切口插槽將很快添加。
第2步:激光 - 切割和預組裝
激光切割后,您將獲得以下部件:
- 12個C形水平段
- 18個梳子像垂直段
- 2個垂直連接段
- 20個led載體段
8個C形,9個梳子和1個連接組合到顯示器的一半。在此步驟中,僅將部件插在一起以檢查是否一切都很合適。不要使用膠水。
步驟3:LED接線
LED條紋被切割成5個LED段,并用背面膠帶粘合到載體段上。首先,條帶的DI(數據輸入)和DO(數據輸出)引腳以Z字形方式連接在一起,將第一條帶的DO與下一條紋的DI連接,依此類推。這是針對包括10個條紋的每個圓柱體的一半完成的。 5V和GND僅在條帶與條帶的一側連接。導線的長度應與陣列的條帶距離相匹配。
在將LED安裝到矩陣中之前,矩陣的各個部分必須粘合在一起,用于圓柱的每一半。
最后,將10個條紋放在基質的每一半中,并用熱膠固定。從一半的DO連接到下半部分的DI。上半部分的DI將是Raspberry Pi或Arduino的輸入。
第4步:第一次測試
為確保一切正常,應對LED進行首次測試。使用Arduino和Neopixel庫應該是最簡單的方法。
步驟5:木質單板擴散器
在測量基質的直徑和高度后,可以切割木質單板并在基質周圍滾動。對于固定,透明膠條就足夠了。
步驟6:Raspberry Pi,Arduino和電源
為了便于在Python中編寫漂亮的矩陣效果,可以使用Raspberry Pi。在這種情況下,使用了Raspberry Pi Zero,它通過74HCT245電平轉換器通過GPIO引腳18連接到矩陣,以使3.3V從Pi適應WS2812的5V。當使用更大的Neopixel/WS2812 LED數量時,也會使用大電容(2200 uF)和串聯電阻(470歐姆)。
電源
100個WS2812b LED的最大功率為100x60mA = 6A。當然,通過降低亮度,可以大大降低功耗。請確保您的5V電源能夠驅動電流達到所需的亮度。
Arduino
此矩陣可直接用于Arduino設備上Adafruit的NeoPixel和NeoMatrix庫。如果要使用示例,則必須更改PIN和初始化:
Neomatrix:
Adafruit_NeoMatrix矩陣= Adafruit_NeoMatrix(20,5 ,PIN,NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG,NEO_GRB + NEO_KHZ800);
您還必須包含Adafruit GFX庫并加載高度為5像素的其他字體。請使用附帶的Arduino草圖作為起點(使用PIN 4作為矩陣)。它是Neomatrix示例草圖的改編版本。
NeoPixel:
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(100,PIN,NEO_GRB + NEO_KHZ800) ;
第7步:模擬
Python源代碼在Github上可用
編碼有兩種模式。如果在cylinder.py開頭定義了 PI = False ,則代碼處于模擬模式。您可以在任何能夠運行python的平臺上測試所有動畫。請先安裝程序使用的所有庫(如pygame,numpy等)。在模擬模式下,圓柱體顯示為5x20像素矩陣。
步驟8:編程
第二種軟件模式是 PI = True (在cylinder.py中定義)并在Pi上啟動。這將驅動Raspberry Pi的GPIO引腳18。您可以自由添加其他效果并使用參數。
文本以3x5字體顯示,因此由于顯示高度有限,并非所有字母都完美。
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