500 LED-Pixel RGB-Brick - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Een tijdje geleden heb ik een 10x10 LED-Coffetable gebouwd met een aantal van deze WS2812 LED's, maar zelfs als het mogelijk is om het ouderwetse spel Snake te spelen met een smartphone erop aangesloten, wil ik iets speciaals. Dus besloot ik er nog een paar leds op te plaatsen, gerangschikt als een kubus om meer mogelijkheden te krijgen om zowel animaties als games te maken en hier zijn we dan: de RGB-Brick.

Ik wil het hele team van LED-STUDIEN bedanken die dat project heeft gefinancierd, maar vooral Dennis Jackstien als mijn contactpersoon. Zonder hun hulp zou ik deze charmante LED-Cube niet kunnen bouwen.

Stap 1: Laat je inspireren

Hier zijn een paar foto's en een kleine video met enkele van de mogelijkheden van de Brick, waaronder veel animaties, een (werk in uitvoering) vuur voor een verwarmde atmosfeer, een muziekvisualizer en de games Snake en Tetris.

Stap 2: Wat je nodig hebt

Hier is een lijst van alle materialen die je nodig hebt, sommige zijn niet nodig en andere kunnen worden uitgewisseld door je favorieten:

1. 500 WS2812 LED's 30px/m
2. 5V 30A voeding
3. Tiener 3.2
4. ESP8266 wifi-module

5. enkele stukken hout:

   1. 1x: 27, 2cm x 27, 2cm x 1, 0cm, voor het deksel
   2. 2x: 29, 6cm x 27, 2cm x 1, 0cm, voor de grote zijpanelen
   3. 2x: 25, 2cm x 29, 6cm x 1, 0cm, voor de kleine zijpanelen
   4. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 1, 9cm, voor de bodem
   5. 8x: 34, 0cm x 4, 6cm x 0, 3cm, voor de randen van het LED-raster
   6. 100x: 34, 0cm x 3, 3cm x 0, 3cm, voor het LED-raster

6. enkele stukken acrylglas:

   1. 1x: 34, 0cm x 34, 0cm x 0, 3cm
   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, 0cm x 7, 5cm x 0, 3cm (optioneel, voor de terminal)
7. Teensy audioboard (optioneel)
8. Draden, spanningsregelaar, kabelklemmen, zoemer, knop, temperatuursensor (optioneel)
9. houtlijm, acrylglaslijm, schroeven en andere kleine dingen

Als je een terminal aan de onderkant van de kubus wilt (het is optioneel voor de stroomaansluiting):

1. 230V stroomaansluiting
2. 230V schakelaar
3. Audio kabel
4. USB-verlengkabel

Stap 3: De doos bouwen

Allereerst gaan we de houten kist en het LED-raster bouwen. De afmetingen van de kubus worden bepaald door de afstand van de pixel op de ledstrip. In dit geval hebben de pixel een afstand van 3,4 cm, dus de kubus moet 34 x 34 x 34 cm zijn. Met deze afmetingen bespaart u veel tijd, omdat u niet na elke pixel de strip hoeft af te knippen en met een klein kabeltje weer in elkaar te zetten.

Alles komt samen met wat houtlijm. Je moet goed werken, want de acrylkoffer past perfect op de houten kist. Het wordt veel gemakkelijker met wat vrijwilligers om je heen, of gebruik gewoon een framespanner zoals ik deed.

De randen van het rooster en het rooster zelf zijn gemaakt van vezelplaat met hoge dichtheid (HDF). Het gebruik van een tafelzaag is de beste keuze omdat je er zelfs meer dan 100 stuks van moet zagen. De afmetingen vindt u in de afbeelding hierboven. Het raster heeft om de 3, 4 cm een kleine opening (ongeveer 0, 3 cm) nodig om de x- en y-richels bij elkaar te krijgen. Als je klaar bent, kun je de randen op de kubus leggen en deze vastzetten met veel houtlijm. Het is een beetje moeilijk, vooral omdat ze een hoek van bijna 45 graden moeten hebben. Voordat je het raster aan de kubus kunt bevestigen, moet je de LED-strips toevoegen.

Stap 4: De elektronica

De LED-strips aan de zijkant gaan één keer om de kubus heen, knip daarom 10 strips af met een lengte van 40 pixel. Knip voor de LED's bovenop de kubus 10 strips met een lengte van 10 pixels. Zorg ervoor dat u de strips correct uitlijnt door rekening te houden met de pijl erop. Zodra je de lijmstrip van de kubus hebt verwijderd, zal deze nooit meer zo blijven als de eerste keer.

De voedingen zijn bevestigd met enkele schroeven aan de zijkanten van het interieur. De stroomkabels van de LED's komen in de doos door enkele kleine gaatjes bij elke LED-strip.

De controller bestaat uit een Teensy 3.2, een ESP8266 en het Teensy-audiobord, dat niet nodig is om de kubus te laten draaien. De DHT11 was alleen bedoeld om de temperatuur in de kubus te controleren, maar na meerdere tests van ongeveer een paar uur kan ik zeggen dat je hem kunt weglaten.

Op de terminal vind je zowel de stroomaansluiting als de stroomschakelaar (toen ik me realiseerde dat dit niet de beste plek is voor een schakelaar was het te laat). De USB-aansluiting is voor het programmeren van de Teensy. De audio-ingang gaat naar het Teensy-audiobord om de LED's op de muziek aan te sturen. Dit alles komt samen op een klein stukje arylglas dat wordt vastgehouden door twee aluminium profielen. Ik vond dit net in de garage, je kunt gebruiken wat je wilt omdat het wordt afgedekt door het onderste houten paneel en niet bijdraagt aan het uiterlijk van de kubus.

Houd er rekening mee dat één LED 60mA gebruikt, in totaal is dat 30A! Wees voorzichtig als je ze aansluit! Je moet al je circuits controleren voordat je ze op de voeding aansluit!

Stap 5: Verbindingen en codering

De LED's zijn als twee matrices aangesloten op pinnen 3 en 20 op de Teensy. De eerste is de matrix aan de bovenkant (10x10, 100pixels) en de tweede is de zijkant (40x10, 400pixels). De LED's van de bovenste matrix zijn uitgelijnd in een zigzagpatroon, wat betekent dat de pijlen op de strip voor elke strip in verschillende richtingen moeten staan, terwijl de LED-strips aan de zijkant in dezelfde richting zijn uitgelijnd. Kijk eens naar de foto's, de rode lijn laat zien hoe je Dout van de eerste strip verbindt met de Din van de volgende, ik hoop dat dat je zal helpen de uitlijning te begrijpen.

Voor de animaties en games converteer ik de twee matrices naar één met de grootte van 10x50 met behulp van de volgende functie:

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

if (x <= 39) matrix_bottom(x, y) = c; anders matrix_top(x - 40, y) = c; }//einde setXYPixel()

Voor het Snake-spel moet je enkele speciale gevallen implementeren:

• Wanneer de snakehead de bovenste rij van de zijmatrix raakt, moet hij overschakelen naar de matrix bovenaan.
• Wanneer de snakehead het ene uiteinde van de bovenste matrix raakt, moet hij overschakelen naar de onderste matrix.
• Wanneer de snakehead de laatste of de eerste kolom van de zijmatrix raakt, moet deze overschakelen naar de eerste respectievelijk laatste kolom.

Voor het Tetris-spel heb je iets soortgelijks nodig voor een veld dat in de linkerbovenhoek begint:

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

als (y < 10) matrix_top(x, y) = c; anders matrix_bottom(x + 10, 19 - y) = c; }//einde setXYPixel()

Stap 6: De acrylafdekking

Moeilijker dan de houten kist vanwege de kleinere dikte, maar met voldoende tijd en goede ideeën om de kubus bij elkaar te houden terwijl de lijm hard wordt, krijg je dit voor elkaar. Ik ben verbaasd over de sterkte van deze acryllijm (Acrifix), dus ik denk dat je je geen zorgen hoeft te maken over een kapotte behuizing.

Stap 7: Breng het samen

Nadat je alle stappen hebt voltooid voordat het tijd is om alle onderdelen bij elkaar te brengen. Toen je het LED-raster nog niet had samengevoegd, is het nu tijd om dat te doen. Ik lijm het rooster niet op de kubus omdat het niet nodig is en in het geval van een kapotte LED kun je het zonder problemen verwisselen, maar je hebt meer dan twee handen nodig om de vijf roosters aan de kubus vast te houden en te plaatsen het in de acryl cover. Last but not least kunt u het onderste houten paneel op de kubus schroeven. Het deksel wordt met acht zeer kleine schroeven aan het onderste houten paneel bevestigd.

Stap 8: Software en bedieningselementen

De schets op de Teensy is gebaseerd op de FastLED-bibliotheek die verschillende basisanimaties bevat. Door het RGBLEDS-bibliotheekpakket aan je schets toe te voegen, krijg je krachtige matrixalgebra voor het weergeven van tekst en 'sprites' met ook veel voorbeeldschetsen. Als je ook Tetris wilt spelen, raadpleeg dan de instructable van jollifactory, zelfs als deze alleen een tweekleurige matrix gebruikt.

De smartphone-app is gebaseerd op NetIO van David Eickhoff, die een zeer goede documentatie heeft. Met de NetIO-UI-Designer creëer je je eigen gebruikersinterface met knoppen, sliders, labels en nog veel meer. U kunt het protocol voor de uitgaande berichten kiezen in de ontwerper. In mijn geval nam ik de eenvoudigste - UDP. De berichten worden door mijn thuisnetwerk naar de ESP8266 gestuurd en de Teensy zal de inhoud evalueren en het opgegeven commando afhandelen. U kunt het bijgevoegde bestand gebruiken om aan de slag te gaan om uw eigen interface te maken of gewoon een app naar keuze gebruiken.

Stap 9: Bouw je eigen en geniet ervan

Nu is het tijd om de onderdelen te halen en je eigen Brick te bouwen. Als je vragen hebt, stel ze gerust.

Voor meer video's kun je kijken op mijn Youtube-kanaal. Het is nog een work in progress, dus er zal in de toekomst meer materiaal zijn.

Bedankt voor het lezen en veel plezier met het spelen van Tetris of andere leuke spelletjes op je eigen Brick!

Tweede prijs in de lampen- en verlichtingswedstrijd 2016

Hoofdprijs in de LED-wedstrijd