ผนังกระเบื้อง LED แบบโต้ตอบ (ดูง่ายกว่า): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในโครงการนี้ ฉันสร้างจอแสดงผล LED แบบโต้ตอบบนผนังโดยใช้ Arduino และชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

แรงบันดาลใจสำหรับโครงการนี้ส่วนหนึ่งมาจากกระเบื้องนาโนลีฟ ฉันต้องการสร้างเวอร์ชันของตัวเองที่ไม่เพียงแต่มีราคาจับต้องได้เท่านั้น แต่ยังมีการโต้ตอบกันมากขึ้นด้วย ฉันเพิ่งทำโปรเจ็กต์คลาสเสร็จโดยใช้เมทริกซ์ LED และต้องการลองทำอะไรในสเกลที่ใหญ่ขึ้น

โปรเจ็กต์นี้ใช้เวลาสองสามสัปดาห์เนื่องจากเวลาในการพิมพ์ 3D ที่ยาวนาน แต่ฉันรักษาต้นทุนให้ต่ำและมีแรงงานน้อยมากทำให้เป็นโปรเจ็กต์ที่ยอดเยี่ยมในการลองสร้างตัวเอง!

คุณสามารถค้นหา STL ทั้งหมดที่ฉันใช้กับ thingiverse:

เสบียง

สำหรับรายละเอียดค่าใช้จ่ายทั้งหมดตรวจสอบเว็บไซต์ของฉัน:

ใช้ลิงค์พันธมิตรเพื่อสนับสนุนเนื้อหาของฉัน!

Arduino Mega -

WS2812b ไฟ LED แบบปรับได้ -

สวิตช์แทค -

แหล่งจ่ายไฟ 5V 10A -

สาย 18 เกจ -

เครื่องปอกสายไฟ -

หัวแร้ง -

ความร้อนหดตัว -

เครื่องพิมพ์ 3D ราคาประหยัดที่ดีที่สุด (ในความคิดของฉัน) -

ไส้ปลา -

ขั้นตอนที่ 1: เริ่มพิมพ์ไทล์

ส่วนที่ยาวที่สุดของโครงการนี้คือการพิมพ์ 3 มิติ 64 แผ่นที่จำเป็นในการสร้างตาราง 8 x 8 เมื่อฉันทำสิ่งนี้ ฉันพิมพ์ครั้งละสามแผ่น และการพิมพ์แต่ละครั้งจะใช้เวลาประมาณ 5.5 ชั่วโมง สำหรับทั้งผนัง เวลาพิมพ์ทั้งหมดประมาณ 120 ชั่วโมงหรือ 5 วัน หากคุณพิมพ์ไม่หยุด โชคดีสำหรับเรา ส่วนที่เหลือทั้งหมดของโครงการสามารถทำได้ในขณะที่กระเบื้องเสร็จสิ้นการพิมพ์

ตัวกระเบื้องเองเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส 3.6 นิ้วที่มีความลึกหนึ่งนิ้ว ฉันใช้ความหนาของผนัง 0.05” และพบว่ามันกระจายแสงได้อย่างสมบูรณ์แบบ ฉันยังเพิ่มรอยบากเพื่อให้แถบ LED และสายปุ่มผ่านไปได้ แต่สุดท้ายก็ไม่จำเป็นเพราะตัวเว้นวรรคที่ฉันใช้ในการยึดกระเบื้อง (เราจะไปถึงจุดนั้น)

นี่คือลิงก์ไปยัง STL ที่ฉันสร้าง แต่ฉันขอแนะนำให้สร้างของคุณเองเพื่อให้เหมาะกับโครงการของคุณมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: ต่อสายไฟ LED Strips

เนื่องจากฉันกำลังจะเขียนโปรแกรมกับ Arduino ฉันจึงตัดสินใจว่าแถบ LED WS2812b จะเหมาะสำหรับโครงการนี้ แถบเหล่านี้สามารถระบุแอดเดรสแยกกันได้ หมายความว่าคุณสามารถตั้งโปรแกรม LED แต่ละดวงบนแถบให้เป็นสีและความสว่างที่แตกต่างกันได้ พวกเขายังส่งข้อมูลจากพิกเซลหนึ่งไปยังอีกพิกเซลเพื่อให้ทุกอย่างสามารถควบคุมได้จากขาข้อมูลเดียวของ Arduino แถบที่ฉันใช้มีความหนาแน่นของพิกเซล 30 LEDs ต่อเมตร

การออกแบบของฉันพอดีกับไฟ LED 6 ดวงภายใต้แต่ละไทล์ ไฟ LED สามดวงในสองแถว ดังนั้นฉันจึงตัดแถบเป็น 16 ส่วนโดยแต่ละส่วนมีไฟ LED 24 ดวง แถบเหล่านี้ติดอยู่กับแผ่นไม้โดยใช้แถบกาวด้านหลัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณทำความสะอาดฝุ่นออกจากไม้ก่อนทำสิ่งนี้ มิฉะนั้นแถบของคุณจะลอกออกเมื่อเวลาผ่านไป

ให้นึกถึงลูกศรบอกทิศทางบนแถบนั้น ฉันเริ่มจากด้านล่างซ้ายของกระดานและสลับทิศทางขณะที่ฉันกดลงไป ประสานปลายเอาต์พุตของแต่ละแถบเข้ากับอินพุตของแถบถัดไป

ขั้นตอนที่ 3: ตัดกระดานให้เหลือขนาด (ไม่บังคับ)

กระดานที่ฉันซื้อเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 4 ฟุต แต่กระดานสุดท้ายของฉันจะใกล้กับสี่เหลี่ยมจัตุรัส 3 นิ้วมากขึ้น ฉันก็เลยเอาจิ๊กซอว์ออกมาแล้วตัดให้เหลือขนาด หากคุณทำกระเบื้องที่ใหญ่ขึ้น หรือเพียงแค่เพิ่มกระเบื้อง 3.6 เพิ่มเติม คุณสามารถเติมกระดานขนาด 4' x 4' ทั้งหมดได้อย่างง่ายดายและช่วยตัวเองในการตัดบางส่วน

ขั้นตอนที่ 4: สร้างเมทริกซ์ปุ่ม

นี่เป็นส่วนที่ยาวที่สุดของงานสร้างนี้ (นอกเหนือจากเวลาพิมพ์) เพื่อใช้ประโยชน์จากไลบรารีปุ่มกดที่รวมอยู่ใน Arduino IDE จำเป็นต้องเชื่อมต่อทั้ง 64 ปุ่มในแถวและคอลัมน์ แผนภาพด้านบนแสดงตัวอย่างขนาด 4 x 4 แต่สามารถเพิ่มเป็นตารางขนาด 8 x 8 ได้อย่างง่ายดายเหมือนที่ฉันทำ หรือขนาดอื่นใดที่เหมาะกับพื้นที่ของคุณ

ฉันตัดลวดยาว 16 เส้นแล้วดึงออกทุกๆ 3.6 นิ้ว เพื่อให้ปุ่มอยู่ตรงกลางของแต่ละช่อง จากนั้นฉันก็บัดกรีขาข้างหนึ่งของแต่ละสวิตช์ชั้นเชิงเป็นช่องว่างบนสายแถว ลวดคอลัมน์ถูกบัดกรีไปที่ขาในแนวทแยงจากลวดแถว เมื่อกดสวิตช์ชั้นเชิง มันจะสั้นสายแถวและคอลัมน์เข้าด้วยกัน

จากนั้นแต่ละแถวและคอลัมน์ต้องใช้สายไฟเพื่อเชื่อมต่อกับพินดิจิทัลบน Arduino ฉันระบายสีสายไฟทั้งหมดของฉันเพื่อให้แก้ไขปัญหาได้ง่ายขึ้น และสุดท้ายฉันต้องเปลี่ยนหมุดที่ใช้อยู่สองสามครั้ง จึงเป็นการตัดสินใจที่มีประโยชน์

หลังจากนี้ ฉันติดกาวปุ่มทั้งหมดให้เข้าที่บน MDF อย่าลืมวัดตำแหน่งที่คุณต้องการติดแต่ละปุ่ม มิฉะนั้น ลูกสูบจะพลาด

ขั้นตอนที่ 5: ทดสอบวงจรของคุณ

ตอนนี้ LED และปุ่มทั้งหมดติดกาวแล้ว ก็เป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการทดสอบทุกอย่าง ในโค้ดที่ลิงก์ด้านบนนี้ ฉันมีฟังก์ชันบางอย่างสำหรับทดสอบ LED และปุ่มทั้งหมดของคุณ หากมีปัญหาใดๆ (ซึ่งน่าจะมีอยู่ในโครงการใหญ่ขนาดนี้) คุณสามารถค้นหาและแก้ไขได้ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีใช้ฟังก์ชันทดสอบเหล่านี้ โปรดดูคำแนะนำในโค้ดด้านล่างนี้

ลองทำการแก้ไขปัญหาทั้งหมดของคุณก่อนที่จะเพิ่มไทล์ มันจะยากกว่ามากที่จะเข้าถึงทุกสิ่งเมื่อกระเบื้องหมด

ขั้นตอนที่ 6: กาวกระเบื้อง

ในการเชื่อมต่อแผ่นกระเบื้องกับกระดาน ฉันได้ออกแบบฉากยึดที่พิมพ์ 3 มิติ โดยจะยึดสี่แผ่นเข้าด้วยกันที่แต่ละมุม เมื่อฉันทำสิ่งนี้ ฉันไปทีละแผ่นและติดกาวยึดแต่ละอันให้เข้าที่ตามแผ่นกระเบื้องที่เชื่อมต่ออยู่ ดังนั้นฉันจะไม่มีพื้นที่แปลก ๆ

ฉันยังพิมพ์ตัวเว้นวรรค 64 ตัวเพื่อติดกาวที่ลูกสูบของแต่ละแผ่น ซึ่งจะชดเชยความสูงที่เพิ่มขึ้นมากับขายึด แต่ยังเพิ่มพื้นที่ที่ลูกสูบสามารถคลิกได้ ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดเล็กน้อยในระยะห่างของปุ่ม

STL สำหรับวงเล็บและตัวเว้นวรรคเหล่านี้สามารถพบได้ในหน้า Thingiverse พร้อมไทล์

ขั้นตอนที่ 7: การเขียนโปรแกรม

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

นี่เป็นส่วนที่ฉันชอบที่สุดในโครงการนี้ เมื่อฮาร์ดแวร์เสร็จสิ้น เราสามารถตั้งโปรแกรมให้ทำอะไรก็ได้! ณ ตอนนี้ฉันได้ตั้งโปรแกรมโหมดรูปแบบสายรุ้งและโหมดคลิกเพื่อระบายสี ทั้งสองสิ่งนี้สามารถเห็นได้ในวิดีโองานสร้างของฉัน และฉันจะลงรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีที่ฉันเขียนมันในโค้ดแนะนำ

ถ้าพวกคุณสร้างสิ่งนี้ขึ้นมา เราขอแนะนำให้คุณลองตั้งโปรแกรมโหมดของคุณเอง! มันทำให้โครงการคุ้มค่ากับเวลาและเงินจริงๆ หากคุณต้องการแรงบันดาลใจสำหรับโหมดต่างๆ ในการเขียนโปรแกรม โปรดคอยติดตามช่อง YouTube ของฉันสำหรับการอัปเดตในอนาคต

คุณสมบัติในอนาคตบางอย่างที่ฉันวางแผนไว้คือ:

– โปรแกรมสร้างภาพและเสียงโดยใช้ไมโครโฟนและไลบรารี FFT Arduino

– หมากฮอส

– ทิก แทก โท

– เรือประจัญบาน

– ย้อนกลับ

- หน่วยความจำ

– และเกมอีกมากมายที่สามารถเล่นได้บนกริด

รางวัลที่สองในการประกวด Make it Glow