แผนที่อัจฉริยะของไอดาโฮพร้อมข้อมูล LED + ศิลปะ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

By jwolinFollow เพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

ฉันต้องการวิธีแสดงข้อมูลทางภูมิศาสตร์อย่างมีศิลปะและแบบไดนามิกโดย "ระบายสี" แผนที่ด้วยแสง ฉันอาศัยอยู่ในไอดาโฮและรักรัฐของฉัน ฉันคิดว่าที่นี่น่าจะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี! นอกจากจะเป็นงานศิลปะที่มีเอฟเฟกต์แสงไฟสุดเจ๋งแล้ว ยังให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์อีกด้วย ตัวอย่างเช่น คุณสามารถแสดง "แผนที่ความร้อน" ต่อจำนวนความหนาแน่นของประชากร ระดับปริมาณน้ำฝน ระดับความสูงสูงสุด/ต่ำสุด จำนวนเอเคอร์ของพื้นที่รกร้างว่างเปล่า ฯลฯ หลังจากทำแผนที่ไอดาโฮนี้แล้ว ฉันมีแรงจูงใจที่จะทำสิ่งที่คล้ายคลึงกัน ระดับโลก!

สำหรับคำแนะนำนี้ คุณจะต้องมีสิ่งต่อไปนี้:

• (2) 2'x4' แผ่น 1/4MDF
• (1) 10' ชิ้น 1"x8" ไม้สน
• (1) แผ่นอะครีลิคกระจายแสง
• 2 สตริงของ (50) ws2812B prewired indexible LED
• แหล่งจ่ายไฟ 5 โวลต์
• คราบ ทาสี กาว
• Arduino Micro หรือเทียบเท่า

เครื่องมือที่จำเป็น

• เครื่อง CNC
• หัวแร้ง
• ที่หนีบ
• กระดาษทราย

ขั้นตอนที่ 1: กาวไม้

เมื่อใดก็ตามที่ฉันติดแผ่นไม้ ฉันมักจะนำบิสกิตมาประกบเข้าด้วยกัน ป้องกันการแตกร้าวเนื่องจากการหดตัวเมื่อไม้แห้ง นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในโครงการนี้ เนื่องจากพื้นที่ผิวที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนเข้าด้วยกันจะลดลงเนื่องจากการดำเนินการเจาะ CNC หลังจากที่ได้ลูกปัดกาวที่ดีทั้งสองข้างรวมทั้งในทั้งสองส่วนของโพรงบิสกิตให้หนีบและทิ้งไว้ 24 ชั่วโมง

หลังจากดึงที่หนีบออกจากกันแล้ว ให้ใช้เครื่องขัดฝ่ามือ (หรือถ้าคุณกล้าใช้เครื่องขัดสายพาน) แล้วขัดข้อต่อให้เรียบ คุณจะต้องใช้กาวบีบข้อต่อออกอย่างสม่ำเสมอ และต้องการขัดกระดานให้เรียบและปราศจากตำหนิมากที่สุด

ตอนนี้เรามีแผงสามแผงที่เราจำเป็นต้องใช้แล้ว ไปที่งาน CNC กัน!

ขั้นตอนที่ 2: CNC the Three Panels (แผงขอบ, Pine Core และ LED Panel)

มีสามแผงที่ประกอบขึ้นเป็นโครงการ คุณสามารถดูรุ่นในซอฟต์แวร์ที่ฉันใช้ ข้อมูลแผนที่ถูกซื้อจากแพ็กแผนที่ maptorian ที่ยอดเยี่ยมที่ไม่มีค่าลิขสิทธิ์ รายละเอียดและคุณค่าที่น่าทึ่งที่นี่! ไฟล์ CAD จะถูกแนบในขั้นตอนต่อไป หากคุณต้องการ DXF สำหรับไฟล์ CAD หรือ Vector

แผงแกน LED นั้นเป็นแผ่น MDF 1/4" ที่กลึงแล้วซึ่งยึด LED ไว้ด้วยความเสียดทานที่แน่น คุณจะสังเกตเห็นบนแผงนี้มี "กระเป๋า" ขนาดใหญ่รอบ LED เพื่อให้แสงกระจายอย่างรวดเร็ว เป็นไปได้เพื่อหลีกเลี่ยงจุดร้อนบนอะคริลิก

แกนกลางคือแผงไม้สนที่เราติดกาวในขั้นตอนก่อนหน้าและแสดงฉากหลังของโครงการ เพื่อให้แสงส่องถึงแผ่นอะครีลิค เราจึงตัดเฉือนแต่ละเขตออกไป

ในที่สุดแผงด้านบนถูกกลึงด้วยโครงร่างของเคาน์ตีและนักเรียนประจำของรัฐ แต่ละเคาน์ตีมีชั้นวางขนาดเล็กที่จะรับอะครีลิคกระจายแสงขนาด 1/8 นิ้ว

พูดถึงอะครีลิคแล้ว ได้เวลาแมชชีนเหล่านี้ต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: กลึงมณฑลจากแผ่นอะครีลิค

การตัดเฉือนเคาน์ตีจากอะคริลิกต้องใช้การลองผิดลองถูกเล็กน้อย อะคริลิกสามารถละลายได้หากกลึงให้ช้า ดังนั้นการป้อนที่เหมาะสมจึงจำเป็นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี เคล็ดลับอีกประการหนึ่งคือใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ด้วยการดูดที่ดีเพื่อขจัดเศษออก เครื่องมือขนาดเล็กมักจะไม่ล้างเศษออกอย่างง่ายดายและสะสมความร้อนที่ทำให้เกิดการหลอมที่ไม่ต้องการ

ฉันได้ความละเอียดที่ต้องการด้วย 1/8 upcut two flute spiral bit at 18, 500rpm and feedrate 200ipm. feeds and speeds calculatorsที่ดีมีประโยชน์ที่นี่! ฉันขอแนะนำตัวที่cnccookbook.com. ฟลุตบิตตัวเดียวน่าจะทำงานได้ดีกว่านี้แต่ฉันไม่มีในมือ การเก็บแท็บเล็กๆ ไว้บนชิ้นส่วนเหล่านี้ในงาน CAM เป็นสิ่งสำคัญที่จะป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วแตกออกและฉายเข้าไปในห้อง!

ออฟเซ็ตเวทย์มนตร์สำหรับการทำให้เขตมีขนาดที่เหมาะสม กลายเป็นความพ่ายแพ้.075 จากเส้นกึ่งกลางของภาพวาด cad สิ่งนี้ทำให้ค่าเผื่อ 1/2 ของขอบ 1/8 บวกเพิ่มอีกเล็กน้อยเพื่อให้แผงวางเข้าที่ ต้องใช้การขัดเล็กน้อยในบางชิ้นเพื่อให้เข้าที่ ชิ้นงานที่พอดีทำให้งานนี้รวดเร็วและง่ายดาย

การทำให้มณฑลทั้งหมดพอดีกับอะคริลิกชิ้นเดียวเป็นเรื่องง่ายด้วยซอฟต์แวร์ vectric ของฉันที่มีคุณสมบัติการซ้อนเพื่อเพิ่มการใช้แผ่นงานให้เกิดประโยชน์สูงสุด

เพื่อความสนุก ฉันเริ่มทดสอบการใส่ชิ้นส่วนบางชิ้น เริ่มมากันแล้ว. เย็น!

ต้องการไฟล์สำหรับการตัดเฉือนเคาน์ตี แน่นอน! ดูเอกสารแนบ.

ขั้นตอนที่ 4: ทาสีและย้อมสี

ก่อนประกอบชิ้นส่วนทั้งหมด เราควรทาสีและทำสีเสียก่อน ฉันใช้คราบผสมกันสำหรับแผงไม้ สีสเปรย์สำหรับชั้นขอบ และสีขาวสะท้อนแสงสำหรับชั้น LED งานด่วนและเราอยู่ในการชุมนุม ขอให้สนุก!

ขั้นตอนที่ 5: ติดกาวแผง

ตอนนี้ได้เวลาทากาวแผงด้านล่างไปที่ด้านล่างของแกนสนแล้วติดแผงขอบ MDF ไปที่แกนสน ฉันเพิ่งใช้ชุดแคลมป์เพื่อทำสิ่งนี้

ขั้นตอนที่ 6: ต่อสายไฟ LED ด้วย Friction Fit และเชื่อมต่อ Arduino

งานฝันร้ายนี้ง่ายมากด้วยค่าเผื่อความเสียดทานพอดีที่นี่ ฉันใช้ปลายปากกากดเข้าที่ แทบล็อคเข้าและจะไม่ออกมาโดยไม่มีแรงมาก ไม่มีการใช้กาวใด ๆ สำหรับส่วนนี้ของโครงการ ทำให้การประกอบเป็นเรื่องง่าย! ฉันได้ทำหลายโครงการที่ต้องต่อสู้กับการเดินสายเป็นเวลาหลายชั่วโมงและใช้เวลา 10 นาทีอย่างแท้จริง นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ฉันพยายามวางสายรัฐในลำดับซิกแซกโดยจัดกลุ่มเพื่อให้แต่ละเขตมีลำดับตามเชือก

การเชื่อมต่อกับ Arduino ทำได้ง่ายโดยใช้เขียงหั่นขนมขนาดเล็กและสายเชื่อมต่อ แหล่งจ่ายไฟเป็นการซื้ออีเบย์ 5v และ 8amps นั้นเกินความสามารถสำหรับโปรเจ็กต์นี้ แต่ให้โอเวอร์เฮดมากมาย การเดินสายไฟสิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องง่าย +5v ไปยังพิน VCC, กราวด์ไปที่พินกราวด์ จากนั้นจ่ายไฟให้กับสแตรนด์ด้วยแหล่งกำเนิด 5v เดียวกัน พินเดียวที่เหลืออยู่คือพินข้อมูลที่จ่ายไฟให้กับสตริง! ในกรณีของฉัน ฉันใช้ D7 สำหรับข้อมูล เข้าสู่การเขียนโปรแกรม!

ขั้นตอนที่ 7: การเข้ารหัส Arduino

LED นั้นใช้พลังงานจาก Arduino ซึ่งทำให้การเข้ารหัสเค้ก รูทีนเริ่มต้นบางส่วนถูกยืม (เช่น ถูกขโมย) จากไลบรารี ws2813fx ที่ยอดเยี่ยมบน github มันง่ายที่จะปรับเปลี่ยนกิจวัตรเหล่านี้เพื่อทำในสิ่งที่ฉันต้องการให้พวกเขาทำ ขอบเขตทั้งหมดของโค้ดจะอธิบายได้ยากอย่างครบถ้วน แต่นี่เป็นไฮไลท์บางส่วน!

นี่คือกิจวัตรการสาธิตที่ใช้ได้:

#define FX_MODE_STATIC 0 # กำหนด FX_MODE_BLINK 1 #define FX_MODE_BREATH 2 #define FX_MODE_COLOR_WIPE 3 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_INV 4 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_REV 5 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_REV_INV 6 #define FX_MODE_COLOR_WIPE_RANDOM 7 #define FX_MODE_RANDOM_COLOR 8 #define FX_MODE_SINGLE_DYNAMIC 9 #define FX_MODE_MULTI_DYNAMIC 10 #define FX_MODE_RAINBOW 11 #define FX_MODE_RAINBOW_CYCLE 12 #define FX_MODE_SCAN 13 #define FX_MODE_DUAL_SCAN 14 #define FX_MODE_FADE 15 #define FX_MODE_THEATER_CHASE 16 #define FX_MODE_THEATER_CHASE_RAINBOW 17 #define FX_MODE_RUNNING_LIGHTS 18 #define FX_MODE_TWINKLE 19 #define FX_MODE_TWINKLE_RANDOM 20 #define FX_MODE_TWINKLE_FADE 21 #define FX_MODE_TWINKLE_FADE_RANDOM 22 #define FX_MODE_SPARKLE 23 #define FX_MODE_FLASH_SPARKLE 24 #define FX_MODE_HYPER_SPARKLE 25 #define FX_MODE_STROBE 26 #define FX_MODE_STROBE_RAINBOW 27 #กำหนด FX_MODE_MULTI_STROBE 28 #define FX_MODE_BLINK_RAINBOW 29 #define FX_MODE_CHASE_31 FX_MODE_CHASE_31 ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 32 FX_MODE_CHASE_RANDOM #define FX_MODE_CHASE_RAINBOW 33 #define FX_MODE_CHASE_FLASH 34 #define FX_MODE_CHASE_FLASH_RANDOM 35 #define FX_MODE_CHASE_RAINBOW_WHITE 36 #define FX_MODE_CHASE_BLACKOUT 37 #define FX_MODE_CHASE_BLACKOUT_RAINBOW 38 #define FX_MODE_COLOR_SWEEP_RANDOM 39 #define FX_MODE_RUNNING_COLOR 40 #define FX_MODE_RUNNING_RED_BLUE 41 #define FX_MODE_RUNNING_RANDOM 42 #define FX_MODE_LARSON_SCANNER 43 #define FX_MODE_COMET 44 #define FX_MODE_FIREWORKS 45 #define FX_MODE_FIREWORKS_RANDOM 46 #define FX_MODE_MERRY_CHRISTMAS 47 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER 48 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER_SOFT 49 #define FX_MODE_FIRE_FLICKER_INTENSE 50 #define FX_MODE_CIRCUS_COMBUSTUS 51 #define FX_MODE_HALLOWEEN 52 #define FX_MODE_BICOLOR_CHASE 53 #define FX_MODE_TRICOLOR_CHASE 54 #define FX_MODE_ICU 55

และลองดูหนึ่งในกิจวัตรตัวอย่าง

uint16_t WS2812FX::mode_breath (เป็นโมฆะ) {// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 // ขั้นตอน uint16_t breath_delay_steps = {7, 9, 13, 15, 16, 17, 18, 930, 19, 18, 15, 13, 9, 7, 4, 5, 10 }; // ตัวเลขวิเศษสำหรับการหายใจ LED uint8_t breath_brightness_steps = { 150, 125, 100, 75, 50, 25, 16, 15, 16, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 220, 255 }; // ยิ่งเลขวิเศษ!

ถ้า (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_call == 0) {

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = breath_brightness_steps[0] + 1; // เราใช้ aux_param เพื่อเก็บความสว่าง }

uint8_t breath_brightness = SEGMENT_RUNTIME.aux_param;

ถ้า (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step < 8) { breath_brightness--; } อื่น ๆ { breath_brightness++; }

// อัปเดตดัชนีการหน่วงเวลาปัจจุบันเมื่อถึงความสว่างเป้าหมาย เริ่มต้นใหม่หลังจากขั้นตอนสุดท้าย

if(breath_brightness == breath_brightness_steps[SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step]) { SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step = (SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step + 1) % (sizeof (breath_brightness_steps)/sizeof (uint8_t)); }

int lum = แผนที่ (breath_brightness, 0, 255, 0, _brightness); // ให้ความสว่างต่ำกว่าความสว่างที่กำหนดโดยผู้ใช้

uint8_t w = (SEGMENT.colors[0] >> 24 & 0xFF) * lum / _brightness; // แก้ไขสี RGBW ด้วยข้อมูลความสว่าง uint8_t r = (SEGMENT.colors[0] >> 16 & 0xFF) * lum / _brightness; uint8_t g = (SEGMENT.colors[0] >> 8 & 0xFF) * lum / _brightness; uint8_t b = (SEGMENT.colors[0] & 0xFF) * lum / _brightness; สำหรับ (uint16_t i=SEGMENT.start; i <= SEGMENT.stop; i++) { Adafruit_NeoPixel::setPixelColor (i, r, g, b, w); }

SEGMENT_RUNTIME.aux_param = ความสว่างของลมหายใจ;

ย้อนกลับ breath_delay_steps[SEGMENT_RUNTIME.counter_mode_step]; }

สามารถดาวน์โหลดซอร์สแบบเต็มได้จากที่เก็บ ws2812fx github

ขั้นตอนที่ 8: เพลิดเพลินกับการแสดงแสงสีศิลปะ

ฉันมีความสุขมากกับผลลัพธ์ที่ได้! เป็นเรื่องที่น่ายินดีจริงๆ ที่ได้ชม และฉันก็ตื่นเต้นที่จะได้เล่นต่อไปด้วยการกำหนดค่าการแสดงข้อมูลต่างๆ! อย่าลังเลที่จะถามคำถามใด ๆ หรือติดต่อเราสำหรับข้อมูลใด ๆ ที่ฉันพลาดไป

รางวัลที่สองในการประกวด LED 2017

รองชนะเลิศการแข่งขัน Arduino 2017