Art Triangle Dynamique

Outils et machines nécessaires

	Fer à souder (générique)
	Pistolet à colle chaude (générique)
	clips de dissipateur de chaleur Utilisez-les pour protéger les LED de la chaleur de soudure

À propos de ce projet

Présentation

Ce projet utilise 45 LED programmables APA-106 contrôlées par un Arduino UNO. Ces LED sont similaires aux bandes LED programmables individuellement, nous utilisons donc la bibliothèque Neo-pixel d'Adafruit pour les contrôler. Une seule broche sur l'UNO programme l'ensemble de l'affichage, car une seule ligne de données relie toutes les LED d'une chaîne.

L'inspiration pour cette conception était deux de mes projets antérieurs. Mon deuxième cube RVB 5x5x5 (un autre cube RVB 5x5x5) utilisait des LED programmables APA-106 et il me restait environ 75 extras. J'aurais pu construire un cube 4x4x4 à partir d'eux, mais j'ai construit beaucoup de cubes récemment - il est temps de passer à autre chose. Mon projet Servo Motor Art a été construit comme un triangle et cette conception en triangle a créé de nombreux motifs intéressants. Ce projet utilise donc 45 LED APA-106 disposées en triangle pour explorer davantage l'art du triangle.

C'est un projet assez facile à la fois d'un point de vue matériel et logiciel. Voyons d'abord le matériel puis le logiciel.

Matériel

Le matériel se compose uniquement de l'UNO et de 45 LED. Ces LED sont incroyablement lumineuses à pleine puissance, j'ai donc la luminosité de l'ensemble de l'écran réglée à 30 sur une échelle de 0 à 255. À ce niveau, l'UNO et toutes les LED peuvent être alimentés directement à partir de l'entrée USB de l'UNO, donc une alimentation de 1 amp - 5 volts est facultative.

La première étape de la construction consiste à percer des trous dans un morceau de contreplaqué de 1/4 pouce. La planche elle-même mesure 12 pouces de chaque côté. Les LED sont espacées de 1 pouce dans un triangle équilatéral soigneusement construit. Les LED mesurent 8 mm, j'ai donc percé des trous de 8 mm qui ont donné un ajustement serré aux LED - elles n'ont pas bougé du tout une fois enfoncées.

En haut à gauche se trouve la LED APA-106. La longue avance est rectifiée. La sortie de données est le fil sur la droite à côté du bord plat de l'emballage. Le premier fil à gauche est l'entrée de données, et le prochain fil entre les données et la masse est de +5V. Ces 4 fils sont pliés comme indiqué à droite. Le fil de terre a un deuxième coude à l'extrémité - son but est uniquement d'identifier le fil de terre, car il est difficile de le voir une fois qu'ils sont tous pliés.

L'image ci-dessus montre comment la carte est câblée. Notez d'abord que la ligne de données en bleu se déplace vers l'avant lorsque les LED sont enchaînées. Cela signifie que dans les lignes impaires, les données circulent de gauche à droite, tandis que dans les lignes paires, les données circulent de droite à gauche. Cela fait également que les rails d'alimentation sont différents pour les rangées impaires par rapport aux rangées paires. Pour les rangs impairs, le fil de masse monte et le +5v descend, puis l'inverse pour les rangs pairs.

La photo ci-dessus montre le câblage. Tout est fait avec du fil de cuivre étamé nu de calibre 22. J'ai récupéré les rails au sol à gauche et les rails +5V à droite. Vous devriez faire exactement le contraire. Chaque connexion de ligne de données sur ma carte devait passer par un rail d'alimentation, mais si vous basculez la masse vers la droite et +5 V vers la gauche, les lignes de données n'auront rien à traverser !

Ci-dessus, une vue rapprochée du câblage. Remarquez comment la ligne de données sur la droite traverse le haut du rail d'alimentation 5 volts.

La photo ci-dessus montre la planche finie. J'ai utilisé quelques petits morceaux de plastique comme espaceurs pour l'UNO et j'ai monté l'UNO sur la planche avec un peu de colle chaude.

La photo ci-dessus montre le triangle dans un étui. Celui-ci est une impression 3D du fichier .stl inclus ici. Vous pouvez également en construire un assez facilement à partir de contreplaqué.

Logiciel

Le logiciel est assez simple grâce à la bibliothèque néo-pixel d'Adafruit. Cela nous donne setPixelColor(# dans la chaîne, color) pour définir la couleur de n'importe quelle LED et show() qui met à jour l'ensemble de l'affichage avec les dernières modifications. La bibliothèque utilise un nombre de 32 bits non signé pour représenter la couleur d'une LED, stockant 8 bits chacun pour l'intensité du rouge, du vert et du bleu. J'ai utilisé ce schéma directement pour éclaircir et atténuer les couleurs primaires, mais pour tout le reste, j'ai utilisé mon propre schéma de gestion des couleurs simple, emprunté à mes cubes LED. C'est un schéma simple où les nombres 1 à 42 représentent une palette de couleurs arc-en-ciel, en ajoutant 0 pour le noir (tout éteint) et 43 pour le blanc (tout allumé).

Vous avez peut-être remarqué dans le schéma de câblage ci-dessus que les LED étaient numérotées en commençant par 0 en haut et les numéros allant de gauche à droite par rangée. C'est le système de numérotation que j'ai utilisé pour identifier les LED. Il n'y a pas de va-et-vient comme le fait la ligne de données, j'ai donc créé ma propre version de setPixelColor qui fait référence aux LED par mon attribution de numéros et me permet de spécifier une couleur à l'aide de ma palette de couleurs de 0 à 43.

Presque toutes les animations ou effets que vous voyez dans la vidéo sont pilotés par table. Un tableau vous indique comment balayer à partir du coin supérieur. Deux autres tables traduisent cet effet aux deux autres coins. Un autre tableau vous indique les LED dans le triangle extérieur, puis au milieu, puis dans le triangle le plus à l'intérieur. Toutes ces différentes tables sont stockées dans la mémoire programme plutôt que dans la RAM. Au départ, je craignais que toutes ces tables n'occupent trop d'espace de programme précieux. Mais l'utilisation de cette approche par table s'est avérée très efficace et l'espace de programme n'a jamais été un problème.

Le programme ou l'esquisse est divisé en quatre fichiers ou onglets dans l'IDE Arduino. Le premier concerne les déclarations, les tables et la routine de configuration. La seconde est la boucle principale qui appelle simplement une liste des différentes animations. Le troisième est les animations elles-mêmes. Le quatrième est les fonctions à usage général ou les sous-routines qui prennent en charge toutes les animations.

Dans la vidéo ci-dessus, vous voyez le spectacle original avec 15 animations. Cela dure environ 3 minutes avant de répéter. Depuis lors, cependant, j'ai étendu le spectacle pour inclure un certain nombre de nouvelles animations que vous pouvez voir dans la vidéo ci-dessous.

Toutes les animations de la vidéo ci-dessus sont toutes effectuées avec des appels à un seul sous-programme appelé rotation(). Le triangle est composé d'un triangle extérieur de 24 LED, d'un triangle médian de 15 LED et d'un triangle intérieur de 6 LED. Le dénominateur commun de ces trois nombres est 120. Ainsi, en 120 étapes, nous pouvons faire pivoter le contenu de l'ensemble du triangle à 360 degrés. C'est ce que fait la routine rotate(). Changez les motifs de départ, changez le sens de rotation, changez la vitesse de rotation, et vous obtenez tous les effets que vous voyez dans la vidéo ci-dessus.

Le spectacle en téléchargement comprend désormais le spectacle original, ainsi que toutes les animations ci-dessus, produisant un spectacle avec 26 animations qui dure 5 minutes avant de se répéter.

Code

• Code Arduino pour le triangle artistique

Code Arduino pour Art TriangleArduino

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