Эта инструкция о том, как построить POV глобус с меньшим количеством электронных компонентов, чем в других подобных девайсах. Благодаря использованию RGB светодиодов со встроенным контроллером APA102. Это избавит вас от пайки многочисленных проводов. Более подробно о них можно прочитать здесь . Этим светодиодам не нужен дополнительный драйвер. Они подключаются к микроконтроллеру напрямую двумя поводами. Это позволяет перключать светодиоды очень быстро. Чтобы получить стабильную картинку, синхронизация по SPI идет с частотой 10 МГц. Еще один плюс этой конструкции- использование флеш-карты, на которой хранится изображение в формате BMP.
1 Необходимые материалы
Для оси глобуса понадобятся:
1. Шпилька с резьбой М8 и длиной 250 мм
2. Гайка М8
3. Латунная муфта 10 мм и длиной 100 мм
4. Пластиковые шайбы 8 мм 2 штуки (STL файлы прилагаются)
5. муфта для тех, кто будет использовать шаговый двигатель NEMA 17
Для питания светодиодного кольца на валу понадобится
1. шарикоподшипник 6300 (10x35x11)
2. два кронштейна под подшипники. Печатаются на 3d принтере или делаются из дерева.
3. Четыре болта М4х40 с гайками
4. Наконечники на провода 2 шт 8мм
5. Шаговый двигатель с валом диаметром 5мм
6. 4 болта М4 для крепления двигателя
7. Драйвер для двигателя, возможно вентилятор к нему.
В качестве альтернативы вы можете использовать любой двигатель с подходящим крутящим моментом и регулятором скорости. Двигатель, используемый в этой конструкции, имеет максимальный крутящий момент при токе 50А, но максимальный ток потребления при работе всего 18А.
Для управления драйвером серводвигателя используется
1. Arduino Pro Mini
2. две кнопки
Питание 12В для мотора и 5В для светодиодов. В качестве блока питания можно использовать старый блок от ПК. Можно купить блок питания 12в/5А и к нему подключить понижающий DC-DC преобразователь на 5В
Для кольца светодиодов понадобится:
1. 64 светодиода APA 102. 2 полосы по 32 штуки
2. Конденсатор 1000µF 10V
3. Датчик холла TLE 4905L и магнит
4. Подтягивающий резистор 1к,10к
5. Кольцо надо распечатать на 3D принтере или использовать кусое трубы из ПВХ
6. Пластиковые стяжки (100 мм)
7. Хороший клей, который склеит и не разлетится при 2500 оборотах
Так же понадобится Parallax Propeller Microcontroller. Либо можно использовать другую модель контроллера, но дополнительно взять плату для подключения SD карты. Этот контроллер программируется и прошивается также просто, как Arduino. Для программирования обоих контроллеров нужен будет USB-TTL адаптер.
Корпус.
Корпус для самоделки можно взять любой достаточно жесткий. Самое главное, чтобы достаточно надежно можно было закрепить двигатель и подшипники.
Для приводного вала используется шпилька длинной 250 мм. Длина латунных втулок 50 и 30 мм. Зависит от размера кольца и длины вала. Верхняя и более длинная втулка должна быть изолирована от шпильки, потому, что она используется для подачи плюса питания на светодиоды. Для этого надо намотать на шпильку изоленту или использовать термоусадку, так же нужны будут две пластиковые шайбы. Втулку надо будет рассверлить до 8.5-9мм иначе она не налезет. Другая втулка вместе со стержнем образует отрицательный контакт.
Минус питания укладывается в специальный паз и прижимается подшипником в кронштейне, который можно распечатать на принтере. STL-файл кронштейна в архиве.
Теперь надо подключить электродвигатель, так как показано на схеме.
Две кнопки на схеме используются для регулировки скорости. Когда вы включите питание, ESC получит значение 500 мксек. Нажмите одну из кнопок, чтобы включить двигатель. Скетч примет значение “StartPos=625”. Позже, когда вы настроите скорость, это значение можно изменить. Нажмите на кнопку в течении двух секунд и двигатель должен остановиться.
Сборка ядра конструкции.
Для этого надо распечатать из приложенного файла само кольцо. Автор сделал много отверстий в нем, для того, чтобы снизить вес. Можно использовать кусо трубы ПВХ. Вырезаются две ленты по 32 светодиода. Две полосы из светодиодов формируют четные и нечетные строки. Расположите ленты так, чтобы светодиоды одной полосы располагались между светодиодами другой, но с обратной стороны. После того, как закрепите ленты можно подключить платы контроллеров светодиодов. И потом необходимо сбалансировать всю конструкцию в сборе.
На следующих фотографиях показано, как соединить все компоненты устройства вместе. Так же на фото показан установленный датчик холла с магнитом.
Для программирования Parallax Propeller Microcontroller нужна программа
НЕ подключайте свое оборудование к USB или последовательному порту до тех пор, пока вы не установили программное обеспечение. Более подробно о заливке прошивки в Parallax можно посмотреть здесь
Автор использует более старую и соответственно менее экономичную, в плане энергопотребления, плату MCU потому, что на новые платы контроллера не может найти новые библиотеки.
После того, как вы все соберете и подключите, надо запрограммировать контроллер. Автор делает это с помощью FTDI программатора. Файлы с прошивкой в архиве.
Теперь можно попробовать запустить устройство. С начала скопируйте тестовую картинку на SD карту и вставьте ее в слот.
• Если вращать кольцо вручную, светодиоды должны моргать каждый раз, когда датчик холла проходит мимо магнита
• Включите двигатель. Увеличивая скорость кнопками надо добиться того, чтобы светодиоды загорались как показано на 2 фото
• Подключите Arduino терминал к контролеру мотора.
• Запомните отображаемое значение.
• Остановите двигатель
• Запишите ранее запомненное значение в пременную «startPos» скетча POV_MotorControl
• Запрограммируйте Arduino еще раз.
В следующий раз ваш мотор запустится сразу с правильной скоростью. Теперь можно «Заливать» на карту любые изображения. Для этого надо изменить размер изображения на 120х64 пикселя, повернуть изображение против часовой стрелки на 90 градусов, отзеркалить по вертикали. Уменьшите яркость изображения, так как светодиоды очень яркие. Для этого лучше использовать гамма-коррекцию с коэффициентом 0.45.
Сохраните изображение как BPM 24 bit без компрессии. После всех манипуляций выходной файл получится размером 23094 byte.
Файл с другим размером работать не будет. Если вы загрузите на карту несколько изображений, то они будут меняться после каждого полного оборота колеса.
motor_kontroller_ishodnik.zip
[27.69 Kb] (скачиваний: 137)
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: