描述

介紹

這種矩陣彩燈采用標(biāo)準(zhǔn)的WS2812B LED組成圓柱形燈體，最后由木框組合而成。燈光效果還不錯(cuò)，我們來(lái)試試吧。

材料

790×384紙板×若干（這里用1.5mm木板）

WS2812b LED ×100（30個(gè)/米）

樹莓派或 Arduino ×1

木貼片或其他柔性材料 × 幾

線×數(shù)

外形設(shè)計(jì)和激光切割

主要設(shè)計(jì)參數(shù)是所用材料的厚度。

3D模型

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激光切割

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1) 此版本使用 1.5 毫米紙板，易于切割。順便說(shuō)一句，如果厚度發(fā)生變化，CAD 數(shù)據(jù)必須相應(yīng)更改。

2) 3D 設(shè)計(jì)有助于避免裝配過(guò)程中的問(wèn)題，節(jié)省時(shí)間和金錢。

3) 對(duì)于激光切割，零件的放置必須便于切割。使用的紙板尺寸為 790×384 厘米。

4) 推薦使用 Inkscape 作為工具。附加的 SVG 文件包含有關(guān)項(xiàng)目所有部分的信息。

注意：您可以調(diào)整材料的厚度并生成自己的激光切割文件。

請(qǐng)?jiān)诠こ涛募?kù)中下載用于激光切割的 SVG 文件。

激光切割和局部組裝

燈體零件切割

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燈體零件總成

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半圓柱

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圓柱

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激光切割以下零件：

C字橫部×12

垂直卡槽×18

垂直連接件×2

LED承載件×20

8個(gè)C形、9個(gè)卡槽和1個(gè)連接部分可以組合成半圓形。

在此步驟中，所有部件均由卡槽連接，無(wú)需膠水。

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LED接線

每個(gè)燈條上有五個(gè) LED 燈，它們粘在主載體上。

LED燈條

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LED 連接

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LED接線

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1）燈條的DI（數(shù)據(jù)輸入）和DO（數(shù)據(jù)輸出）引腳Z形連接，將第一個(gè)燈條的DO連接到下一個(gè)燈條的DI，以此類推。

2) 每個(gè)半圓需要 10 條。5V 和 GND 僅連接在條帶的一側(cè)。導(dǎo)線的長(zhǎng)度與矩陣條所需的布線長(zhǎng)度相匹配。

3）在將LED燈條安裝到位之前，所有節(jié)點(diǎn)必須用膠水固定。

4) 用膠水將十根燈條固定在圓柱體的每一半上。一個(gè)半圓 DO 連接到另一個(gè)半圓 DI。第一個(gè)半圓形 DI 將是 Raspberry Pi 或 Arduino 的輸入。

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測(cè)試

照明測(cè)試

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照明測(cè)試

為確保一切正常，將對(duì) LED 燈進(jìn)行正常使用測(cè)試。使用 Arduino 和 Neopixel 應(yīng)該是最簡(jiǎn)單的方法。

木制裝飾

粘貼木飾

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檢查效果

測(cè)量圓柱體的直徑和高度后，將木飾面安裝到位。

樹莓派、Arduino 和電源

原理圖，示意圖

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為了用 Python 寫出漂亮的矩陣效果，你可以使用樹莓派。樹莓派Zero可以做到，通過(guò)GPIO 18腳連接到矩陣，通過(guò)74HCT245轉(zhuǎn)換器，樹莓派的3.3V可以適配WS2812的5V。當(dāng)使用更多 Neopixel / WS2812 LED 燈時(shí)，將使用更大的電容器 (2200 uF) 和串聯(lián)電阻 (470 ohms)。

電源

100 個(gè) WS2812b LED 的最大功率為 100x60mA = 6A。當(dāng)然，如果亮度降低，功率損耗也會(huì)大大降低。5V電源可以達(dá)到你想要的亮度。

阿杜諾

這個(gè)矩陣可以直接在 Arduino 設(shè)備上使用 Adafruit 的NeoPixel 庫(kù)和NeoMatrix 庫(kù)。如果使用以下情況，則必須修改 PIN 并初始化：

新矩陣：

Adafruit_NeoMatrix 矩陣 = Adafruit_NeoMatrix(20, 5, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT+ NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

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您可以使用 Adafruit 的 GFX 庫(kù)，它可以下載不同的位圖字體，高度為 5 像素。請(qǐng)使用隨附的 Arduino 草圖作為起點(diǎn)（使用 PIN 4 作為矩陣的起點(diǎn)）。它是 Neomatrix 示例草圖的改編版本。

新像素：

Adafruit_NeoPixel 條 = Adafruit_NeoPixel(100, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800)

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模擬

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Python 源代碼可以從Github存儲(chǔ)庫(kù)下載。

編程

這里設(shè)置了兩種模式。PI 變量在 cylinder.py 的開(kāi)頭定義。

1) PI=False，即仿真模式。將啟動(dòng)一個(gè) Python 程序來(lái)測(cè)試所有動(dòng)畫效果。您需要安裝程序所需的所有庫(kù)（如 pygame、numpy 等）。在模擬模式下，圓柱體顯示為 5×20 像素矩陣。

燈光效果

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燈光效果

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2) PI=True，這將驅(qū)動(dòng)樹莓派的 GPIO 18# 引腳。您可以使用參數(shù)自由添加其他效果。

文本使用 3×5 像素字體。由于高度有限，并非所有字母都能完整顯示。