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实时传图-触摸互动-全彩40*128-旋转LED球 --【全档开源】

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 楼主 | 2016-1-10 18:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qq542731976 于 2016-1-10 18:43 编辑

视频展示:
1、爱的告白之科技助力:

v.youku.com/v_show/id_XMTQzNjI1OTIwNA==.html?from=y1.7-1.2
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2、动态传图 - 音乐频谱&歌词 -演示:
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v.youku.com/v_show/id_XMTQzNjI2NjE1Ng==.html?from=y1.7-1.2
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3、功能与蓝牙连接介绍:

v.youku.com/v_show/id_XMTQzNjMxMzkzNg==.html?from=y1.7-1.2
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图片展示:
【吸盘式底座 – 淡蓝色外壳】

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【三角式底座 – 透明色外壳】

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【吸盘式底座-侧吸】

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【吊挂式】

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【传输-歌词】

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【触控操作】

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【传输-电球】


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【传输-频柱】


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本文目录:
  • 显示原理
  • 前期构想
  • 第一个失败的样品 与 总结
  • 结构
  • 硬件
  • 软件
  • 上位机软件
  • 扩展与应用
  • 工具与材料
  • 参考资料
  • 小改进与新联想

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()显示原理:
一排LED能刷出整个球面,是因为人眼看到的变化频率大于24帧每秒,就会产生影子残留(把手一挥一挥~)。
每秒转24,可以显示一张完整的图片。如果每圈的图片是连续的动图帧就可以显示动画。
我参数是:
图片:高40(一排有40个LED)长128(即把球面分128份,因为360°/ 128 = 2.8mm我灯珠的宽度)
转速:34转每秒1000mS / 34 / 128 =0.23mS每列显示数据保持的时间)

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()前期构想(很多是天真浪漫、不切实际的。。。):
1、磁悬浮LED球:因为在准备做旋转LED时,也有做一个磁悬浮玩玩的想法。然后就生产了一堆乱七八糟的构想,如:当悬浮不起时,给LED球上加上螺旋桨~    再就是,不要电磁铁控制,直接上永磁铁,然后给LED球加2个小铁锤,用离心力保持位置~    要是还不行,就用一个水球包囊LED球(我买圣诞球时还买了个16MM的大家伙),让他漂在水,还可以改装成加湿器,让他在水雾里旋转或许会很梦幻呢~~
【调了一半的磁悬浮电路板~~】

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()第一个失败的样品 总结:
1、整体结构:
说明:3D模型是用PROE5.0画的。

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小结:看到抓样品实物的手了吧,因为前期对 对称与稳定不是很重视,以至于后面加一个定位框 多抖动的厉害...
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2、底座 电刷:
说明:供电方法是:12V直流 → 转换器(马达的屁股)→ 交流 → 整流稳压到5V

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小结:这种转换供电的方法不太好,当转速不够 或不稳定时会电流不够...
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3、蓝牙位置 PCB板形状:
说明:蓝牙位置:没细想,只觉得放在中间或许是影响最小的。
     板形:想画成月亮的样子,后来位置不够胖了点... 还想着做一个小人坐在月弯上用来配重~~

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小结:由于蓝牙模块放在中心轴上,相对来说“总是运动的”。模块的频率是2.4GHz如在此时间片段里还有移动,就会产生多普勒效应使电磁波变形。可想而知测试的通讯数据错误率90+%...
     板形整成这样就更加坑爹...加上配重铝片 工作起来还是一个大号跳蛋... 把我的烧录排针多甩歪了...
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4、五边形底座的来由:
按照我的习惯是去外面的:文具、玩具、饰品、五金等之类的商店逛逛,看到有什么小玩意适合我改装就买回来开膛破肚...  但并没有找到~
后来看到买回来那一堆护栏灯,还有用来控制电机的单片机,多是严重的资源浪费~ 应该让它们多去干点活才对!那自己画一个吧!嗯,开始我最喜欢的工作(就是不费力气的胡思乱想...)四边形、圆圈圈?简单!但太丑~ 五边形?啊哈,是的是的,层叠魔法阵,我可以去淘宝淘些小玻璃柱,里面有3D人物或水晶或火炬或法杖什么的~ 第一层站人物,第二层站什么呢?。。。然后用音频控制它们的发光次序,我还要一个按键切换控制方案,正好控速单片机也有ADC
好吧,一通天马行空后就有现在这个底座了。随之骂娘也开始了,插~ 这些有用没用的东西可多是要花时间慢慢调才调的出来的啊。。。菜鸟的无奈。。。

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()结构:
1、整体结构:
说明:
①、吸取前一版本的教训,这次设计成了一体的了。希望会更稳定,也免了一个专门控制转速的单片机和传动齿轮。当然,代价就是PCB板的配合变得复杂,设计接口麻烦了些,甚至还需要用排线来连接被插口阻拦的布线。
②、考虑到配重,把LED灯分到两边。为此,在原32个LED的基础再加8个,一半16个另一半24个(3个595驱动8个LED为一组)。
③、蓝牙模块也尽可能的把天线移到了外围,并且开了一个孔~(实测通讯已经和静止时无二,但发射源离得远了还是有影响的。)
④、电刷也改了,毕竟现在空间够,也便于加工。

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2、夹轴柱 电机:
说明:第一次 是用“双长轴电机”加M3铜柱,打上小螺钉固定(为了更牢固把电机轴磨了一点)。底下的铜柱为了套上电刷的母铜环,则是打磨后再加上热缩管绝缘。但电机轴径是2.3mm而M铜柱内径是3mm,虽也加了铜簿可始终不太正。。。

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说明:第二次 是用航模的螺旋桨夹改装了一个。顺便把电机也换了,因为这个电机转速低,所以噪音更小、也稳些。但由于轴不是双出的,还把转子拆下来敲过。。。没有合适的材料可用就是痛苦~~~

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3、双层壳结构:
说明:开始想着 内球用于解决风阻,外球为壳,但这实际会使内部温度升高。所以现在内外壳二选一。

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()硬件:
1、原理图:
说明:功能块:主控、LED灯组、蓝牙模块、时钟与温度传感器、电机控制、频谱。

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2PCB
说明:用PROE把3D模型转成2D平面的CAD档,在导入到AD定下 板边与穿孔。

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()软件:
1、工具:Keil.C51。代码见附件,这算我的第二个练手项目,有点乱,见谅~

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2、粗略流程图

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()上位机软件:
1、工具:易语言:
说明:这是一个本土的编程工具,对于俺这样的英文盲来说一个不错的选择。但它编译出来的文件常被国内的安全软件报木马,其实是没有的… 请放心

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2、取图与图片处理:
说明:用易语言命令“截取屏幕区域”取出位图,并载入到画板进行预览显示。

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说明:若要发送 或 导出图片数据(用于单片机的内部数据)时,需启动线程对图片每一列进行处理。

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说明:这里的一个区就等于一组LED(3个595驱动8个灯),上图的第一列前4区为白色,下图文本的导出数据就是全0(LED是共阳的,所以595输出全低电平,等于全亮,RGB三基色全亮 = 白色)。

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说明:内部数据节选:地球仪

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3、串口通讯:
说明:通讯协议,去看了下如XModem这些标准协议,但怎么用没闹明白。自己写了个简单点的:上位机发送格式【1FO(数据头)2(命令位或包序号)3 ~ 194(数据包 共192字节)195(和校验位)】下位机响应:正常、错误、超时、序号错误(当异常时自动重发x次)。

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打赏榜单

lark100 打赏了 2.00 元 2016-01-16
理由:机电一体化设计,应用广。

幸福至上 打赏了 1.00 元 2016-01-12
理由:实在是很精彩

21ic小喇叭 打赏了 15.00 元 2016-01-11
理由:原创分享~~~~~~~

评分

参与人数 1威望 +1 收起 理由
cov0xt + 1 楼主好厉害~
 楼主 | 2016-1-10 18:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 qq542731976 于 2016-1-11 10:20 编辑

()扩展与应用:
1、扩展设想:
①、结构:定制个电机,当转速高且稳定时,就可以显示更丰富的颜色了(100转/S可显示24位色)、和塑胶的中心骨架,固定PCB板 简化安装、还可以考虑上为一体,下为旋钮安装的外壳。
②、硬件:LED灯用更小的、8位的595换成24位的专用芯片、再换上:STM32、WIFI模块、、、
③、软件:做成WIFI版连接公网,自动或多平台的复合控制(如自动获取天气等。控制界面则是一个网路链接,浏览器打开它就是一个简洁的控制界面。我自己是讨厌安装过多软件的...)。
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2、似乎可行的应用:
①、可简单互动的广告屏幕(还可粗判顾客位置,实现方法:底盘装4个90度的人体感应器,就可判断8个方向)
②、家用的新颖电子摆件(可显示:时钟、地球仪、自定义图像或动画、当放音乐时就是动感频谱、、、)
③、公共或娱乐场所的吊灯或壁灯(可多个灯组合,共同完成大幅的图案或动画、、、)
④、咖啡馆或餐厅的点餐系统
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【咖啡馆的小夜灯,如果这是一个全桌人多可以触及到的小夜灯呢~可以点餐,提供桌面游戏、供朋友调侃的热点新闻。。。】

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【酒吧拍摄到的吊球,如果能随音乐动感显示是不是也不错呢~】

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【发廊外的灯,是不是太单调了点呢~】


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()工具与材料:
1、工具:
软件工具: AltiumDesigner画PCB、Keil.C51写下位机、易语言写上位机、PROE画结构图、win8自带画板画素材。。。
调试工具:万用表、示波器、测速仪(其实不要这些也可以,都从串口发出来看一样的调~)
加工工具:焊、钻、锉、磨、割~~

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2、材料:
STC15W4K60S4*1、DS1302*1、DS18B20*1、HD74HC595*15、LM358*2、蓝牙模块*1、稳压管*2、MOS*3、三色LED*40、三极管二极管电阻电容若干。(电子材料:约35元,电机PCB板什么的约10元吧)
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()参考资料:
①,广电电器网:《彩色LED旋转显示屏设计方案》
②,***电子论坛:《如何控制74hc595驱动led产生灰度等级》26楼 polarbear的精彩回复。
,三英卓越科技发展公司的:彩色旋转屏教程V1.00
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(十一)小改进与新联想:
1、小改进:
①为了更稳定,把电机装到中心(省去了底座、变得可吊挂、减少了控制芯片和传动结构件)
②因为新结构,把测速码盘固定(从开始认为是麻烦 到成为有力的资源。因为发现把原本16个扇区的码盘,通过算法均匀的分成256个中断点之后,可解决:显示位置、显示列、显示漂移、漂移方向(见软件流程图))
③因为2解决了零点位置问题,把留下的红外对管做成了触摸按键(通过结合码盘的扇区 或中断点,可以用一对红外管即可实现对应区域的整个环轨 的按键响应(我现在是一圈分16个键区))
④通过上位机实时取图,实现了简单的动画显示。
⑤通过电感耦合运放放大,可实现音频频谱单机显示(只预留了,应该问题不大~ ~)
⑥下位机的按键操作界面 与 互动的告白模式 ~ ~
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2、联想:
①光源-LED高速移动,可以产生图案。如果光源固定,我们自己移动呢?比如高速公路、地铁、火车等环境。是不是可以制作出低成本的路标?(2个光电开关,1个中间装有一条LED的圆柱体。有如下图的栅格)
【先测出车辆的移动速度,再根据速度调节显示频率(车辆经过预定是显示区域时,由于LED的变化频率符合行驶速度,就能在车辆掠过时显示一副图像)】

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②还可以做一个氢气球的,让它飞到天上去。会是一个出彩的人造月亮,这样我就可以看到嫦娥奔月了!~~


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===================================================================

谢谢你花时间看到这里!

不知道我的这些小改进与想法有没有一点的价值呢?有了解的朋友也可以和我说说哦。

我现在技术还很菜,但有一颗多学一点东西的心呢,希望能结交更多朋友一起讨论、勉励、学习。要是有大神愿意带我飞那更是极好的呢!~

要是你也有兴趣做这个项目,可以说说你的想法与进度哦~


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 楼主 | 2016-1-10 19:00 | 显示全部楼层
知道二姨这边大神多,也来贴一下最近制作的一个小东西。 借着这个机会问问大家,像偶这样技术还很菜,胡思乱想到还能想出一些小点子的 更适合整啥呢?       求带~
| 2016-1-11 08:42 | 显示全部楼层
不错不错,楼主这是一个人做的吗?厉害啊,机械电子,软件硬件通吃啊
| 2016-1-11 09:22 | 显示全部楼层
看了真的挺不错的,做出来的东西也挺漂亮   
| 2016-1-11 09:35 | 显示全部楼层
楼主手艺不错,机电通吃,真心不错
| 2016-1-11 09:54 | 显示全部楼层
不错哦,真心觉得厉害
 楼主 | 2016-1-11 10:06 | 显示全部楼层
北极星405 发表于 2016-1-11 08:42
不错不错,楼主这是一个人做的吗?厉害啊,机械电子,软件硬件通吃啊

谢谢你的鼓励, 是一个人捣鼓的~ 只是捣鼓的时间有点久~小半年呢。。。 当然得感谢原来我身边的同事们,愿意指点我教我知识。 要不然我这个没读什么书,念了两年还是学的模具设计的是没机会做这些的呢~
 楼主 | 2016-1-11 10:08 | 显示全部楼层
21ic小喇叭 发表于 2016-1-11 09:22
看了真的挺不错的,做出来的东西也挺漂亮

谢谢你的支持!
| 2016-1-11 10:45 | 显示全部楼层
赞一个,楼主做得很不错啊!
| 2016-1-11 10:50 | 显示全部楼层
楼主做的很不错,很全面!机械,软件。硬件都能做,全才!支持一个!
| 2016-1-11 11:03 | 显示全部楼层
效果不错……
| 2016-1-11 11:20 | 显示全部楼层
qq542731976 发表于 2016-1-11 10:06
谢谢你的鼓励, 是一个人捣鼓的~ 只是捣鼓的时间有点久~小半年呢。。。 当然得感谢原来我身边的同事们, ...

嗯嗯不错,点个赞!
| 2016-1-11 11:50 | 显示全部楼层
不错
| 2016-1-11 12:38 | 显示全部楼层
完整的DIY, 顶顶楼主。
| 2016-1-11 13:24 | 显示全部楼层
点赞!有想法,有行动,有结果,很不错了!
| 2016-1-11 13:32 | 显示全部楼层
21ic现在太难看到这么好的贴子了
楼主动手能力很强,写的贴子也调理清晰
自己也很有想法

你最后提到的光源不动,实际上已经应用在地铁广告上了
| 2016-1-11 14:53 | 显示全部楼层
非常了不起,工作快两年才明白过来片子都是为产品服务的
| 2016-1-11 16:13 | 显示全部楼层
关注
| 2016-1-11 16:32 | 显示全部楼层
楼主好厉害~崇拜……
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