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16x16x16?4096個(gè)RGB?LED的光立方是一種怎樣的神奇效果？視頻展示制作全過程

時(shí)間：2021-11-29 15:12:21
關(guān)鍵字： LED    RGB    光立方   
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[導(dǎo)讀]學(xué)嵌入式，關(guān)注@我要學(xué)嵌入式，嵌入式男人的加油站。作者：DaveRowntree，文案：曉宇微信公眾號：芯片之家（ID：chiphome-dy）LED光立方真不是什么新鮮事了，學(xué)校時(shí)期就有不少人做了8x8x8的單色光立方了，參加了各種比賽，重點(diǎn)是還得到了很多師妹的崇拜。不過，即使...


作者：Dave Rowntree，文案：曉宇
微信公眾號：芯片之家（ID：chiphome-dy）LED光立方真不是什么新鮮事了，學(xué)校時(shí)期就有不少人做了8x8x8的單色光立方了，參加了各種比賽，重點(diǎn)是還得到了很多師妹的崇拜。不過，即使是8x8x8的單色光立方，對焊接技術(shù)以及耐心也是一種考驗(yàn)，大家想象一些，如果做16x16x16的光立方，是一種怎么樣的體驗(yàn)？視頻展示全過程???焊接4096個(gè)燈跟焊接512個(gè)燈，可不僅僅是數(shù)量上翻了8倍，總體難度遠(yuǎn)在8倍之上，我們再進(jìn)一步想象一下，如果把燈做成RGB的，這樣，顯示效果就有無數(shù)種可能，感覺立馬會(huì)不一樣，但是難度也隨之再次翻幾倍......

方案概述

單片測試

如前文所說，做一個(gè)小的光立方不難，尤其是只做單色的情況下，但是當(dāng)每側(cè)的LED數(shù)量增加時(shí)，總數(shù)就會(huì)增加的很快，操作難度，功率等都是要考慮的問題。像16x16x16的LED矩陣，一共有4096個(gè)LED，如果用普通RGB燈珠，即使考慮多路復(fù)用，難度也不敢想象。但是我們可以用類似WS2812這樣的插件LED，本項(xiàng)目做的這個(gè)基于PD9823，將要LED串聯(lián)起來，每個(gè)燈4根線，控制信號就可以級連下去。
關(guān)于功耗，假設(shè)每個(gè)LED在全白模式下電流為60mA（數(shù)據(jù)手冊顯示峰值為100mA），那總功率就是246A，將近1kW的功率。視頻中也有開全白實(shí)測，實(shí)際測試的值跟理論得出的也差不多。主控方面，使用基于i.MX RT1060RM FlexIO功能的Teensy4.0和很多個(gè)595移位寄存器組成，做多能控制32個(gè)通道，每個(gè)通道1000個(gè)LED，帶有DMA功能的FlexIO，每秒能驅(qū)動(dòng)100萬個(gè)LED的更新。大概算下來，32個(gè)通道，每個(gè)通道100個(gè)LED以330幀/秒的速度更新，這還是沒有CPU干預(yù)的情況下，這樣可以帶一個(gè)屏幕，同步顯示光立方上面的運(yùn)行動(dòng)畫。關(guān)于結(jié)構(gòu)部分，3D打印夾具允許彎曲和剪裁 LED 引線以及固定和對齊LED單元柱，這個(gè)方案有足夠的細(xì)節(jié)部分讓我們借鑒學(xué)習(xí)。

開源資料

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