为了像使用“ neopixel”一样使用ins-1霓虹灯,我开始了此次项目。
ins-1的体积小,并且由于采用了镜头式前面板,因此可以产生漂亮的点。加上其击打电压最大为100v,低于常规数字。
拖延
在尝试制作5v至100v小型且简单的升压电源时,我才发现它的制作很简单。我们只需要达到启动电压0.5ma。由于各管之间的亮度还不均匀,因此不需要很强的电压精度。而且它没有信号发生器,只有一个二极管和一个线圈,且高频下用晶体管对地短路。
有了模仿流行的串行级联led的想法,例如ws2812或sk6812,即所谓‘adafruit‘neopixel’。
当我凭着经验选择元件时,我观察到要达到100v的关键参数是低电阻线圈和mosfet。可通过选择脉冲频率和宽度来调节电压。
达到100v只需要几个脉冲。
通过驱动晶体管,可以直接通过pwm进行灯泡亮度控制。它是通过100khz的脉冲频率和500hz的pwm实现的。
这使我选择了微控制器。所需的外设是spi,pwm,定时器,nco和逻辑单元。
首先遇到的问题是spi每日链传播延迟。数据从输入到输出需要花费一些时间。如果我们对所有设备使用相同的时钟线,则数据将相对于时钟快速异相。可通过同时延迟每个设备上的时钟,并在一侧具有数据和时钟输入信号,而在另一侧具有数据和时钟输出信号来解决该问题。
幸运的是,此pic有4个逻辑单元,因此可以像行缓冲器一样使用一个来延迟时钟。在此项目中,逻辑单元延迟几乎与spi逻辑相同。
剩下的唯一问题就是上升沿和下降沿检测,它们略有不同。它导致一种时钟脉冲展宽,即占空比的变化。
原型已经可以使用了,印刷的电路板要有最小的占位面积,同时将连接保持在灯泡的对面。
从oshpark和jlcpcb订购了这些板。两者都是非常好的板子。oshpark具有金色涂层,而jlcpcb具有v-cut选项。
开始漫长的焊接过程。
矩阵
对于显示器,制作了8×8像素的矩阵块。
并由esp32控制。得到了第一个结果。
两个3d打印支脚的简单铝板,添加了几个插槽以选择倾斜度。
编码
使用带有arduino框架和platform.io ide的esp32 。还可以扩展adafruitgfx库。
结论
在全亮度下,每个像素大约20ma,总共384个像素大概为8a。一切都是在5v电压下进行的,因此当所有像素完全点亮时,大约需要40瓦。均由10a 5v电源供电。
它不是第一个由霓虹灯灯泡制成的矩阵,这是由robin sterling(@rc_sterling)制造的 一个很好的模块化矩阵:
在玩完了flipdot矩阵之后,在上面显示了一个不良的苹果动画(dot flippers投影),我忍不住要与neon像素矩阵进行相同的配置。
因此,我从8x48更改为16x24矩阵形状,并在esp32上使用了相同的套接字服务器代码。
我们可以猜测灰度能力,但这并不理想。
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