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GN⁺: 소형 볼류메트릭 디스플레이

 (mitxela.com)
3P by neo 5달전 | favorite | 댓글 1개

요약: 3차원 디스플레이를 위한 초소형 LED 매트릭스 보드 개발

  • 창의적인 사람들과의 대화에서 전자 촛불 아이디어가 나옴; 모든 각도에서 깜빡이는 촛불처럼 보이는 것을 만드는 것이 목표.
  • 지속적인 시각 효과(persistence-of-vision) 디스플레이 제안, 하지만 너무 많은 지원 기계가 필요하다는 의견이 있었음.
  • 모터와 배터리가 충분히 작다면 전체가 회전할 수 있을 것이라는 생각으로 LED 매트릭스 보드를 신속하게 디자인하고 주문함.

제작 과정

  • 중국에서 소형 회로 기판을 저렴하게 주문, 빠른 배송이 중요함.
  • Charmhigh CHM-T36VA 픽 앤 플레이스 기계를 사용하여 회로 기판을 빠르게 조립함.
  • 간단한 LED 매트릭스에는 단일 구성 요소만 있어서 릴 로딩이 매우 빠름.
  • 레이저로 에칭한 스텐실을 사용하여 프로토타입 제작, LED 매트릭스는 향후 유용할 것으로 예상됨.

마이크로컨트롤러 및 배터리 선택

  • 충분한 플래시 메모리를 가진 마이크로컨트롤러 필요, Raspberry Pi Pico가 후보였으나 크기가 너무 커서 부적합함.
  • Waveshare RP2040-tiny 보드 선택, 최소한의 구성 요소로 설계되어 프로토타입에 적합함.
  • LIR2450 리튬 이온 충전식 배터리 사용, 작은 크기의 배터리보다 용량과 전류 능력이 뛰어남.

프로토타입 제작

  • PETG로 3D 프린트된 배터리 홀더 사용, 벽 두께가 얇아 프로토타입이 떨어질 때마다 부러짐.
  • IR 센서와 LED를 포함한 회로 기판에 솔더링하여 프로토타입 완성.
  • 모터 제어와 전원 공급을 위해 간단한 회로를 구성함.

소프트웨어 개발

  • IR 센서를 모니터링하여 회전 속도를 측정하고 디스플레이 속도를 조정함.
  • RP2040의 듀얼 코어 ARM Cortex-M0를 사용하여 정확한 타이밍으로 LED 매트릭스를 제어함.
  • 간단한 모터 속도 제어 로직을 구현하여 일정한 프레임 속도 유지함.

배터리 모니터링 및 충전

  • 배터리 전압 모니터링을 위해 GPIO를 사용하여 전압 분배기를 추가함.
  • 배터리를 충전하기 위해 독립형 충전기 사용, 충전기가 고장나자 대체 충전 방법을 모색함.
  • RP2040-tiny USB 어댑터 보드를 사용하여 프로토타입에 배터리를 충전하는 동시에 프로그래밍 가능함.

3D 데이터 생성

  • Blender를 사용하여 3D 극좌표 데이터를 생성하고, 이를 LED 매트릭스에 맞게 변환함.
  • 유체 시뮬레이션과 화재 시뮬레이션을 통해 볼륨 데이터를 생성하고, 이를 프로토타입에 표시함.

GN⁺의 의견

이 프로젝트에서 가장 중요한 것은 창의적인 아이디어를 실제로 구현하는 과정과 그 결과물이다. 3차원 디스플레이를 위한 초소형 LED 매트릭스 보드 개발은 기술적인 도전과 혁신을 좋아하는 사람들에게 흥미로운 주제를 제공한다. 복잡한 문제를 해결하고, 새로운 기술을 탐구하는 과정은 많은 소프트웨어 엔지니어들에게 영감을 줄 수 있으며, 이러한 프로젝트는 기술의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 수 있다.

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neo 5달전  [-]
Hacker News 의견

  • 개선 아이디어 제안

    • 동일한 모터를 여분으로 가지고 있다면, 두 개를 분해하여 회전하는 전력 전송 시스템을 만들 수 있음.
    • 모터 두 개를 희생하여 각 유닛을 만들지만, 캡과 정류기를 사용하면 완벽하게 맞고 매우 신뢰성이 높으며, 배터리 걱정이 없음.
    • 정류기는 조립이 한 바퀴 돌았음을 알려주는 신호를 제공하여, 실제 위치에 기반한 이미지 안정성을 유지할 수 있음.
    • 유도를 통한 전력 전송도 가능하지만, 효율적으로 전달하는 데 성공하지 못했으며, 화재를 걱정할 정도로 소스 전압을 높여야 했음.
    • 이 조언은 2001년 버닝맨 아트 프로젝트에서 나온 것임.

  • 뒤돌아보면 명백한 아이디어

    • 비교적 원시적인 별도의 구성 요소로 손으로 만들어진 결과물이 매력적인 만큼, 왜 다음 크리스마스에 아마존의 모든 무작위 7자 드롭십 업체에서 전체 색상, 고해상도 버전을 보지 못할 것인지 궁금함.

  • 매력적인 작은 프로젝트

    • 다른 프로젝트들도 확인해볼 것을 추천하며, 이 중 일부는 이전에 해커뉴스에 소개된 적이 있음.

  • 런던 기반 또는 방문객을 위한 전시회

    • 180 스튜디오에서 이러한 기술을 사용하는 예술 전시회를 자주 개최하며, 예술과 기술에 관심이 있다면 확인할 가치가 있음.

  • 홀로그램 팬 작동 원리

    • 모든 전자 장치가 회전 부분에 있으며, 팬에서는 무선 전력 전송을 사용하여 상단 보드를 구동함.

  • 유도 전력 전송의 가능성

    • 배터리가 필요 없게 하기 위해 유도 전력 전송을 사용할 수 있는지 궁금함.
    • LED만 전력을 공급하면 되므로 모터는 기반에 장착될 수 있음.
    • 두 코일을 서로 안에 배치하고 페라이트 코어에 놓을 수 있음.

  • 창의적인 프로젝트

    • 이와 같은 멋진 프로젝트를 생각해내는 상상력은 부족하지만, 인터넷을 통해 사람들이 만들어낸 인상적인 작품을 볼 수 있음.

  • OLED 디스플레이의 업데이트 속도

    • 저렴한 OLED 디스플레이가 더 높은 해상도를 달성하기 위해 충분히 빠르게 업데이트될 수 있는지 궁금함.
    • 작동은 가능하지만, 레이디얼 슬라이스 사이의 공간이 픽셀 간격보다 훨씬 클 수 있어 더 나빠 보일 수 있음.

  • 아크릴 큐브 또는 구체 만들기

    • 회전 가능한 축을 중심으로 한 투영 표면을 내부에 넣음.
    • 공기를 빼서 조용하게 하고 매우 얇은 시트를 사용할 수 있음.
    • 외부 자기장으로 회전시키고, 2-3개의 프로젝터로 각도를 달리하여 왜곡 교정 및 회전 동기화 이미지를 투영함.
    • 취미로도 가능한 자신만의 스타워즈 디스플레이를 만들 수 있음.

  • 중심 문제 해결

    • 두 개의 LED 보드를 상단에 뒤집어서 배치함.
    • 한 보드는 LED를 절반으로 이동시켜 해상도를 두 배로 늘리면서 인터레이싱 효과를 만들 수 있음.
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