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使用Raspberry Pi或Arduino：DIY LED矩阵彩灯
李静
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描述
介绍
这种矩阵彩灯采用标准的WS2812B LED组成圆柱形灯体，最后由木框组合而成。灯光效果还不错，我们来试试吧。
材料
790×384纸板×若干（这里用1.5mm木板）
WS2812b LED ×100（30个/米）
树莓派或 Arduino ×1
木贴片或其他柔性材料 × 几
线×数
外形设计和激光切割
主要设计参数是所用材料的厚度。
1) 此版本使用 1.5 毫米纸板，易于切割。顺便说一句，如果厚度发生变化，CAD 数据必须相应更改。
2) 3D 设计有助于避免装配过程中的问题，节省时间和金钱。
3) 对于激光切割，零件的放置必须便于切割。使用的纸板尺寸为 790×384 厘米。
4) 推荐使用 Inkscape 作为工具。附加的 SVG 文件包含有关项目所有部分的信息。
注意：您可以调整材料的厚度并生成自己的激光切割文件。
请在工程文件库中下载用于激光切割的 SVG 文件。
激光切割和局部组装
激光切割以下零件：
C字横部×12
垂直卡槽×18
垂直连接件×2
LED承载件×20
8个C形、9个卡槽和1个连接部分可以组合成半圆形。
在此步骤中，所有部件均由卡槽连接，无需胶水。
LED接线
每个灯条上有五个 LED 灯，它们粘在主载体上。
1）灯条的DI（数据输入）和DO（数据输出）引脚Z形连接，将第一个灯条的DO连接到下一个灯条的DI，以此类推。
2) 每个半圆需要 10 条。5V 和 GND 仅连接在条带的一侧。导线的长度与矩阵条所需的布线长度相匹配。
3）在将LED灯条安装到位之前，所有节点必须用胶水固定。
4) 用胶水将十根灯条固定在圆柱体的每一半上。一个半圆 DO 连接到另一个半圆 DI。第一个半圆形 DI 将是 Raspberry Pi 或 Arduino 的输入。
测试
为确保一切正常，将对 LED 灯进行正常使用测试。使用 Arduino 和 Neopixel 应该是最简单的方法。
木制装饰
测量圆柱体的直径和高度后，将木饰面安装到位。
树莓派、Arduino 和电源
为了用 Python 写出漂亮的矩阵效果，你可以使用树莓派。树莓派Zero可以做到，通过GPIO 18脚连接到矩阵，通过74HCT245转换器，树莓派的3.3V可以适配WS2812的5V。当使用更多 Neopixel / WS2812 LED 灯时，将使用更大的电容器 (2200 uF) 和串联电阻 (470 ohms)。
电源
100 个 WS2812b LED 的最大功率为 100x60mA = 6A。当然，如果亮度降低，功率损耗也会大大降低。5V电源可以达到你想要的亮度。
阿杜诺
这个矩阵可以直接在 Arduino 设备上使用 Adafruit 的NeoPixel 库和NeoMatrix 库。如果使用以下情况，则必须修改 PIN 并初始化：
新矩阵：
Adafruit_NeoMatrix 矩阵 = Adafruit_NeoMatrix(20, 5, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT+ NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
您可以使用 Adafruit 的 GFX 库，它可以下载不同的位图字体，高度为 5 像素。请使用随附的 Arduino 草图作为起点（使用 PIN 4 作为矩阵的起点）。它是 Neomatrix 示例草图的改编版本。
新像素：
Adafruit_NeoPixel 条 = Adafruit_NeoPixel(100, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800)
模拟
Python 源代码可以从Github存储库下载。
编程
这里设置了两种模式。PI 变量在 cylinder.py 的开头定义。
1) PI=False，即仿真模式。将启动一个 Python 程序来测试所有动画效果。您需要安装程序所需的所有库（如 pygame、numpy 等）。在模拟模式下，圆柱体显示为 5×20 像素矩阵。
2) PI=True，这将驱动树莓派的 GPIO 18# 引脚。您可以使用参数自由添加其他效果。
文本使用 3×5 像素字体。由于高度有限，并非所有字母都能完整显示。
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