В этой публикации речь пойдет о применении модуля WeAct Black Pill V3.0 (MiniF4 V3.0) или «Черная таблетка» с AliExpress для самостоятельно изготовления пиксельных пои. Пиксельные пои — представляют собой световой реквизит на основе управляемых светодиодов, при вращении которого можно отображать разнообразные картинки, эффекты, надписи и т. п.
Итак, модуль разработки "STM32F411CEU6 Black Pill" - отладочный модуль, построен на базе микроконтроллера ARM 32-bit Cortex-M4 STM32F411CEU6. Заказать можно на Aliexpress, Ebay, Amazon или Ozon по цене около $6.
Данный модуль на своем борту имеет три кнопки, SWD порт, кварцевый резонатор, коннектор USB Type-C, два светодиода, место для установки дополнительной SPI Flash памяти и многочисленные выводы по периметру. Используя внешнюю микросхему памяти для хранения настроек и текстур и несколько дополнительных внешних компонентов, Black Pill V3.0 можно превратить в полноценный пои контроллер управления цифровыми пикселями.
В качестве цифровых управляемых светодиодов можно использовать готовые IC LED ленты высокой плотности 144 led/m или даже 200 led/m. Тип IC LED чипа APA102, SK9822 в корпусах 5050, 3535 или 2020. Эти чипы являются высокоскоростными, LED PWM до 20 кГц, частота сигала управления до 30 Мегагерц.
Для более медленных задач, например: колесо Сира, LED веера и т.п. подойдут чипы: WS2812B, WS2813, WS2815 и т.п. Для этих чипов LED PWM составляет до 2 кГц, скорость передачи сигнала управления 800 Kbps.
Схема подключения
Кнопки UP и DOWN служат для управления. Тумблером осуществляется выбор схемы питания: штатная работа, отключено или заряд аккумулятора. Диод SS16 отсекает напряжение USB хоста от питания аккумулятора и LED ленты. Li-On Battery Charger - внешнее зарядное устройство для аккумуляторных батареек выбирается исходя из выбранного аккумулятора. Аккумулятор 18650 +3.7V - высокотоковый литиевый оригинальный аккумулятор, с током отдачи не менее 15-20А. SK9822/APA102 LED лента с количеством пикселей от 1 до 512. Количество и шаг пикселей выбирается исходя из задачи.
Для прошивки микроконтроллера используем встроенные возможности DFU
После прошивки, модуль можно подключить к ПК используя USB кабель и записать исполняемые файлы. Исполняемые файлы имеют расширение *.exepoi, являются контейнерами отображаемых текстур.
Далее можно запустить устройство и проверить корректность работы тестовых файлов. Видео демонстрирует работу тестового файла с частотой отрисовки 100 строк/сек.
Подготовка уникального контента осуществляется в ПО "Corona POI creator".
Видео демонстрирует подготовку контента для пиксельных пои в ПО "Corona POI creator".
Приведенное ПО бесплатное. Работает в ОС Windows. ПО позволяет проектировать и визуализировать пиксельные пои с различным количеством пикселей: 1...512, выбирать частоту вращения пои и подбирать необходимую частоту отрисовки строк для корректного отображения картинки. Corona POI Creator 1.xx довольно просто для освоения, имеет интуитивно-понятный интерфейс. Имеет возможность совместной работы с ПО Vegas Pro, Adobe Premiere Pro, для синхронизации видео (костюмы например) и пои (текстурных) таймингов.
В итоге, за небольшие деньги и доступной элементной базой, в домашних условиях возможно собрать довольно мощные пиксельные пои со следующими характеристиками:
количество программ: до 128;
количество пикселей: до 512;
частота отрисовки: 1...4000 строк/сек;
объем памяти: 32 MB (более 100 текстур 200x200 pix).
Эта была первая, сокращенная часть публикации. Полный текст с прошивками, тестовыми файлами, ссылками и д.р. материалами Вы можете найти по ссылке.
Во второй части публикации я расскажу о светодиодной линейке высокой плотности, специально разработанной для использования в пиксельных пои.
Вторая часть: https://habr.com/ru/post/724988/
Если Вам интересна тема управляемых светодиодов, приглашаю в нашу группу VK:
НОВАЯ РАЗРАБОТКА
С 2024 года в ассортименте iqLed появился пои контроллер iqLED-Alpha-A1-RF — для реализации пиксельных ПОИ. Современная элементная база и оптимизированный код позволили добиться высочайшей производительности при динамическом рендеринге пиксельных текстур. Отрисовка картикон с разрешением 200-240 пикселей по вертикали, при скорости рендеринга 2800-3300 строк/сек теперь легкая задача! Безупречная радио синхронизация между пиксельными пои позволяет работать группе синхронно. Количество контроллеров в группе не ограничено. Изготавливайте свои собственные НD пиксельные пои с нашими контроллерам iqLed! Ознакомиться с руководством пользователя по использованию ПОИ контроллера iqLED-Alpha-A1-RF: Тут
Успешно и продуктивно Вам поработать!
