Lotus: 3D LED Wall Art – Tranh LED 3D Treo Tường

Intro

Lotus là một dự án LED Wall Art cỡ lớn (đường kính 1,2 mét), được thiết kế bằng parametric design trong Rhino + Grasshopper. Bên dưới là video demo một số hiệu ứng đèn khá vui mà thiết kế này làm được!

Bộ lắp đặt này dùng hơn 6kg chi tiết và connector đã in, và gồm 180 LED individually-addressable. Mình dùng vài mét dây để nối các LED Neopixel vào một Raspberry Pi Pico W, chạy một MicroPython webserver đơn giản để nhận lệnh (mình có nối với HomeAssistant để chạy automation).

Parts

Dự án này làm khá lâu, cần rất nhiều chục giờ để in, lắp, dán keo, hàn, lập trình, và xử lý lỗi linh tinh. Đã cảnh báo trước nha!!!

Nhưng mà…

Có thể hình dung dự án này gồm 60 “miếng pizza” theo hướng tâm, mỗi miếng gồm 3 chi tiết. Có 2 loại “miếng” khác nhau, gọi là A và B (vì các hexagon cần lệch nhau để lát theo hướng tâm).

Vậy để lắp, bạn sẽ cần:

30x inner_A, middle_A, và outer A

30x inner_B, middle_B, và outer_B

Mình in phần lớn chi tiết bằng cách dùng file full_plate.3mf được cung cấp, file này có đủ 6 chi tiết độc nhất trên cùng một plate. Vậy bạn có thể in plate này 30 lần để ra đủ 180 chi tiết cần thiết (trừ 3 chi tiết biến thể “đặc biệt” để chứa Pi Pico, và làm móc treo tường để lắp đặt).

Bạn cũng sẽ cần rất nhiều pin loại nhỏ/lớn (tính nhẩm kiểu “napkin math” thì ~400 pin nhỏ, ~200 pin lớn). Mình khuyên dùng boolean volume trong slicer để sửa một số pin thành dạng chữ “C” thay vì vòng “O” kín. Mục đích là để lắp dễ hơn; pin dạng C có thể gắn vào cụm LED đã đi dây sau khi hàn/lắp xong, còn pin dạng “O” thì phải xỏ dây qua trước khi hàn.

Mình dùng loại LED strip sau, dài 4M (thực ra 3M là vừa đủ số LED, nhưng không có dư để sai sót…): https://www.adafruit.com/product/1138
Mình nghĩ các loại addressable LED strip khác cũng dùng được, nhưng mình quen neopixels vì library support tốt do đã dùng trước đó.

Nếu giả sử tất cả LED đều sáng White ở độ sáng tối đa, dòng sẽ là 60mA * 180, tức 10,8 Amps. Mình không định bật tất cả pixel sáng mạnh vậy trong thời gian dài, nên mình dùng nguồn 10 Amp mình có sẵn. Mình mua jack nguồn barrel 5.5 x 2.5 mm để khớp với PSU: https://a.co/d/iVm5gbs . Chi tiết outer_B_pico_mount_and_power_plug được thiết kế theo kích thước jack này, nhưng mình nghĩ loại khác vẫn dùng được, miễn kích thước tương tự hoặc nhỏ hơn.

Mình dùng Pi Pico W cho dự án này để điều khiển qua WiFi. Mình dùng dây 20AWG để nối từng LED với nhau, và dùng dây dày hơn 12-14AWG cho đoạn dây “data” dài nhất để tránh suy hao tín hiệu. Chi tiết hơn về lựa chọn này và cách đi dây sẽ có trong phần Assembly.

Printing 

Các chi tiết này cực kỳ nhạy với lỗi/artefact ở first layer! Mình rất khuyên bạn kiểm tra thủ công lớp in đầu tiên để đảm bảo đồng đều cho tất cả chi tiết, tránh in hỏng rồi phải bỏ!

Mình khuyên dùng các file .3mf được cung cấp, nhưng nhìn chung tất cả part đều được thiết kế để in không cần support, layer height 0.2, 3 walls, 4 top layers, và 0% infill. Mình cũng in với tốc độ first layer 25 mm/s, chủ yếu là cẩn thận hơn chứ không phải do đã test/kết luận khoa học gì. Mình không tốn quá nhiều thời gian tinh chỉnh settings, ngoài các bài test độ dày cơ bản cho hiệu ứng lithophane/ánh sáng. Nên kết quả có thể tùy máy (YMMV), nhưng các thông số trên chạy rất ổn với mình.

Code

Code MicroPython để chạy bộ lắp đặt này mình để ở: https://github.com/denverquane/lotus