Un proyecto de arte

A menudo yo trabajo desde mi sofá y tengo muchas videollamadas con clientes. Detrás del sofá era solo una pared blanca que era demasiado aburrido como un fondo. Así que, decidí crear una pieza de arte que sería más interesante a ver.

Hay varios productos con bombillas LED puedes usar para decorar tu pared. Pero quise algo diferente, algo único, y algo que pude programar con mis propios ideas. Así que empecé desde cero en vez de usar productos comerciales.

Supe que quise un diseño geométrico con líneas rectas. Para ayudarme a probar varios diseños, escribí un pequeño programa que funcionaba en el navegador. Primero, eliges el largo de cada segmento de línea. Luego, cambias la semilla que controla el generador de números random. El diseño aparece inmediatamente.

Puedes hacer clic aquí para probar esta herramienta tu misma.

Me gustaron la forma y la balanza con los segmentos de 35cm, y elijé un diseño que pensé era interesante.

Las partes rectas son hecho de canal de aluminio de la ferretería local. Pero tuve que hacer las intersecciones que son de muchas formas diferentes. Cada uno tiene entre dos y ocho brazos en logares específicos. Aquí está un ejemplo parte de intersección desde arriba y abajo:

Para diseñar las partes de intersección, usé Fusion 360. Creé un dibujo principal con todos los ocho brazos posibles. Después, creé cada parte especifica con los brazos correctos visible y los otros escondidos. En seis de las partes incluí un agujero para un tornillo para montarla a la pared. Hice cada parte con una impresora 3D.

Corté cada pieza de metal y las junté con las partes de intersección. Usé pegamento, una pieza a la vez, y la permití secar debajo algunos pesos. Toda la construcción duré unos cinco días.

El siguiente paso era poner las tiras de LED. Pero, antes de poder hacer eso, tenía que saber cómo yo iba a hacer el circuito. Entonces, hice esta diagrama.

Las tiras de LED son direccionales. Cada pieza se conecta a la siguiente para formar una tira larga. Así que las flechas en la diagrama indican en cuál dirección está cada tira. Como puedes ver, hay cinco lugares donde necesitaba alambres adicionales. Hay 36 tiras de LED separadas y cinco alambres que suman 1,45m de tiras con un total de 850 LED.

Las tiras de LED vienen en rollos de 5m, pero es posible cortar las tiras entre cualquier par de LED. Entre cada par de LED son secciones pequeñas de cobre para conectar alambres. Así que corté varias tiras a la larga correcta. Las tiras tienen pegamento para pegarlas a la superficie que quieres. Aquí está una foto con algunas de las tiras instalados.

Y aquí está una vista más cerca de una intersección.

El siguiente paso era conectar todos los alambres. Cada tira necesita tres alambres: poder, suelo, y dato que vienen de la tira anterior. En realidad, hay muchas conexiones separadas para el poder y el suelo para evitar una corriente demasiado fuerte en los alambres y las tiras.

No quise tener problemas después de montarlo, así qué lo probé después de cada pocas conexiones.

Este es cuando había conectado todos los alambres.

Y aquí está el circuito que estoy usando para controlar los LED. Los «cerebros» son un Raspberry Pi Zero W y también necesitaba un chip adicional para convertir el voltaje de el 3,3v del Raspberry Pi al 5v de los LED.

Esto fue antes de darme cuenta de que necesitaba alambres separados para el poder. Toda la corriente para todos los LED estaba fluyendo a través los alambres rojos y negros en esta foto. ¡Después de unos minutos, los alambres empezaron a echar humo!

Los objetos impresos por la impresora 3D no son lisos. Es necesario que alisarlos con papel de arena y ademas usar una pasta para llenar agujeros y grietas pequeños. También usé pintura gris como una base. Este paso duró casi tres días.

Después de que todo el proyecto estuviera liso y se veía como una sola parte, lo pinté negro.

Aquí está la primera prueba después de que yo lo colgara en la pared.

Después de eso, todo el resto era software. He escrito varias animaciones diferentes para los LEDs. Cuando lo inicio, cada uno corre sin parar con colores, velocidades y caminos aleatorios. (La animación al principio de este artículo repite solo para demonstrar unas ideas.)

Para hacer los patrones más fácil a crear, el software necesitaba unos datos. El software necesita saber dónde se encuentra cada sección recta con otras secciones. Este es un gráfico básico con nodos y aristas. Con este gráfico, el software puede encontrar caminos desde un punto a otro.

El otro dato que el software necesita es el ubicación físico de cada LED. Esto facilita patrones en los que la luz o los colores se mueven con la misma velocidad por la espacio. Así que, medí el ubicación físico de cada intersección y interpolé para cada LED.

El Raspberry Pi Zero W usa Linux. Actualmente, puedo conectar por SSH para elegir el programa y escribir nuevas animaciones. Pero quiero añadir una interfaz web para cambiar el programa más fácilmente. Todo está escrito con Python, así que debería ser fácil.

Un problema que encontré es que era demasiado frágil antes de colgarlo. Si fuera construir otro, lo montaría en un tablero de alguna manera y colgaría el tablero en la pared. Me gusta se ve sin tablero, pero yo tuve que tener mucho cuidado.

Aquí es un video de calidad más alta que el gif arriba.