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真三维立体显示器 血泪开发史——光的三次方[转载]

菜鸟
2013-10-16 13:49:21     打赏
 

新建了QQ交流群,方便大家共享模型、文件和心得,以及技术交流

群号:207163085  群名称:立体显示

产品视频请参看以下链接

 http://player.youku.com/player.php/sid/XNjExOTA1ODA4/v.swf

有声音推荐:http://v.youku.com/v_show/id_XNjExOTA1ODA4.html

无声音:http://v.youku.com/v_show/id_XNjExODM0NzM2.html

        大概4年前,楼主还是大二的时候,听了学长的一个想法,将一条线光源旋转起来就可以形成一个平面,是不是就可以以简单线阵达到复杂的面阵效果。听后,楼主非常感兴趣,发现已经有类型的东西(叫POV LED),顺利两周完成了项目的过程中,楼主有了新的想法,为什么不把平面旋转起来实现三维效果呢?

        然后,于2009年11月15日,楼主和班里同学提交了学校挑战杯项目申请表,制作光的三次方--真三维显示器。楼主和他的小伙伴们第一次讨论的结果如图所示:

 

        经历更深入的讨论后,经过几周时间,楼主和他的小伙伴们在挑战杯前终于赶制出了一套样机,能够实现三维显示了。那时还是原始社会,硕大一个机器,半米高,电机就有30W,用的是腐蚀板+大号LED8*8阵列模块,还有51单片机,好怀念啊!

        终于能够显示图案了,不过由于时间比较赶,在挑战杯上只实现了轴对称图形。不过同时制作了个相同的显示屏+光敏管作为笔,支持触摸绘制图形,然后一帧一帧通过串口上传到显示器中。在楼主和他的小伙伴们的努力下,最后拿了挑战杯二等奖,对楼主和他的小伙伴们来说,是个不错的收获。

        挑战杯结束后,借着参加索尼探梦比赛的机会,又将作品完善了不少,无论是从体积上,还是显示效果上。但是震动比较剧烈的特质还是被遗传下来了。2010年11月,凭此获得了比赛第二名,这貌似是大学时代参赛的最好成绩了吧……中间,还有个插曲,就是在比赛前夕,突然查到有类似的专利,并且浙江大学某国家重点实验室也做了一样的工作,顿时感到强烈的郁闷(当时比较单纯,认为想法一样,即使做出来是不是就没有意义了)。所以与他们不同,楼主和他的小伙伴们强调了低成本的实现(这也是学生常用招数,并没有考虑其他东西的成本)。

        为了实现上面的效果,楼主和他的小伙伴们轮着焊了几个晚上,才完成4块电路,每个电路有256个0603的LED。楼主记得,当时,拿着老式廉价烙铁在中厅,焊得眼睛有点花,然后就看到日出了。

        至此,光的三次方一直被搁置,偶尔有对此感兴趣的同学,楼主就会拿出来给他看看,怀念怀念。    

         但是,一直总有种什么事情没做完的感觉,于是,借着ST  i-Nemo比赛机会,决定再次完善光的三次方,首先是像素提高、硬件加速,然后软件友好,不能像之前那样人工一个角度一个角度一列一列编写显示内容。具体制作交给两个小伙伴负责,使用CPLD+Rhom的16*16点阵,最后却终究没能转起来显示。

        感觉大概不是自己,不会有这种感觉吧。楼主决定自己制作了,这次,楼主决定尝试真正的制作,或者说不同于以往的制作。2013年1月14日,楼主虽然身在实验室,心却在点名时间上(国内类似kickstarter的众筹平台),毅然决然地发起了项目,通过众筹来实现遗留的小梦想,将它产品化。然后,在项目筹集的过程中,构思产品化中的各种结构和方法,尽可能简化设计,提高可靠性,降低成本。前期,楼主也想过找人一起来做,但是,在没有做出一个可以预见的效果来之前,很难有人会积极参与,当然,还是要感谢两位小伙伴,帮了很多忙。

        在筹资前期,支持的人倒是很多,但由于少量制作,楼主将价格设为200(已是低于成本价了 ),到达筹资阶段后,支持的人就很少了。所幸,遇到一个前辈,对该项目很是支持,将项目推成功了,并超过目标一倍。然后,在小伙伴的基础上,通宵画完了四层板(虽然说画了无数双层板了,但楼主也是第一次画四层,感觉四层就是比双层简单啊,顺畅)。拿到手后,迫不及待地通宵焊完了1024个LED和其余器件,上电。

        然后,通过点名时间上的反应,楼主意识到软件界面的重要性,一个好的产品,是不可能让客户像开发者一样拿着Jlink,开着编译器,调试图形的。很幸运的是,楼主女朋友主动提出要帮助楼主完成,不然楼主又得自己做了,虽然已经找到一些开源的代码,但是还得学习一阵,而且机械部分还没设计。通过和女朋友几个星期的QQ讨论,终于有了一个可以用的切片软件,用于支持三维软件生成的STL文件,可以转成显示设备需要的文件,然后通过SD卡传输并显示出来。

         至此,楼主认为项目已经达到可以让人看到光明的阶段,然后很幸运,另一个小伙伴也帮忙进行机械设计,还有一个小伙伴帮忙改进程序。2013年5月9日,机械部件到了,取完快递,直奔天空工场,组装上电,仰天长啸(心里面),终于他妈地到了这一步!超静音,震动也小,大大超过了预期效果,有木有!

 

 

然后

省略

各种改进

各种通宵

各种调试……

现在是8月22号,经过一暑假的完善后,有点像样子了。又是各种单片机程序、电脑端软件的改进。

        相比几年前,技术上,除了速度提高、密度增加,还加入了电容触摸开关、无线供电技术;接口上,使用了TF卡接口、USB接口,更加通用易用;软件设计,增加了上位机,生成数据便捷简单。整体功耗也大大降低,现在全功能开启,也就400mA以内,可以使用电脑USB口供电。


现在是9月6日,批量的电路终于回来了,但是工厂焊接的质量不太好,熬夜修了16块显示面板。发现中间电机轴和显示面板连接件加工的不好,导致震动略大。继续完善中。

 

产品就是这样,让人看到希望,却让人看不到终点的不断改进!

感谢各位一路陪伴、帮忙的小伙伴,这是我们的产品!

 

最后是淘宝链接,感兴趣的技友可以看看: http://item.taobao.com/item.htm?spm=686.1000925.1000774.33.PPF7ae&id=20236417706



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工程师
2013-10-16 14:07:48     打赏
2楼
很实在,支持

工程师
2013-10-16 14:10:47     打赏
3楼
产品可以做的再炫一些,使用再简单一点,把TF卡的接口外置,就不用每次打开保护罩插拔了。有改善空间,包装一下就更好了,很好的礼品

菜鸟
2013-10-16 15:08:53     打赏
4楼

嗯,主要是旋转的,TF卡外置,不方便传输数据,不知道您有什么高见?


助工
2013-10-17 12:01:01     打赏
5楼
很好,非常好,很有创意

专家
2013-10-18 08:53:48     打赏
6楼
这个太牛了,顶

工程师
2013-10-18 11:07:02     打赏
7楼

你这是整板旋转,比较难做的话可以在外壳上开一个TF卡插卡槽。机器每次停止的时候都停在这个预定位置,可以插拔TF卡。起码要比每次打开外壳方便,也安全很多。

再高级一点就可以考虑短距离的无线传输了。把TF卡放在机器的下面,通过蓝牙或者其他无线方式传输到板卡上。

感觉东西很炫,不过还有改善空间,能变成一个很好的创意礼品。不知道加工三维图方便不方便,后续可以给客户提供模板,方便客户自己设计,提高可玩性


菜鸟
2013-10-18 22:07:23     打赏
8楼
建议很好啊,不过实际制作时权衡成本和效果,采取了目前的方案

高工
2013-10-18 22:11:17     打赏
9楼

够炫,顶一个


专家
2013-10-18 22:14:01     打赏
10楼
很炫~!

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