Dos paneles LED pegados espalda con espalda giran a varios cientos de revoluciones por minuto dentro de un globo de lámpara, y lo que ve el espectador es una imagen en tres dimensiones flotando en el aire. Se llama Vortex y es obra de un maker conocido como AncientJames, según reportó Electronics For You el 6 de noviembre. Una Raspberry Pi 4 controla los paneles y genera las imágenes. El diseño del hardware y el software están publicados para que otros los estudien y reproduzcan.
La pantalla usa dos paneles LED HUB75 de 128 × 64 píxeles montados espalda con espalda. Giran sobre un eje vertical dentro de una carcasa armada alrededor de un globo esférico truncado de 300 mm.
¿Cómo se forma la imagen 3D?
Cada panel es una grilla de luces. Al girar, los puntos encendidos dejan una huella que el ojo interpreta como un volumen, igual que una bengala en movimiento parece dibujar un círculo. Con dos paneles la imagen se puede mirar desde cualquier ángulo.
Un fotointerruptor marca la posición. Su señal cambia entre alto y bajo en cada media vuelta, y eso le da al software un punto de referencia para actualizar la imagen.
El software, Multivox
Los datos de la imagen viven en un búfer de vóxeles en memoria compartida. Un controlador de pantalla lee ese búfer y lo envía a los paneles sincronizado con la rotación física. Otros programas, separados del controlador, generan y actualizan el contenido.
El sistema trae además un simulador basado en OpenGL que muestra los mismos vóxeles en una ventana. Así se pueden probar imágenes sin encender el hardware.
El software admite profundidades de color de uno a tres bits por canal. A mayor profundidad, menor tasa de refresco. Si la velocidad de giro supera lo que la pantalla alcanza a refrescar, algunos vóxeles se saltan y aparecen huecos o estelas en la imagen. Para eso el software incluye un ajuste de prueba que compensa los vóxeles perdidos.
¿Qué piezas lleva?
La lista principal de hardware es esta.
- Dos paneles LED HUB75 P1.875.
- Dos barras de fibra de carbono de 6 mm × 225 mm.
- Una Raspberry Pi 4, una placa de interfaz HUB75 y un fotointerruptor.
- Rodamientos 6015 y 6804.
- Un anillo colector de alternador de auto, identificado con los números de parte ASL9013 y ABH6004S.
- Un motor YM2776 y una fuente de poder Mean Well LRS-100-12.
- Una correa de transmisión, tornillería M4 y plomos de pesca como contrapeso.
La carcasa se arma con piezas impresas en 3D y un globo de farol de poste cortado a medida. Hay un dial de control opcional que usa una Raspberry Pi Pico W, un acelerómetro, un encoder rotatorio, otro fotointerruptor y una pantalla táctil redonda de 1,28 pulgadas. La alternativa sencilla es un controlador de velocidad de motor con una perilla.
El armado
Se parte imprimiendo el marco, el núcleo y las piezas de la carcasa que están en el repositorio VortexParts. Las dos barras de fibra de carbono calzan en canales del núcleo impreso, pero antes hay que despejar esos canales con una broca de 6 mm. Después los paneles se montan espalda con espalda y se fijan a las barras.
La Raspberry Pi, la interfaz HUB75 y el fotointerruptor van dentro del núcleo. Los rodamientos, el anillo colector, el motor y la correa forman el conjunto que gira, y los contrapesos lo equilibran.
El balanceo es la parte más exigente del armado. El conjunto giratorio se debe probar con cuidado y con protección para los ojos.
Demos incluidas y licencia
El software Multivox y sus programas de demostración están en GitHub bajo licencia MIT. Entre las demos hay ciclos de luz multijugador, fuegos artificiales, un simulador de vuelo de estilo ciencia ficción, un cubo de cuatro dimensiones que rota y un visor de modelos 3D e imágenes. Una herramienta en Python transmite nubes de puntos desde un computador a la pantalla por WiFi.
El repositorio trae los comandos para compilar el software en una Raspberry Pi 4. El repositorio VortexParts entrega un archivo STEP con las piezas mecánicas imprimibles, aunque no especifica una licencia para esos archivos de diseño.
El código está en el repositorio Multivox de AncientJames.
