Surf's Up, una pelota de poliestireno se mueve sobre las olas para crear una pantalla volumétrica

Estamos grandes fanáticos de las pantallas POV, particularmente los que pasar a 3D. Para hacerlo, necesitan moverse incluso más rápido que sus primos 2D. (danfoisy) construyó una pantalla volumétrica que no mueve LED ni ninguna otra pantalla digital a través del espacio, ni proyecta luz sobre una superficie en movimiento. Todo lo que se mueve aquí es una gota de espuma de poliestireno y lo hace a una velocidad de hasta 1 metro por segundo. Tener poca masa ciertamente ayuda cuando se trata de frenar, pero nos estamos adelantando.

(Danfoisy) e hijo construyeron un levitador acústico kit de (PhysicsGirl) que inspiró el proyecto de la feria de ciencias del joven sobre el sonido. Ver el video de (PhysicsGirl) para una explicación de la levitación en una onda estacionaria. (danfoisy) se topó con un artículo en la revista Nature sobre una pantalla volumétrica que expandió esta onda estacionaria unidimensional en tres dimensiones. El documento describía el uso de una matriz en fase de transductores ultrasónicos, cada uno con una forma de onda de 40 kHz.
Después de leer el artículo y determinar cómo recrear el experimento, (danfoisy) construyó una simulación 2D y luego otra en 3D para validar el enfoque. Estamos impresionados con el nivel de física y programación que se muestra, y que el mismo código se trasladó a la compilación.
(danfoisy) no se detuvo con las simulaciones, diseñando y construyendo tableros de control para cada cuadrícula de transductores de 100 x 100. Cada cuadrícula está impulsada por 2 FPGA Intel Cyclone y todas son alimentadas con formas 3D por una Raspberry Pi Zero W.El volumen de la pantalla es de 100 mm x 100 mm x 145 mm y la posición de la bola de espuma es precisa hasta 0,01 mm. actualmente existe una distorsión considerable en el posicionamiento.
Vea el video después del descanso para ver el proceso de simulación, diseño y prueba de la pantalla. Hay una serie de consejos a lo largo del camino, que incluyen cómo probar la polaridad de los transductores y el uso de un script de Python para colocar las cuadrículas de transductores y controladores en KiCad.

Pero espera hay mas. Hay LED RGB de 3 vatios en cada esquina superior del volumen de la pantalla con control PWM para iluminar la bola de espuma, agregando 7 bits de información de color a cada vóxel. El artículo original usó esta misma matriz en fase para la retroalimentación háptica y el sonido audible, pero (danfoisy) dice que la implementación de eso ahora mismo no funcionará. Todos Los archivos y el código de la placa están en GitHub, así que háganos saber dónde lo lleva a continuación.