🌀 Проект: POV-дисплей на вращающемся шаговом двигателе 28BYJ-48

Шаговый двигатель 28BYJ-48 и RGB-светодиод

Пока шаговый двигатель 28BYJ-48 непрерывно крутит диск, закреплённый на нём RGB-светодиод меняет цвет синхронно с текущим углом поворота — на скорости глаз видит вращающееся цветное кольцо.

Как это работает

Название POV расшифровывается как «persistence of vision» (инерция зрительного восприятия) — глаз и мозг на короткое время сохраняют яркое изображение, даже когда реальный источник света уже сдвинулся. Если быстро вращать одну точку света по кругу и менять её цвет синхронно с углом поворота, то вместо одной мигающей точки мозг воспринимает целое плавное кольцо градиента цвета — никакого реального "диска" или "экрана" физически не существует, это оптическая иллюзия от скорости вращения.

Код отслеживает `currentStep` — текущее положение в пределах одного полного оборота (от 0 до `stepsPerRevolution`), переводит его в угол через `map()`, и на основе этого угла вычисляет яркость красного и зелёного каналов светодиода: чем дальше от начала оборота, тем ярче один цвет и тем темнее другой, создавая плавный переход по кольцу.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, что указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Подключите драйвер ULN2003: IN1-IN4 → D8, D9, D10, D11, VCC → отдельное 5V, GND → GND.
Закрепите RGB-светодиод на вращающемся диске, подключив R и G через контактные кольца (slip ring) или достаточно длинный гибкий провод с запасом хода.
Подключите R → D5, G → D6 (через контактные кольца или гибкий провод к неподвижной части схемы).
Без контактных колец ограничьте число оборотов перед остановкой и раскручиванием в обратную сторону, чтобы провод не перекрутился и не оборвался.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

#include <Stepper.h>

const int stepsPerRevolution = 2048; // полных шагов на оборот для 28BYJ-48 с редуктором
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11);

const int redPin = 5;
const int greenPin = 6;
long currentStep = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  myStepper.setSpeed(15); // об/мин — на низкой скорости эффект POV будет слабее
}

void loop() {
  myStepper.step(1);
  currentStep = (currentStep + 1) % stepsPerRevolution;

  int angle = map(currentStep, 0, stepsPerRevolution, 0, 255);
  analogWrite(redPin, angle);
  analogWrite(greenPin, 255 - angle);
}

Для реального провода к вращающемуся диску нужны контактные кольца (slip ring) или гибкий тонкий провод с запасом хода — иначе он быстро перекрутится и оборвётся.

Частые проблемы

Не видно плавного кольца, только мигающую точку — скорость вращения слишком мала для эффекта POV, увеличьте `setSpeed()` в пределах возможностей двигателя.
Провод к светодиоду обрывается — без контактных колец провод перекручивается при многократном вращении в одну сторону, нужен slip ring или ограничение числа оборотов.
Цвета смешиваются неравномерно — проверьте, что `map()` использует именно текущий диапазон `stepsPerRevolution`, а не захардкоженное число.
Двигатель вращается рывками — проверьте порядок подключения катушек к ULN2003 и достаточность питания.

Как улучшить проект

Добавить несколько светодиодов на разном радиусе диска для создания более сложного узора.
Использовать адресные светодиоды (например, WS2812) вместо аналогового RGB, чтобы рисовать настоящие текстовые или графические POV-изображения.
Добавить синхронизацию скорости вращения с внешним сигналом (например, микрофоном) для реакции на звук.