Phyllotaxis: תצוגת LED שמגיבה לקול, בתאי ספירלת פילוטקסיס

האמן והמפתח Jagi Natarajan פרסם בבלוג שלו תיעוד מפורט של בניית Phyllotaxis. זוהי תצוגת LED שמגיבה לקול: 89 נוריות RGB עם כתובת משלהן יושבות בתאי ספירלת פילוטקסיס, אותה ספירלה כפולה שמצויה במרכזם של חמניות וצמחים בשרניים.

הצורה נוצרת בסקיצה קצרה ב-Processing: נקודות מונחות לאורך קו רדיאלי וכל אחת מסובבת בכפולה הולכת וגדלה של יחס הזהב. כבר אז הדפוס נראה כמו חמנייה, וטריאנגולציית וורונוי של אותן נקודות דומה לתרמיל זרעים. הרעיון היה לתת לכל תא אור משלו.

מסקיצה למעטפת מודפסת בתלת-ממד

נתוני הקצוות של התאים עברו מ-Processing לסקריפט Python שבנוי על ספריית CadQuery: הקוד מאחד את התאים, מוסיף קירות וחורט בכל אחד חור בגודל של נורית. הפרטים הושלמו ב-FreeCAD עם חורי ברגים ופלטה קדמית דקה, ומתחתיה נייר חצי-שקוף שהודבק מפזר את האור.

את 89 הנוריות מפעיל לוח STM32 blackpill דרך דרייבר neopixel שנכתב מעל SPI. מסגרת קטנה מאפשרת לכתוב קוד בסגנון Processing: טבלת חיפוש שומרת את מיקומה של כל נורית על מעגל היחידה, ולכן הדפוסים נכתבים בקואורדינטות קוטביות.

ניתוח שמע על הלוח עצמו

הדפוס האהוב עליו, גל סינוס שמפעים את הבהירות מהמרכז החוצה, הפך ללב הגרסה שמגיבה לקול. ל-STM32 יש תמיכה בנקודה צפה והוראות DSP של ARM, ולכן טרנספורם פורייה וניתוח השמע רצים על הלוח עצמו. הצליל מגיע ממיקרופון I2S דיגיטלי מדגם INMP441, מה שמונע רעש אנלוגי, וספריית ARM CMSIS מבצעת את העיבוד עם בקרת הגבר וחלוקה לרצועות תדר.

גרסה שנייה על לוחות מעגל

המעטפת הראשונה, שבה המיקרו-בקר והמיקרופון ישבו על לוח ניסויים בקופסה מודפסת, הייתה רגישה לרעש והנוריות הבהבו. זה דחף אותו ללמוד לתכנן לוחות מעגל מודפסים; הלוח החדש נושא את ה-blackpill, את המיקרופון, כפתור ומתאם רמות לוגיות לאות 5V נקי.

אחרי שהציג את העבודה במסיבת סילבסטר בראשית 2026, הוא החל בגרסה שנייה. הפלטה המודפסת הוחלפה בלוחות מעגל המשמשים כבסיס, והפריסה קיבלה סימטריה מחומשת: לוחות מזמינים בקבוצות של חמישה, ולכן חמישה לוחות זהים יוצרים טבעת. הלחמה ביד התבררה כקשה מהצפוי, משום שמגעי ה-neopixel נמצאים מתחת למארז.

הפרויקט הושהה עד שחבר עם תחנת הלחמה באוויר חם השלים את החיבורים בריטריט תכנות ב-Recurse Center בקיץ 2026. היחידה הזו נשארה שם כמיצב: היא רצה על ESP32, הקושחה נכתבה מחדש ב-Rust, והבקר מגיש אתר מקומי שבו המבקרים מעלים סקיצות ומשחקים משלהם. גרסה שלישית מתוכננת להמשך.