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翻轉點陣顯示器上的機械式流體模擬藝術裝置

· 硬體藝術家 mitxela 用翻轉點陣面板打造流體模擬藝術裝置,在 2026 年 EMF 藝術節展出四天。

這是硬體工程師兼藝術家 mitxela 打造的作品,在翻轉點陣顯示器(flip-dot display)上即時運算並顯示流體模擬效果,2026 年於 EMF 藝術節展出四天。作品名稱 FLIP 是雙關語,既指流體模擬常用的 Fluid Implicit Particle 演算法,也呼應 flip dots 這個名稱。

硬體上,作品由 8 面二手 Hanover 翻轉點陣面板組成,共 13×28 個點,靠永久磁鐵與線圈翻動、斷電也能保持畫面;驅動電路改用 H 橋晶片配合串聯電容,把原本每秒才更新一次的面板加速到約 56 毫秒一次。軟體端則用 FLIP 演算法運算流體,由一顆 600MHz 的 STM32H7R3 處理器即時計算並驅動面板。

這個裝置最大的工程難題是供電:面板整排翻動時瞬間電流超過 50 安培,作者靠大量電解電容分散供電才解決;原本電路更新一列要花 1 秒,改造後加速到約 56 毫秒。整個裝置手工焊接超過 4000 個焊點,耗時數週,最終在 EMF 2026 藝術節連續運作四天沒有故障,觀眾能用搖桿操控流體的「重力方向」。

這則比較偏硬體與嵌入式工程的動手實作,不是典型的軟體開發專案,但對喜歡自己動手做東西的孩子仍很有參考價值:作者從電路設計、微控制器程式到流體模擬演算法全部自己摸索完成,示範了一個好玩的點子如何靠反覆試錯、一點一滴解決電力與焊接等現實問題,最後真的做出能在藝術節展出的作品。

硬體嵌入式系統創客藝術裝置

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