Vienkāršs bezgalības kubs: 14 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Bezgalības kubi un ikosaedri ir lietas, kas vienmēr ir pievērsušas manu uzmanību. Tomēr tos vienmēr šķita diezgan grūti izgatavot salīdzinoši sarežģītā ietvara dēļ. Šim bezgalības kubam tomēr ir rāmis, kas drukāts vienā gabalā. Padarīt būvniecību daudz spēcīgāku un vieglāku nekā vairums citu projektu. Kuba izmērs ir izvēlēts, tāpēc visam kubam ir nepieciešams tikai 1 miljons LED sloksnes, saglabājot zemas izmaksas. Esmu ļoti priecīgs par to, kā izvērtās šis projekts, un ceru, ka arī jums patiks!

1. darbība: materiāli / instrumenti

Materiāli:

• 1 metrs ws2812b 144LED/m IP30 $ 8.69
• mikrokontrolleris (Arduino) 2,58 ASV dolāri
• 6 plexiglass kvadrāti (91*91*3mm)
• spoguļplēve 2,19 USD (produkts ieradās sliktas kvalitātes, nevaru ieteikt to pasūtīt vietnē Ali)
• vads (lai savienotu LED sloksnes gabalus) $ 1,61
• 3D drukāts rāmis
• ziepjūdens (vai tas ir pat materiāls?)
• 5V barošanas avots 4,86 ASV dolāri (10 A, ja vēlaties, lai visas gaismas diodes būtu baltas, bet 5A lielākajā daļā gadījumu vajadzētu būt labi)

Rīki:

• Lodāmurs
• otrā līme
• karsta līme (pēc izvēles)
• stieples noņēmēji
• mazas knaibles (lai palīdzētu lodēt šauros stūros)
• 3D printeris (vai kāds, kas vēlas jums palīdzēt rāmja drukāšanā)

2. solis: rāmis

Šī ir šī projekta vissvarīgākā daļa. Daļa ir uzdrukāta uz viena no tās stūriem, tāpēc ir mazāk atšķirību slāņu līnijās un tāpēc, ka "teorētiski" nav nepieciešams atbalsts, ja tiek drukāts šādā orientācijā. Tomēr pēc tam, kad šī drukāšana neizdevās, es tomēr nolēmu pievienot balstus. Atbalsti patiesībā ir iezīmēti modelī, jo šķēlējs nevar tos efektīvi ģenerēt šādam modelim ("v3 v11.stl" ir balsti, v3 v12.stl "nav atbalsta).

Orientācijas dēļ ir nepieciešama 180*160*180 vieta, lai izdrukātu 114*114*114 kubu. Man bija nepieciešamas 10 stundas, lai izdrukātu, un modelim nepieciešami aptuveni 65 g kvēldiega.

3. solis: LED vadi

Ir svarīgi saprast, kā vadi ir jāpielodē, pirms tos faktiski lodēt, jo nav daudz vietas, kur strādāt. Iepriekš redzamajam zīmējumam (kas attēlo kubu) vajadzētu dot priekšstatu par to, kā viss ir pielodēts.

5 vadi iet caur caurumu kubā. Divi 5V un GND pāri, viens, lai darbinātu LED sloksnes sākumu (apakšējā slānī), bet otrs - galu (augšējā slānī). Tas nav tikai strāvas barošana no diviem galiem, tas faktiski ir nepieciešams, lai novērstu nepieciešamību pēc sarežģītākiem lodēšanas savienojumiem. Otrs vads, kas tiek ievadīts, ir datu līnija, tā ir līnija, kas nosūta datus uz visām gaismas diodēm, lai norādītu to krāsu.

Ja sekojat zaļajai līnijai, varat redzēt secību, kādā 12 gaismas diodes sloksnes ir savstarpēji savienotas (attēlā tās ir numurētas secībā). Daļās, kur zaļā līnija iet blakus LED sloksnes gabalam, tas nozīmē, ka tā darbojas zem sloksnes (rāmim ir vieta šiem vadiem).

Skicē var redzēt, ka ir trīs daļas - centra laukums, ārējais kvadrāts un vidējie 4 gabali, kas atrodas starp diviem kvadrātiem. Vidējie 4 gabali saņem 5V no ārējā laukuma un GND no centra laukuma.

Ņemiet vērā, ka vadi, kas baro ārējo kvadrātu, nonāk apakšējā slānī un iet caur rāmi (aiz LED sloksnes daļas) līdz augšējam slānim.

4. solis: lodēšana 1. darbība

Es sadalīšu šo sadaļu apakšposmos, lai visu labāk izskaidrotu. Iepriekšējā attēlā es numurēju LED sloksnes daļas, lai visu labāk izskaidrotu.

Es to izdarīju šādi. Ja jums ir labāks veids, vienkārši izmantojiet savu.

Noteikti pievērsiet uzmanību LED sloksnes gabalu virzienam! Nepareiza viena gabala ievietošana var radīt daudz nepatikšanas

1. solis: Tā kā mums ir vajadzīgas 12 gaismas diodes, jums jāsāk ar LED sloksnes sagriešanu 12 gabalos pa 12 gaismas diodēm katrā. Pēc tam pievienojiet 3 vadus 1. daļai, pārliecinieties, ka tie ir pievienoti Din pusē. Pievienojiet vēl 2 vadus, lai izveidotu savienojumu ar V5 un GND 12. daļā līdz Dout pusei, šīs puses vadiem jābūt vismaz par 12 cm garākiem, jo tiem jāiet cauri rāmim, vadi nav jāpielodē pie daļas Vēl 12. Izvadiet visus 5 vadus, kas savieno šos gabalus caur caurumu. Pēc tam noņemiet līmlentes vāku un pielīmējiet 1. daļu pie rāmja, neuztraucieties, lente ne pārāk labi pielīp, detaļas vēlāk tiks piestiprinātas ar līmi.

5. solis: lodēšana 2. darbība

Noteikti pievērsiet uzmanību LED sloksnes gabalu virzienam! Nepareiza viena gabala ievietošana var radīt daudz nepatikšanas

2. solis: Tagad tiks pievienotas 2. – 3. Daļas, to pašu procesu var atkārtot 4., 5. un 6., 7. Pirmkārt, vads jāpielodē pie 3. daļas Din, šim vadam jābūt 15 cm vai ilgāk un ir tas, kas iet uz 2. daļas Dout (zilā līnija attēlā). Šis vads tiks nogriezts vēlāk. Pēc stieples lodēšanas noņemiet šīs daļas līmlentes pārsegu un novietojiet to uz leju.

Pēc tam savienojiet Dout op 1. daļu ar 2. daļas Din, lai to izdarītu, jums, iespējams, vajadzēs mazliet izvilkt daļu no rāmja. tam jābūt ļoti īsam vadam ar izolācijas gabalu vidū. Noņemiet lenti no 2. daļas un novietojiet to savā vietā, pārliecinieties, ka zilā stieple iet aiz tās.

Tagad sagrieziet vadu, kas savienots ar 3. daļas Din, un pielodējiet to pie 2. daļas Dout. Lai to pielodētu, ļoti iespējams, ka jums ir vēlreiz jānoņem 2. daļa no rāmja, lai iegūtu nedaudz vietas. Tas ir ļoti saspringts stūris, un vadam, kas atrodas zem 2. daļas, būs jāveic straujš 180 grādu pagrieziens, lai izveidotu savienojumu ar 2. daļas Dout (to var redzēt 4. attēlā).

Tagad pievienojiet 1. daļas un 3. daļas V5, lai to izdarītu, var būt nepieciešams īss vads.

Visbeidzot, paņemiet nelielu stieples gabalu, lai savienotu 1., 2. un 3. daļas GND savā starpā. Ja 2. daļas 5V spilventiņš ir ceļā, varat vienkārši nogriezt šīs daļas stūri pa diagonāli, lai noņemtu lodēšanas spilventiņu.

Pārbaudiet, vai nav šorti, ja domājat, ka esat kļūdījies.

Tagad atkārtojiet 4., 5. un 6., 7. daļu:)

6. solis: lodēšana 3. darbība

Noteikti pievērsiet uzmanību LED sloksnes gabalu virzienam! Nepareiza viena gabala ievietošana var radīt daudz nepatikšanas

3. solis: Pašlaik 1. līdz 7. daļa ir jānoliek uz leju, noteikti pārbaudiet visu trīs reizes, jo jūs to nevarat viegli pārbaudīt, jo 2., 4. un 6. detaļai vēl nav 5V. Pievienojiet 5V un GND vadus, kas iet caur caurumu, pie 12. daļas. Noņemiet līmlentes pārsegu no 12. daļas un novietojiet to uz leju. pārliecinieties, ka vadi labi iet pa notekcauruli 8. daļas vietā (kas vēl nav novietota). Jūs varat nedaudz izvilkt vadus caur caurumu, lai tie labāk iederētos. Pēc tam savienojiet 8. daļas Din ar 7. daļas Dout, tāpat kā iepriekšējā solī. tad savienojiet 7. daļas GND ar 8. daļu.

(Iepriekš redzamajā attēlā es vēl neesmu pievienojis 12. daļu, es to pievienoju, bet man nav tā attēla.)

7. solis: lodēšana 4. darbība

Noteikti pievērsiet uzmanību LED sloksnes gabalu virzienam! Nepareiza viena gabala ievietošana var radīt daudz nepatikšanas

4. solis: Jūs esat gandrīz pabeidzis, tikai 9., 10. un 11. daļa ir jānoliek uz leju. Lodēšanai tiem jābūt taisni uz priekšu, tikai vispirms pārliecinieties, ka viena gabala Dout ir pielodēts pie nākamā Din, jo pēc tam tam ir grūti piekļūt. Neaizmirstiet savienot šī slāņa 5V ar 2., 4., 6. un 8. daļas 5V.

Lai pārbaudītu, vai visas gaismas diodes darbojas, es izmantoju šādu kodu. Tas izies cauri visiem gaismas diodēm pa vienam. Ja kaut kas nedarbojas, varat izmantot multimetru, lai noskaidrotu, kas ir nepareizi.

#include #define LED_PIN 7 #define NUM_LEDS 144 CRGB gaismas diodes [NUM_LEDS]; int skaitītājs; void setup () {FastLED.addLeds (gaismas diodes, NUM_LEDS); skaitītājs = 0; } void loop () {counter = (skaitītājs+1)%144; gaismas diodes [skaitītājs] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); kavēšanās (20); gaismas diodes [skaitītājs] = CRGB (0, 0, 0); }

Tā kā vienlaikus tiek darbināts tikai viens LED, šo kodu var darbināt, izmantojot Arduino. Tas nozīmē, ka šī koda palaišanai nav nepieciešams ārējais barošanas avots, jūs varat vienkārši savienot sloksnes 5V un GND ar Arduino.

8. solis: gaismas diožu pielīmēšana pie rāmja

Kā minēts iepriekš, lipīgā lente uz pašas sloksnes nav labi pielīp pie PLA. Tāpēc es nedaudz pacēlu visus LED sloksnes gabalus un zem tiem ieliku otru līmi un pēc tam nospiedu uz leju.

Uzmanieties, lai šī līme netiktu izlieta. Papildus tam, ka turat rokas kopā, tas atstās traipus uz rāmja

9. solis: akrila kvadrātu griešana (ja jums tie nebija sagriezti)

Tā vietā, lai sagrieztu akrilu 91 mm kvadrātos, es izmantoju lineālu un nazi, lai akrilā izveidotu līnijas vietās, kur es gribēju to salauzt. Pēc tam, kad ar nazi uztaisīju līniju akrilā, es novietoju līniju uz galda malas, lai salauztu gabalu uz līnijas. Tas nav īpaši precīzs un var radīt nedaudz nelīdzenas malas, taču ir iespējama dažu mm kļūda, tāpēc tam nav lielas nozīmes.

(Attēlā es jau uzliku filmu uz diviem kvadrātiem)

10. solis: spoguļplēves uzklāšana

Šeit ir saite uz kādu, kas paskaidro, kā to izdarīt, lai to apkopotu:

1. Notīriet akrilu, noņemiet šķiedras vai putekļus
2. Uzklājiet akrilam ziepjūdeni
3. noņemiet plastmasu no plēves
4. novietojiet plēvi uz akrila
5. noņemiet burbuļus un ziepes no centra ar plastmasas karti
6. apdares malas

Pirms plēves uzklāšanas noteikti noņemiet visas daļiņas, tas būtiski atšķir to izskatu

11. solis: Spoguļu ievietošana rāmī

Pirms spoguļu ievietošanas rāmī pārliecinieties, ka spoguļa puse ir labi notīrīta, šī puse tiks novietota uz iekšu un pēc tam to nevarēs notīrīt.

Es ievietoju spoguļus pretējos pāros tikai tāpēc, lai pārbaudītu, vai tie perfekti iet vienā un tajā pašā veidā. Patiesībā to ir ļoti viegli sasniegt, jo rāmim ir jārūpējas par izlīdzināšanu. Es piestiprināju spoguļus ar kādu otro līmi pie rāmja (karstā līme tam varētu būt labāka, tā nesmērē PLA). Spoguļa puse ir vērsta uz iekšu, jo tā ir trauslākā puse, un tādā veidā gaismai nav jāiet cauri akrila slānim, pirms tā atkal tiek atstarota.

12. solis: elektronika

Es sāku ar vadu tīrīšanu, kas iznāca no kuba, manuprāt, tas viss liek izskatīties mazliet kārtīgāk. Tā kā šis projekts ir tikai Arduino ar LED sloksni, viss ir pavisam vienkārši. 5V no barošanas avota jāpievieno kuba 5V un Arduino 5V. GND no barošanas avota ir jāpievieno kuba GND un Arduino GND. Pārliecinieties, ka polaritāte ir pareiza, ja nepieciešams, pirms ieslēgšanas pārbaudiet to ar multimetru, pretējā gadījumā jūs varētu apcept savu Arduino. Lai no tā izvairītos, jūs varat arī barot Arduino caur barošanas savienotāju, taču, lai to izdarītu, jums būs nepieciešams papildu savienotājs. Tagad vienīgais, kas jādara, ir savienot kuba Din ar Arduino tapu, es galu galā izmantoju tapu 5, taču tam nav īsti nozīmes. Vienkārši vai ne ?!

piezīme: trešais attēls ir tikai kāda shēma, kuru atradu tiešsaistē, tur esošais rezistors nav vajadzīgs. Tomēr jūs varētu izlemt to iekļaut,

13. solis: kods:)

Kods, kuru izmantoju līdz šim, bija pavisam vienkāršs, es vienkārši paņēmu kādu kodu no ātro LED piemēru bibliotēkas un mainīju dažus ciparus, lai tie darbotos šajā kubā (sākotnējais kods, ko izmantoju, ir atrodams šeit). Pirms Arduino pievienošanas datoram, izmantojot USB portu, noteikti atvienojiet 5V savienojumu starp barošanas avotu un Arduino.

Es beidzot rakstīju kodu, kuram ir vairākas animācijas, dažas no tām var redzēt iepriekš redzamajā videoklipā:

Nekopējiet no tā ielīmēšanu, tā nedarbosies, jo instrukcijas ielīmē kodu

#include #define LED_PIN 5 #define NUM_LEDS 144 CRGB gaismas diodes [NUM_LEDS];

void setup () {

FastLED.addLeds (gaismas diodes, NUM_LEDS); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // aizpildiet visu melno FastLED.show (); } void loop () {onesnake (10000); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // varavīksne (5000); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); dzirksti (10000); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (gaismas diodes, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (int duration) {unsigned long startTime; startTime = milis (); int atrašanās vieta = 1; int nākamais ceļš = 1; int stūri [8] [3] = {{-7, 8, 1}, {-1, 2, 3}, {-3, 4, 5}, {-5, 6, 7}, {-8, -12, 9}, {-2, -9, 10}, {-4, -10, 11}, {-6, -11, 12}}; int ledsInSnake [48]; int krāsa = 0; par (int i = 0; imillis ()) {ja (atrašanās vieta> 0) {par (int i = 0; i <12; i ++) {krāsa = (krāsa+5)%2550; gaismas diodes [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); par (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (krāsa/10, 255, (j*255)/48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (atrašanās vieta-1)*12+i; gaismas diodes [ledsInSnake [47] = CHSV (krāsa/10, 255, 255); FastLED.show (); kavēšanās (20); }} ja (atrašanās vieta <0) {par (int i = 0; i <12; i ++) {krāsa = (krāsa+5)%2550; gaismas diodes [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); par (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (krāsa/10, 255, (j*255)/48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (atrašanās vieta+1)*-12+11-i; gaismas diodes [ledsInSnake [47] = CHSV (krāsa/10, 255, 255); FastLED.show (); kavēšanās (20); }} nākamais ceļš = nejaušs (0, 2); par (int i = 0; i <8; i ++) {// atšķiras 8, ja (stūri [0] ==-atrašanās vieta || stūri [1] ==-atrašanās vieta || stūri [2] ==-atrašanās vieta) {if (stūri [nākamais ceļš]! =-atrašanās vieta) {vieta = stūri [nākamais ceļš]; } cits {atrašanās vieta = stūri [nākamais ceļš+1]; } pārtraukums; }}

FastLED.show ();

kavēšanās (20); }} void fadeFromCenter (int duration) {unsigned long startTime; startTime = milis (); int skaitītājs = 0; while (startTime+duration> millis ()) {counter = (skaitītājs+1)%255; par (int i = 0; i <12; i ++) {par (int j = 0; jmillis ()) {skaitītājs = (skaitītājs+1)%255; par (int i = 0; i

tukša varavīksne (ilgums) {

neparakstīts garš startTime; startTime = milis (); int skaitītājs = 0; while (startTime+duration> millis ()) {counter = (skaitītājs+1)%255; par (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i*5+skaitītājs)%255, 255, 255); } FastLED.show (); kavēšanās (20); }} void sparkles (int duration) {unsigned long startTime; startTime = milis (); int GARUMS = 40; int mirgo [LENGTH]; int krāsa = 0; par (int i = 0; imillis ()) {krāsa = (krāsa+5)%2550; gaismas diodes [mirgot [0] = CHSV (255, 255, 0); par (int i = 0; i <LENGTH; i ++) {if (i! = 0) {diodes [mirgo = CHSV (krāsa/10, 255, (i*255)/GARUMS); mirgot [i-1] = mirgot ; }} mirgot [LENGTH-1] = nejauši (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); kavēšanās (50); }}

14. solis: izbaudiet savu satriecošo bezgalības kubu

Es ceru, ka jums patika šī pamācība. Ja tā, lūdzu, balsojiet par mani konkursā un sniedziet man atsauksmes, es vēlētos dzirdēt jūsu idejas par projektiem vai šīs būves uzlabojumiem. Paldies, ka izlasījāt!

Otrā balva konkursā Make it Glow