LED kuba lampa: 8 soļi (ar attēliem)

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

Šī lampa ir manis izveidotā 172 pikseļu pulksteņa projekta blakusprodukts. Tas radās, kad es testēju gaismas diožu virkni. Mans partneris tos redzēja un patika, kā viņi izskatās. Es pabeidzu pulksteni un tad sāku šo projektu. Tas ir bijis diezgan lēns projekts, starp kuriem ir notikušas citas lietas, kas laika gaitā ļāvušas tam attīstīties.

Sākotnējā koncepcija bija nedaudz vairāk par metru gara, un tās kontrolei tika izmantotas 3 pogas un potenciometrs. Tas kļuva par mazāku, bet līdzīgu dizainu, kurā tika izmantots viens rotējošais kodētājs. Tad nāk svētku sezona, un es aizņēmos dažus vadības koncepcijas ATTiny 85 kontrolētajām svētku gaismām. Galu galā mums tas ir; Jauks 50 mm kubs ar vienu skārienjutīgu vadību.

Būtu bijis viegli vienkārši iegādāties lētu LED kontrolieri no eBay, iebāzt to kastē un nosaukt par pabeigtu. Tomēr es gribēju kaut ko tādu, kas neprasa iestatīšanu vai savienošanu pārī un ļautu man izlemt, kā darbojas gaismas diodes. Protams, es nevaru mainīt gaismu no sava dīvāna komforta, bet man nav nekas pret to. Tomēr es domāju, ka nākamā attīstība varētu būt ATTiny 85 nomaiņa pret kaut ko tādu kā ESP8266, lai es varētu izmantot bezvadu kontroliera priekšrocības, bet arī saglabāt manuālu vadību.

Man bija patiešām svarīgi, lai gaisma būtu aktīva, bet nenovirzītu uzmanību, tāpēc baltā režīmā lukturī nejauši izgaismojas nedaudz krāsu un pēc tam tikpat lēni atkal izgaist. Bija svarīgi, lai tas nekristu acīs to darot, bet katru reizi, kad paskatās uz lampu, tas būtu nedaudz savādāk.

Piegādes

Kubs ir izgatavots no 3 mm matēta opāla akrila loksnes. Es apkrāpu un pasūtīju to iepriekš sagriezt kvadrātos, kas ir pareizā izmēra tam, ko es gribēju, es pasūtījumam pievienoju dažas papildu lietas, jo es pieļāvu kļūdu (es to izdarīju).. Tas darbojas ļoti labi, taču nav patīkams lietojums, es šeit izveidoju, izmantojot gorillu epoksīdu. Saite nav tik spēcīga kā tinols 12, bet tai jābūt pietiekami stiprai bez patiešām nepatīkamiem izgarojumiem.

Gaismas diodes ir SK6812, tās ir RGBWW (silti balta) opcija.

Mikrokontrolleris ir ATTiny 85

Skārienvadības pults ir MTCH101

Ir daži pasīvi komponenti:

• 13X 0603 0.1uf kondensatori
• 2X 4.7k 0603 rezistori
• 2X 10k 0603 rezistori
• 1X 470 omu 0603 rezistors
• 1X 1000uf kondensators

Lai gan to būtu iespējams izdarīt vietnē ProtoBoard ar PCB izgatavošanu, tas ir viltīgi un kaut kas tāds, par ko es gribēju balstīties.

Vecs USB kabelis strāvas kabeļa griešanai

Karstā līme tiek izmantota, lai noturētu PCB gala produktā, un kāds silikona hermētiķis ļauj pielīmēt kuba dibenu. Abas karstās līmes ir silikona, un tās labi pielīmē akrilu, taču neviena no tām nav ļoti laba. Tas veido saiti, kas ir pietiekami spēcīga, lai to visu noturētu, bet tik spēcīga, ka vēlāk to nevar atraut, ja nepieciešams.

200 mm 0,31 mm emaljēta vara stieple. (šeit jūs varat izmantot gandrīz jebkuru vadu, ja vien tas nav pārāk liels, lai tas izveidotu ēnu kuba iekšpusē)

Mikro kontrolieris

Es to jau teicu un slikti saku vēlreiz. Man ļoti patīk ATTiny 85 mikrokontrolleris. Tie ir viltīgi, viegli lietojami, viegli programmējami un šķiet praktiski neiznīcināmi.

Tātad, protams, es izmantoju vienu šim projektam. Kods, ko tā izpilda, ir diezgan vienkāršs. Pieskāriena sensoram ir pievienots pārtraukums. Kad tapu pavelk uz leju, ISR skaitītājam pievieno 1. Pēc tam galvenā cilpa vada apakšcilpu, kas atbilst skaitītāja numuram. Tādā veidā jūs varat pievienot vai noņemt animācijas, izmantojot tikai dažas koda rindiņas.

Man šis kods darbojas ATTiny85 aptuveni 8 mēnešus bez problēmām.

1. darbība: rīki un palīgmateriāli

Ir iespējams lodēt visas sastāvdaļas ar rokām, bet SK2612 ir diezgan jutīgi. Es nogalināju diezgan daudz no viņiem, pirms atradu mini krāsniņu Lidl, kuru pārvērsu par atkārtotu krāsni.

Es izmantoju maršrutētāju un 45 grādu slīpēšanas uzgali, lai sagrieztu visas akrila malas. Jūs varat to izlaist un izveidot kuba kvadrātveida savienojumus vai kaut ko 3D drukāt.

Citi izmantotie rīki ietver:

• Karstās līmes pistole
• Lodāmurs
• Mazas formas nazis
• Maskēšanas lente
• Daži pamata rokas instrumenti. atgriezumi un mazi pīleri.
• Arduino Uno vai tamlīdzīgi, kā arī maizes dēļa un džemperu vadi koda augšupielādēšanai ATTiny85
• Hack Saw
• Lodēšanas pasta
• Lodēt

• Multimetrs

2. solis: akrila griešana

Bija sarežģīti atrast uzticamu metodi 45 grādu leņķa griešanai uz akrila malām. Es domāju, ka galda zāģa uzstādīšana ar pareizo leņķi būtu daudz vienkāršāka, bet diemžēl man ir tikai maršrutētājs, tāpēc šeit es darīju.

Lai izveidotu džigu, es izmantoju koka lūžņu gabalu ar taisnu malu, kas piespiests pie darba stenda. Taisna mala ir ļoti svarīga, jo slīpuma uzgalis rullēs gar to. Tas ir gadījums, kad ap gabalu tiek pielīmētas dažas akrila lūžņu loksnes, kurām es gribēju sagriezt leņķi, lai to noturētu un izveidotu pareizu maršrutētāja dibena augstumu.

Kad es to izdarīju, man bija karsts līmes lielgabals un karsts, tāpēc nolēmu izmantot karstu līmi, lai noturētu atbalsta gabalus vietā. Parasti es būtu izmantojis divpusēju līmlenti. Abas iespējas darbojas labi.

Tad ir nedaudz izmēģinājumu un kļūdu, lai maršrutētāju iestatītu tieši pareizajā augstumā, pārāk augstu, un tas atstās kvadrātveida malu uz akrila, pārāk zemu un noņems pārāk daudz

Izmantojot nelielu maskēšanas lenti, lai pārliecinātos, ka nekas nevar pārvietoties, ļaujiet maršrutētājam griezties līdz vajadzīgajam ātrumam un vienmērīgi virziet maršrutētāju gar akrila malu, pagrieziet gabalu un atkārtojiet, līdz visi 6 ir nogriezti ar 45 grādu malu 4 malas (5 gabali un 3 malas, ja vēlaties kubu piestiprināt pie kaut kā)

3. darbība: kuba izgatavošana

Kad viss akrils ir sagriezts, kuba veidošana ir taisna uz priekšu, bet deva prasa nelielu uzmanību detaļām.

1. paņemiet maskēšanas lentes garumu ar 2 gabaliem galos, lai to noturētu taisni un cieši. Novietojiet to dažu milimetru attālumā no taisnas malas un paralēli tai ar lipīgo pusi uz augšu. Lente turēs visu kopā, līdz epoksīds sacietēs, tāpēc es pārklāju divus gabalus, lai nodrošinātu patīkamu vienmērīgu spiedienu. Kā taisnu malu izmantoju matētu silikonu, bet lineāls darbotos tikpat labi vai varbūt labāk.

Pēc tam noņemiet aizsargplēvi no akrila un novietojiet vienu no kvadrātiem pret vienu lentes galu, pārliecinoties, ka tā kārtīgi atrodas pret taisno malu un 45 grādu leņķis ir noliekts uz leju. Pēc tam novietojiet otro kvadrātu blakus pirmajam, pārliecinoties, ka malas vienkārši pieskaras un augšdaļa ir cieši līdz taisnai malai. Atkārtojiet trešo un ceturto kvadrātu.

Kad esat laimīgs, ka viņi visi kārtīgi sēž, pagrieziet to un apgrieziet lenti vienā galā tā, lai tā neiet garām akrila galam. Tagad jums vajadzētu būt iespējai to visu salocīt un izveidot glītu kastīti. Galīgajai apdarei ir svarīgi, lai kastes augšdaļa būtu pēc iespējas tuvāka perfektai, nelielu novirzi apakšā var noslīpēt un vēlāk paslēpt.

Ja esat priecīgs, ka viss ir tā, kā vajadzētu, ir pienācis laiks to salabot. Atveriet kubu uz augšu un novietojiet to gatavu, lai izvēlētos līmi. Es agrāk izmantoju Tinsol 12. Tas ir paredzēts akrila savienošanai un ļoti laba tā devas dozēšanai, tomēr ar to ir nepatīkami strādāt, un pirms lietošanas tas ir jāatdzesē. Es arī ieteiktu to izmantot ārā vējainā dienā un atstāt sasaistītās daļas ārpusē vai nojumē vismaz uz 24 stundām.

Kristāldzidrs divdaļīgs epoksīdsveiksme darbojas lieliski, ir daudz jaukāka un piedodošāka. Lai strādātu, jums joprojām jāizmanto labi vēdināta telpa, bet es nepamanīju, ka pie atvērta loga darbotos izgarojumi. Tās saite nav tik spēcīga kā Tinsol12, bet, ja vien neplānojat mētāt kubu, tai vajadzētu būt pietiekami spēcīgai.

Es sajaucu nedaudz gorillu epoksīda uz vecā cd un izmantoju bambusa ķērpja darbības galu, lai uzklātu smalku slāni gar visu kvadrātu malām, kur tie satiksies. Izvairieties lietot pārāk daudz, jo tas izplūst.

Man žēl, ka es nesaņēmu nevienu šī posma fotoattēlu, jo tas tika uzstādīts diezgan ātri.

Kad līme ir uzlikta, salieciet kvadrātus uz augšu, lai atkal veidotu kastīti, un izmantojiet pārklājamo maskēšanas lentes gabalu, lai to visu noturētu kopā.

Pēc apmēram 5 minūtēm, ja jūtaties pietiekami stiprs, lai noņemtu lenti. Man patīk pēc iespējas ātrāk noņemt lenti, ja daļa epoksīda ir izšļakstījusies. Pēc tam, kad tā ir pilnībā savienota, to ir daudz grūtāk iegūt.

4. solis: skārienjūtīgais sensors

Kuba Mk1 versijā tika izmantots vibrācijas sensors. Tas darbojās labi, bet nebija ideāli, jo varētu būt sarežģīti to aktivizēt tikai vienu reizi, it īpaši, ja es to paņēmu, lai mainītu režīmu un pēc tam atkal pārāk ātri noliktu to atpakaļ. Dizains īsti neļauj nevienu pogu izvietot, tāpēc vienīgā loģiskā lieta bija izmantot skārienvadību.

MTCH101 šķita ideāla mikroshēma šim darbam.

Tā kā tā kapacitatīvajam sensoram nav nekāda tieša kontakta ar kaut ko, es paņēmu to, kas kļūs par kuba vāku, no iekšpuses noņemu aizsargkārtu, pēc tam ap iekšpusi sakārtoju 0,31 mm emaljētu vara stiepli, novietojot to vietā ar maskēšanas lenti pirms neliela Gorilla epoksīda sajaukšanas, lai to noturētu pastāvīgi. Noteikti atstājiet pietiekami daudz astes, lai nokļūtu pie PCB.

MTCH101 noteikšanas izejas tapa ir Active-Low, tāpēc taustes slēdzis starp 5 V un papildu spilventiņu darbosies arī pie 7. tapas, lai mainītu kuba režīmu

Pēc epoksīda sacietēšanas kuba augšdaļu var piestiprināt pie ķermeņa ar nedaudz vairāk epoksīda.

5. solis: PCB un lodēšana

Es vienmēr biju iedomājies, ka PCB ir kaut kas rezervēts tiem, kam ir dziļa izpratne par elektroniku, kas ir nodota daudzu gadu garumā. Izrādās, ka patiesībā ir ļoti viegli un lēti izveidot savus dēļus un izgatavot tos profesionāli.

Es šeit pārāk neiedziļināšos procesā, jo tas prasa diezgan sīku informāciju, ko citi ir paveikuši daudz labāk, nekā es varētu izskaidrot. Bet pamata darbības ir šādas:

Izveidojiet ķēdi uz maizes dēļa, lai to pārbaudītu. Izkārtojiet visus komponentus shematiski. Veiciet pasūtījumu

Sarežģītākā procesa daļa ir gaidīt jūsu dēļu ierašanos.

Es izmantoju JLCPCB. Kopējās izmaksas par 10 dēļiem bija nedaudz mazākas par 10 sterliņu mārciņām, un to saņemšana prasīja nedaudz vairāk par nedēļu. Man nav ar ko salīdzināt kvalitāti, bet tie šķiet patiešām jauki.

Es gribēju, lai būtu iespēja izveidot lielāku kuba versiju, tāpēc es PCB pievienoju dažus papildu LED spilventiņu gredzenus. Es varu lodēt gaismas diodes uz jebkura no 3 gredzeniem vai nogriezt tos mazākiem dizainiem. JLCPCB iekasē to pašu cenu par jebkura izmēra plāksni līdz 100 mm x 100 mm.

Lodēšana

Ir iespējams ar rokām lodēt visas sastāvdaļas. 0603 kondensatori un rezistori ir mazi, bet elastīgi, tāpēc ar nelielu praksi to var izdarīt viegli. Tas pats attiecas uz MTCH101 mikroshēmu. Problēma man bija SK2812 gaismas diodes, tās ir pietiekami lielas, lai lodētu ar rokām, bet es atklāju, ka tās ir nedaudz pārāk jutīgas pret karstumu. Es domāju, ka es nogalināju vismaz 10, pirms nolēmu ieguldīt kaut ko tādu, kas paredzēts SMD detaļām.

Es nebiju pārliecināts par labāko turpmāko ceļu, tad mans lēmums tika pieņemts, kad Lidl atradu pārdošanā mini krāsni. Lai gan tā nav ideāla cepeškrāsns, lai to atkārtoti uzpildītu manām vajadzībām, un ar dažām izmaiņām precīzākai temperatūras kontrolei tā nenogalina gaismas diodes.

Atkal process, kurā tostera krāsns vai mini krāsns tiek pārvērsts par atkārtotu krāsni, ir nedaudz ārpus šīs sarežģītās darbības jomas, taču tur ir daudz informācijas, ja vēlaties kaut ko padarīt līdzīgu.

Lai veiktu atkārtotu PCB plūsmu, ir jāveic šādas darbības:

Ātri notīriet PCB ar spirtu, lai noņemtu visus taukus, kas varētu novērst lodēšanas pareizu pielipšanu. Uzklājiet lodēšanas pastu uz PCB spilventiņiem un pēc tam uzklājiet komponentus. Ievietojiet dēli cepeškrāsnī un uzpildiet.

Kad dēlis ir atdzisis, jūs varat manuāli lodēt caurumu caurumā ar IC turētāju un lielu kondensatoru.

Es šoreiz neesmu uzstādījis 1000uf kondensatoru, jo gaismu izmantos tikai es, un tā netiks bieži ieslēgta un izslēgta. Tas arī rada ēnu kuba iekšpusē, kad gaismas diodes dara savu.

1000uf kondensators ir paredzēts, lai glābtu gaismas diodes un mikrokontrolleri no strāvas padeves. Es iesaku to instalēt, taču tas ir nedaudz neobligāti, ja esat uzmanīgs, kam to pievienojat. Lai iegūtu vairāk informācijas par šo tēmu, iesaku izlasīt Adafruit NeoPixel Überguide

learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberg…

6. darbība: kods

Augšupielādējiet kodu AtTiny85.

Šeit ir lielisks ceļvedis, kā to izdarīt!

www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/

Pēc tam ievietojiet ATTiny PCB IC ligzdā

7. solis: salieciet to visu kopā

PCB apakšā ir viens rezistors, kā arī IC un kondensatora kājas nedaudz izliekas. Es izmantoju Dremel, lai apakšējā akrila gabalā izgrieztu dažus padziļinājumus, lai PCB varētu sēdēt līdzena.

Kamēr Dremel bija ārā, es arī izurbju nelielu caurumu kuba malā apmēram 6 mm uz augšu strāvas kabelim un izbīdīju to cauri pirms vadu noņemšanas un tinēšanas. Daudziem USB kabeļiem, kuriem ir datu līnijas, izmantojiet multimetru, lai noskaidrotu, kurš ir, ja nepieciešams.

Izmantojiet nelielu karstu līmi, lai noturētu PCB uz leju (es atklāju, ka karstā līme ir ideja, jo tā rada spēcīgu fiksāciju, bet vajadzības gadījumā var noņemt) un pielodējiet pie tā strāvas vadus. Papildu atbalstam es izmantoju nedaudz karstu līmi.

Nākamais solis ir pielodēt sensora vadu pie sensora paliktņa.

Pirms apakšas nostiprināšanas pie kuba ieteicams veikt dažus testus, lai pārliecinātos, ka viss darbojas, kā paredzēts.

Ja viss darbojas, kā paredzēts, pēdējais solis ir pielīmēt kuba dibenu vietā. Es parasti izmantoju silikona hermētiķi, jo tas atkal labi turas, bet, ja nepieciešams, to var noņemt.

Pievienojiet un izbaudiet

8. darbība. Citas iespējas un pēdējās domas

Šajā laikā, kad tas ir attīstījies, esmu izdomājis dažas variācijas. Viens no tiem ir koka pamatne, kuras augšpusē ir akrila kubs. Otrs ir koka rāmis ar gaismas diodēm aizmugurē un arī garu versiju, izmantojot LED lenti. Es arī šobrīd strādāju pie pulksteņa, izmantojot līdzīgu dizainu.

Viņi saka, ka aizmugure vienmēr ir 2020

Pirmais no tiem tiek mainīts uz 0805 pasīvajiem. 0603 ir labi, bet ir pietiekami daudz vietas lēnākām lielākām sastāvdaļām, un vajadzības gadījumā tos ir nedaudz vieglāk pārstrādāt.

Es arī domāju par papildu gaismas diodes pievienošanu vizuālai atsauksmei par sensora stāvokli. MTCH101 spēj nogremdēt līdz 20 mA, tāpēc gaismas diode ar augstas izšķirtspējas rezistoru nebūtu problēma, kas savienota tieši ar mikroshēmas 4. tapu.

Es domāju, ka es arī pievienotu dažus spilventiņus citiem PCB gredzeniem, lai tos varētu izmantot citiem projektiem, ja tie tiek nogriezti. Un arī daži paliktņi PCB izmantošanai ar ārējām LED sloksnēm vai gredzeniem.

Es ceru, ka jums patika šis neatrisināmais.