Vienkāršs Arduino RGB LED kubs (3x3x3): 18 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Esmu pētījis LED kubus un pamanījis, ka lielākā daļa no tiem ir vai nu sarežģīti, vai dārgi. Apskatījis daudz dažādu kubu, es beidzot nolēmu, ka manam LED kubam vajadzētu būt:

• viegli un vienkārši uzbūvēt
• par pieņemamu cenu
• ļoti stilīgs un ekstravagants

Pēc vairāku Arduino LED kubu izveides varu ar prieku teikt, ka es izveidoju patiešām forša izskata neparastu kubu, kas atbilst maniem mērķiem.

Tagad šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izveidot savu RGB LED kubu.

Nepieciešamais laiks:

par nedēļas nogali

Izmaksas:

20-50 ASV dolāri atkarībā no pirkuma vietas.

1. darbība: aprīkojums un materiāli

Rīki:

• Lodāmurs
• Griešanas knaibles (stieples griešanai)
• Adatu deguna knaibles (lai saliektu gaismas diodes un vadu)
• 3D printeris (pēc izvēles)
• Palīdzīgas rokas (nav nepieciešams, bet noteikti ieteicams)

Daļas:

• 27 x ws2812b gaismas diodes

  • Amazon (50 gab.)
  • Aliexpress (50 gab.)

• 1 x 150 omu rezistors

  • Amazon (200 gab.)
  • Aliexpress (100 gab.)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 gab.)
  • Aliexpress

• sudraba pārklājuma vara stieples rullītis

  ~ 2 $ vietējā amatniecības veikalā

• Līme

• PCB plāksnes / plastmasas loksnes prototips

  • Amazon
  • Aliexpress

Šī 3x3x3 kuba kopējās izmaksas ir aptuveni 18 USD, ja pērkat visu no Aliexpress.

Programmatūra:

• Arduino IDE (bezmaksas)
• CUDA (vai jūsu 3D šķēlēja šķēlējs)

2. solis: Sagatavošanās lodēšanai

Vispirms mums ir jāizveido veidne, tāpēc būs vieglāk lodēt gaismas diodes kopā. Šim nolūkam es izmantoju PCB plates prototipu un atzīmēju divus caurumus LED vidējām tapām, kas paredzētas barošanai (kā redzams grafikā).

Kad es izveidoju šī kuba 5x5x5 versiju, veidnei izmantoju plastmasas loksni, kas arī ļoti labi darbojās. Ja izmantojat plastmasu vai koku, jums vajadzētu urbt pāris caurumus apmēram 2, 4 cm (vai 0, 95 collas) attālumā viens no otra.

3. solis: gaismas diožu saliekšana un novietošana

Šim solim nepieciešamās detaļas:

• 27 ws2812b 8 mm gaismas diodes
• sudraba pārklājuma vara stieple
• PCB plates prototipēšana

Šajā solī jums ir jāsaliek 18 gaismas diodes tapas, kā parādīts attēlā iepriekš. Atlikušajiem 9 gaismas diodēm jābūt saliektām tā, lai “plakanā puse” būtu vērsta pretējā virzienā. Pēc tam uz maizes dēļa / plastmasas loksnes jānovieto 9 gaismas diodes ar plakanu pusi vienā pusē.

Turklāt ir jāizgriež 18 stieples gabali. Tiem jābūt apmēram 2 cm garākiem, nekā jūsu gaismas diodes ir augstas. Man tas izrādījās apmēram 6 cm (vai 2, 4 collas).

4. solis: jaudas lodēšana

Tagad jūs pielodējat stieples gala galu pie augšējās gaismas diodes, kā parādīts pirmajā attēlā. Tad jūs pielodējat vadu zemāk esošajām gaismas diodēm. Pārliecinieties, ka vadi nepieskaras viens otram, pretējā gadījumā radīsies īssavienojums; tad pielodējiet pārējos vadus pie gaismas diodēm.

5. darbība: datu tapas lodēšana

Tam vajadzētu būt viegli. Jums vienkārši jāsaskaņo datu tapas no gaismas diodēm un jāsalodē kopā, kā parādīts attēlā.

6. darbība. Gaismas diožu noņemšana un LED tapu griešana

Jūs varat noņemt gaismas diodes no veidnes, vienkārši piespiežot tās uz līdzenas virsmas, kā parādīts pirmajā attēlā.

Pēc gaismas diodes noņemšanas jums ir jāizgriež atlikušie LED tapu gali. Pēc tam tam vajadzētu izskatīties kā 3. un 4. attēlā.

7. solis: slāņu datu līniju lodēšana kopā

Vispirms jums jāievieto iepriekš pielodētie vertikālie slāņi formā. Pārliecinoties, ka attālums starp rindām ir vienāds, jūs savienojat datu tapas kopā, kā parādīts attēlos.

8. solis: barošanas vadu pievienošana

Tagad jūs saliekat sudraba vara stieples galus, kā parādīts attēlos. Ir ļoti svarīgi šķērsot vadus, lai GND būtu savienots ar GND, un 5V līdz 5V.

Vadiem uz ārējiem slāņiem jābūt saliektiem uz āru.

Pēc visu vadu saliekšanas turpiniet to lodēšanu.

9. darbība. Strāvas vadu pievienošana Daļa: II

Tagad ir pienācis laiks savienot iepriekš pielodētās strāvas tapas. Lai to paveiktu, salieciet divus stieples gabalus, kā parādīts attēlos.

Piezīme. Pārliecinieties, vai kreisajā stūrī ir palicis daudz vadu, jo tieši to mēs izmantosim, lai izveidotu savienojumu ar mūsu bāzi.

Pēc tam, kad stieple ir saliekta pareizajā formā, jūs pielodējat tos pie tapām.

Pēc tam pie viena no strāvas vadiem lodējiet papildu gabalu (attēlā redzamo sarkano)

Visbeidzot, jūs sagriežat pārējās tapas, kā parādīts pēdējā attēlā.

10. solis: Datu elektroinstalācija I daļa: LED tapu saliekšana

Šajā solī jums vienkārši jāizliek visas atlikušās datu tapas, kā parādīts attēlā.

11. solis: Datu vadi II daļa: Pirmā savienošana ar otro slāni

Pēc tam, kad esat saliekis ws2812b LED spraudītes, jūs tagad savienosit datu OUT no pirmā slāņa ar otrā slāņa datu ievadi.

Lai to paveiktu, jums ir jāsaliek stieples gabals 2. attēlā redzamajā formā, kas tiks izmantots slāņu savienošanai, kā parādīts pirmajā attēlā.

Nākamais solis ir pielodēt vienu stieples galu pie pirmā slāņa Data OUT tapas. Datu izvades tapa ir tapa, kas atrodas gaismas diodes plakanajā pusē.

Pēc tam otru galu pielodē pie otrā slāņa Data IN, kas ir viena no iepriekš saliektajām LED tapām gaismas diodes apaļajā pusē.

12. solis: Datu vadi III daļa: Otrā savienošana ar trešo slāni

Tālāk jūs savienojat otro ar trešo slāni.

Tāpat kā iepriekšējā solī, tagad jūs saliekat stieples gabalu formā, kā parādīts 2. attēlā. Vadam jābūt saliektam šādā veidā, lai tas netraucētu gaismas diodēm un garantētu elegantu kuba izskatu.

Pēc tam jūs sākat pielodēt stieples īso galu pie otrā slāņa Data OUT tapas un otru galu pie Data IN LED tapas (viena apaļajā pusē).

Pēc tam jūs esat nogriezis atlikušo stieples galu.

13. solis: Datu vadi IV daļa: Pēdējās gaismas diodes lodēšana

Lai pabeigtu datu vadu pieslēgšanu, tagad augšējā slāņa gaismas diodes plakanajā pusē ir jāsaliek Data OUT tapa (kā parādīts pirmajā attēlā) tā, lai tā pieskartos zemējuma tapai.

Pēc tam jūs turpināt savienot tapas kopā un nogriezt atlikušo galu.

14. darbība: datu vadu savienojums V: pabeigts rezultāts

Tagad esat pabeidzis paša LED kuba veidošanu. Šeit ir daži atsauces attēli, ja jums bija grūtības saprast iepriekš veiktās darbības.

15. darbība: pamatnes 3D drukāšana

Šai pamācībai esmu izstrādājis vienkāršu, bet elegantu pamatu, kas kalpo arī kā Arduino nano korpuss, bet, ja vēlaties, es būtu pateicīgs, ja dalītos savās idejās/ failos citam korpusam. Jebkurā gadījumā jums tagad ir nepieciešama piekļuve 3D printerim. Ja jums tāda nav mājās, varat doties uz vietējo veidotāju telpu. Es esmu saistījis failus zemāk, tāpēc jums vienkārši jādara šādi:

1. Lejupielādējiet divus.stl failus no apakšas
2. Importējiet tos sagriešanas programmatūrā, kuru izmantojat jūs vai jūsu veidotājs
3. Sagrieziet tos, izmantojot tālāk norādītos iestatījumus
4. Pārvērst par gcode
5. Sāciet drukāt

Slicer iestatījumi:

• Slāņa augstums: 0,1 mm
• Piepildījums> 20%
• Sienu līniju skaits> 2
• Augstas kvalitātes drukas ātruma iestatījumi (atkarīgs no printera)

Katra daļa ir jāizdrukā tikai vienu reizi! Pēc drukāšanas uzsākšanas iesaku atpūsties vai turpināt citas darbības, jo izdrukas kopā aizņem apmēram 2-3 stundas.

Ja jums nav 3D printera vai tam nav piekļuves, es iesaku jums izveidot vienkāršu korpusu, piemēram, izmantojot akrilu vai koku, kā parādīts attēlā iepriekš.

16. darbība: pievienojiet kubu Arduino Nano

Šim solim nepieciešamās detaļas:

• Arduino Nano
• 150 omu rezistors
• iepriekš lodēts LED kubs
• Sudraba plāksnes vara stieple

Tagad salieciet sava led kuba tapas, kā parādīts attēlā iepriekš.

Pēc tam tos var izbāzt caur 3D drukātās pamatnes caurumiem.

Pēc tam lodējiet gaismas diodes GND (tapu, kas iet uz gaismas diodes plakano pusi) līdz Arduino GND un gaismas diodes 5V - VIN.

Pirmās gaismas diodes IN ir jāpielodē pie Arduino 150 omu rezistora un pretestība uz D4.

17. darbība. Aizveriet pamatni

Pirms pamatnes aizvēršanas pievienojiet virsmai nedaudz līmes.

Aizverot pamatni, pārliecinieties, vai Arduino USB ports atrodas tā caurumā.

18. solis: ieprogrammējiet savu Arduino

Tagad esat pabeidzis sava Arduino RGB LED kuba veidošanas procesu. Tagad ir pienācis laiks to ieprogrammēt. Lai to izdarītu, jums jāveic šādas darbības:

1. Lejupielādējiet Arduino IDE
2. Lejupielādējiet FastLED bibliotēku
3. Importējiet FastLED bibliotēku. Šeit ir lieliska pamācība
4. Lejupielādējiet vienu no maniem piemēriem no apakšas vai sāciet programmēt pats. Es labprāt redzētu dažas jūsu idejas. (Piezīme: neiestatiet spilgtumu virs 40, jo tad tas, iespējams, patērē vairāk ampēru nekā maksimālais Arduino nano paredzētais 200 mA.)
5. Apkopojiet un augšupielādējiet kodu: tagad varat augšupielādēt kodu, vienkārši noklikšķinot uz bultiņas augšējā kreisajā stūrī. Pārliecinieties, vai izvēlnes punktā "Rīki" ir atlasīts "Arduino Nano" un pareizais ports.