LED -tunnelmavalaisin: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tapasin äskettäin Greg Davillin LED -kuution. Se on hieno taideteos. Siitä inspiroituneena halusin tehdä jotain sellaista. Mutta tämä oli tie ulos liigastani. Päätin ottaa askeleen kerrallaan ja tein pienemmän version LED -kuutiosta mielialalampuna. Se voi olla hyvä lähtökohta oppia laitteistosta, joka on enimmäkseen LED -valoja ja mikro -ohjaimia, sekä ohjelmistoja niiden hallintaan (animaatioiden luominen).

Tässä ohjeessa näytän sinulle, kuinka tein LED -kuution käyttämällä suosittuja WS2812 -LED -valoja.

Aloitetaan

Vaihe 1: Tarvitsemasi asiat

96x WS2812 LEDit

6x PCB

1x Arduino Nano

1x 5V/1A virtalähde

Vaihe 2: Suunnitelma

Suunnitelma on tehdä tunnelmavalaisin. Halusin pitää sen yksinkertaisena, joten päätin käyttää suosittuja yksilöllisesti osoitettavia WS2812 -LED -valoja. LEDit on kytketty kaskadissa, mikä tarkoittaa, että voit ohjata niin monta LEDiä kuin haluat yhdellä signaalilinjalla/johdolla mikrokontrollerista. Tämä tekee johdotuksesta paljon helpompaa.

LEDit ovat käytettävissä vain SMD -muodossa. Joten seuraava askel on piirilevyjen suunnittelu.

Seuraavaksi on suunniteltava ja 3D -tulostettava rakenne, joka pitää piirilevyt kuution muodossa.

LED -valoja ohjataan Arduino Nano -laitteella. Viimeinen vaihe on kotelon suunnittelu ja 3D -tulostus Arduinolle.

Vaihe 3: Piirilevyjen suunnittelu

Voit käyttää mitä tahansa haluamaasi ohjelmistoa piirilevyjen suunnitteluun. Käytän EasyEDAa, koska se sopii kaltaisilleni aloittelijoille. Olen liittänyt kaavion. Lataa Gerber -tiedostot piirilevyä varten napsauttamalla tätä.

LEDissä on 4 nastaa:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Signal Out
3. VSS - Maa
4. DIN - Kirjaudu sisään

Kuten aiemmin mainittiin, LEDit on kytketty kaskadissa, mikä tarkoittaa, että signaali tulee sisään mikrokontrollerista DIN -nastan ensimmäiseen LED -valoon. DOUT -nastasta signaali menee toisen LEDin DIN -napaan.

Piirilevyjä suunnitellessani olin ajatellut LEDien LED -juottamista käsin, joten olen pitänyt riittävästi tilaa LED -valojen välillä, jotta juotosrauta pääsee pehmusteisiin. Mutta myöhemmin, kuten näet, jatkoin reflow -juottamista väliaikaisella asetuksellani, koska tämä menetelmä on nopea ja siisti (ja tyydyttävä katsella), jos se tehdään oikein.

Kun olet valmistellut piirilevyn suunnittelun, hanki se valitsemallasi valmistajalta. Valitsin JLCPCB: n sen nopean palvelun vuoksi.

Vaihe 4: Piirilevyjen kokoaminen

Aluksi aloin juottaa käsin LEDit yksitellen. Tulos ei ollut hyvä ja LEDit ylikuumentuivat, mikä ei ole hyvä merkki. Lisäksi se on aikaa vievä prosessi ja 96 LEDin juottaminen vaatii paljon aikaa.

Yleisimmin käytetty menetelmä SMD -komponenttien juottamiseen on Reflow -juotos. Tässä menetelmässä juotospasta (juotteen ja virran seos) levitetään piirilevyn tyynyille ja komponentit asetetaan sen päälle. Juotospasta saatetaan sitten sulamaan tai "palaamaan" kuumentamalla sitä reflow -uunissa. Tämä on nopea ja siisti tapa, jos se tehdään oikein.

Tämän menetelmän käyttäminen tarkoittaa, että tarvitsen Reflow -uunin. Mutta sitten muistin Moritz Königin projektin, jossa hän käytti vanhaa rautaa ja Wemosia lämpötilan säätämiseen. Ainoa asia, joka minulla oli käsillä, oli tasainen rauta, jota käytettiin edelleen. Raudan lämpötila saavutti noin 220 celsiusasteen maksimiasetuksessa ja ostamani juotospasta sulaa 183 asteessa. Tarkastelemalla reflow -juotoslämpötilaprofiilia LED -tietolomakkeesta voimme nähdä, että maksimilämpötila (Tp) on 240 astetta 10 sekunnin ajan. Kaikki näyttää lupaavalta, joten kokeilin sitä.

Levitin tahnaa tyynyille hammastikulla ja asetin komponentit. Sijoitus ei ole kriittinen, koska juote vetää komponentit paikoilleen sulaessaan. Laitoin piirilevyn raudalle kuvan osoittamalla tavalla ja laitoin silitysraudan päälle. Kytkin silitysraudan pois päältä, kun kaikki juotos on sulanut ja poistanut piirilevyn raudasta.

Se toimi herkkua!

Vaihe 5: Kuution kokoaminen

3D -tulostin rakenteen pitämään piirilevyt paikallaan. 3D -tiedostot on liitetty tähän. Sinun on tulostettava 1x luuranko ja 6x pidike. Kiinnitä pidikkeet piirilevyn takaosaan käyttämällä liimaa kuvan mukaisesti. Piirilevyt voidaan napsauttaa paikalleen luurankorakenteeseen. Se on kitkasovitus. Hionta saattaa olla tarpeen.

Tee johdotus asettelun mukaisesti. Juottaminen voi olla hieman hankalaa täällä.

Vaihe 6: Pohjan kokoaminen

Tukiaseman 3D -tiedostot on liitetty tähän. Tukikohtaan tulee Arduino Nano. Kuutioon tulee yhteensä 3 johtoa, ts. DIN, 5V ja GND. Käytän kuutiota USB -puhelimen laturin kautta. Varmista, että se pystyy käsittelemään vähintään 1A.

DIN -nasta voidaan liittää mihin tahansa Arduinon digitaaliseen nastaan. Valitsin D4: n.

Vaihe 7: Koodauksen aika

Käytän toistaiseksi esimerkkiluonnosta FastLED -kirjastosta. Asenna kirjasto Library Managerin avulla. Avaa DemoReel100 esimerkkiluonnoksista. Tiedosto> Esimerkit> FastLED> DemoReel100

Tee seuraavat muutokset ennen koodin lataamista:

• Määritä DATA_PIN (Arduino -nasta, johon kuution DIN on kytketty) mihin tahansa valitsemaasi. Minun tapauksessani 4 (digitaalinen nasta 4)
• Määritä LED_TYPE WS2812: ksi
• Määritä NUM_LEDS 96: ksi

Ja paina Lataa!

Vaihe 8: Nauti

Käynnistä lamppu ja nauti tuijottamisesta!

Kiitos, että pysyt loppuun asti. Toivottavasti te kaikki rakastatte tätä projektia ja opitte jotain uutta tänään. Kerro minulle, jos teet sellaisen itsellesi. Tilaa YouTube -kanavani saadaksesi lisää tällaisia projekteja. Kiitos vielä kerran!

Vaihe 9: Tulevat suunnitelmat

• Kuution yhdistäminen Internetiin (IoT) ESP8266: n avulla ja ilmoittaa minulle aina tapahtumasta.
• Omien animaatioiden luominen.

Make it Glow -kilpailun toinen sija