Yksinkertainen Arduino RGB LED -kuutio (3x3x3): 18 vaihetta (kuvilla)

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

Olen tutkinut LED -kuutioita ja huomannut, että useimmat niistä olivat joko monimutkaisia tai kalliita. Katsottuani paljon erilaisia kuutioita, päätin lopulta, että LED -kuutioni pitäisi olla:

• helppo ja yksinkertainen rakentaa
• edullinen
• erittäin tyylikäs ja ylellinen

Kun olen rakentanut useita Arduino LED -kuutioita, voin iloisesti sanoa, että olen luonut todella upean näköisen poikkeuksellisen kuution, joka sopii tavoitteisiini.

Tässä opetusohjelmassa näytän sinulle, kuinka rakentaa oma RGB -LED -kuutio.

Vaadittu aika:

noin viikonlopusta

Kustannus:

20-50 dollaria riippuen siitä, mistä ostat.

Vaihe 1: Laitteet ja materiaalit

Työkalut:

• Juotin
• Leikkauspihdit (langan leikkaamiseen)
• Neulan nenäpihdit (LEDien ja langan taivuttamiseen)
• 3D-tulostin (LISÄVARUSTE)
• Auttavat kädet (ei välttämätöntä, mutta ehdottomasti suositeltavaa)

Osat:

• 27 x ws2812b LEDiä

  • Amazon (50kpl)
  • Aliexpress (50kpl)

• 1 x 150 ohmin vastus

  • Amazon (200kpl)
  • Aliexpress (100kpl)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3kpl)
  • Aliexpress
• rulla hopeoitua kuparilankaa

  ~ 2 $ paikallisessa käsityökaupassasi

• Liima

• piirilevyjen prototyyppi / muovilevy

  • Amazon
  • Aliexpress

Tämän 3x3x3 -kuution kokonaiskustannukset ovat noin 18 dollaria, jos ostat kaiken Aliexpressistä.

Ohjelmisto:

• Arduino IDE (ilmainen)
• CUDA (tai oma Slicer 3D -tulostimellesi)

Vaihe 2: Valmistautuminen juotokseen

Ensin meidän on luotava malli, joten LEDien yhdistäminen on helpompaa. Käytin tähän prototyyppikorttia ja merkitsin kaksi reikää LED -keskimmäisille nastoille, jotka ovat virtalähdettä varten (kuten kuvassa).

Kun rakensin 5x5x5 -version tästä kuutiosta, käytin mallissa muoviarkkia, joka toimi myös erittäin hyvin. Jos käytät muovia tai puuta, poraa pari reikää noin 2, 4 cm: n (tai 0, 95 tuuman) väliin.

Vaihe 3: LEDien taivutus ja sijoittaminen

Tässä vaiheessa tarvittavat osat:

• 27 ws2812b 8mm LEDit
• hopeoitu kuparilanka
• piirilevyn prototyyppi

Tässä vaiheessa sinun on taivutettava 18 LED: n tapit yllä olevan kuvan mukaisesti. Loput yhdeksän LEDiä on taivutettava niin, että "tasainen puoli" osoittaa toiseen suuntaan. Tämän jälkeen 9 LED -valoa, joiden litteä puoli on samalla puolella, on asetettava leipälevylle / muovilevylle.

Lisäksi on leikattava 18 kappaletta lankaa. Niiden on oltava noin 2 cm pidempiä kuin LED -valot ovat korkeita. Minulle tämä osoittautui noin 6 cm: ksi (tai 2, 4 tuumaa).

Vaihe 4: Virran juottaminen

Nyt juotat langankärjen kärjen ylempään LED -valoon, kuten ensimmäisessä kuvassa. Sitten juotat langan alla oleviin LED -valoihin. Varmista, että johdot eivät kosketa toisiaan, tai muuten tulee oikosulku; sitten juota muut johdot LED -valoihin.

Vaihe 5: Tietotappien juottaminen

Tämän pitäisi olla helppoa. Sinun tarvitsee vain kohdistaa datanastat LED -valoista ja juottaa ne yhteen kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 6: LEDien irrottaminen ja LED -nastojen leikkaaminen

Voit poistaa LEDit mallista työntämällä ne tasaiselle pinnalle kuvan 1 mukaisesti.

LEDien poistamisen jälkeen sinun on leikattava LED -nastojen loput päät. Sen jälkeen sen pitäisi näyttää kuvassa 3 ja 4.

Vaihe 7: Tasojen tietolinjojen juottaminen yhteen

Ensin sinun on asetettava aiemmin juotetut pystysuorat kerrokset muotoon. Varmista samalla, että rivien välinen etäisyys on sama, juotat datanastat yhteen kuvien mukaisesti.

Vaihe 8: Liitä virtajohdot

Taivuta nyt hopeoidun kuparilangan päät kuvien mukaisesti. On erittäin tärkeää ylittää johdot niin, että GND on kytketty GND: hen ja 5V - 5V.

Ulkokerrosten johdot tulee taivuttaa ulospäin.

Kun olet taivuttanut kaikki johdot, jatkat juottamista yhteen.

Vaihe 9: Virtajohtojen liittäminen Osa: II

Nyt on aika liittää aiemmin juotetut virtatapit. Tätä varten taivuta kaksi lankakappaletta kuvan osoittamalla tavalla.

Huomautus: Varmista, että vasemmassa kulmassa on paljon johtoja jäljellä, koska käytämme tätä yhteyden muodostamiseen tukikohtaamme.

Kun olet taivuttanut langan oikeaan muotoon, juotat ne tappeihin.

Juotetaan sitten lisäkappale yhteen virtajohdosta (kuvan punainen)

Lopuksi leikkaa loput nastat viimeisen kuvan mukaisesti.

Vaihe 10: Tietojohdotus Osa I: LED -tappien taivutus

Tässä vaiheessa sinun tarvitsee vain taivuttaa kaikki jäljellä olevat datanastat kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 11: Tietojohdotus Osa II: Ensimmäisen liittäminen toiseen kerrokseen

Kun olet taivuttanut ws2812b -ledien nastat, aiot nyt yhdistää Data OUT ensimmäisestä kerroksesta toisen kerroksen Data IN -liitäntään.

Tämän saavuttamiseksi sinun on taivutettava langanpala kuvassa 2 esitettyyn muotoon, jota käytetään kerrosten yhdistämiseen ensimmäisen kuvan mukaisesti.

Seuraava vaihe on juottaa johtimen toinen pää ensimmäisen kerroksen Data OUT -tappiin. Data OUT -tappi on LED -valon tasaisella puolella oleva nasta.

Toinen pää juotetaan sitten toisen kerroksen Data IN -liitäntään, joka on yksi aiemmin taivutetuista LED -nastoista LEDin pyöreällä puolella.

Vaihe 12: Tietojohdotus Osa III: Toisen liittäminen kolmanteen kerrokseen

Seuraavaksi kytket toisen kolmanteen kerrokseen.

Aivan kuten edellisessä vaiheessa, nyt taivutat lankakappaleen muodon kuvan 2 mukaisesti. Lanka tulee taivuttaa tällä tavalla, jotta se ei estä LEDien valoa ja takaa kuution tyylikkään ilmeen.

Sitten alat juottaa johtimen lyhyen pään toisen kerroksen Data OUT -tappiin ja toisen pään Data IN -LED -nastaan (pyöreällä puolella).

Tämän jälkeen leikkaat langan jäljellä olevan pään.

Vaihe 13: Tietojohdotus Osa IV: Viimeisen LEDin juottaminen

Tietojohdotuksen viimeistelemiseksi sinun on nyt taivutettava Data OUT -tappi yläkerroksen LED -tasaisella puolella (kuten ensimmäisessä kuvassa) niin, että se koskettaa maadoitustappia.

Jatka sitten nastojen juottamista yhteen ja leikkaamalla jäljellä oleva pää pois.

Vaihe 14: Tiedonsiirto V: Valmis tulos

Nyt olet lopettanut itse LED -kuution rakentamisen. Tässä on joitain viitekuvia, jos sinulla oli ongelmia edellä olevien vaiheiden ymmärtämisessä.

Vaihe 15: Pohjan 3D-tulostus

Tätä Instructable -ohjelmaa varten olen suunnitellut yksinkertaisen, mutta tyylikkään pohjan, joka toimii myös Arduino nanon tapauksena, mutta jos haluat, olisin kiitollinen, jos jaat ideasi/ tiedostot toiselle kotelolle. Joka tapauksessa tarvitset nyt pääsyn 3D-tulostimeen. Jos sinulla ei ole sellaista kotona, voit mennä paikalliseen valmistajatilaan. Olen linkittänyt tiedostot sinulle alla, joten sinun tarvitsee vain tehdä seuraavat toimet:

1. Lataa kaksi.stl -tiedostoa alta
2. Tuo ne viipalointiohjelmistoon, jota käytät sinä tai valmistajasi tilaa
3. Leikkaa ne alla olevien asetusten avulla
4. Muunna gcodeksi
5. Aloita tulostus

Leikkurin asetukset:

• Kerroksen korkeus: 0,1 mm
• Täyttö> 20%
• Seinäviivojen määrä> 2
• Laadukkaat tulostusnopeusasetukset (riippuu tulostimesta)

Sinun on tulostettava jokainen osa vain kerran! Tulostuksen aloittamisen jälkeen suosittelen rentoutumista tai jatkamista muiden vaiheiden kanssa, koska tulosteet kestävät yhteensä noin 2-3 tuntia.

Jos sinulla ei ole 3D -tulostinta tai sinulla on pääsy siihen, ehdotan, että rakennat yksinkertaisen kotelon käyttämällä esimerkiksi akryyliä tai puuta, kuten yllä olevassa kuvassa.

Vaihe 16: Liitä kuutio Arduino Nano -laitteeseen

Tässä vaiheessa tarvittavat osat:

• Arduino Nano
• 150 ohmin vastus
• aiemmin juotettu LED -kuutio
• Hopealevy kuparilanka

Taivuta nyt led -kuution nastat kuten yllä olevassa kuvassa.

Tämän jälkeen voit työntää ne 3D-tulostetun pohjan reikien läpi.

Sitten juotat LED -valojen GND: n (LEDien tasaiselle puolelle menevän nastan) Arduinon GND: hen ja LEDien 5 V: n VIN: ään.

Ensimmäisen LED -valon Data IN tulee juottaa Arduinon 150 ohmin vastukseen ja vastus D4: een.

Vaihe 17: Sulje pohja

Ennen kuin suljet pohjan, lisää pinnalle hieman liimaa.

Kun suljet tukiasemaa, varmista, että Arduinon USB -portti on sen reiässä.

Vaihe 18: Ohjelmoi Arduino

Olet nyt lopettanut Arduino RGB LED -kuution rakentamisen. Nyt on aika ohjelmoida se. Voit tehdä tämän seuraavasti:

1. Lataa Arduino IDE
2. Lataa FastLED -kirjasto
3. Tuo FastLED -kirjasto. Tässä on loistava Instructable siihen
4. Lataa yksi esimerkeistäni alta tai aloita ohjelmointi itse. Haluaisin nähdä joitain ideoitasi. (Huomautus: Älä aseta kirkkautta yli 40: een, koska silloin se saattaa kuluttaa enemmän ampeeria kuin Arduino nano: n maksimi 200 mA.)
5. Käännä ja lähetä koodi: Nyt voit ladata koodisi napsauttamalla vasemmassa yläkulmassa olevaa nuolta. Varmista, että "Arduino Nano" ja oikea porttisi on valittu valikkokohdasta "Työkalut".