„Jednoduchá“kocka nekonečna: 14 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Kocky nekonečna a ikosahedróny sú veci, ktoré mi vždy padli do oka. Vždy sa však zdalo dosť ťažké ich vyrobiť, vzhľadom na relatívne zložitý rámec. Táto nekonečná kocka má však rám, ktorý je vytlačený v jednom kuse. Vďaka tomu bude stavba oveľa silnejšia a jednoduchšia ako väčšina ostatných projektov. Veľkosť kocky je zvolená tak, aby na celú kocku bol potrebný iba 1 milión LED pásov, čím sa udržia nízke náklady. Som veľmi rád, že tento projekt dopadol, a dúfam, že sa vám bude páčiť!

Krok 1: Materiály / Nástroje

Materiály:

• 1 meter ws2812b 144 LED/m IP30 8,69 dolárov
• mikrokontrolér (Arduino) 2,58 dolárov
• 6 štvorcov z plexiskla (91*91*3 mm)
• zrkadlový film za 2,19 dolára (výrobok prišiel v zlej kvalite, nemôžem odporučiť objednať ho na Ali)
• drôt (na pripojenie kúskov LED pásov) 1,61 dolára
• 3D tlačený rám
• mydlová voda (je to vôbec materiál?)
• Napájanie 5 V 4,86 USD (10 A, ak chcete, aby všetky LED diódy boli biele, ale 5A by vo väčšine prípadov malo byť v poriadku)

Náradie:

• Spájkovačka
• druhé lepidlo
• horúce lepidlo (voliteľné)
• odizolovače drôtov
• malé kliešte (na pomoc pri spájkovaní v tesných rohoch)
• 3D tlačiareň (alebo niekto ochotný vám pomôcť s tlačou rámu)

Krok 2: Rám

Toto je najdôležitejšia časť tohto projektu. Časť je vytlačená v jednom z jej rohov, takže v líniách vrstiev je menší rozdiel a pretože pri tlači v tejto orientácii „teoreticky“nie je potrebná žiadna podpora. Potom, čo sa mi to však raz nepodarilo, som sa rozhodol pridať podporu. Podpery sú v modeli skutočne nakreslené, pretože krájač ich nemôže efektívne generovať pre model ako tento ("v3 v11.stl" má podpery, v3 v12.stl "nemá podpery).

Vzhľadom na orientáciu je na tlač kocky 114*114*114 potrebný priestor 180*160*180. Tlač mi zabrala 10 hodín a pre model je potrebných približne 65 g vlákna.

Krok 3: LED zapojenie

Je dôležité pochopiť, ako je potrebné drôty spájkovať, než ich skutočne spájkujete, pretože nie je veľa miesta na prácu. Výkres vyššie (ktorý predstavuje kocku) by vám mal poskytnúť predstavu o tom, ako je všetko spájkované.

5 Drôty prechádzajú dierou do kocky. Dva páry 5V a GND, jeden na napájanie začiatku pásu LED (v spodnej vrstve) a jeden na napájanie konca (v hornej vrstve). Nejde len o napájanie pásu na dvoch koncoch, ale je to skutočne nevyhnutné na odstránenie potreby zložitejších spájkovacích spojov. Ďalším vstupným káblom je dátový riadok, ktorý odosiela údaje do všetkých diód LED a určuje ich farbu.

Ak budete postupovať podľa zelenej čiary, môžete vidieť poradie, v ktorom sú navzájom prepojené pásové časti 12 diód LED (na obrázku sú očíslované v poradí). V častiach, kde je zelená čiara vedená vedľa kúska pásky LED, to znamená, že prebieha pod pásom (Rám má priestor pre tieto vodiče).

Na náčrte vidíte, že medzi dvoma štvorcami sú tri časti, stredný štvorec, vonkajší štvorec a stredné 4 kusy. Prostredné 4 kusy získavajú 5 V z vonkajšieho štvorca a ich GND zo stredového štvorca.

Všimnite si toho, že vodiče napájajúce vonkajší štvorec vstupujú do spodnej vrstvy a prechádzajú rámom (za časťou pásky LED) do hornej vrstvy.

Krok 4: Spájkovanie Krok 1

Túto časť rozdelím na čiastkové kroky, aby som všetko lepšie vysvetlil. Časti LED pásu na obrázku vyššie som očísloval, aby som všetko lepšie vysvetlil.

Takto som to urobil, ak máte lepší spôsob, použite svoj vlastný.

Dávajte pozor na smer kúskov LED pásov! Nesprávne umiestnenie jedného kusu vám môže spôsobiť veľa problémov

Krok 1: Pretože potrebujeme sekcie s 12 diódami LED, mali by ste začať rezaním pásky LED na 12 kusov po 12 diód LED. Ďalej pripojte 3 vodiče k časti 1, uistite sa, že ich spojíte na strane Din. Pridajte ďalšie 2 vodiče na pripojenie k V5 a GND na časti 12 na strane Dout, vodiče pre túto stranu musia byť aspoň o 12 cm dlhšie, pretože musia prechádzať rámom, drôty nie je potrebné spájkovať k časti Zatiaľ 12. Otvorom prevlečte všetkých 5 drôtov, ktoré spájajú tieto kúsky. Potom odstráňte kryt lepiacej pásky a prilepte časť 1 na rám, nebojte sa, páska sa nelepí veľmi dobre, diely budú neskôr prichytené lepidlom.

Krok 5: Spájkovanie Krok 2

Dávajte pozor na smer kúskov LED pásov! Nesprávne umiestnenie jedného kusu vám môže spôsobiť veľa problémov

Krok 2: Teraz sa pridajú časti 2-3, rovnaký postup sa môže opakovať pre 4, 5 a 6, 7. Najprv je potrebné na Din časti 3 spájkovať drôt, ktorý musí mať 15 cm alebo je dlhšia a je tá, ktorá prechádza do Doutu časti 2 (modrá čiara na obrázku). Tento drôt bude neskôr orezaný. Po spájkovaní drôtu odstráňte kryt lepiacej pásky z tejto časti a položte ho nadol.

Potom spojte časť Dout op 1 s Din z časti 2, aby ste to urobili, možno budete musieť časť 1 trochu potiahnuť za rám. musí to byť veľmi krátky drôt s kusom izolácie v strede. Odstráňte pásku z časti 2 a umiestnite ju na svoje miesto, uistite sa, že za ňou prechádza modrý drôt.

Teraz odstrihnite drôt pripojený k Din časti 3 a spájkujte ho s doutom časti 2. Aby ste to spájkovali, je veľmi pravdepodobné, že budete musieť časť 2 znova vybrať z rámu, aby ste získali priestor. Toto je veľmi tesný roh a drôt, ktorý je pod časťou 2, bude musieť urobiť ostré otočenie o 180 stupňov, aby sa pripojil k doutu časti 2 (to je možné vidieť na obrázku 4).

Teraz spojte V5 časti 1 a časti 3, na to môže byť potrebný krátky vodič.

Nakoniec vezmite malý kúsok drôtu, aby ste navzájom spojili GND častí 1, 2 a 3. Ak je v ceste 5V podložka časti 2, môžete jednoducho odrezať roh tejto časti diagonálne a odstrániť spájkovaciu podložku.

Ak si myslíte, že ste urobili chybu, vyhľadajte si šortky.

Teraz zopakujte časť 4, 5 a 6, 7:)

Krok 6: Spájkovanie Krok 3

Dávajte pozor na smer kúskov LED pásov! Nesprávne umiestnenie jedného kusu vám môže spôsobiť veľa problémov

krok 3: Práve teraz by mala byť umiestnená časť 1 až 7, skontrolujte všetko trikrát, pretože to nemôžete ľahko otestovať, pretože časti 2, 4 a 6 zatiaľ nemajú 5 V. Pripojte 5V a GND vodiče, ktoré vedú cez otvor k časti 12. Odstráňte kryt lepiacej pásky z časti 12 a položte ho nadol. uistite sa, že drôty dobre prechádzajú žľabom v mieste časti 8 (ktorá ešte nie je umiestnená). Drôty môžete potiahnuť trochu viac cez otvor, aby lepšie sadli. Potom spojte Din časti 8 s výstupom časti 7, rovnako ako v predchádzajúcom kroku. potom spojte GND časti 7 s časťou 8.

(Na obrázok vyššie som ešte nepridal časť 12, pridal som ju, ale nemám k nej obrázok.)

Krok 7: Spájkovanie Krok 4

Dávajte pozor na smer kúskov LED pásov! Nesprávne umiestnenie jedného kusu vám môže spôsobiť veľa problémov

Krok 4: Ste takmer hotoví, iba časť 9, 10 a 11 je potrebné položiť. Spájkovanie týchto by malo byť priamo dopredu, len uistite sa, že ste dout jedného kusu spájkovali s dinom druhého nasledujúceho, pretože potom je už ťažko prístupný. Nezabudnite pripojiť 5V tejto vrstvy k 5V časti 2, 4, 6 a 8.

Aby som otestoval, či všetky LED diódy fungujú, použil som nasledujúci kód. Bude prechádzať všetkými LED diódami jeden po druhom. Ak niečo nefunguje, môžete pomocou multimetra zistiť, čo je zle.

#include #define LED_PIN 7 #define NUM_LEDS 144 CRGB LED [NUM_LEDS]; int počítadlo; neplatné nastavenie () {FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); počítadlo = 0; } prázdna slučka () {počítadlo = (počítadlo+1)%144; LED [počítadlo] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); oneskorenie (20); LED [počítadlo] = CRGB (0, 0, 0); }

Pretože je súčasne napájaná iba jedna LED dióda, tento kód je možné napájať prostredníctvom Arduina. To znamená, že na spustenie tohto kódu nie je potrebný externý zdroj napájania, stačí pripojiť 5V a GND pásky k Arduinu.

Krok 8: Prilepenie diód LED k rámu

Ako už bolo spomenuté, lepiaca páska na samotnom páse nelepí dobre na PLA. Preto som trochu nadvihol všetky kusy pásov LED, položil pod ne druhé lepidlo a potom ich pritlačil nadol.

Dávajte pozor, aby ste toto lepidlo nerozliali. Okrem prilepenia rúk k sebe zanechá na ráme škvrny

Krok 9: Rezanie akrylových štvorcov (ak ste ich nemali rezané)

Namiesto krájania akrylu na štvorce s priemerom 91 mm som pomocou pravítka a noža v akryle robil čiary v miestach, kde som ho chcel zlomiť. Potom, čo som nožom urobil linku do akrylu, položil som linku na okraj stola, aby som kus na linke prerušil. Nie je to veľmi presné a môže to mať za následok trochu nerovnomerné okraje, ale je tu priestor pre niekoľko mm chybu, takže na tom až tak nezáleží.

(Film som už použil na dve políčka na obrázku)

Krok 10: Aplikácia zrkadlového filmu

Tu je odkaz na niekoho, kto vysvetľuje, ako to urobiť, aby to zhrnul:

1. Vyčistite akryl, odstráňte vlákna alebo prach
2. Na akryl naneste mydlovú vodu
3. odstráňte plast z filmu
4. položte film na akryl
5. odstráňte bubliny a mydlo od stredu von plastovou kartou
6. orezať okraje

Pred nanesením filmu odstráňte všetky častice, čo robí podstatný rozdiel v tom, ako dobre vyzerá

Krok 11: Umiestnenie zrkadiel do rámu

Pred umiestnením akýchkoľvek zrkadiel do rámu sa uistite, že strana zrkadla je dobre vyčistená, táto strana bude umiestnená dovnútra a nebude možné ju čistiť dodatočne.

Zrkadlá som umiestnil do protiľahlých dvojíc, aby som skontroloval, či perfektne stimulujú rovnakým spôsobom. To je v skutočnosti veľmi ľahké dosiahnuť, pretože rám by sa mal starať o zarovnanie. Zrkadlá som pripevnil druhým lepidlom na rám (na to môže byť lepšie horúce lepidlo, nezafarbí PLA). Zrkadlová strana smerujúca dovnútra, pretože je to najkrehkejšia strana, a preto svetlo nemusí prechádzať vrstvou akrylu, aby sa znova odrazilo.

Krok 12: Elektronika

Začal som čistením drôtov, ktoré vychádzali z kocky, podľa mňa to všetko vyzerá trochu upravenejšie. Pretože je tento projekt iba Arduino s LED pásom, je všetko celkom jednoduché. 5 V z napájacieho zdroja by malo byť zapojených do 5 V kocky a do 5 V Arduina. GND z napájacieho zdroja je potrebné pripojiť k GND kocky a GND Arduina. Dbajte na správnu polaritu, v prípade potreby to pred zapnutím skontrolujte multimetrom, inak by ste mohli Arduino vyprážať. Aby ste tomu zabránili, môžete tiež napájať Arduino cez napájací konektor, ale budete na to potrebovať ďalší konektor. Teraz už zostáva len pripojiť Din kocky k kolíku na Arduine, nakoniec som použil pin 5, ale na tom nezáleží. Jednoduché však ?!

poznámka: tretí obrázok je len schéma, ktorú som našiel online, odpor tam nie je potrebný. Môžete sa však rozhodnúť zahrnúť ho,

Krok 13: Kód:)

Kód, ktorý som doteraz používal, bol celkom jednoduchý, len som vzal nejaký kód z rýchlej knižnice príkladov LED a zmenil som niekoľko čísel, aby sa spustili na tejto kocke (pôvodný kód, ktorý som použil, nájdete tu). Pred pripojením Arduina k počítaču pomocou USB portu odpojte 5V pripojenie medzi zdrojom napájania a Arduinom.

Nakoniec som napísal kód, ktorý má viacero animácií, niektoré z nich môžete vidieť na videu vyššie.:

Nekopírujte pastu z tohto, nebude fungovať, pretože inštrukcie vkladajú kód

#include #define LED_PIN 5 #define NUM_LEDS 144 CRGB LED [NUM_LEDS];

neplatné nastavenie () {

FastLED.addLeds (LED diódy, NUM_LEDS); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // vyplňte všetky čierne FastLED.show (); } void loop () {onesnake (10 000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10 000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // dúha (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); iskry (10 000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (int duration) {unsigned long startTime; startTime = millis (); int poloha = 1; int ďalšia cesta = 1; vnútorné rohy [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]; vnútorná farba = 0; pre (int i = 0; imillis ()) {if (umiestnenie> 0) {pre (int i = 0; i <12; i ++) {farba = (farba+5)%2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); pre (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (farba/10, 255, (j*255)/48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (poloha-1)*12+i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (farba/10, 255, 255); FastLED.show (); oneskorenie (20); }} if (location <0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color+5)%2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); pre (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (farba/10, 255, (j*255)/48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (poloha+1)*-12+11-i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (farba/10, 255, 255); FastLED.show (); oneskorenie (20); }} nasledujúca cesta = náhodná (0, 2); pre (int i = 0; i <8; i ++) {// sa líši 8, ak (rohy [0] ==-umiestnenie || rohy [1] ==-umiestnenie || rohy [2] ==-poloha) {if (rohy [ďalšia cesta]! =-poloha) {poloha = rohy [ďalšia cesta]; } else {poloha = rohy [ďalšia cesta+1]; } prestávka; }}

FastLED.show ();

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

prázdna dúha (vnútorné trvanie) {

nepodpísaný dlhý štartTime; startTime = millis (); int počítadlo = 0; while (startTime+duration> millis ()) {counter = (counter+1)%255; pre (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {led = CHSV ((i*5+počítadlo)%255, 255, 255); } FastLED.show (); oneskorenie (20); }} prázdne iskry (trvanie int) {nepodpísaný dlhý štartTime; startTime = millis (); int DĹŽKA = 40; int blink [DĹŽKA]; vnútorná farba = 0; pre (int i = 0; imillis ()) {farba = (farba+5)%2550; led [blink [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int i = 0; i <LENGTH; i ++) {if (i! = 0) {leds [blink = CHSV (color/10, 255, (i*255)/LENGTH); žmurknutie [i-1] = žmurknutie ; }} bliknutie [DĹŽKA-1] = náhodné (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); oneskorenie (50); }}

Krok 14: Užite si svoju úžasnú nekonečnú kocku !

Dúfam, že sa vám tento návod páčil. Ak áno, hlasujte za mňa v súťaži a dajte mi spätnú väzbu. Chcel by som počuť vaše nápady na projekty alebo vylepšenia tejto stavby. Vďaka za prečítanie!

Druhá cena v súťaži Make it Glow