Jednoduchá RGB LED kocka Arduino (3x3x3): 18 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Hľadal som LED kocky a všimol som si, že väčšina z nich bola buď komplikovaná alebo drahá. Po prezretí mnohých rôznych kociek som sa nakoniec rozhodol, že moja LED kocka by mala byť:

• ľahké a jednoduché na stavbu
• cenovo dostupné
• veľmi štýlové a extravagantné

Po vybudovaní viacerých LED kociek Arduino môžem s potešením povedať, že som vytvoril skutočne úžasne vyzerajúcu mimoriadnu kocku, ktorá vyhovuje mojim cieľom.

Teraz v tomto návode vám ukážem, ako si postaviť vlastnú RGB LED kocku.

Potrebný čas:

asi víkend

Cena:

20-50 dolárov v závislosti od toho, kde nakupujete.

Krok 1: Zariadenie a materiál

Náradie:

• Spájkovačka
• Rezacie kliešte (na rezanie drôtu)
• Kliešte na ihlu (na ohnutie LED a drôtu)
• 3D tlačiareň (VOLITEĽNÉ)
• Pomocné ruky (nie sú potrebné, ale rozhodne odporúčané)

Diely:

• 27 x LED diódy ws2812b

  • Amazon (50 ks)
  • Aliexpress (50 ks)

• Rezistor 1 x 150 ohmov

  • Amazon (200 ks)
  • Aliexpress (100 ks)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 ks)
  • Aliexpress

• zvitok postriebreného medeného drôtu

  ~ 2 $ vo vašom miestnom obchode s remeslami

• Lepidlo

• prototypovanie dosky s plošnými spojmi / plastového listu

  • Amazon
  • Aliexpress

Celkové náklady na túto kocku 3x3x3 sú približne 18 $, ak si kúpite všetko z Aliexpressu.

Softvér:

• Arduino IDE (zadarmo)
• CUDA (alebo váš vlastný krájač pre vašu 3D tlačiareň)

Krok 2: Príprava na spájkovanie

Najprv musíme vytvoriť šablónu, takže bude jednoduchšie spájkovať LED diódy dohromady. Na to som použil prototypujúcu dosku plošných spojov a označil som dva otvory pre stredné kolíky LED, ktoré slúžia na napájanie (ako je vidieť na obrázku).

Keď som staval verziu tejto kocky 5x5x5, použil som na šablónu plastový list, ktorý tiež veľmi dobre fungoval. Ak používate plast alebo drevo, mali by ste dvojicu otvorov vyvŕtať asi 2, 4 cm (alebo 0, 95 palca) od seba.

Krok 3: Ohýbanie a umiestnenie LED diód

Časti potrebné pre tento krok:

• 27 ws2812b 8mm diódy LED
• postriebrený medený drôt
• prototypovanie dosky plošných spojov

V tomto kroku musíte ohnúť kolíky 18 LED diód, ako je znázornené na obrázku vyššie. Zostávajúcich 9 diód LED musí byť ohnutých tak, aby „plochá strana“smerovala opačným smerom. Potom musí byť na dosku / plastový plech umiestnených 9 LED diód s plochou stranou na tej istej strane.

Okrem toho je potrebné prestrihnúť 18 kusov drôtu. Musia byť asi o 2 cm dlhšie, ako sú vaše LED diódy vysoké. Pre mňa to bolo asi 6 cm (alebo 2, 4 palca).

Krok 4: Spájkovanie napájania

Teraz spájkujte hrot kusa drôtu s hornou diódou LED, ako je to znázornené na prvom obrázku. Potom spájkujte drôt s nižšie uvedenými LED diódami. Uistite sa, že sa navzájom nedotýkajú žiadne vodiče, inak dôjde k skratu; potom spájkujte ostatné vodiče k LED diódam.

Krok 5: Spájkovanie dátových pinov

To by malo byť jednoduché. Stačí zarovnať dátové kolíky z diód LED a spájkovať ich dohromady, ako je znázornené na obrázku.

Krok 6: Odstránenie diód LED a rezanie pinov LED

LED diódy môžete zo šablóny odstrániť jednoduchým zatlačením na rovný povrch, ako je to znázornené na obrázku 1.

Po vybratí diód LED musíte odrezať zostávajúce konce pinov LED. Potom by to malo vyzerať ako na obrázku 3 a 4.

Krok 7: Spájkovanie dátových línií vrstiev dohromady

Najprv musíte umiestniť predtým spájkované zvislé vrstvy do formy. Dbajte na to, aby vzdialenosť medzi riadkami bola rovnaká, spájajte dátové kolíky dohromady, ako je znázornené na obrázkoch.

Krok 8: Pripojenie napájacích káblov

Teraz ohnite konce postriebreného medeného drôtu, ako je znázornené na obrázkoch. Je veľmi dôležité skrížiť vodiče, aby bol GND pripojený k GND a 5V až 5V.

Drôty na vonkajších vrstvách by mali byť ohnuté smerom von.

Potom, čo ohnete všetky drôty, pokračujte v ich spájkovaní.

Krok 9: Pripojenie napájacích vodičov Časť: II

Teraz je čas pripojiť predtým spájkované napájacie kolíky. Aby ste to dosiahli, ohnite dva kusy drôtu, ako je znázornené na obrázkoch.

Poznámka: Zaistite, aby vám v ľavom rohu zostalo veľa drôtu, pretože to použijeme na pripojenie k našej základni.

Po ohnutí drôtu do správneho tvaru ich spájkujte s kolíkmi.

Potom spájkujte ďalší kus k jednému z napájacích vodičov (červený na obrázku)

Nakoniec odrežete zvyšok kolíkov, ako je to znázornené na poslednom obrázku.

Krok 10: Zapojenie údajov Časť I: Ohýbanie pinov LED

V tomto kroku stačí ohnúť všetky zostávajúce dátové kolíky, ako je znázornené na obrázku.

Krok 11: Zapojenie údajov Časť II: Pripojenie prvej k druhej vrstve

Potom, čo ohnete kolíky LED ws2812b, teraz prepojíte Data OUT z prvej vrstvy s Data IN druhej.

Aby ste to dosiahli, musíte ohnúť kus drôtu do tvaru zobrazeného na obrázku 2, ktorý sa použije na spojenie vrstiev, ako je to znázornené na prvom obrázku.

Ďalším krokom je spájkovanie jedného konca drôtu s kolíkom Data OUT prvej vrstvy. Kolík Data OUT je kolík na plochej strane diódy LED.

Druhý koniec je potom spájkovaný s Data IN druhej vrstvy, čo je jeden z predtým ohnutých kolíkov LED na okrúhlej strane LED.

Krok 12: Zapojenie údajov Časť III: Pripojenie druhej k tretej vrstve

Ďalej spojíte druhú s treťou vrstvou.

Rovnako ako v predchádzajúcom kroku teraz ohnete kus drôtu v tvare, ako je znázornené na obrázku 2. Drôt by mal byť ohnutý týmto spôsobom, aby neprekážal svetlu LED a zaručoval elegantný vzhľad kocky.

Potom začnite spájkovať kratší koniec drôtu s kolíkom Data OUT druhej vrstvy a druhý koniec s kolíkom Data IN LED (ten na okrúhlej strane).

Potom to odstrihnite zostávajúci koniec drôtu.

Krok 13: Zapojenie údajov Časť IV: Spájkovanie poslednej LED diódy

Na dokončenie dátového zapojenia musíte teraz ohnúť kolík Data OUT na plochej strane LED diódy hornej vrstvy (ako je znázornené na prvom obrázku) tak, aby sa dotýkal uzemňovacieho kolíka.

Potom pokračujte v spájkovaní kolíkov dohromady a odrežte zostávajúci koniec.

Krok 14: Zapojenie údajov V: Dokončený výsledok

Teraz ste dokončili stavbu samotnej LED kocky. Tu je niekoľko referenčných obrázkov, ak ste mali problémy s porozumením predchádzajúcim krokom.

Krok 15: 3D tlač základne

Pre tento Instructable som navrhol jednoduchý, ale elegantný základ, ktorý slúži aj ako prípad Arduino nano, ale ak sa vám páči, bol by som rád, keby ste sa podelili o svoje nápady/ súbory pre iné puzdro. Teraz však potrebujete prístup k 3D tlačiarni. Ak ho doma nemáte, môžete sa obrátiť na miestneho výrobcu. Súbory som pre vás prepojil nižšie, takže stačí urobiť nasledovné:

1. Dole si stiahnite dva súbory.stl
2. Importujte ich do softvéru na krájanie, ktorý využívate vy alebo váš výrobný priestor
3. Nakrájajte ich pomocou nižšie uvedených nastavení
4. Previesť na gcode
5. Začnite tlačiť

Nastavenia krájača:

• Výška vrstvy: 0,1 mm
• Výplň> 20%
• Počet liniek na stene> 2
• Nastavenie vysokej kvality rýchlosti tlače (závisí od vašej tlačiarne)

Každú časť stačí vytlačiť iba raz! Po spustení tlače navrhujem, aby ste sa uvoľnili alebo pokračovali v ďalších krokoch, pretože tlači trvá dohromady asi 2-3 hodiny.

Ak nevlastníte alebo nemáte prístup k 3D tlačiarni, navrhujem vám postaviť jednoduché puzdro, napríklad z akrylátu alebo dreva, ako na obrázku vyššie.

Krok 16: Pripojenie vašej kocky k Arduino Nano

Časti potrebné pre tento krok:

• Arduino Nano
• 150 ohmový odpor
• predtým spájkovaná LED kocka
• Medený drôt striebornej dosky

Teraz ohnite kolíky vašej LED kocky ako na obrázku vyššie.

Potom ich môžete prevliecť cez otvory na 3D tlačenej základni.

Potom spájkujte GND LED (kolík, ktorý smeruje na plochú stranu LED) do GND Arduina a 5 V LED diód do VIN.

Údaje IN prvej LED by mali byť spájkované na odpor 150 Ohm a odpor na D4 na Arduino.

Krok 17: Zatvorte základňu

Pred zatvorením základne naneste na povrch lepidlo.

Pri zatváraní základne sa uistite, že USB port Arduina je vo svojom otvore.

Krok 18: Naprogramujte si Arduino

Teraz ste dokončili proces stavby vašej LED LED kocky Arduino. Teraz je čas to naprogramovať. Ak to chcete urobiť, postupujte podľa týchto krokov:

1. Stiahnite si Arduino IDE
2. Stiahnite si knižnicu FastLED
3. Importujte knižnicu FastLED. Na to je skvelý návod
4. Stiahnite si jeden z mojich príkladov nižšie alebo začnite programovať sami. Rád by som videl niektoré z vašich myšlienok. (Poznámka: Nenastavujte jas nad 40, pretože potom môže používať viac ampérov, ako je maximum 200mA, pre ktoré je Arduino nano dimenzované.)
5. Zostavte a nahrajte kód: Teraz môžete svoj kód nahrať jednoduchým kliknutím na šípku v ľavom hornom rohu. V bode ponuky „Nástroje“skontrolujte, či je vybratá položka „Arduino Nano“a váš správny port.