Απλός κύβος Arduino RGB LED (3x3x3): 18 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Έχω εξετάσει τους κύβους LED και παρατήρησα ότι τα περισσότερα από αυτά ήταν είτε πολύπλοκα είτε ακριβά. Αφού κοίταξα πολλούς διαφορετικούς κύβους, αποφάσισα τελικά ότι ο κύβος LED μου πρέπει να είναι:

• εύκολο και απλό στην κατασκευή
• προμηθευτός
• πολύ κομψό και υπερβολικό

Αφού έχτισα πολλαπλούς κύβους Arduino LED, μπορώ να πω με χαρά ότι δημιούργησα έναν πραγματικά δροσερό εξωτικό κύβο που ταιριάζει στους στόχους μου.

Τώρα σε αυτό το Instructable, θα σας δείξω πώς να φτιάξετε τον δικό σας κύβο LED RGB.

Απαιτούμενος χρόνος:

για ένα Σαββατοκύριακο

Κόστος:

20-50 $ ανάλογα με το πού αγοράζετε.

Βήμα 1: Εξοπλισμός και υλικά

Εργαλεία:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Πένσα κοπής (για κοπή σύρματος)
• Πένσα μύτης βελόνας (για να λυγίσει τα LED και το σύρμα)
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟΣ)
• Χέρια βοήθειας (δεν είναι απαραίτητα αλλά σίγουρα συνιστάται)

Μέρη:

• 27 x ws2812b LED

  • Amazon (50τεμ.)
  • Aliexpress (50τεμ.)

• 1 x Αντίσταση 150 Ohm

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

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 τεμ)
  • Aliexpress

• ένα ρολό από ασημένιο σύρμα χαλκού

  $ 2 $ στο τοπικό κατάστημα χειροτεχνίας σας

• Κόλλα

• πρωτότυπο πλακέτα pcb / φύλλο πλαστικού

  • Αμαζόνα
  • Aliexpress

Το συνολικό κόστος αυτού του κύβου 3x3x3 είναι περίπου 18 $ αν αγοράσετε τα πάντα από το Aliexpress.

Λογισμικό:

• Arduino IDE (δωρεάν)
• CUDA (ή το δικό σας τεμαχιστή για τον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας)

Βήμα 2: Προετοιμασία για συγκόλληση

Πρώτα πρέπει να δημιουργήσουμε ένα πρότυπο, οπότε θα είναι πιο εύκολο να κολλήσουμε τα LED μαζί. Χρησιμοποίησα μια πρωτότυπη πλακέτα pcb για αυτό και σημείωσα δύο οπές για τις μεσαίες ακίδες του LED, οι οποίες είναι για παροχή ρεύματος (όπως φαίνεται στο γράφημα).

Όταν έφτιαξα μια έκδοση 5x5x5 αυτού του κύβου, χρησιμοποίησα ένα φύλλο πλαστικού για το πρότυπο, το οποίο επίσης λειτούργησε πολύ καλά. Εάν χρησιμοποιείτε πλαστικό ή ξύλο, θα πρέπει να ανοίξετε το ζευγάρι τρυπών περίπου 2, 4 cm (ή 0, 95 ίντσες) μεταξύ τους.

Βήμα 3: Κάμψη και τοποθέτηση των LED

Απαιτούμενα μέρη για αυτό το βήμα:

• 27 ws2812b LED 8mm
• ασημένιο σύρμα χαλκού
• πρωτότυπο πίνακα pcb

Σε αυτό το βήμα πρέπει να λυγίσετε τις καρφίτσες των 18 LED όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Οι υπόλοιπες 9 λυχνίες LED πρέπει να κάμπτονται έτσι ώστε η "επίπεδη πλευρά" να βλέπει προς την άλλη κατεύθυνση. Στη συνέχεια, 9 LED με την επίπεδη πλευρά στην ίδια πλευρά πρέπει να τοποθετηθούν στο ψωμί / πλαστικό φύλλο.

Επιπλέον, πρέπει να κοπούν 18 κομμάτια σύρματος. Πρέπει να είναι περίπου 2 εκατοστά μακρύτερα από τα LED που έχετε. Για μένα, αυτό αποδείχθηκε ότι ήταν περίπου 6 εκατοστά (ή 2, 4 ίντσες).

Βήμα 4: Συγκόλληση της ισχύος

Τώρα κολλάτε την άκρη του κομματιού σύρματος στο επάνω LED όπως φαίνεται στην πρώτη εικόνα. Στη συνέχεια, κολλάτε το καλώδιο στις παρακάτω λυχνίες LED. Βεβαιωθείτε ότι κανένα καλώδιο δεν αγγίζει το ένα το άλλο, αλλιώς θα υπάρξει βραχυκύκλωμα. στη συνέχεια κολλήστε τα άλλα καλώδια στα LED.

Βήμα 5: Συγκόλληση των ακίδων δεδομένων

Αυτό πρέπει να είναι εύκολο. Απλώς πρέπει να ευθυγραμμίσετε τις ακίδες δεδομένων από τα LED και να τις κολλήσετε μαζί όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 6: Αφαίρεση των LED και κοπή των ακίδων LED

Μπορείτε να αφαιρέσετε τις λυχνίες LED από το πρότυπο απλώς σπρώχνοντάς τις σε μια επίπεδη επιφάνεια όπως φαίνεται στην εικόνα 1.

Αφού αφαιρέσετε τα LED, πρέπει να κόψετε τα υπόλοιπα άκρα των ακίδων LED. Μετά από αυτό θα πρέπει να μοιάζει με τις εικόνες 3 και 4.

Βήμα 7: Συγκόλληση των γραμμών δεδομένων των στρωμάτων μαζί

Πρώτα πρέπει να τοποθετήσετε τα κάθετα συγκολλημένα στρώματα σε μορφή. Ενώ βεβαιώνεστε ότι η απόσταση μεταξύ των γραμμών είναι ίση, συγκολλάτε τις ακίδες δεδομένων μαζί όπως φαίνεται στις εικόνες.

Βήμα 8: Σύνδεση των καλωδίων τροφοδοσίας

Τώρα λυγίζετε τα άκρα του ασημένιου χάλκινου σύρματος όπως φαίνεται στις εικόνες. Είναι πολύ σημαντικό να διασχίσετε τα καλώδια έτσι ώστε το GND να είναι συνδεδεμένο στο GND και 5V στα 5V.

Τα καλώδια στα εξωτερικά στρώματα πρέπει να κάμπτονται προς τα έξω.

Αφού λυγίσετε όλα τα καλώδια, συνεχίστε να τα κολλήσετε μαζί.

Βήμα 9: Σύνδεση των καλωδίων τροφοδοσίας Μέρος: II

Τώρα ήρθε η ώρα να συνδέσετε τις προηγουμένως συγκολλημένες ακίδες τροφοδοσίας. Για να το πετύχετε αυτό λυγίζετε δύο κομμάτια σύρματος όπως φαίνεται στις εικόνες.

Σημείωση: Βεβαιωθείτε ότι έχετε άφθονο σύρμα στην αριστερή γωνία, γιατί αυτό θα χρησιμοποιήσουμε για να συνδεθούμε στη βάση μας.

Αφού λυγίσετε το σύρμα στο σωστό σχήμα, τα κολλάτε στις καρφίτσες.

Στη συνέχεια κολλήστε ένα επιπλέον κομμάτι σε ένα από τα καλώδια ρεύματος (το κόκκινο στην εικόνα)

Τέλος, κόβετε τις υπόλοιπες καρφίτσες όπως φαίνεται στην τελευταία εικόνα.

Βήμα 10: Καλωδίωση δεδομένων Μέρος Ι: Κάμψη των ακίδων LED

Σε αυτό το βήμα απλώς πρέπει να λυγίσετε όλες τις υπόλοιπες ακίδες δεδομένων όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 11: Καλωδίωση δεδομένων Μέρος II: Σύνδεση του πρώτου με το δεύτερο επίπεδο

Αφού λυγίσετε τις καρφίτσες του ws2812b Leds, τώρα θα συνδέσετε το Data OUT από το πρώτο επίπεδο στο Data IN του δεύτερου.

Για να το επιτύχετε αυτό, πρέπει να λυγίσετε ένα κομμάτι σύρμα στο σχήμα που φαίνεται στην εικόνα 2, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση των στρωμάτων όπως σχεδιάστηκε στην πρώτη εικόνα.

Το επόμενο βήμα είναι να κολλήσετε το ένα άκρο του σύρματος στον πείρο Data OUT του πρώτου στρώματος. Ο πείρος Data OUT είναι ο πείρος στην επίπεδη πλευρά του LED.

Το άλλο άκρο συγκολλάται στη συνέχεια στο Data IN του δεύτερου στρώματος, το οποίο είναι ένας από τους πείρους LED που είχαν λυγίσει προηγουμένως στη στρογγυλή πλευρά του LED.

Βήμα 12: Συρροή δεδομένων Μέρος III: Σύνδεση του δεύτερου με το τρίτο επίπεδο

Στη συνέχεια, συνδέετε το δεύτερο με το τρίτο επίπεδο.

Ακριβώς όπως στο προηγούμενο βήμα, τώρα λυγίζετε ένα κομμάτι σύρμα σε σχήμα όπως φαίνεται στην εικόνα 2. Το σύρμα πρέπει να λυγίσει με αυτόν τον τρόπο, ώστε να μην εμποδίζει το φως των LED και να εγγυάται μια κομψή εμφάνιση του κύβου.

Στη συνέχεια, αρχίζετε να κολλάτε το κοντό άκρο του σύρματος στον πείρο Data OUT του δεύτερου στρώματος και το άλλο άκρο στον πείρο LED IN Data (αυτό στη στρογγυλή πλευρά).

Αφού το κάνετε αυτό, κόψτε το υπόλοιπο άκρο του σύρματος.

Βήμα 13: Καλωδίωση δεδομένων Μέρος IV: Συγκόλληση του τελευταίου LED

Για να ολοκληρώσετε την καλωδίωση δεδομένων, πρέπει τώρα να λυγίσετε τον πείρο Data OUT στην επίπεδη πλευρά του LED επάνω στρώματος (όπως φαίνεται στην πρώτη εικόνα), έτσι ώστε να αγγίζει τον πείρο γείωσης.

Στη συνέχεια, συνεχίζετε τη συγκόλληση των πείρων μαζί και κόβετε το υπόλοιπο άκρο.

Βήμα 14: Καλωδίωση δεδομένων V: Ολοκληρωμένο αποτέλεσμα

Τώρα ολοκληρώσατε την κατασκευή του ίδιου του κύβου LED. Ακολουθούν μερικές εικόνες αναφοράς, αν είχατε προβλήματα στην κατανόηση των βημάτων πριν.

Βήμα 15: Τρισδιάστατη εκτύπωση της βάσης

Για αυτό το Instructable έχω σχεδιάσει μια απλή, αλλά κομψή βάση, η οποία χρησιμεύει επίσης ως περίπτωση του Arduino nano, αλλά αν θέλετε, θα εκτιμούσα αν μοιραστήκατε τις ιδέες/ αρχεία σας για άλλο περίβλημα. Τέλος πάντων, τώρα χρειάζεστε πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή 3D. Εάν δεν έχετε ένα στο σπίτι, μπορείτε να πάτε στον τοπικό σας κατασκευαστικό χώρο. Έχω συνδέσει τα αρχεία για εσάς παρακάτω, οπότε δεν έχετε παρά να κάνετε τα εξής:

1. Κατεβάστε τα δύο αρχεία.stl από κάτω
2. Εισαγάγετε τα στο λογισμικό τεμαχισμού που χρησιμοποιείτε εσείς ή ο κατασκευαστής σας
3. Κόψτε τα χρησιμοποιώντας τις παρακάτω ρυθμίσεις
4. Μετατροπή σε gcode
5. Ξεκινήστε την εκτύπωση

Ρυθμίσεις τεμαχισμού:

• Heightψος στρώματος: 0,1 mm
• Συμπλήρωση> 20%
• Αριθμός γραμμών τοίχου> 2
• Ρυθμίσεις ταχύτητας εκτύπωσης υψηλής ποιότητας (εξαρτάται από τον εκτυπωτή σας)

Χρειάζεται μόνο να εκτυπώσετε κάθε μέρος μία φορά! Αφού ξεκινήσετε μια εκτύπωση, προτείνω να χαλαρώσετε ή να συνεχίσετε με τα άλλα βήματα, καθώς οι εκτυπώσεις διαρκούν περίπου 2-3 ώρες μαζί.

Εάν δεν είστε κάτοχος ή δεν έχετε πρόσβαση σε έναν 3D εκτυπωτή, προτείνω να φτιάξετε μια απλή θήκη, χρησιμοποιώντας ακρυλικό ή ξύλο για παράδειγμα, όπως στην παραπάνω εικόνα.

Βήμα 16: Σύνδεση του κύβου σας με το Arduino Nano

Απαιτούμενα μέρη για αυτό το βήμα:

• Arduino Nano
• Αντίσταση 150 Ohm
• προηγουμένως συγκολλημένος κύβος LED
• Χάλκινο σύρμα από ασημένια πλάκα

Τώρα λυγίστε τις καρφίτσες του κύβου led όπως στην παραπάνω εικόνα.

Μετά από αυτό, μπορείτε να τα κολλήσετε μέσα από τις τρύπες της τρισδιάστατης εκτυπωμένης βάσης σας.

Στη συνέχεια, συγκολλάτε το GND των LED (ο πείρος που πηγαίνει στην επίπεδη πλευρά των LED) στο GND του Arduino και τα 5V των LED σε VIN.

Το Data IN του πρώτου LED πρέπει να συγκολληθεί στην αντίσταση 150 Ohm και η αντίσταση στο D4 στο Arduino.

Βήμα 17: Κλείστε τη βάση

Πριν κλείσετε τη βάση προσθέστε λίγη κόλλα στην επιφάνεια.

Κλείνοντας τη βάση, βεβαιωθείτε ότι η θύρα USB του Arduino είναι στην τρύπα του.

Βήμα 18: Προγραμματίστε το Arduino σας

Τώρα έχετε ολοκληρώσει τη διαδικασία κατασκευής του κύβου Arduino RGB LED. Τώρα ήρθε η ώρα να το προγραμματίσουμε. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να ακολουθήσετε τα εξής βήματα:

1. Κατεβάστε το Arduino IDE
2. Κατεβάστε τη βιβλιοθήκη FastLED
3. Εισαγάγετε τη βιβλιοθήκη FastLED. Εδώ είναι ένα εξαιρετικό οδηγό για αυτό
4. Κατεβάστε ένα από τα παραδείγματά μου από κάτω ή ξεκινήστε να προγραμματίζετε μόνοι σας. Θα ήθελα πολύ να δω μερικές από τις ιδέες σας. (Σημείωση: Μην ρυθμίσετε τη Φωτεινότητα πάνω από 40, γιατί τότε μπορεί να χρησιμοποιεί περισσότερο αμπέρ από το μέγιστο 200mA για το οποίο έχει οριστεί το Arduino nano.)
5. Μεταγλώττιση & μεταφόρτωση του κώδικα: Τώρα μπορείτε να ανεβάσετε τον κωδικό σας κάνοντας απλώς κλικ στο βέλος στην επάνω αριστερή γωνία. Βεβαιωθείτε ότι το "Arduino Nano" και η σωστή θύρα είναι επιλεγμένα στο μενού "Εργαλεία".