Простой светодиодный куб Arduino RGB (3x3x3): 18 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Я изучал светодиодные кубы и заметил, что большинство из них были либо слишком сложными, либо слишком дорогими. Посмотрев на множество разных кубиков, я наконец решил, что мой LED Cube должен быть:

• легко и просто построить
• доступный
• очень стильно и экстравагантно

После создания нескольких светодиодных кубов Arduino я с радостью могу сказать, что создал действительно круто выглядящий необычный куб, который соответствует моим целям.

Теперь в этом руководстве я покажу вам, как создать свой собственный светодиодный куб RGB.

Необходимое время:

о выходных

Расходы:

20-50 $ в зависимости от того, где вы покупаете.

Шаг 1: оборудование и материалы

Инструменты:

• Паяльник
• Кусачки (для резки проволоки)
• Плоскогубцы для игл (для загиба светодиодов и провода)
• 3D-принтер (ДОПОЛНИТЕЛЬНО)
• Руки помощи (не обязательно, но желательно)

Части:

• 27 светодиодов ws2812b

  • Амазонка (50шт)
  • Алиэкспресс (50шт)

• Резистор 150 Ом - 1 шт.

  • Амазонка (200шт)
  • Алиэкспресс (100шт)

• 1 х Arduino Nano

  • Амазонка (3шт)
  • Алиэкспресс

• рулон посеребренной медной проволоки

  ~ 2 $ в местном магазине товаров для рукоделия

• Клей

• макетная печатная плата / лист пластика

  • Амазонка
  • Алиэкспресс

Общая стоимость этого куба 3x3x3 составляет около 18 $, если покупать все на Алиэкспресс.

Программное обеспечение:

• Arduino IDE (бесплатно)
• CUDA (или ваш собственный слайсер для вашего 3D-принтера)

Шаг 2: Подготовка к пайке

Сначала нам нужно создать шаблон, чтобы было легче спаять светодиоды вместе. Я использовал для этого прототип печатной платы и отметил два отверстия для средних контактов светодиода, которые предназначены для питания (как показано на рисунке).

Когда я построил версию этого куба 5x5x5, я использовал лист пластика для шаблона, который также очень хорошо работал. Если вы используете пластик или дерево, вам следует просверлить пару отверстий на расстоянии 2, 4 см (или 0, 95 дюйма) друг от друга.

Шаг 3: сгибание и размещение светодиодов

Детали, необходимые для этого шага:

• 27 светодиодов ws2812b 8 мм
• посеребренная медная проволока
• прототипирование печатной платы

На этом этапе вам нужно согнуть контакты 18 светодиодов, как показано на рисунке выше. Остальные 9 светодиодов необходимо согнуть так, чтобы «плоская сторона» была обращена в другую сторону. После этого на макетную плату / лист пластика необходимо поместить 9 светодиодов плоской стороной на одну сторону.

Дополнительно нужно разрезать 18 кусков проволоки. Они должны быть примерно на 2 см длиннее, чем высота ваших светодиодов. Для меня это оказалось около 6 см (или 2,4 дюйма).

Шаг 4: припаиваем питание

Теперь припаяйте конец провода к верхнему светодиоду, как показано на первом рисунке. Затем припаиваете провод к светодиодам внизу. Убедитесь, что провода не касаются друг друга, иначе произойдет короткое замыкание; затем припаяйте остальные провода к светодиодам.

Шаг 5: припаиваем выводы данных

Это должно быть легко. Вам просто нужно выровнять выводы данных светодиодов и спаять их вместе, как показано на рисунке.

Шаг 6: Удаление светодиодов и обрезка контактов светодиодов

Вы можете удалить светодиоды из шаблона, просто прижав их к плоской поверхности, как показано на рисунке 1.

После удаления светодиодов вам нужно обрезать оставшиеся концы контактов светодиодов. После этого он должен выглядеть как на картинках 3 и 4.

Шаг 7: соединение линий данных слоев вместе

Для начала необходимо уложить ранее спаянные вертикальные слои по форме. Убедившись, что расстояние между рядами одинаково, вы спаиваете выводы данных вместе, как показано на рисунках.

Шаг 8: Подключение силовых проводов

Теперь согните концы посеребренной медной проволоки, как показано на картинках. Очень важно пересечь провода так, чтобы GND был подключен к GND, а 5V к 5V.

Провода на внешних слоях должны быть загнуты наружу.

После того, как вы согнете все провода, приступайте к их пайке.

Шаг 9: Подключение силовых проводов, часть: II

Пришло время подключить ранее припаянные контакты питания. Для этого вы сгибаете два куска проволоки, как показано на рисунках.

Примечание: убедитесь, что в левом углу у вас осталось много провода, потому что это то, что мы будем использовать для подключения к нашей базе.

Согнув провод нужной формы, вы припаиваете их к контактам.

Затем припаяйте дополнительную деталь к одному из проводов питания (красный на картинке)

Наконец, вы отрезаете остальные булавки, как показано на последней картинке.

Шаг 10: разводка данных, часть I: загибание выводов светодиода

На этом этапе вам просто нужно согнуть все оставшиеся выводы данных, как показано на рисунке.

Шаг 11: разводка данных, часть II: подключение первого ко второму уровню

После того, как вы согнете контакты светодиодов ws2812b, вы теперь собираетесь подключить Data OUT первого слоя к Data IN второго.

Для этого вам нужно согнуть кусок проволоки в форме, показанной на рисунке 2, который будет использоваться для соединения слоев, как показано на первом рисунке.

Следующий шаг - припаять один конец провода к выводу Data OUT первого слоя. Вывод Data OUT - это вывод на плоской стороне светодиода.

Другой конец затем припаивается к Data IN второго слоя, который является одним из ранее изогнутых контактов светодиода на круглой стороне светодиода.

Шаг 12: Передача данных. Часть III: Подключение второго к третьему уровню

Далее вы соединяете второй слой с третьим.

Как и в предыдущем шаге, теперь вы сгибаете кусок проволоки в форме, показанной на рисунке 2. Провод должен быть изогнут таким образом, чтобы он не мешал свету светодиодов и чтобы кубик выглядел элегантно.

Затем вы начинаете припаивать короткий конец провода к выводу Data OUT второго слоя, а другой конец - к выводу светодиода Data IN (тот, который находится на круглой стороне).

После этого вы обрезаете оставшийся конец проволоки.

Шаг 13: Передача данных. Часть IV: Пайка последнего светодиода

Чтобы закончить разводку данных, вам теперь нужно согнуть вывод Data OUT на плоской стороне светодиода верхнего слоя (как показано на первом рисунке), чтобы он коснулся контакта заземления.

Затем вы переходите к пайке контактов вместе и отрезаете оставшийся конец.

Шаг 14: Передача данных V: завершенный результат

Теперь вы закончили сборку самого светодиодного куба. Вот несколько справочных изображений, если раньше у вас были проблемы с пониманием шагов.

Шаг 15: 3D-печать базы

Для этого Instructable я разработал простую, но элегантную основу, которая также служит корпусом Arduino nano, но, если хотите, я был бы признателен, если вы поделитесь своими идеями / файлами для другого корпуса. В любом случае, теперь вам нужен доступ к 3D-принтеру. Если у вас его нет дома, вы можете обратиться к местному производителю. Я связал для вас файлы ниже, поэтому вам просто нужно сделать следующее:

1. Загрузите два файла.stl снизу
2. Импортируйте их в программное обеспечение для нарезки, которое используете вы или ваш производитель.
3. Нарежьте их, используя настройки ниже
4. Преобразовать в gcode
5. Начать печать

Настройки слайсера:

• Высота слоя: 0,1 мм
• Заполнение> 20%
• Количество линий стены> 2
• Настройки скорости печати высокого качества (зависит от вашего принтера)

Вам нужно распечатать каждую часть только один раз! После начала печати я предлагаю расслабиться или продолжить другие шаги, так как на печать уходит около 2-3 часов.

Если у вас нет 3D-принтера или нет к нему доступа, я предлагаю вам построить простой футляр, например, из акрила или дерева, как на картинке выше.

Шаг 16: подключение куба к Arduino Nano

Детали, необходимые для этого шага:

• Ардуино Нано
• Резистор 150 Ом
• ранее распаянный светодиодный куб
• Серебряная пластина из медной проволоки

Теперь согните штыри светодиодного куба, как на картинке выше.

После этого вы можете продеть их через отверстия в вашей основе, напечатанной на 3D-принтере.

Затем вы припаиваете GND светодиодов (контакт, который идет к плоской стороне светодиодов) к GND Arduino, а 5V светодиодов - к VIN.

Вход данных первого светодиода должен быть припаян к резистору 150 Ом, а резистор - к D4 на Arduino.

Шаг 17: закройте базу

Перед тем, как закрыть основу, нанесите на поверхность немного клея.

При закрытии основания убедитесь, что порт USB Arduino находится в отверстии.

Шаг 18: запрограммируйте свой Arduino

Вы завершили процесс сборки своего светодиодного куба Arduino RGB. Пришло время его запрограммировать. Для этого вам необходимо выполнить следующие действия:

1. Загрузите IDE Arduino
2. Загрузите библиотеку FastLED
3. Импортируйте библиотеку FastLED. Вот отличное руководство для этого
4. Загрузите один из моих примеров снизу или начните программировать самостоятельно. Я хотел бы увидеть некоторые из ваших идей. (Примечание: не устанавливайте яркость выше 40, потому что тогда он может потреблять больше ампер, чем максимальное значение 200 мА, на которое рассчитана Arduino nano.)
5. Скомпилируйте и загрузите код: теперь вы можете загрузить свой код, просто щелкнув стрелку в верхнем левом углу. Убедитесь, что в пункте меню «Инструменты» выбраны «Arduino Nano» и правильный порт.