Светодиодный куб RGB: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этом руководстве мы сделали светодиодный куб RGB с батарейным питанием. Он автоматически переключает цвета с помощью встроенного микроконтроллера.

Нижняя половина куба вырезана лазером, а верхняя половина напечатана на 3D-принтере. Куб имеет кнопку на передней панели, а сбоку - ствол постоянного тока для зарядки. Внутри находится аккумуляторный блок, состоящий из трех литий-ионных батарей, питающих светодиодный модуль мощностью 3 Вт, а также ATTINY85 и схему драйвера.

Назначение этой лампы в первую очередь декоративное, но после первых тестов выяснилось, что куб действительно неплохо освещает темные участки. Я обязательно упакую это в свой следующий поход и посмотрю, как он работает.

Примечание: этот проект является совместной работой меня и MatejHantabal. В основном он занимался дизайном, а я - электроникой.

Шаг 1: Детали

Для этого проекта вам потребуются следующие компоненты:

Светодиодная звезда RGB 3 Вт

digispark ATTINY85

ULN2803

BC327

3x 18650 аккумулятор

держатель для 3 литий-ионных аккумуляторов 18650

3x черные 12-миллиметровые кнопки

перфорированная плита

Винтовые клеммы для печатных плат

3 резистора по 1 кОм

несколько гаек и болтов M4

пара проводов

Ориентировочная стоимость проекта: 40 € / 45 $

Шаг 2: Инструменты

Для этого проекта вам потребуются следующие инструменты:

3D-принтер - напечатает верхнюю часть куба.

Лазерный резак - вырежет нижнюю часть куба из оргстекла.

Паяльник - для подключения электроники

Пистолет для горячего клея - клей скрепит всю электронику и корпус.

Шаг 3: 3D-печать

Первым делом распечатаем верх. Вы можете использовать для этого любую нить накала, которая может проходить сквозь нее. Мы использовали прозрачный PLA-D. Для печати этой части мы использовали Prusa i3 MK2. Файл печати включен в этот шаг.

Шаг 4: разрезание корпуса

Чтобы сделать корпус, вам понадобится лазерный резак. Мы использовали GCC SLS 80. Если у вас нет доступа к лазерному резчику, существует множество местных служб, которым вы можете передать эту векторную графику, и они сделают это вам по доступной цене. Для этого можно использовать любой материал. Мы вырезаем его из акрила, но все подойдет и получится интересное сочетание со светом. Все необходимые файлы включены в этот шаг.

Примечание. Этот футляр был нарисован для материала толщиной 3 мм (1/8 дюйма). Убедитесь, что у вас такая толщина

Шаг 5: Схема Perf-Board

Поскольку схема драйвера для куба включает в себя множество электронных компонентов, таких как транзисторы, резисторы и одну интегральную схему, я решил использовать монтажную плату вместо макета или винтовых клемм. Вам просто нужно припаять на перфокарт все необходимые компоненты по прилагаемой схеме. Я использовал винтовые клеммы на печатной плате, чтобы подключить плату к батарее и к светодиоду RGB.

Шаг 6: Мощность

Поскольку мы используем светодиод RGB мощностью 3 Вт, который потребляет около 0,7 А при полной мощности, нам нужны довольно сильные батареи для питания этого устройства. Мы решили использовать три литий-ионных аккумулятора 18650 3,7 2600 мАч. Они немного тяжелее и крупнее, чем литий-полимерные батареи, но они немного дешевле, чтобы поместиться в корпус. Вам нужно будет сделать аккумулятор. Лучшим вариантом является использование аппарата для точечной сварки батарей, но, поскольку они довольно дорогие, мы решили просто склеить три держателя батарей 18650 и соединить их параллельно. В качестве зарядного устройства мы использовали ствол постоянного тока 5,5 / 2,1 мм, но вы можете использовать любой другой разъем. Просто имейте в виду, что адаптер, который вы будете подключать к этому разъему, должен иметь выход 5V 2A.

Теперь давайте сделаем простую математику. Общая емкость аккумуляторного блока должна быть около 7800 мАч. На выходе аккумуляторной батареи установлен повышающий преобразователь напряжения, который утроил выходное напряжение с 4В до 12В. Это преобразование напряжения должно снизить максимальный выходной ток аккумуляторной батареи до 2600 мАч. Теперь схема потребляет около 700 мА, а 2600 мАч, разделенные на 700 мА, составляют 3, 7. Это дает нам общее время автономной работы около 3 и 3/4 часа. Но имейте в виду, что это работает только в теории, а реальное время автономной работы составляет всего около 3 часов. Аккумулятор необходимо заряжать примерно через 3 часа. Вы все еще можете подключить его к источнику питания и не питать его от батареи.

Шаг 7: Код

Вот код для Attiny85. Вы можете загрузить его с помощью Arduino IDE.

Шаг 8: Собираем все вместе

Подготовьте дно коробки, и мы можем начинать вставлять электронику внутрь. В самый низ ставим Li-ION аккумуляторы. Конечно, вы можете положить вещи куда угодно, но это сработало для нас лучше всего. Теперь начните ставить стороны на свои места. Вставьте кнопку в переднюю часть, а ствол DC - в сторону. Вы можете начать наносить горячий клей на внутреннюю часть, чтобы удерживать стороны и батареи. Наконец, мы вставляем верхнюю часть, напечатанную на 3D-принтере, в «отверстие» в верхней части корпуса.

Шаг 9: Готово

Итак, у вас есть портативная, универсальная и элегантная лампа RGB. Если вы выполнили все шаги, к настоящему времени они должны быть выполнены. Если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, мы будем рады услышать их в разделе комментариев ниже. Наслаждаться!

Если вам понравилось это руководство, проголосуйте за него в конкурсе Make it Glow. Спасибо.