Jednoduchá RGB LED kostka Arduino (3x3x3): 18 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Díval jsem se do LED kostek a všiml jsem si, že většina z nich byla buď komplikovaná, nebo drahá. Když jsem se podíval na spoustu různých kostek, nakonec jsem se rozhodl, že moje LED kostka by měla být:

• snadné a snadné stavění
• cenově dostupné
• velmi stylové a extravagantní

Poté, co jsem postavil více LED kostek Arduino, mohu s potěšením říci, že jsem vytvořil opravdu skvěle vypadající mimořádnou kostku, která odpovídá mým cílům.

Nyní v tomto Instructable vám ukážu, jak vytvořit vlastní RGB LED kostku.

Potřebný čas:

o víkendu

Náklady:

20-50 $ v závislosti na tom, kde nakupujete.

Krok 1: Zařízení a materiály

Nástroje:

• Páječka
• Řezací kleště (pro řezání drátu)
• Kleště na jehlové špičky (k ohnutí LED a drátu)
• 3D tiskárna (VOLITELNÉ)
• Pomocné ruce (není nutné, ale rozhodně doporučujeme)

Díly:

• 27 x ws2812b LED

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

• 1 x 150 Ohm odpor

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

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 ks)
  • Aliexpress

• svitek postříbřeného měděného drátu

  ~ 2 $ ve vašem místním obchodě s řemeslnými výrobky

• Lepidlo

• prototypování desky plošných spojů / fólie z plastu

  • Amazonka
  • Aliexpress

Celkové náklady na tuto kostku 3x3x3 jsou asi 18 $, pokud si koupíte vše z Aliexpress.

Software:

• Arduino IDE (zdarma)
• CUDA (nebo váš vlastní kráječ pro vaši 3D tiskárnu)

Krok 2: Příprava na pájení

Nejprve musíme vytvořit šablonu, takže bude snazší spojit LED diody dohromady. K tomu jsem použil prototypovací desku plošných spojů a označil dva otvory pro střední kolíky LED, které jsou pro napájení (jak je vidět na obrázku).

Když jsem stavěl verzi této kostky 5x5x5, použil jsem na šablonu plastový list, který také fungoval velmi dobře. Pokud používáte plast nebo dřevo, vyvrtejte pár otvorů asi 2, 4 cm (nebo 0, 95 palců) od sebe.

Krok 3: Ohýbání a umístění LED diod

Díly potřebné pro tento krok:

• 27 ws2812b 8mm LED
• postříbřený měděný drát
• prototypování desky plošných spojů

V tomto kroku musíte ohnout kolíky 18 LED diod, jak je znázorněno na obrázku výše. Zbývajících 9 diod LED musí být ohnuto tak, aby „plochá strana“směřovala opačným směrem. Poté musí být na prkénko / plastový list umístěno 9 LED diod s plochou stranou na stejné straně.

Kromě toho je třeba přestřihnout 18 kusů drátu. Musí být asi o 2 cm delší, než jsou vaše LED diody vysoké. Pro mě to bylo asi 6 cm (nebo 2, 4 palce).

Krok 4: Pájení napájení

Nyní připájíte špičku kusu drátu k horní LED, jak je znázorněno na prvním obrázku. Poté připájíte vodič k LED diodám níže. Ujistěte se, že se žádné vodiče navzájem nedotýkají, jinak dojde ke zkratu; poté připájejte ostatní vodiče k LED diodám.

Krok 5: Pájení datových pinů

To by mělo být snadné. Stačí zarovnat datové piny z LED a spojit je dohromady, jak je znázorněno na obrázku.

Krok 6: Vyjmutí LED diod a vyjmutí pinů LED

LED diody ze šablony můžete odstranit jednoduchým zatlačením na rovný povrch, jak je znázorněno na obrázku 1.

Po vyjmutí LED diod musíte oříznout zbývající konce pinů LED. Poté by to mělo vypadat jako na obrázku 3 a 4.

Krok 7: Pájení datových linek vrstev dohromady

Nejprve musíte umístit dříve pájené svislé vrstvy do formy. Dbejte na to, aby vzdálenost mezi řadami byla stejná, ale spojte datové kolíky dohromady, jak je znázorněno na obrázcích.

Krok 8: Připojení napájecích vodičů

Nyní ohněte konce postříbřeného měděného drátu, jak je znázorněno na obrázcích. Je velmi důležité křížit vodiče tak, aby GND byl připojen k GND a 5V až 5V.

Dráty na vnějších vrstvách by měly být ohnuty směrem ven.

Poté, co ohnete všechny dráty, pokračujte v jejich pájení.

Krok 9: Připojení napájecích vodičů Část: II

Nyní je čas připojit dříve připájené napájecí kolíky. Abyste toho dosáhli, ohněte dva kusy drátu, jak je znázorněno na obrázcích.

Poznámka: Ujistěte se, že máte v levém rohu dostatek drátu, protože to použijeme k připojení k naší základně.

Poté, co ohnete drát do správného tvaru, připájíte jej k pinům.

Poté připájejte další kus k jednomu z napájecích vodičů (červený na obrázku)

Nakonec odstřihnete zbytek kolíků, jak ukazuje poslední obrázek.

Krok 10: Zapojení dat Část I: Ohýbání pinů LED

V tomto kroku stačí ohnout všechny zbývající datové piny, jak je znázorněno na obrázku.

Krok 11: Datové zapojení Část II: Připojení první k druhé vrstvě

Poté, co ohnete kolíky LED ws2812b, nyní připojíte Data OUT z první vrstvy k Data IN druhé vrstvy.

Abyste toho dosáhli, musíte ohnout kus drátu do tvaru zobrazeného na obrázku 2, který bude použit k propojení vrstev, jak je nakresleno na prvním obrázku.

Dalším krokem je pájení jednoho konce vodiče na kolík Data OUT první vrstvy. Kolík Data OUT je kolík na ploché straně diody LED.

Druhý konec je poté připájen k Data IN druhé vrstvy, což je jeden z dříve ohnutých LED kolíků na kulaté straně LED.

Krok 12: Zapojení dat Část III: Připojení druhé a třetí vrstvy

Dále připojíte druhou ke třetí vrstvě.

Stejně jako v předchozím kroku nyní ohnete kus drátu ve tvaru, jak je znázorněno na obrázku 2. Drát by měl být ohnut tímto způsobem, aby nebránil světlu LED a zaručoval elegantní vzhled krychle.

Poté začněte pájet krátký konec drátu k pinu Data OUT druhé vrstvy a druhý konec k pinu Data IN LED (ten na kulaté straně).

Poté, co jste to udělali, odřízněte zbývající konec drátu.

Krok 13: Zapojení dat Část IV: Pájení poslední LED diody

Abyste dokončili datové zapojení, musíte nyní ohnout kolík Data OUT na ploché straně LED diody horní vrstvy (jak je znázorněno na prvním obrázku) tak, aby se dotýkal uzemňovacího kolíku.

Poté pokračujte v pájení kolíků dohromady a odříznutí zbývajícího konce.

Krok 14: Zapojení dat V: Dokončený výsledek

Nyní jste dokončili stavbu samotné LED kostky. Zde je několik referenčních obrázků, pokud jste měli problémy s porozuměním předcházejícím krokům.

Krok 15: 3D tisk základny

Pro tento Instructable jsem navrhl jednoduchou, ale elegantní základnu, která slouží také jako případ Arduino nano, ale pokud se vám líbí, ocenil bych, kdybyste sdíleli své nápady/ soubory pro další pouzdro. Každopádně nyní potřebujete přístup k 3D tiskárně. Pokud ho doma nemáte, můžete jít do místního výrobního prostoru. Níže jsem pro vás propojil soubory, takže stačí provést následující:

1. Stáhněte si dva soubory.stl níže
2. Importujte je do krájecího softwaru, který používáte vy nebo váš tvůrce
3. Nakrájejte je pomocí níže uvedeného nastavení
4. Převést na gcode
5. Začněte tisknout

Nastavení kráječe:

• Výška vrstvy: 0,1 mm
• Výplň> 20%
• Počet linek na zdi> 2
• Nastavení vysoké kvality rychlosti tisku (závisí na vaší tiskárně)

Každý díl stačí vytisknout pouze jednou! Po zahájení tisku doporučuji odpočívat nebo pokračovat v dalších krocích, protože tisk trvá přibližně 2–3 hodiny dohromady.

Pokud nevlastníte nebo nemáte přístup k 3D tiskárně, navrhuji, abyste si postavili jednoduché pouzdro, například z akrylu nebo dřeva, jako na obrázku výše.

Krok 16: Připojení vaší kostky k Arduino Nano

Díly potřebné pro tento krok:

• Arduino Nano
• 150 ohmový odpor
• dříve pájená LED kostka
• Měděný drát ze stříbrné desky

Nyní ohněte kolíky vaší ledové kostky jako na obrázku výše.

Poté je můžete prostrčit otvory ve 3D vytištěné základně.

Poté připájíte GND LED (kolík, který směřuje k ploché straně LED) k GND Arduina a 5V LED k VIN.

Data IN první LED by měla být připájena na odpor 150 Ohm a odpor na D4 na Arduinu.

Krok 17: Zavřete základnu

Než uzavřete základnu, přidejte na povrch trochu lepidla.

Při zavírání základny se ujistěte, že USB port Arduina je v jeho otvoru.

Krok 18: Naprogramujte si Arduino

Nyní jste dokončili proces stavby vaší Arduino RGB LED Cube. Nyní je čas to naprogramovat. Chcete -li to provést, postupujte takto:

1. Stáhněte si Arduino IDE
2. Stáhněte si knihovnu FastLED
3. Importujte knihovnu FastLED. Na to je skvělý návod
4. Stáhněte si jeden z mých příkladů níže nebo začněte programovat sami. Rád bych viděl některé vaše nápady. (Poznámka: Nenastavujte jas nad 40, protože pak může používat více ampérů, než je maximální 200mA, pro které je Arduino nano dimenzováno.)
5. Zkompilovat a nahrát kód: Nyní můžete svůj kód nahrát jednoduchým kliknutím na šipku v levém horním rohu. Ujistěte se, že v bodě „Nástroje“je vybráno „Arduino Nano“a váš správný port.