Dit project maakt gebruik van SMD-leds die zijn bevestigd aan glasprintplaten. De LED's gaan uit en lichten op om de beweging van zand te simuleren, afhankelijk van de positie van de 3D-kubus in de ruimte.
Hieronder een video 3D-kubus in actie.



De volgende lijst bevat de materialen die nodig zijn om een ​​kubus te bouwen:



144 stuks SK6805-2427 LED's ( )






Wonen

Extra materialen en gereedschappen die nodig zijn voor het project

Haardroger
gewone soldeerbout met dunne punt
3D-printer
laserprinter

dunne draad
PCB-pinnen
soldeerpasta op lage temperatuur
ijzerchloride

gewone lijm (bijv.UHU Hart)
siliconenkit
fotopapier
aceton

Transparante PCB-fabricage

Het voor de hand liggende probleem met printplaten is dat ze niet transparant zijn. Hieronder wordt in detail beschreven hoe transparante printplaten kunnen worden gemaakt.
Eerst moet u de microscoopglaasjes in vierkante stukken snijden met een glassnijder van 50,8 mm.



Bekijk deze video om te begrijpen hoe u dit moet doen.



Het bijgevoegde .stl-bestand heeft het model sjabloon, om het meten van de gewenste lengte gemakkelijker te maken. Je hebt 4 glazen nodig, maar het is beter om te doen met een marge van 6 - 8 stuks
.
Snijd daarna de kopertape in stukken die iets groter zijn dan de gesneden glassubstraten.

Reinig de achterkant en de koperfolie met alcohol of aceton en lijm ze vervolgens aan elkaar. Zorg ervoor dat er geen luchtbellen in zitten. Gebruik Norland NO81, een snelle UV-lijm die wordt aanbevolen voor het verlijmen van metaal op glas. Schuur een kant van de koperfolie met schuurpapier om het ruwer te maken. Om de lijm uit te harden, kunt u een uv-lamp gebruiken om bankbiljetten te controleren.



Nadat de lijm is uitgehard, snijdt u de folie langs de rand van het glassubstraat.

De foto toont een printplaat en een sjabloon voor soldeerpasta van een auteursproject.



Breng het ontwerp van de printplaat over van fotopapier naar koper op een manier die voor u handig is. Je kunt LUT gebruiken of de methode die ik heb beschreven hier.




Ets vervolgens het koper. (Het is mogelijk met ijzerchloride. Ik gebruik een mengsel van peroxide, citroen en gewoon zout).

Toner verwijderen met aceton

De auteur gebruikt grote LED's SK6805-2427, wat het solderen enorm vergemakkelijkt.
Bedek alle contactvlakken met soldeer op lage temperatuur en installeer vervolgens de LED's bovenop, waarbij u eraan denkt de juiste oriëntatie van de LED's in acht te nemen, zie het bijgevoegde diagram.



Om de geïnstalleerde LED's te solderen, plaatste de auteur de printplaten in de oven en verwarmde ze totdat het soldeer smolt. Toegegeven, ik moest later nog steeds een haardroger gebruiken, omdat niet alle LED's goed soldeerden.



Om de LED-matrix te testen, kunt u gebruiken Arduino Nano om de schets in te laden Strandtest Adafruit NeoPixel en verbind het met de matrix met behulp van de Dupont-connector.

Voor de onderste printplaat heb je een stuk breadboard printplaat van 30x30 mm nodig. Soldeer er vervolgens verschillende pin-tips aan vast, waarna de glasprintplaten worden bevestigd. De VCC- en GND-pinnen zijn verbonden met een klein stukje vertind koperdraad. Sluit vervolgens alle resterende doorgaande gaten af ​​met soldeer, omdat anders de epoxy tijdens het gieten kan lekken.



Gebruik UV-lijm, maar met een hogere viscositeit (NO68) om de LED-matrix op de onderste printplaat te bevestigen. Gebruik voor een juiste uitlijning van printplaten een speciale sjabloon (zie het bijgevoegde .stl-bestand). Na het vastlijmen aan de basis zwaaiden de glasprintplaten een beetje, maar werden harder nadat ze waren gesoldeerd aan de bevindingen op de breadboard. Gebruik hiervoor je gewone soldeerbout en gewoon soldeer. Nogmaals, het is leuk om elke matrix na het solderen te controleren. De verbindingen tussen Din en Dout van de individuele matrices zijn gemaakt met behulp van Dupont-connectoren die zijn aangesloten op de pinnen aan de onderkant van het breadboard.




Omdat je de kast zo klein mogelijk moet maken, wordt TinyDuino gebruikt. is een Arduino-compatibel bord in een ultracompact pakket. Stel je voor dat je de volledige kracht van een Arduino Uno in 1/4 formaat kunt krijgen! De basisset, die een processorkaart bevat, met een USB-connector voor programmeren, een proto-board voor externe verbindingen, evenals een kleine LiPo-batterij. De auteur zou ook een 3-assige versnellingsmeter kopen, die wordt aangeboden voor gebruik met TinyDuino, in plaats van de GY-521-module die hij in dit project gebruikte. Dit zou het circuit nog compacter maken en de vereiste afmetingen van de behuizing verminderen. Het diagram van deze montage is vrij eenvoudig en wordt hieronder gegeven.



Er zijn enkele wijzigingen aangebracht aan het TinyDuino-processorbord, waar na de batterij een externe schakelaar is toegevoegd. Er zit al een schakelaar op het processor board, deze was maar kort om in de case te passen. Verbindingen met het breadboard en de GY-521-module worden gemaakt met behulp van pennen die niet het meest compacte ontwerp mogelijk maken, maar die meer flexibiliteit bieden dan direct solderen van draden. De lengte van de draden / contacten aan de onderkant van het breadboard moet zo kort mogelijk zijn, anders kun je het niet meer aansluiten op de bovenkant van het processorbord.

Nadat je hebt verzameld elektronicakunt u de bijgevoegde code downloaden en controleren of alles werkt. De code bevat de volgende animaties die je kunt herhalen door de versnellingsmeter te schudden.

Rainbow: Rainbow-animatie uit de bibliotheek Vastgemaakt
Digital Sand: Dit is een extensie Adafruits geanimeerd ledzand in drie dimensies. LED-pixels bewegen volgens de waarden die zijn afgelezen van de versnellingsmeter.
Regen: pixels vallen van boven naar beneden, afhankelijk van de helling gemeten door de versnellingsmeter
Confetti: willekeurige gekleurde vlekken die knipperen en uit de bibliotheek verdwijnen Vastgemaakt

Vergadering

Het was belangrijk om een ​​geschikt materiaal te vinden dat als mal kon worden gebruikt. Na enkele mislukte proefproeven ontdekte de auteur dat de beste manier is om een ​​driedimensionale vorm af te drukken en vervolgens af te dekken met siliconenkit. Druk één laag af vanuit een doos van 30 x 30 x 60 mm met behulp van de parameter 'spiraalvormige buitencontour' in het Cura-bestand (.stl-bestand). Bedek het vervolgens met een dunne laag siliconen aan de binnenkant, waardoor het na het gieten heel gemakkelijk te verwijderen is. De mal werd ook met siliconenkit aan de onderste printplaat bevestigd.Zorg ervoor dat er geen gaten zijn, zodat de hars niet kan lekken en er geen holtes ontstaan.

Na het verwijderen van de mal zie je dat de kubus er doorzichtig uitziet door het gladde oppervlak van de siliconen mal. Er zullen echter enkele onregelmatigheden zijn die verband houden met een verandering in de dikte van de siliconenlaag. Ook kan het bovenoppervlak dichter bij de randen worden vervormd.



Daarom heeft de auteur alle hobbels gepolijst met schuurpapier. Het was oorspronkelijk de bedoeling om de kubus te polijsten, uiteindelijk werd besloten dat de kubus er beter uitziet met een mat oppervlak.



De elektronicabehuizing is ontwikkeld met Autodesk Fusion 360 en vervolgens afgedrukt op een 3D-printer. Een rechthoekig gat in de muur voor de schakelaar en verschillende gaten aan de achterkant om de GY-521-module te installeren met behulp van de M3-schroeven. Bevestig de TinyDuino-processorkaart aan de bodemplaat, die vervolgens de behuizing vergrendelt met de M2.2-schroeven. Installeer eerst de schakelaar in de behuizing met hete lijm, installeer vervolgens de GY-521-module en plaats vervolgens voorzichtig de pakking en de batterij.



De LED-matrix werd met behulp van de Dupont-connectoren aan het breadboard bevestigd en het processorbord kan eenvoudig van onderaf worden aangesloten. Lijm tenslotte de onderste printplaat van de LED-matrix op de behuizing met universele lijm (UHU Hart).



Bestanden voor afdrukken en firmware: