In dit artikel zal de Wizard ons vertellen hoe we een LED-sfeerkubus kunnen maken met behulp van Arduino en WS2812 LED's.
Gereedschap en materialen:
- WS2812 LED's - 96 stuks;
- Printplaten - 6 stuks;
-Arduino Nano;
- Voeding 5V 1A;
-Soldeeraccessoires;
-Computer met software;
-IJzer;
-3D-printer;
Stap één: Plan
In zijn project gebruikt de meester adresseerbare WS2812-leds. De leds zijn in cascade geschakeld, wat betekent dat je met één signaallijn / draad van de microcontroller zoveel leds kunt aansturen als je nodig hebt. Dit maakt bedrading veel gemakkelijker.
LED's worden aangestuurd door Arduino Nano.
Stap twee: PCB
Voor het ontwerp van de printplaat gebruikte de meester het EasyEDA-programma, omdat het geschikt is voor beginners.
De LED heeft 4 contacten:
VDD - 5 V
DOUT - uitgangssignaal
VSS - Aarde
DIN - ingangssignaal
Zoals eerder vermeld, zijn de leds cascade, wat betekent dat het signaal van de microcontroller naar de eerste led op de din-pin gaat. Vanaf de DOUT-pin gaat het signaal naar de DIN-pin van de tweede LED.
Bij het ontwerpen van printplaten was de meester van plan ze handmatig te solderen, dus tussen de leds liet hij genoeg ruimte over voor een soldeerbout.
De meester heeft het bord niet zelf gemaakt, maar besteld op JLCPCB.
Je kunt het bestand downloaden om het bord hieronder te maken.
Schematische_Cube Lamp_Sheet_1_20191213095045.pdf
Stap drie: bordmontage
Eerst begon de meester de LED's één voor één handmatig te solderen met een soldeerbout. Het resultaat was niet erg goed, niet alleen was het installeren van 96 leds een moeizaam proces, ze raakten ook oververhit tijdens het solderen.
Toen besloot de meester de andere kant op te gaan.
De meest gebruikte methode voor het solderen van SMD-componenten wordt Reflow Soldering genoemd. Bij deze methode wordt soldeerpasta (een mengsel van soldeer en flux) aangebracht op de pads op een printplaat en worden de componenten erop geplaatst. De soldeerpasta wordt vervolgens gesmolten of 'gesmolten' door deze in een reflow-oven te verhitten. Dit is een snelle en nauwkeurige methode als alles correct is gedaan.
Maar het gebruik van deze methode betekent dat er een oven voor terugvloeiing nodig is, en de meester had die niet.
Toen herinnerde hij zich het project van Moritz Koenig, waarbij hij een oud strijkijzer gebruikte.
De meester had een strijkijzer, waarvan de zool bij maximale instellingen ongeveer 220 ° C bereikte. De door hem gekochte soldeerpasta smelt bij 183 ° C.
Als u naar de grafiek van de teruglooptemperatuur van de LED-tabel kijkt, ziet u dat de maximale temperatuur (Tp) gedurende 10 seconden 240 ° C is. Het strijkijzer houdt niet een beetje stand, maar de meester besloot het te proberen.
Hij bracht de pasta met een tandenstoker op de pads aan en plaatste de componenten. Vervolgens legde hij het bord op het strijkijzer, zoals te zien op de foto, en zette het aan. Toen al het soldeer was gesmolten, zette hij het strijkijzer uit en verwijderde het bord. Verrassend genoeg is alles verlopen zoals het hoort.
Stap vier: 3D - Print en bouw een kubus
Om de kubus in elkaar te zetten, drukte de meester eerst de onderdelen op een 3D-printer. Het is noodzakelijk om het frame en zes panelen en de details van de basis af te drukken.
Af te drukken bestanden kunt u hieronder downloaden.
Skelet.stl
Holder.stl
Base.stl
Stand.stl
Cover.stl
Nu moet je de planken op de panelen lijmen en de panelen in de openingen van het frame plaatsen. Maak installatie, zoals op de foto.
Stap vijf: Arduino
Vervolgens verbindt de master de kubus met de Arduino en de voeding.
Stap zes: Code
Vervolgens moet je installeren Vastgemaakt met behulp van de dispatcher. Open DemoReel100 vanuit voorbeeldschetsen. Bestand> Voorbeelden> FastLED> DemoReel100.
Breng de volgende wijzigingen aan voordat u de code downloadt:
Definieer DATA_PIN (de pin op de Arduino waarmee de DIN-kubus is verbonden) met degene die je hebt geselecteerd. In dit geval digitaal contact 4.
Definieer LED_TYPE als WS2812.
Stel NUM_LEDS in op 96.
En klik op Uploaden.
Nu kunt u de kubus inschakelen. In de toekomst is de master van plan om de ESP8266 aan te sluiten op de Arduino en een internetverbinding te maken. In de nieuwe firmware is het de bedoeling om de gloed van de kubus te veranderen, afhankelijk van de gebeurtenis in het leven van de auteur.
Het hele proces van het maken van zo'n kubus is te zien in de video.