3D raqamli qum: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Bu loyiha DotStar LED kubining davomi bo'lib, men shisha PCBlarga ulangan SMD LEDlarini ishlatganman. Loyihani tugatgandan ko'p o'tmay, men Adafruit kompaniyasining animatsion LED qumini uchratdim, u qum donalarining harakatini simulyatsiya qilish uchun akselerometr va LED matritsasidan foydalanadi. Men akselerometr bilan bog'langan LED kubimning kattaroq versiyasini yaratish orqali ushbu loyihani uchinchi o'lchovga kengaytirish yaxshi bo'lardi, deb o'yladim. Men kubni epoksi qatroniga quyib ko'rmoqchi edim.

Agar siz kubni amalda ko'rishni xohlasangiz, video bo'ylab pastga aylantiring.

1 -qadam: materiallar ro'yxati

Quyidagi ro'yxatda rasmda ko'rsatilgandek kubni qurish uchun zarur bo'lgan materiallar mavjud

• 144 dona SK6805-2427 LEDlari (masalan, aliexpress)
• mikroskop slaydlari (masalan, amazon.de)
• mis lenta (0,035 x 30 mm) (masalan, ebay.de)
• TinyDuino asosiy to'plami - lityum versiyasi
• akselerometr moduli (masalan, ASD2511-R-A TinyShield yoki GY-521)
• PCB prototipi (30 x 70 mm) (masalan, amazon.de)
• aniq quyish qatroni (masalan, conrad.de yoki amazon.de)
• 3D bosma korpus

Qurilish uchun zarur bo'lgan qo'shimcha materiallar va asboblar

• Issiq havoda lehimlanadigan temir
• nozik uchi bo'lgan oddiy lehim temir
• 3D printer
• lazer printer
• Dupont ulagichlari
• ingichka sim
• PCB sarlavhasi pinlari
• past haroratli lehim pastasi
• PCB yopishtiruvchi (masalan, temir xlorid)
• Metall oynalar uchun UV nurli elim (masalan, NO61)
• umumiy maqsadli elim (masalan, UHU Xart)
• silikon plomba
• toner o'tkazish qog'ozi
• aseton

2 -qadam: Shisha PCBlarni tayyorlash

Bu jarayon mening DotStar LED Cube -dagi oldingi ko'rsatmalarimda batafsil tasvirlangan, shuning uchun men qadamlarni qisqacha ko'rib chiqaman.

1. Mikroskop slaydlarini 50,8 mm uzunlikdagi bo'laklarga bo'ling. Menga to'g'ri uzunlikka erishishga yordam berish uchun 3D chop etish moslamasi bosilgan (biriktirilgan.stl faylini ko'ring). Sizga 6 dan 8 tagacha bo'lishni tavsiya qiladigan 4 ta slayd kerak bo'ladi.
2. Mis plyonkani shisha taglikka yopishtiring. Men UV -qattiqlashtiruvchi elimdan NO61 dan foydalandim.
3. Taqdim etilgan pdf -ni PCB yordamida lazer printer yordamida toner o'tkazish qog'oziga chop eting. Keyin alohida bo'laklarni kesib tashlang.
4. PCB dizaynini mis qoplamaga o'tkazing. Buning uchun men laminatordan foydalanardim.
5. Masalan, misni tortib oling. temir xlorid
6. Aseton yordamida tonikni olib tashlang

3 -qadam: LEDlarni lehimlang

DotStar LED kubida men APA102-2020 LEDlarini ishlatardim va rejada bu loyihada bir xil turdagi LEDlardan foydalanish rejalashtirilgan edi. Biroq, LEDlarning alohida yostiqchalari orasidagi masofa kichik bo'lganligi sababli, lehim ko'priklarini yaratish juda oson. Bu meni har bir LEDni qo'lda lehimlashga majbur qildi va men bu loyihada xuddi shu narsani qildim. Afsuski, men loyihani tugatgandan so'ng, birdaniga ko'priklar yoki yomon kontaktlar paydo bo'la boshladi, bu meni hamma narsani demontaj qilishga majbur qildi. Keyin men biroz kattaroq SK6805-2427 svetodiodlariga o'tishga qaror qildim, ular boshqa lehim tartibiga ega, bu ularni lehimlashni ancha osonlashtiradi.

Men barcha prokladkalarni past eriydigan lehim pastasi bilan yopdim va keyin LEDlarni tepaga qo'ydim. Qo'shilgan sxemaga asoslanib, LEDlarning to'g'ri yo'nalishi haqida g'amxo'rlik qiling. Shundan so'ng men oshxonamizdagi issiq taxtaga tenglikni qo'ydim va lehim eriguncha yaxshilab qizdirdim. Bu juda yaxshi ishladi va men issiq havoda lehimlantiruvchi temir bilan ozgina ishlashim kerak edi. LED matritsasini sinab ko'rish uchun men Adafruit NeoPixel strandtest misolida ishlaydigan Arduino Nano -dan foydalandim va uni Dupont simlari yordamida matritsaga uladim.

4 -qadam: Pastki tenglikni tayyorlang

Pastki tenglikni uchun men prototip taxtasidan 30 x 30 mm bo'lakni kesib tashladim. Keyin men unga bir nechta pin sarlavhalarini lehimlab qo'ydim, shundan so'ng shisha PCBlar ulanadi. VCC va GND pinlari kumush mis simning kichik bo'lagi yordamida ulangan. Keyin men qolgan barcha teshiklarni lehim bilan yopdim, chunki aks holda quyish jarayonida epoksi qatroni o'tib ketadi.

5 -qadam: Shisha PCBlarni ulang

LED matritsalarini PCB tagiga ulash uchun men yana UV yopishtiruvchi elim ishlatardim, lekin yopishqoqligi yuqori (NO68). To'g'ri hizalanish uchun men 3D bosilgan jigdan foydalanardim (biriktirilgan.stl faylini ko'ring). Shisha PCBlarni yopishtirgandan so'ng, ular biroz jim bo'lib qoldi, lekin ular pin sarlavhalariga lehimlangandan keyin qattiqroq bo'lib qoldi. Buning uchun men oddiy lehimlantiruvchi temir va oddiy lehimdan foydalandim. Lehimlashdan keyin har bir matritsani sinab ko'rish yaxshidir. Shaxsiy matritsalarning Din va Dout o'rtasidagi ulanishlar pastki qismidagi pin sarlavhalariga ulangan Dupont simlari yordamida amalga oshirildi.

6 -qadam: Elektronikani yig'ing

Men uyning o'lchamini iloji boricha kichikroq qilishni xohlaganim uchun oddiy Arduino Nano yoki Micro -dan foydalanishni xohlamadim. Bu 1/2 dyuymli "LED kubik" 49 -o'rinda meni TinyDuino platalaridan xabardor qildi, ular bu loyiha uchun juda yaxshi ko'rinardi. Menda protsessor platasi, dasturlash uchun USB -qalqoni, tashqi ulanishlar uchun proto -platasi bo'lgan asosiy to'plam bor. Kichik qayta zaryadlanuvchi LiPo batareyasi. Orqaga qarab, men hali ham yotib turgan GY-521 modulidan emas, balki ular taklif qiladigan 3 o'qli akselerometr qalqonini sotib olishim kerak edi. Bu tuzilish sxemasi juda oson va quyida biriktirilgan. Men TinyDuino protsessor platasiga biroz o'zgartirish kiritdim, u erda batareyadan keyin tashqi kalitni qo'shdim. Protokart va GY-521 moduliga ulanishlar, ular eng ixcham dizaynga imkon bermaydigan, lekin simlarni to'g'ridan-to'g'ri lehimlashdan ko'ra ko'proq moslashuvchanlikni ta'minlovchi pinli sarlavhalar yordamida amalga oshiriladi. proto kartaning pastki qismidagi simlar/pinlarning uzunligi iloji boricha qisqa bo'lishi kerak, aks holda siz uni protsessor platasining yuqori qismiga ulay olmaysiz.

7 -qadam: Kodni yuklang

Elektronikani yig'gandan so'ng, siz biriktirilgan kodni yuklashingiz va hamma narsa ishlayotganligini tekshirishingiz mumkin. Kodga akselerometrni silkitib takrorlash mumkin bo'lgan quyidagi animatsiyalar kiradi.

• Kamalak: FastLED kutubxonasidan kamalak animatsiyasi
• Raqamli qum: Bu Adafruits animatsion LED qum kodining uch o'lchamli kengaytmasi. LED piksellari akselerometr o'qish qiymatlariga muvofiq harakatlanadi.
• Yomg'ir: Piksellar tepadan pastga qarab akselerometr yordamida o'lchanadi
• Konfeti: FastLED kutubxonasidan tasodifiy rangdagi dog'lar yonib -o'chib turadi

8 -qadam: translyatsiya

Endi LED matritsasini qatronlarga quyish vaqti keldi. Oldingi inshootimdagi izohda aytilganidek, rezin va oynaning sinishi ko'rsatkichlari mos kelsa yaxshi bo'lardi, shunda ko'zoynak ko'rinmas bo'ladi. Qatronning har ikkala komponentining sinishi indekslariga qaraganda, bu ikkalasining aralashtirish ratsionini biroz o'zgartirish orqali mumkin deb o'yladim. Ammo, ba'zi sinovlardan so'ng, men qatronning qattiqligini buzmasdan, sinish ko'rsatkichini sezilarli darajada o'zgartira olmasligimni aniqladim. Bu juda ham yomon emas, chunki shisha faqat ingichka ko'rinadi va oxir -oqibat qatron yuzasini qo'polroq qilishga qaror qildim. Mog'or sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan to'g'ri materialni topish ham muhim edi. Lonesoulsurferning qatronli kubi kabi shunga o'xshash loyihalarda ishtirok etgandan so'ng, qolipni olib tashlashdagi qiyinchiliklar haqida o'qigan edim. Muvaffaqiyatsiz sinovlardan so'ng, men mog'orni 3D bosib chiqarish va keyin silikon plomba bilan yopish eng yaxshi usul ekanligini aniqladim. Men faqat 30x30x60 mm o'lchamdagi qutining bitta qatlamini Cura -dagi "tashqi konturni spirallash" sozlamasi yordamida chop etdim (.stl fayli biriktirilgan). Ichkaridan yupqa qatlamli silikon qatlami bilan qoplanganidan keyin qolipni olib tashlash juda oson bo'ladi. Qolib pastki PCBga silikon plomba yordamida biriktirilgan. Teshiklar yo'qligiga ishonch hosil qiling, chunki qatron o'tib ketadi va qatronda havo pufakchalari paydo bo'ladi. Afsuski, menda mayda oqish bor edi, menimcha, bu mog'or devorining yonida hosil bo'lgan kichik havo pufakchalari uchun javobgardir.

9 -qadam: polishing

Mog'orni olib tashlaganingizdan so'ng, qolipning silliq silikon bilan qoplangan yuzasi tufayli kub juda aniq ko'rinadi. Biroq, silikon qatlamining qalinligi o'zgarganligi sababli, ba'zi qonunbuzarliklar mavjud edi. Bundan tashqari, yopishqoqlik tufayli yuqori sirt qirralarga burilgan. Shuning uchun, men 240 qumli zımpara qog'ozi yordamida nam silliqlash orqali shaklni yaxshiladim. Dastlab, mening rejam - hamma narsani maydalashdan tortib to mayda -mayda bo'lishga harakat qilish edi, lekin oxir -oqibat men kubning yuzasi qo'polroq ko'rinishga ega ekanligiga qaror qildim, shuning uchun men 600 grit bilan tugatdim.

10 -qadam: uyga o'rnatish

Elektron korpus Autodesk Fusion 360 bilan yaratilgan va keyin 3D bosilgan. Men devorga kalit uchun to'rtburchaklar teshik va M3 vintlari yordamida GY-521 modulini o'rnatish uchun orqa tarafdagi ba'zi teshiklarni qo'shdim. TinyDuino protsessor platasi M2.2 vintlar yordamida korpusga ulangan pastki plastinkaga ulangan. Avvaliga men kalitni issiq elim yordamida korpusga o'rnatdim, keyin GY-521 moduli o'rnatildi, shundan so'ng protobard va batareya ehtiyotkorlik bilan joylashtirildi. LED matritsasi proto kartaga Dupont ulagichlari yordamida ulangan va protsessor platasini pastdan ulash mumkin. Oxir -oqibat men LED matritsasining pastki PCB -ni korpusga umumiy maqsadli yopishtiruvchi (UHU Xart) yordamida yopishtirdim.

11 -qadam: tugagan kub

Nihoyat, kub tugadi va siz yorug'lik shousidan bahramand bo'lishingiz mumkin. Animatsion kubning videoni tekshiring.