GlassCube - 4x4x4 LED kubikli shisha PCBlarda: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Bu veb -saytdagi birinchi ko'rsatma - bu 4x4x4 o'lchamli LED kubikli shisha PCB. Odatda, men bir xil loyihani ikki marta bajarishni yoqtirmayman, lekin yaqinda men frantsuz ishlab chiqaruvchisi Helioxning videosini uchratdim, bu meni asl kubimni kattaroq versiyasini yaratishga ilhomlantirdi. Helio o'zining videotasvirida o'yma ishlarini o'z ichiga olmaydigan shisha PCB ishlab chiqarishning ancha sodda jarayonini taklif qiladi, lekin uning o'rniga yopishtiruvchi mis plyonkaning izlarini kesish uchun chizgichdan foydalaniladi, so'ngra shisha substratga o'tkaziladi. Plotterlar unchalik qimmat emas va boshqa loyihalar uchun ham foydali bo'lishi mumkinligi sababli, men bu jarayonni o'zim sinab ko'rdim.

Mening asl kubimning kattaroq versiyasi bo'lishidan tashqari, bu versiya SAMD21 mikrokontrolleriga asoslangan maxsus PCB va lazerli akrildan tayyorlangan korpusdan ham foydalanadi. Kubni Arduino IDE bilan dasturlash mumkin, shuningdek, CircuitPython bilan mos keladi.

GlassCube to'plami endi Tindie -da ham mavjud.

Agar siz to'plamni sotib olgan bo'lsangiz, siz faqat LEDlarni lehimlashingiz kerak (5 -qadam), korpusni yig'ing (8 -qadam) va qatlamlarni bir -biriga ulang (9 -qadam)

Ta'minotlar

• 64 dona - WS2812B 5050 SMD LEDlari (masalan, aliexpress)
• 4 dona - 100 x 100 x 2 mm o'lchamdagi shisha plastinka (men faqat 0,20 evro/dona narxidagi nemis etkazib beruvchisini topdim)
• 2 dona - o'z -o'zidan yopishqoq mis folga A4 varaqlari (masalan, amazon)
• 1 rulo - plotter o'tkazish qog'ozi (masalan, amazon)
• 1 to'plam - lazerli akril (pastga qarang)
• 1 ta maxsus PCB (pastga qarang)
• 4 dona M2x8 vintlardek + yong'oqlar

Lazer kesish va PCB ishlab chiqarishni o'z ichiga olgan barcha materiallarning umumiy qiymati taxminan 100 evroni tashkil qiladi.

Asboblar

• Portret 2 -siluet portreti (masalan, amazon)
• lazer kesuvchi yoki onlayn lazer kesish xizmati (men snijlab.nl dan foydalanayapman)
• lehim temir
• SMD lehimlash uchun issiqlik plitasi yoki qayta ishlaydigan pech (yoki qo'lni lehimlashning ilg'or ko'nikmalari)

1 -qadam: SAPR dizayni

GlassCube korpusi va tenglikni o'lchamlari Fusion360 -da ishlab chiqilgan, men dizaynni quyida biriktirdim.

Yon ustunlar va yuqori plastinka 3 mm qalinlikdagi shaffof akrildan qilingan. LEDli qatlamlar 2 mm qalinlikdagi suzuvchi oynadan qilingan. Pastki plastinka - bu maxsus tayyorlangan PCB.

2 -qadam: LED PCB dizayni

Men Eagle -dan shisha PCBlarning sxemasini loyihalashda foydalanganman. Trotter yordamida izlarni kesish aniq emas, chunki ularni toner o'tkazish usuli bilan chizish minimal iz kengligi bilan cheklangan. Men turli xil iz kengliklarini sinab ko'rdim va 32 millimetr eng kichik o'lchov ekanligini aniqladim, chunki chizish paytida yupqa izlar tez -tez tozalanadi.

Mis folga izlarini kesib olish uchun taxta sxemasi dxf ga o'zgartirilishi kerak edi. Men buni qanday qilib to'g'ri bajarish kerakligini bilish uchun biroz vaqt oldim, shuning uchun qadamlarni batafsil ko'rib chiqishga ruxsat bering

1. burgutda ochiq taxta tartibi
2. yuqori qatlamdan boshqa barcha qatlamlarni yashirish
3. Fayl-> Chop etish-ni bosing, so'ng Faylga chop etish-ni tanlang (pdf)
4. Inkscape -da pdf -ni oching
5. bitta izni belgilash uchun yo'lni tanlash asbobidan foydalaning, so'ng "E" ni bosing-"Xuddi shu-> zarba uslubini tanlang"-bu barcha izlarni belgilashi kerak (lekin prokladkalar emas)
6. "P- ath-> Stroke to Path" ni bosing, bu yo'l konturlarini yangi yo'llarga o'zgartiradi
7. yo'l tanlash vositasini tanlab, so'ngra ctrl+a tugmalarini bosib, barcha yo'llarni belgilang (prokladkalarni ham o'z ichiga oladi)
8. P ath-> Union-ni bosing, bu barcha yo'llarni birlashtirishi va "to'ldirilgan" joylar ichidagi kesilgan chiziqlarni olib tashlashi kerak
9. Fayl-> Saqlash-ni bosing va fayl formati sifatida *.dxf-ni tanlang

Dxf faylini bu erda mening GitHub -da topish mumkin.

3 -qadam: Mis folga kesish

Dxf fayli A4 varaqli o'z-o'zidan yopishqoq mis folga siluet portret 2 chizgichi bilan kesilgan. Mis choyshablar, birinchi navbatda, o'z-o'zidan yopishqoq chiqib ketish matiga biriktirilgan. Men kesish uchun ishlatgan dasturiy ta'minot sozlamalarini biriktirilgan rasmda ko'rish mumkin.

Kesilganidan keyin ortiqcha folga ehtiyotkorlik bilan olib tashlanishi kerak. Kesilgan plyonkaga zarar bermaslik uchun, men A4 varag'ini kesish matiga qo'yib, keyingi bosqichlarga qo'ydim.

4 -qadam: Mis folga o'tkazish

Kesilgan plyonka o'z-o'zidan yopishqoq folga bo'lgan transfer qog'ozi yordamida shisha plastinkaga o'tkazildi. O'tkazish qog'ozi mis plyonkaga yopishtiriladi va keyin asta -sekin tozalanadi, shunda mis plyonka uzatish varag'iga yopishib qoladi. Keyin u shisha taglikka biriktiriladi va uzatish qog'ozi asta -sekin tozalanadi, shunda mis folga shisha plastinkaga yopishadi.

Kengashning joylashuvi yuqori chap va o'ng burchakda ikkita markerga ega bo'lib, ular shisha plastinkadagi folga to'g'ri tekislanishiga yordam beradi. Markerlarni yopishtirgandan so'ng, yana shisha plastinkadan olib tashlash mumkin.

5 -qadam: LEDlarni lehimlash

SMD LED'lari shisha plastinkaga qo'l bilan lehimlangan. Men ularni issiqlik plitasi (aslida mening pechkam) yordamida biriktirishga harakat qildim, lekin rasmda ko'rsatilgandek, bu yaxshi fikr emas edi. Agar sizda to'g'ri to'ldiriladigan pech bo'lsa, uni sinab ko'rishingiz mumkin, lekin ishlatiladigan oynaning turiga qarab, isitish vaqtida uning sinishi xavfi katta.

LEDlarning yo'nalishi to'g'risida ikki xil tartib mavjud. Kubning birinchi va uchinchi qatlamlari uchun yo'nalish ikkinchi va to'rtinchi qatlamlardan farq qiladi. Shu tarzda keyinchalik qatlamlarni bir -biriga ulash osonroq bo'ladi.

6 -qadam: Mikrokontroller PCB

Arduino Nano kabi tijorat ishlab chiqish taxtasiga tayanish o'rniga men LEDlarni boshqarish uchun Eagle -da maxsus tenglikni yaratdim. Afzallik shundaki, men taxtani kubga yaxshi joylashishi uchun shakllantira olardim. Kengash ATSAMD21E18 mikrokontroleriga asoslangan bo'lib, u Adafruit Trinklet M0 -da ishlatilgan. Men ushbu MCU ni tanladim, chunki u mahalliy USB -ga ega va dasturlash uchun FTDI chipini talab qilmaydi. Bundan tashqari, Adafruit Arduino IDE va CircuitPython bilan mos keladigan yuklovchilarni taqdim etadi.

Kengash haqida bitta eslatma shundaki, u 3.3V mantiq bilan ishlaydi, WS2812B 5V bilan ishlatilishi kerak, lekin ko'pchilik 3.3V bilan ishlash ham mumkin ekanligini ko'rsatdi.

Men tenglikni PCBWay.com saytidan oldim, Gerber fayllari va BoMni GitHub hisobimdan topish mumkin.

Ba'zi bir ko'nikmalarga ega bo'lsak, bu tenglikni SMD komponentlarini qo'lda lehimlash mumkin, lekin issiqlik plitasi yoki qayta ishlaydigan pech, albatta, yaxshiroq ishlaydi.

7 -qadam: Bootloader -ning yonishi

Men Adafruit tomonidan taqdim etilgan UF2 bootloader -ni Trinket M0 platalari uchun ishlatardim. MCU J-Link vositasi yordamida yonib ketdi. Bootloader -ni qanday o'chirish haqida batafsil ko'rsatmalarni Adafruit veb -saytida topishingiz mumkin. Adafruits UF2-SAMD bootloader-ning ajoyib tomoni shundaki, birinchi o'rnatishdan so'ng, MCU flesh-disk sifatida paydo bo'ladi va siz uni qayta o'chirish uchun UF2 faylini olinadigan haydovchiga suring. Bu masalan, buni juda osonlashtiradi. Arduino IDE va CircuitPython o'rtasida almashish.

8 -qadam: Lasercut uyasi

Kubning korpusi 3 mm qalinlikdagi shaffof akrildan kesilgan. Men onlayn lazerni kesish xizmatidan foydalanardim (snijlab.nl). Tegishli dxf fayllarini GitHub hisobimda ham topish mumkin. Korpus 4 ta ustun va yuqori plastinkadan iborat. Ustunlar pastki qismidagi asosiy PCBga 4 dona M2x8 vint va yong'oq yordamida biriktiriladi.

9 -qadam: qatlamlarni ulash

Korpus yig'ilgandan so'ng, men qatlamlarni shisha PCB yostiqchalariga payvandlash orqali uladim. Bu juda nozik protsedura bo'lib chiqdi va akrilni yoqib yuborish yoki mis yostiqlarni yirtib yuborish xavfi bor. E'tibor bering, GND va VCC pinlari har bir qatlamda o'z o'rnini o'zgartiradi, shuning uchun simlarni kesib o'tish kerak. Simlar mis yostiqchalarni yirtib yubormasligi uchun, men ularni lehimdan keyin ozgina issiq tomchi bilan mahkamladim. Birinchi qavat Dupont ulagichi bilan pastki PCBga ulangan, lekin simlar ham to'g'ridan -to'g'ri PCBga lehimlanishi mumkin.

10 -qadam: Kodni yuklash

Kubni dasturlash uchun CircuitPython (versiya 4.x) dan foydalanardim. CircuitPython bootloader -ni o'rnatganingizdan so'ng, uni to'g'ridan -to'g'ri MCU flesh -diskiga saqlash orqali kodni ishga tushirishingiz mumkin. Hech qanday kompilyatsiya kerak emas, masalan kodni qayta oching va tahrir qiling.

Hozircha men bir nechta asosiy animatsiyalarni yaratdim, lekin kodni kengaytirish hamma uchun nisbatan oson bo'lishi kerak. Kodni mening GitHub -da topish mumkin, uni ishga tushirish uchun bu erda joylashgan Adafruit Neopixel va fancyLED kutubxonalari kerak.

11 -qadam: tugagan kub

Men kubning tashqi ko'rinishidan juda mamnunman, shisha PCB va akril korpus bir -biri bilan yaxshi ishlaydi. Birinchi marta o'z MCU kartamni yaratish ham qiziq bo'ldi va men birinchi urinishda ishlaganidan deyarli hayron bo'ldim. Menda zaxira PCB va akril qismlar borligi uchun men ushbu kubni Tindie -dagi DIY to'plami sifatida taqdim etmoqchiman. Shunday qilib, agar sizni qiziqtirsa, uni qidirishda davom eting yoki menga shaxsiy xabar yozing.

Agar sizga ushbu ko'rsatma yoqqan bo'lsa, iltimos, men uchun "Glow Make Make Glow" tanlovida ovoz bering.

"Yorqin qiling" tanlovida ikkinchi o'rinni egalladi