LED лампа за настроение: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Наскоро попаднах на LED куб от Грег Давил. Това е страхотно произведение на изкуството. Вдъхновен от него, дори аз исках да направя нещо подобно. Но това беше изход от моята лига. Реших да направя стъпка по стъпка и направих по -малка версия на LED Cube като лампа за настроение. Може да бъде добра отправна точка да научите за хардуера, който са предимно светодиоди и микроконтролери, и софтуера за тяхното управление (създаване на анимации).

В тази инструкция ще ви покажа как направих LED куб, използвайки популярните светодиоди WS2812.

Да започваме

Стъпка 1: Неща, от които ще се нуждаете

96x WS2812 светодиоди

6x печатни платки

1x Arduino Nano

1x 5V/1A захранване

Стъпка 2: Планът

Планът е да се направи лампа за настроение. Исках да го опростя и затова реших да отида с популярните WS2812 индивидуално адресируеми светодиоди. Светодиодите са свързани каскадно, което означава, че можете да управлявате колкото искате светодиоди само с една сигнална линия/проводник от микроконтролера. Това прави окабеляването много лесно.

Светодиодите се предлагат само във формат SMD. Така че, следващата стъпка ще бъде проектирането на печатни платки.

Следващата стъпка е проектирането и 3D отпечатването на структура, която да държи печатните платки във формата на куб.

Светодиодите ще се управляват с помощта на Arduino Nano. Последната стъпка ще бъде проектирането и 3D отпечатването на корпус за Arduino.

Стъпка 3: Проектиране на печатни платки

Можете да използвате всеки софтуер, който харесвате, за проектиране на печатни платки. Използвам EasyEDA, тъй като е подходящ за начинаещи като мен. Прилагам схемата. Щракнете тук, за да изтеглите Gerber файлове за печатни платки.

LED има 4 пина:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Изход за сигнал
3. VSS - Земя
4. DIN - вход за вход

Както бе споменато по -рано, светодиодите са свързани каскадно, което означава, че сигналът идва от микроконтролера към първия светодиод на DIN извода. От изхода DOUT, сигналът преминава към DIN извода на 2 -ри светодиод.

Докато проектирах печатните платки, бях мислил за ръчно запояване на светодиодите и затова запазих достатъчно пространство между светодиодите, за да може поялникът да достигне до подложките. Но по -късно, както ще видите, отидох с повторно запояване с моята импровизирана настройка, тъй като този метод е бърз и чист (и удовлетворяващ за гледане), ако е направен правилно.

След като приключите с проектирането на печатната платка, вземете я от производителя по ваш избор. Избрах JLCPCB заради бързото му обслужване.

Стъпка 4: Сглобяване на печатни платки

Първоначално започнах ръчно запояване на светодиодите един по един. Резултатът не беше добър и светодиодите се прегряваха, което не е добър знак. Също така, това е отнемащ време процес и запояването на 96 светодиода ще изисква много време.

Най -широко използваният метод за запояване на SMD компоненти се нарича Reflow Soldering. При този метод, спояващата паста (смес от спойка и флюс) се нанася върху подложките върху печатната платка и компонентите се поставят върху нея. Припойната паста след това се прави да се разтопи или „претопи“чрез нагряване в пещ за повторно нагряване. Това е бърз и изчистен метод, ако е направен правилно.

Използването на този метод означава, че ще ми е необходима фурна за преливане. Но тогава се сетих за проект на Мориц Кьониг, в който той използваше старо желязо и Wemos, за да контролира температурата. Единственото нещо, което имах под ръка, беше плоско желязо, което все още се използваше. Температурата на желязото достигна около 220 градуса по Целзий при максималната си настройка и пастата за спойка, която купих, се топи при 183 градуса. Разглеждайки температурния профил на повторно запояване от листа с данни на LED, можем да видим, че максималната температура (Tp) е 240 градуса за 10 секунди. Всичко изглежда обещаващо и затова опитах.

Нанесох пастата върху подложките с клечка за зъби и поставих компонентите. Поставянето не е критично, тъй като спойката дърпа компонентите на място, когато се стопи. Поставих платката върху ютията, както е показано на снимката и включих ютията. Изключих ютията, когато цялата спойка се стопи и извадих печатната платка от ютията.

Получи се като почерпка!

Стъпка 5: Сглобяване на куба

Отпечатах 3D структура, която да държи печатните платки на място. 3D файловете са прикачени тук. Трябва да отпечатате 1x скелет и 6x държач. Прикрепете държачите в задната част на печатната платка, като използвате суперлепило, както е показано на снимката. След това печатните платки могат да се поставят на мястото си върху скелетната структура. Той е подходящ за триене. Може да се наложи шлайфане.

Направете окабеляването, както е показано в оформлението. Запояването тук може да бъде малко сложно.

Стъпка 6: Сглобяване на основата

Тук са прикачени 3D файлове за базата. В базата ще се помещава Arduino Nano. Ще има общо 3 проводника към куба, а именно. DIN, 5V и GND. Захранвам куба чрез зарядно устройство за USB телефон. Уверете се, че той е в състояние да обработва поне 1А.

DIN щифтът може да бъде свързан към всеки от цифровите щифтове на Arduino. Избрах D4.

Стъпка 7: Време за кодиране

Засега ще използвам примерна скица от библиотеката FastLED. Инсталирайте библиотеката с помощта на библиотечния мениджър. Отворете DemoReel100 от примерните скици. Файл> Примери> FastLED> DemoReel100

Преди да качите кода, направете следните промени:

• Определете DATA_PIN (щифт на Arduino, към който е свързан DIN на куба) към всичко, което сте избрали. В моя случай 4 (цифров пин 4)
• Определете LED_TYPE като WS2812
• Определете NUM_LEDS като 96

И натиснете Качване!

Стъпка 8: Насладете се

Включете лампата си и се насладете да я гледате!

Благодаря, че се придържате към края. Надявам се, че всички обичате този проект и научихте нещо ново днес. Кажете ми, ако направите такъв за себе си. Абонирайте се за канала ми в YouTube за още такива проекти. Благодаря ти още веднъж!

Стъпка 9: Бъдещи планове

• Свързване на куба към интернет (IoT) с помощта на ESP8266 и за да ме уведомява всеки път, когато настъпи „събитие“.
• Създаване на собствени анимации.

Вицешампион в конкурса Make it Glow