LED куб лампа: 8 стъпки (със снимки)

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

Тази лампа е страничен продукт от 172 пиксела часовник проект, който създадох. Това се случи, докато тествах низ от светодиоди, Моят партньор ги видя и хареса как изглеждат. Завърших часовника и след това започнах този проект. Това беше доста бавен проект, между него се случиха други неща, които му позволиха да се развива с течение на времето.

Първоначалната концепция беше с дължина малко над метър и използваше 3 бутона и потенциометър за управление. Това се превърна в по -малък, но подобен дизайн, който използваше един въртящ се енкодер. След това настъпи празничният сезон и заимствах някои от концепциите за управление за празничните светлини, управлявани от ATTiny 85. В крайна сметка имаме това; Сладък 50 мм куб с управление, чувствително само на докосване.

Щеше да е лесно просто да закупите евтин LED контролер от eBay, да го напъхате в кутия и да го наречете готово. Исках обаче нещо, което не изискваше настройка или сдвояване и ще ми позволи да реша как да се държат светодиодите. Разбира се, не мога да променя светлината от комфорта на дивана си, но нямам нищо против. Въпреки това, мисля, че следващата еволюция може би ще замени ATTiny 85 за нещо като ESP8266, така че да мога да се възползвам от безжичния контролер, но да запазя и ръчен контрол.

За мен беше наистина важно светлината да бъде активна, но да не отвлича вниманието, така че в режим на бяло малко цвят бавно се появява в произволна точка на лампата и след това също толкова бавно изчезва отново. Важно беше да не ви хване окото да го правите, но всеки път, когато погледнете лампата, щеше да е малко по -различно.

Консумативи

Кубът е направен от 3 мм матово опалов акрилен лист. Изневерих и го поръчах предварително нарязан на квадрати, които са с правилния размер за това, което исках, добавих няколко допълнителни към поръчката, ако направих грешка (направих) Първите няколко, които направих, използвах tensol 12, за да ги свържа заедно. Работи много добре, но не е хубаво да се използва, направих този тук с помощта на горила епоксидна смола. Връзката не е толкова силна, колкото калцинола 12, но трябва да е достатъчно силна без наистина гадните изпарения.

Светодиодите са SK6812, те са опцията RGBWW (топло бяло).

Микроконтролерът е ATTiny 85

Сензорният контролер е MTCH101

Има няколко пасивни компонента:

• 13X 0603 0.1uf кондензатори
• 2X 4.7k 0603 резистора
• 2X 10k 0603 резистора
• 1X 470 ома 0603 резистор
• 1X 1000uf кондензатор

Въпреки че би било възможно да се направи това на ProtoBoard, като изработката на печатни платки е евтино и нещо, на което исках да се облегна.

Стар usb кабел за изрязване за захранващ кабел

Горещото лепило се използва за задържане на печатната платка в крайния продукт, а някои силиконови уплътнители ви позволяват да залепите дъното на куба. И двете горещи лепила са силиконови и са полезни за залепване на акрил, но нито едното не е много добро. Това прави връзка, която е достатъчно силна, за да задържи всичко на място, но толкова силна, че не може да бъде разкъсана по -късно, ако е необходимо.

200 мм от 0,31 мм емайлирана медна тел. (можете да използвате почти всеки проводник тук, стига да не е толкова голям, че да създава сянка вътре в куба)

Микроконтролерът

Казах го преди и лошо го казвам отново. Много харесвам микроконтролера ATTiny 85. Те са евтини, лесни за използване, лесни за програмиране и изглеждат практически неразрушими.

Така че, разбира се, използвах един за този проект. Кодът, който изпълнява, е доста основен. Към сензора за докосване е свързано прекъсване. Когато щифтът се изтегли, ISR добавя 1 към брояча. След това основният цикъл изпълнява под -цикъла, който съответства на номера на брояча. По този начин можете да добавяте или премахвате анимации само с няколко реда код.

Имам този код, работещ на ATTiny85 от около 8 месеца, без никакви проблеми.

Стъпка 1: Инструменти и консумативи

Възможно е да запоите всички компоненти на ръка, но SK2612 са доста чувствителни. Убих доста от тях, преди да намеря мини фурна в Lidl, която превърнах в фурна за презареждане.

Използвах рутер и накрайник за фаска от 45 градуса, за да изрежа всички ръбове на акрила. Можете да пропуснете това и да имате квадратни фуги към куба си или нещо като 3D печат.

Други използвани инструменти включват:

• Пистолет за горещо лепило
• Поялник
• Нож с малка форма
• Самозалепваща лента
• Няколко основни ръчни инструменти. филийки и малки купчини.
• Arduino Uno или подобен плюс макет и проводници за качване на код в ATTiny85
• Hack Saw
• Припой паста
• Припой

• Мултиметър

Стъпка 2: Изрязване на акрила

Трудно беше да се намери надежден метод за изрязване на ъгъла от 45 градуса върху ръбовете на акрила. Мисля, че настройването на настолен трион с правилния ъгъл би било много по -лесно, но за съжаление имам само рутер, така че ето какво направих.

Използвах парче скрап с прав ръб, притиснат към работната маса, за да направя джиг. Правият ръб е много важен, тъй като лагерът на накрайника за фаска ще се търкаля по него. След това е случай на залепване на някакъв скрап акрилен лист около парчето, в което исках да изрежа ъгъла, за да го задържа неподвижно и да създам правилната височина на дъното на рутера.

Извадих пистолета за горещо лепило и горещ, когато направих това, затова реших да използвам горещо лепило, за да залепя опорните части на място. Обикновено щях да използвам двустранна лепкава лента. И двата варианта работят добре.

След това е малко опит и грешка, за да настроите маршрутизатора на точно правилната височина, твърде висока и ще остави квадратен ръб на акрила, твърде нисък и ще отнеме твърде много

Използвайки малко маскираща лента, за да се уверите, че нищо не може да се движи, позволете на рутера да се завърти и ускори плавно рутера по ръба на акрила, завъртете парчето и повтаряйте, докато всичките 6 изрежете с ръб от 45 градуса по всички 4 ръба (5 броя и 3 ръба, ако искате да монтирате куба в нещо)

Стъпка 3: Изработка на куба

След като изрежете целия акрил, оформянето на куба е право напред, но дозата изисква малко внимание към детайлите.

Първо вземете маскираща лента, с 2 парчета по краищата, за да я задържите, права и стегната. Поставете го на няколко милиметра от и успоредно на прав ръб с лепкава страна нагоре. Лентата ще държи всичко заедно, докато епоксидната смола не залепне, така че прекарах две парчета, за да осигуря приятен равномерен натиск. Използвах моя силиконов мат като мой прав ръб, но линийката щеше да работи също толкова добре или може би по -добре.

След това отстранете защитното фолио от акрила и поставете един от квадратите към единия край на лентата, като се уверите, че тя е прилепнала добре към правия ръб и ъгълът от 45 градуса е наклонен надолу. След това поставете втори квадрат до първия, като се уверите, че ръбовете само се допират, а горната част е стегната до правия ръб. Повторете за третия и четвъртия квадрат.

Когато сте щастливи, че всички седят спретнато, обърнете всичко и отрежете лентата от единия край, така че да не минава покрай края на акрила. Вече трябва да можете да сгънете всичко заедно и да оформите чиста кутия. Важно за крайния завършек е, че горната част на кутията е възможно най -близо до перфектна, леко отклонение на дъното може да бъде шлифовано и скрито по -късно.

Ако сте щастливи, че всичко е както трябва, тогава е време да го поправите. Отворете кубчето нагоре и го поставете готово за вашия избор на лепило. Използвал съм Tinsol 12 в миналото. Той е проектиран да свързва акрила и да дозира много добра работа, но е неприятен за работа и изисква охлаждане преди употреба. Аз също бих препоръчал да го използвате навън в проветрив ден и да оставите залепените части навън или в навес за поне 24 часа.

Кристално чистият двукомпонентен епоксид работи отлично, много по -приятен и по -прощаващ за работа. Все още трябва да използвате добре вентилирана зона за работа, но не забелязах никакви изпарения, работещи при отворен прозорец. Връзката му не е толкова силна, колкото Tinsol12, но освен ако не планирате да трошите куба си, той трябва да е достатъчно силен.

Смесих малко горила епоксидна смола на стар диск и използвах края на действие на бамбуков оръжеец, за да нанеса фин слой по един от ръбовете на всички квадратчета, където те ще се срещнат. Избягвайте да използвате прекалено много, тъй като това ще изхвърли.

Съжалявам, че не получих никакви снимки от този етап, тъй като той се задава доста бързо.

След като лепилото се постави, сгънете квадратчетата нагоре, за да оформите отново кутията и използвайте надвисналото парче маскираща лента, за да го държите заедно.

След около 5 минути, ако се почувства достатъчно силен, за да премахнете лентата. Харесва ми да премахвам лентата възможно най -скоро, тъй като част от епоксидната смола е излята. След като се свърже напълно, е много по -трудно да се получи лентата.

Стъпка 4: Сензор за докосване

Версията Mk1 на куба използва сензор за вибрации. Това работеше добре, но не беше идеално, тъй като можеше да бъде трудно да го активирате само веднъж, особено ако го вдигнах, за да променя режима, и след това го пуснах малко прекалено бързо. Дизайнът всъщност не позволява да се поставя бутон навсякъде, така че единственото логично нещо беше да се използва управление с докосване.

MTCH101 изглеждаше като перфектният чип за тази работа.

Тъй като това е капацитивен сензор, няма нужда да правите директен контакт с нищо, затова взех това, което ще стане капака на куба, премахнах защитния слой отвътре, след което подредих 0,31 мм емайлирана медна тел около вътрешността, като я пробих на място с маскираща лента, преди да смесите малко Gorilla Epoxy, за да я задържите за постоянно. Не забравяйте да оставите достатъчно опашка, за да стигнете до печатната платка.

Изходният щифт за откриване на MTCH101 е Active-Low, така че тактилният превключвател между 5V и допълнителната подложка също би работил близо до щифт 7, за да промени режима на куба

След като епоксидът се втвърди, горната част на куба може да бъде прикрепена към тялото с малко повече епоксид.

Стъпка 5: ПХБ и запояване

Винаги съм си представял, че печатните платки са нещо запазено за тези, които притежават дълбоко разбиране за електрониката, което се предава в продължение на много години. Оказва се, че всъщност е наистина лесно и евтино да проектирате свои собствени дъски и да ги направите професионално.

Няма да навлизам твърде дълбоко в процеса тук, тъй като той изисква доста подробности, че другите са свършили много по -добра работа с обяснението, отколкото бих могъл аз. Но основните стъпки са:

Изградете схемата си върху дъска за хляб, за да я тествате. Поставете всички компоненти на схема Преобразувайте схемата в печатна платка, Поставете всички компоненти както искате и създайте връзките. Направете поръчката

Най -трудната част от процеса е да изчакате вашите дъски да пристигнат.

Използвах JLCPCB. Общите разходи за 10 дъски бяха малко по -малко от £ 10 и пристигнаха малко повече от седмица. Нямам с какво да сравня качеството, но изглеждат наистина хубави.

Исках да имам възможност да направя по -голяма версия на куба, затова добавих няколко допълнителни пръстена от LED подложки към печатната платка. Мога да запоя светодиоди на всеки от трите пръстена или да ги отрежа за по -малки дизайни. JLCPCB зарежда същата цена за всякакви размери дъски до 100 мм х 100 мм.

Запояване

Възможно е ръчно запояване на всички компоненти. Кондензаторите и резисторите 0603 са малки, но издръжливи, така че с малко практика може да се направи с лекота. Същото и за чипа MTCH101. Проблемът, който имах, беше светодиодите SK2812, те са достатъчно големи, за да се запоят на ръка, но открих, че са малко прекалено чувствителни към топлината. Предполагам, че убих поне 10, преди да реша да инвестирам в нещо, предназначено за SMD части.

Тогава не бях сигурен за най -добрия път напред, когато взех решението си, когато намерих мини фурна за продажба в Lidl. Въпреки че не е перфектната фурна за претопяване, тя е достатъчно добра за моите нужди и с няколко модификации за по -точен контрол на температурата, тя не убива светодиодите.

Отново процесът на превръщане на тостер или мини фурна в фурна за презареждане е малко извън обхвата на тази неразрешима, но има много информация, ако искате да направите нещо подобно.

Стъпките, необходими за пренасочване на печатната платка, са:

Дайте на печатната платка бързо почистване със спирт, за да премахнете всяка мазнина, която може да попречи на спойката да се залепи правилно. Нанесете спояваща паста върху подложките на печатната платка и след това нанесете компонентите. Поставете дъската във фурната и я поставете отново.

След като платката се охлади, можете ръчно да запоите в държача за IC през отворите и големия кондензатор.

Този път не съм инсталирал 1000uf кондензатор, тъй като светлината ще се използва само от мен и няма да се включва и изключва често. Той също така създава сянка вътре в куба, докато светодиодите вършат своето.

Кондензаторът 1000uf е там, за да спаси светодиодите и микроконтролера от токов удар. Препоръчвам да го инсталирате, но донякъде е по избор, ако внимавате в какво го включвате. За повече информация по тази тема препоръчвам да прочетете Adafruit NeoPixel Überguide

learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberg…

Стъпка 6: Код

Качете кода в AtTiny85.

Ето едно страхотно ръководство как да го направите!

www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/

След това поставете в ATTiny в IC гнездото на печатната платка

Стъпка 7: Съберете всичко заедно

Има един резистор в долната част на печатната платка плюс краката от IC и кондензатора стърчат малко. Използвах Dremel, за да издълбая някои вдлъбнатини в долната част на акрила, така че печатната платка да може да седи плоска.

Докато Dremel беше излязъл, пробих и малка дупка отстрани на куба в центъра на около 6 мм нагоре за захранващия кабел и го избутах, преди да сваля кабелите и да калайдисвам. Много USB кабели с линии за данни, използвайте мултицет, за да определите кой е, ако е необходимо.

Използвайте малко петно горещо лепило, за да задържите печатната платка (намерих горещото лепило за идея, тъй като създава силно задържане, но може да се отстрани, ако е необходимо) и запоявайте захранващите проводници към него. Използвах малко горещо лепило за допълнителна поддръжка.

Следващата стъпка е да запоите сензорния проводник към сензорната подложка.

Преди да фиксирате дъното на куба е добре да направите някои тестове, за да се уверите, че всичко работи според очакванията.

Ако всичко работи според очакванията, последната стъпка е да залепите дъното на куба на място. Обикновено използвам силиконов уплътнител за това, тъй като отново се държи добре, но може да се отстрани, ако е необходимо.

Включете и се насладете

Стъпка 8: Други опции и заключителни мисли

Аз през времето, когато това се развива, измислих няколко вариации. Едната от тях е дървена основа с акрилен куб отгоре. Другият е дървена рамка със светодиоди отзад и също дълга версия, използваща LED лента. В момента също работя върху часовник, използващ подобен дизайн.

Казват, че задният поглед винаги е 2020 г. и има няколко неща, които бих могъл да направя по различен начин, ако реша да отида за MkIII

Първият от които се променя на 0805 пасиви. 0603 са добре, но има достатъчно място за по -малките по -големи компоненти и те са малко по -лесни за преработка, ако е необходимо.

Мислех и за добавяне на допълнителен светодиод за визуална обратна връзка относно състоянието на сензора. MTCH101 е в състояние да потъне до 20 mA, така че светодиод с резистор с висока стойност не би бил проблем, свързан директно към щифт 4 на чипа.

Мисля, че бих добавил и някои подложки към другите пръстени на печатната платка, за да могат да се използват за други проекти, ако бъдат отрязани. И също така някои подложки за използване на печатни платки с външни LED ленти или пръстени.

Надявам се да ви е харесало това неразрешимо.