Αυτό το έργο χρησιμοποιεί LEDs SMD που συνδέονται με γυάλινα τυπωμένα κυκλώματα. Οι λυχνίες LED σβήνουν και ανάβουν, προσομοιώνουν την κίνηση της άμμου, ανάλογα με τη θέση του 3D κύβου στο διάστημα.
Παρακάτω, ένα βίντεο 3D κύβο σε δράση.



Η παρακάτω λίστα περιλαμβάνει τα υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή ενός κύβου:



144 τεμ SK6805-2427 LED ( )






Στέγαση

Πρόσθετα υλικά και εργαλεία που απαιτούνται για το έργο

Στεγνωτήρας μαλλιών
κανονικό λεπτό συγκόλλησης σιδήρου
3d εκτυπωτή
εκτυπωτή λέιζερ

λεπτό σύρμα
PCB ακίδες
πάστα συγκόλλησης χαμηλής θερμοκρασίας
χλωριούχου σιδήρου

κανονική κόλλα (π.χ. UHU Hart)
στεγανωτικό σιλικόνης
φωτογραφικό χαρτί
ακετόνη

Διαφανής κατασκευή PCB

Το προφανές πρόβλημα με τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι ότι δεν είναι διαφανείς. Τα παρακάτω περιγράφουν λεπτομερώς τον τρόπο κατασκευής διαφανών πλακέτων τυπωμένων κυκλωμάτων.
Πρώτα πρέπει να κόψετε τις αντικειμενοφόρους πλάκες μικροσκοπίου σε τετράγωνα κομμάτια χρησιμοποιώντας γυάλινο κόπτη 50,8 mm.



Παρακολουθήστε αυτό το βίντεο για να κατανοήσετε πώς να το κάνετε.



Το συνημμένο αρχείο .stl έχει το μοντέλο για να διευκολύνετε τη μέτρηση του επιθυμητού μήκους. Θα χρειαστείτε 4 γυαλιά, αλλά είναι καλύτερα να κάνετε με ένα περιθώριο 6 - 8 τεμαχίων
.
Στη συνέχεια, κόψτε τη χάλκινη ταινία σε τεμάχια που είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τα υποστρώματα από γυαλί.

Καθαρίστε την επένδυση και το φύλλο χαλκού με αλκοόλη ή ακετόνη και στη συνέχεια κολλήστε τα μαζί. Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν φυσαλίδες αέρα μέσα. Χρησιμοποιήστε το Norland NO81, το οποίο είναι μια γρήγορη κόλλα UV που συνιστάται για τη συγκόλληση μετάλλου με γυαλί. Αμμοβολή μια πλευρά του φύλλου χαλκού με γυαλόχαρτο για να γίνει πιο σκληρή. Για να θεραπεύσετε την κόλλα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια λάμπα UV για να ελέγξετε τα χαρτονομίσματα.



Μετά την τοποθέτηση της κόλλας, κόψτε το φύλλο κατά μήκος της άκρης του γυάλινου υποστρώματος.

Η φωτογραφία παρουσιάζει έναν πίνακα τυπωμένου κυκλώματος και ένα μεμβράνη για συγκολλητική πάστα από το έργο ενός δημιουργού.



Μεταφέρετε τον σχεδιασμό του πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων από φωτογραφικό χαρτί σε χαλκό με οποιοδήποτε τρόπο για σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το LUT ή τη μέθοδο που περιγράψαμε εδώ.




Στη συνέχεια, χαράξτε το χαλκό. (Είναι δυνατόν με το χλωριούχο σίδηρο να χρησιμοποιήσω ένα μίγμα υπεροξειδίου, λεμονιού και κανονικού αλατιού).

Αφαιρέστε το τόνερ χρησιμοποιώντας την ακετόνη

Ο συγγραφέας χρησιμοποιεί μεγάλα LED SK6805-2427, τα οποία διευκολύνουν σημαντικά τη συγκόλλησή τους.
Καλύψτε όλα τα μαξιλαράκια επαφής με τη συγκόλληση χαμηλής θερμοκρασίας και, στη συνέχεια, εγκαταστήστε τις λυχνίες LED επάνω, θυμηθείτε να παρατηρήσετε τον σωστό προσανατολισμό των LED, αναφέροντας το συνημμένο διάγραμμα.



Για να κολλήσει τα εγκατεστημένα LED, ο συγγραφέας έβαλε τις πλακέτες κυκλωμάτων στο φούρνο και τους θερμότητα μέχρι να λειώσει το συγκολλητικό υλικό. Είναι αλήθεια ότι έπρεπε να χρησιμοποιήσω ένα στεγνωτήρα μαλλιών αργότερα, αφού δεν ήταν όλα τα LED λυγισμένα καλά.



Για να ελέγξετε τη μήτρα LED, μπορείτε να τη χρησιμοποιήσετε Arduino Nano για να φορτώσετε το σκίτσο Strandtest Adafruit NeoPixel και συνδέστε το με τη μήτρα χρησιμοποιώντας το βύσμα Dupont.

Για τον πυθμένα του πίνακα τυπωμένου κυκλώματος, θα χρειαστείτε ένα κομμάτι πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων αλουμινίου με διάμετρο 30x30 mm. Στη συνέχεια, κολλήστε σε αυτό αρκετές άκρες των ακίδων, όπου μετά θα επισυναφθούν οι πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος γυαλιού. Οι πείροι VCC και GND συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας ένα μικρό κομμάτι κονσερβοποιημένου σύρματος χαλκού. Στη συνέχεια, κλείστε όλες τις εναπομείνασες οπές με συγκόλληση, γιατί διαφορετικά το εποξειδικό μπορεί να διαρρεύσει κατά τη διάρκεια της έκχυσης.



Για να επισυνάψετε τη μήτρα LED στο κάτω PCB, χρησιμοποιήστε κόλλα UV, αλλά με υψηλότερο ιξώδες (NO68). Για τη σωστή ευθυγράμμιση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, χρησιμοποιήστε ένα ειδικό πρότυπο (ανατρέξτε στο αρχείο Attached .stl). Μετά τη συγκόλληση στη βάση, οι πλάκες κυκλώματος γυαλιού έπεσαν λίγο, αλλά έγιναν σκληρότερες αφού είχαν συγκολληθεί στα ευρήματα στο πινέλο. Για να το κάνετε αυτό, απλά χρησιμοποιήστε το συνηθισμένο συγκολλητικό σίδερο και την τακτική συγκόλληση. Και πάλι, είναι ωραίο να ελέγχετε κάθε μήτρα μετά τη συγκόλληση. Οι συνδέσεις μεταξύ του Din και του Dout των επιμέρους πινάκων έγιναν χρησιμοποιώντας συνδέσεις Dupont συνδεδεμένες με τις ακίδες στο κάτω μέρος του breadboard.




Δεδομένου ότι είναι απαραίτητο να γίνει το μέγεθος της θήκης όσο το δυνατόν μικρότερο, χρησιμοποιείται το TinyDuino. είναι μια κάρτα συμβατή με Arduino σε ένα εξαιρετικά συμπαγές πακέτο. Φανταστείτε να έχετε την πλήρη ισχύ ενός Arduino Uno σε μέγεθος 1/4! Το βασικό κιτ, το οποίο περιλαμβάνει μια πλακέτα επεξεργαστή, με υποδοχή USB για προγραμματισμό, μια proto-board για εξωτερικές συνδέσεις, καθώς και μια μικρή μπαταρία LiPo. Ο συγγραφέας επρόκειτο επίσης να αγοράσει ένα επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων, το οποίο προσφέρεται για χρήση με το TinyDuino, αντί της μονάδας GY-521 που χρησιμοποίησε σε αυτό το έργο. Αυτό θα έκανε το κύκλωμα ακόμα πιο συμπαγές και θα μειώσει τις απαιτούμενες διαστάσεις της θήκης. Το διάγραμμα αυτού του συγκροτήματος είναι πολύ απλό και δίνεται παρακάτω.



Κάποιες αλλαγές έγιναν στην πλακέτα του επεξεργαστή TinyDuino, όπου μετά από την μπαταρία προστέθηκε ένας εξωτερικός διακόπτης. Υπάρχει ήδη ένας διακόπτης στην πλακέτα επεξεργαστή, ήταν λίγο κοντό για να χωρέσει στην περίπτωση. Οι συνδέσεις με το πινάκιο και τη μονάδα GY-521 είναι κατασκευασμένες με πείρους που δεν επιτρέπουν τον πιο συμπαγή σχεδιασμό, αλλά παρέχουν μεγαλύτερη ευελιξία από την άμεση συγκόλληση καλωδίων. Το μήκος των καλωδίων / επαφών στο κάτω μέρος του breadboard θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν συντομότερο, διαφορετικά δεν μπορείτε πλέον να το συνδέσετε στην κορυφή της πλακέτας του επεξεργαστή.

Μετά τη συλλογή ηλεκτρονικά, μπορείτε να κατεβάσετε τον συνημμένο κώδικα και να βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν. Ο κώδικας περιλαμβάνει τα ακόλουθα κινούμενα σχέδια που μπορείτε να επαναλάβετε κλονίζοντας το επιταχυνσιόμετρο.

Rainbow: Ζωγραφική Rainbow από τη βιβλιοθήκη Γρήγορα
Ψηφιακή άμμος: Πρόκειται για επέκταση Τα αδέσποτα που ζωντανεύουν οδηγούν στην άμμο σε τρεις διαστάσεις. Τα εικονοστοιχεία LED θα κινούνται σύμφωνα με τις τιμές που διαβάζονται από το επιταχυνσιόμετρο.
Βροχή: Τα εικονοστοιχεία πέφτουν από πάνω προς τα κάτω ανάλογα με την κλίση που μετράται από το επιταχυνσιόμετρο
Confetti: τυχαία χρωματιστά σημεία που αναβοσβήνουν και ξεθωριάζουν έξω από τη βιβλιοθήκη Γρήγορα

Συνέλευση

Ήταν σημαντικό να βρείτε ένα κατάλληλο υλικό που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως καλούπι. Μετά από μερικές ανεπιτυχείς δοκιμαστικές δοκιμές, ο συγγραφέας διαπίστωσε ότι ο καλύτερος τρόπος είναι να εκτυπώσετε ένα τρισδιάστατο σχήμα και στη συνέχεια να καλύψετε με στεγανωτικό σιλικόνης. Εκτυπώστε ένα στρώμα από ένα κουτί των 30 x 30 x 60 mm χρησιμοποιώντας την παράμετρο "spiralize outer contour" στο αρχείο Cura (αρχείο .stl). Στη συνέχεια, καλύψτε το με ένα λεπτό στρώμα σιλικόνης στο εσωτερικό, το οποίο θα σας κάνει πολύ εύκολο να αφαιρέσετε το καλούπι μετά την έκχυση. Το καλούπι προσαρτήθηκε στην πλακέτα κυκλώματος πυθμένα και χρησιμοποιώντας σφραγιστικό σιλικόνης.Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν τρύπες, ώστε η ρητίνη να μην μπορεί να διαρρεύσει και να μην σχηματιστούν κενά.

Αφού αφαιρέσετε το καλούπι, μπορείτε να δείτε ότι ο κύβος φαίνεται πολύ διαφανής λόγω της ομαλής επιφάνειας του καλουπιού σιλικόνης. Ωστόσο, θα υπάρξουν ορισμένες ανωμαλίες που συνδέονται με μια αλλαγή στο πάχος του στρώματος σιλικόνης. Επίσης, η ανώτερη επιφάνεια μπορεί να παραμορφωθεί πιο κοντά στις άκρες.



Ως εκ τούτου, ο συγγραφέας γυαλίζει όλα τα χτυπήματα με γυαλόχαρτο. Προοριζόταν αρχικά να γυαλίσει ο κύβος, στο τέλος, αποφασίστηκε ότι ο κύβος φαίνεται καλύτερα με ματ επιφάνεια.



Το περίβλημα ηλεκτρονικών συσκευών αναπτύχθηκε με τη χρήση του Autodesk Fusion 360 και στη συνέχεια εκτυπώθηκε σε έναν εκτυπωτή 3D. Μια ορθογώνια οπή στον τοίχο για τον διακόπτη και αρκετές οπές στο πίσω μέρος για να εγκαταστήσετε τη μονάδα GY-521 χρησιμοποιώντας τις βίδες M3. Συνδέστε την πλακέτα επεξεργαστή TinyDuino στην πλάκα βάσης, η οποία στη συνέχεια ασφαλίζει την θήκη με τις βίδες M2.2. Αρχικά, τοποθετήστε το διακόπτη στη θήκη χρησιμοποιώντας θερμή κόλλα, στη συνέχεια εγκαταστήστε τη μονάδα GY-521 και στη συνέχεια τοποθετήστε προσεκτικά το παρέμβυσμα και την μπαταρία.



Ο πίνακας LED προσαρτήθηκε στο πινέλο χρησιμοποιώντας τους συνδετήρες Dupont και η πλακέτα του επεξεργαστή μπορεί απλά να συνδεθεί από κάτω. Τέλος, κόψτε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πυθμένα της μήτρας LED στο περίβλημα χρησιμοποιώντας γενική κόλλα (UHU Hart).



Αρχεία για εκτύπωση και υλικολογισμικό: