Σε αυτό το άρθρο, ο Οδηγός θα μας πει πώς να φτιάξουμε έναν κύβο διάθεσης LED χρησιμοποιώντας LEDs Arduino και WS2812.
Εργαλεία και υλικά:
- LED WS2812 - 96 τεμ.
- Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων - 6 τεμ.
-Arduino Nano;
- Τροφοδοσία ισχύος 5V 1A.
-Αξαρτήματα αξεσουάρ
- Υπολογιστή με λογισμικό.
-Iron;
-3D εκτυπωτή.
Βήμα πρώτο: Σχέδιο
Στο έργο του, ο πλοίαρχος χρησιμοποιεί διευθυνσιοδοτούμενα LED WS2812. Οι λυχνίες LED συνδέονται σε κατακόρυφη λειτουργία, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να ελέγξετε όσες λυχνίες LED χρειάζεστε με μία μόνο γραμμή σήματος / καλώδιο από τον μικροελεγκτή. Αυτό κάνει την καλωδίωση πολύ πιο εύκολη.
Τα LED θα ελέγχονται από τον Arduino Nano.
Βήμα δεύτερο: PCB
Για τον σχεδιασμό του πίνακα τυπωμένου κυκλώματος, ο πλοίαρχος χρησιμοποίησε το πρόγραμμα EasyEDA, καθώς είναι κατάλληλο για αρχάριους.
Το LED έχει 4 επαφές:
VDD - 5 V
DOUT - σήμα εξόδου
VSS - Γη
DIN - σήμα εισόδου
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι λυχνίες LED είναι κλιμακωτές, πράγμα που σημαίνει ότι το σήμα προέρχεται από τον μικροελεγκτή στην πρώτη λυχνία LED στον ακροδέκτη DIN. Από την ακίδα DOUT το σήμα μεταφέρεται στον ακροδέκτη DIN της δεύτερης λυχνίας LED.
Κατά το σχεδιασμό των τυπωμένων κυκλωμάτων, ο πλοίαρχος σχεδίαζε να τα συγκολλήσει με το χέρι, οπότε έφυγε αρκετός χώρος μεταξύ των LED για το συγκολλητικό σίδερο.
Ο πλοίαρχος δεν έκανε το ίδιο το διοικητικό συμβούλιο, αλλά διέταξε την JLCPCB.
Μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο για την κατασκευή του πίνακα παρακάτω.
Schematic_Cube Lamp_Sheet_1_20191213095045.pdf
Βήμα τρίτο: Τοποθέτηση σε πίνακα
Αρχικά, ο πλοίαρχος άρχισε να συγκολλάει με το χέρι τα LED με ένα συγκολλητικό σίδερο. Το αποτέλεσμα δεν ήταν πολύ καλό, όχι μόνο ήταν η συγκόλληση της εγκατάστασης 96 LEDs μια επίπονη διαδικασία, αλλά και υπερθερμανθεί κατά την συγκόλληση.
Στη συνέχεια, ο πλοίαρχος αποφάσισε να πάει στην αντίθετη κατεύθυνση.
Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για συγκόλληση εξαρτημάτων SMD ονομάζεται επανασύνδεση συγκόλλησης. Σε αυτή τη μέθοδο, η πάστα συγκόλλησης (ένα μείγμα συγκολλήσεως και ροής) εφαρμόζεται στα υποθέματα επί ενός τυπωμένου κυκλώματος και τα εξαρτήματα τοποθετούνται επί αυτού. Στη συνέχεια, η πάστα συγκολλήσεως τήκεται ή "τήκεται" με θέρμανση σε φούρνο αναστροφής. Αυτή είναι μια γρήγορη και ακριβής μέθοδος, αν όλα γίνονται σωστά.
Αλλά η χρήση αυτής της μεθόδου σημαίνει ότι θα πάρει ένα φούρνο για ανανέωση, και ο πλοίαρχος δεν το έχει.
Στη συνέχεια, θυμήθηκε το έργο του Moritz Koenig, στο οποίο χρησιμοποίησε ένα παλιό σίδερο.
Ο πλοίαρχος διέθετε σίδερο, το σόλα του οποίου, σε μέγιστες ρυθμίσεις, έφθασε τους 220 ° C περίπου. Η πάστα συγκόλλησης που αγόρασε λιώνει στους 183 ° C.
Κοιτάζοντας το γράφημα της θερμοκρασίας ανανέωσης από τον πίνακα LED, μπορείτε να δείτε ότι η μέγιστη θερμοκρασία (Tp) είναι 240 ° C για 10 δευτερόλεπτα. Το σίδερο δεν κρατάει λίγο, αλλά ο πλοίαρχος αποφάσισε να δοκιμάσει.
Εφαρμόζει την πάστα στα μαξιλάρια με μια οδοντογλυφίδα και τοποθετεί τα εξαρτήματα. Στη συνέχεια έβαλε το διοικητικό συμβούλιο στο σίδερο, όπως φαίνεται στη φωτογραφία, και το ανάβει. Όταν το συγκολλητικό λιώνει, απενεργοποιεί το σίδερο και αφαιρεί το χαρτόνι. Παραδόξως, όλα βγήκαν όπως πρέπει.
Τέταρτο βήμα: 3D - Εκτύπωση και δημιουργία κύβου
Για να συναρμολογήσετε τον κύβο, ο κύριος αρχικά εκτύπωσε τα εξαρτήματα σε ένα 3D εκτυπωτή. Είναι απαραίτητο να εκτυπώσετε το πλαίσιο και έξι πίνακες και τα στοιχεία της βάσης.
Μπορείτε να κατεβάσετε αρχεία για εκτύπωση παρακάτω.
Skeleton.stl
Holder.stl
Base.stl
Stand.stl
Cover.stl
Τώρα πρέπει να κολλήσετε τις σανίδες στα πάνελ και να εγκαταστήσετε τα πάνελ στα ανοίγματα του πλαισίου. Κάντε την εγκατάσταση, όπως στη φωτογραφία.
Βήμα πέντε: Arduino
Στη συνέχεια, ο πλοίαρχος συνδέει τον κύβο με το Arduino και την παροχή ρεύματος.
Βήμα έξι: Κωδικός
Στη συνέχεια πρέπει να εγκαταστήσετε Γρήγορα χρησιμοποιώντας τον αποστολέα. Ανοίξτε το DemoReel100 από τα δειγματοληπτικά σκίτσα. Αρχείο> Παραδείγματα> FastLED> DemoReel100.
Πριν από τη λήψη του κώδικα, πραγματοποιήστε τις ακόλουθες αλλαγές:
Καθορίστε το DATA_PIN (τον πείρο στο Arduino στον οποίο είναι συνδεδεμένος ο κύβος DIN) με αυτόν που επιλέξατε. Σε αυτή την περίπτωση, ψηφιακή επαφή 4.
Ορίστε το LED_TYPE ως WS2812.
Ορίστε NUM_LEDS σε 96.
Και, κάντε κλικ στο κουμπί Αποστολή.
Τώρα μπορείτε να ενεργοποιήσετε τον κύβο. Στο μέλλον, ο πλοίαρχος σχεδιάζει να συνδέσει το ESP8266 με το Arduino και να κάνει σύνδεση στο Internet. Στο νέο υλικολογισμικό, προγραμματίζεται να αλλάξει η λάμψη του κύβου ανάλογα με το συμβάν στη ζωή του συγγραφέα.
Η όλη διαδικασία κατασκευής ενός τέτοιου κύβου μπορεί να δει στο βίντεο.