LED kubo lempa: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Ši lempa yra mano sukurto 172 pikselių laikrodžio projekto šalutinis produktas. Tai įvyko, kai bandžiau šviesos diodų eilutę, mano partneris juos matė ir patiko, kaip jie atrodo. Baigiau laikrodį ir pradėjau šį projektą. Tai buvo gana lėtas projektas, tarp kurių įvyko kitų dalykų, kurie leido jam vystytis laikui bėgant.

Pradinė koncepcija buvo šiek tiek daugiau nei metro ilgio, jo valdymui buvo naudojami 3 mygtukai ir potenciometras. Tai išsivystė į mažesnę, bet panašią konstrukciją, kurioje buvo naudojamas vienas sukamasis kodavimo įrenginys. Tada ateina šventinis sezonas ir aš pasiskolinau keletą „ATTiny 85“valdomų šventinių žibintų valdymo koncepcijų. Galų gale mes turime tai; Mielas 50 mm kubas su vienu lietimui jautriu valdikliu.

Būtų buvę paprasta tiesiog nusipirkti pigų LED valdiklį iš „eBay“, įdėti jį į dėžutę ir pavadinti tai padaryta. Tačiau norėjau kažko, ko nereikėtų nustatyti ar susieti, o tai leistų man nuspręsti, kaip elgiasi šviesos diodai. Žinoma, aš negaliu pakeisti šviesos iš patogios sofos, bet aš neprieštarauju. Be to, manau, kad kita evoliucija gali pakeisti ATTiny 85 į kažką panašaus į ESP8266, kad galėčiau pasinaudoti belaidžiu valdikliu, bet taip pat išlaikyti rankinį valdymą.

Man buvo labai svarbu, kad šviesa būtų aktyvi, bet netrukdytų, todėl baltos spalvos režimu šiek tiek spalvų pamažu išryškėja atsitiktiniame lempos taške, o tada lygiai taip pat lėtai vėl išnyksta. Buvo svarbu, kad tai nepatektų į akis, bet kiekvieną kartą, kai pažvelgsite į lempą, ji bus šiek tiek kitokia.

Prekės

Kubas pagamintas iš 3 mm matinio opalo akrilo lakšto. Aš apgavau ir užsisakiau jį iš anksto supjaustyti kvadratėliais, kurie yra tinkamo dydžio tam, ko aš norėjau, pridėjau kelis papildomus užsakymus, nes suklydau (aš padariau).. Tai labai gerai veikia, bet nėra malonu naudoti, aš čia padariau naudojant gorilos epoksidą. Ryšys nėra toks stiprus kaip skardinė 12, tačiau turėtų būti pakankamai tvirta be tikrai nemalonių dūmų.

Šviesos diodai yra SK6812, jie yra RGBWW (šilta balta) parinktis.

Mikrovaldiklis yra „ATTiny 85“

Jutiklinis valdiklis yra MTCH101

Yra keletas pasyvių komponentų:

• 13X 0603 0,1uf kondensatoriai
• 2X 4.7k 0603 rezistoriai
• 2X 10k 0603 rezistoriai
• 1X 470 omų 0603 rezistorius
• 1X 1000uf kondensatorius

Nors tai būtų įmanoma padaryti naudojant „ProtoBoard“, kai PCB yra pagamintas, yra aštrus ir kažkas, ko norėjau atsiremti.

Senas USB kabelis, skirtas maitinimo kabeliui iškirpti

Karštieji klijai naudojami PCB laikymui galutiniame produkte, o silikono sandariklis leidžia klijuoti kubo apačią. Abu karšti klijai yra silikono, gerai prilimpa prie akrilo, tačiau nė vienas nėra labai geras. Dėl to ryšys yra pakankamai stiprus, kad visa tai laikytų vietoje, tačiau toks stiprus, kad prireikus vėliau jo negalima atskirti.

200 mm 0,31 mm emaliuota varinė viela. (čia galite naudoti beveik bet kokią vielą, jei ji nėra tokia didelė, kad kubo viduje susidarytų šešėlis)

Mikro valdiklis

Aš tai sakiau anksčiau ir blogai sakau dar kartą. Man labai patinka „ATTiny 85 Micro Controller“. Jie yra kruopštūs, lengvai naudojami, lengvai programuojami ir atrodo praktiškai nesunaikinami.

Taigi, žinoma, aš panaudojau vieną šiam projektui. Jo vykdomas kodas yra gana paprastas. Prie jutiklinio jutiklio prijungtas pertraukimas. Kai smeigtukas nuspaudžiamas žemyn, ISR prie skaitiklio prideda 1. Tada pagrindinė kilpa paleidžia antrinę kilpą, kuri atitinka skaitiklio numerį. Tokiu būdu galite pridėti ar pašalinti animaciją naudodami kelias kodo eilutes.

Šį kodą ATTiny85 veikiau maždaug 8 mėnesius be jokių problemų.

1 žingsnis: įrankiai ir eksploatacinės medžiagos

Visus komponentus galima lituoti rankiniu būdu, tačiau SK2612 yra gana jautrūs. Nemažai jų nužudžiau, kol radau „Lidl“mini orkaitę, kurią pavertiau į perpildymo krosnį.

Aš naudoju maršrutizatorių ir 45 laipsnių nuožulnumą, kad nupjaučiau visus akrilo kraštus. Galite praleisti tai ir turėti kubo kvadratines jungtis arba ką nors 3D spausdinti.

Kiti naudojami įrankiai yra šie:

• Karštas klijų pistoletas
• Lituoklis
• Mažos formos peilis
• Izoliacine juosta
• Kai kurie pagrindiniai rankiniai įrankiai. atplaišos ir maži pileriai.
• „Arduino Uno“ar panašūs plius duonos lentos ir trumpikliai, skirti įkelti kodą į „ATTiny85“
• Hack Saw
• Lydmetalio pasta
• Lituoklis

• Daugiamatis

2 žingsnis: akrilo pjovimas

Buvo sunku rasti patikimą būdą, kaip pjauti 45 laipsnių kampą ant akrilo kraštų. Manau, kad pastatyti stalo pjūklą tinkamu kampu būtų daug lengviau, bet, deja, turiu tik maršrutizatorių, todėl čia aš padariau.

Jigui gaminti panaudojau medžio laužą, kurio tiesus kraštas buvo prispaustas prie darbo stalo. Tiesus kraštas yra labai svarbus, nes nuolaužos guolis riedės išilgai jo. Tada reikia klijuoti tam tikrą akrilo lakštą aplink gabalą, kurį norėjau sumažinti, kad jis nejudėtų ir sukurtų tinkamą maršrutizatoriaus dugno aukštį.

Kai padariau šį karštą klijų pistoletą, aš buvau karštas, todėl nusprendžiau naudoti karštus klijus, kad pritvirtintumėte atramines dalis. Paprastai aš naudoju dvipusę lipnią juostą. Abu variantai veikia gerai.

Tada reikia šiek tiek išbandyti ir suklysti, kad maršrutizatorius būtų nustatytas tiksliai tinkamo aukščio, per didelis, o akrilas paliks kvadratinį kraštą, per žemą ir per daug nuims

Naudodami nedidelę maskavimo juostą, kad įsitikintumėte, jog niekas negali pajudėti, leiskite maršrutizatoriui suktis greičiu ir sklandžiai paleisti maršrutizatorių išilgai akrilo krašto, pasukite gabalėlį ir pakartokite, kol visi 6 bus nupjauti 45 laipsnių kraštu. 4 kraštai (5 dalys ir 3 kraštai, jei norite kubą montuoti į kažką)

3 žingsnis: kubo kūrimas

Kai visas akrilas yra supjaustytas, kubo formavimas yra tiesiai į priekį, tačiau dozė reikalauja šiek tiek dėmesio detalėms.

1. Paimkite maskavimo juostos ilgį su 2 gabalais ant galų, kad laikytumėte, tiesiai ir tvirtai. Padėkite jį kelių milimetrų atstumu nuo lygiagrečio tiesiam kraštui ir lipnia puse į viršų. Juosta laikys viską kartu, kol epoksidinė medžiaga sukietės, todėl aš perklijavau dvi dalis, kad būtų užtikrintas gražus tolygus spaudimas. Aš naudoju savo silikoninį matinį kaip tiesų kraštą, tačiau liniuotė veiktų taip pat gerai, o gal geriau.

Tada nuimkite apsauginę plėvelę nuo akrilo ir padėkite vieną iš kvadratų link vieno juostos galo, įsitikindami, kad ji gerai priglunda prie tiesios briaunos ir 45 laipsnių kampas pasviręs žemyn. Tada uždėkite antrą kvadratą šalia pirmojo, įsitikindami, kad kraštai tiesiog liečiasi, o viršus tvirtai prigludęs prie tiesiojo krašto. Pakartokite trečią ir ketvirtą kvadratą.

Kai esate laimingas, kad jie visi sėdi tvarkingai, apverskite jį ir apkirpkite juostą iš vieno galo taip, kad ji nepraeitų per akrilo galą. Dabar turėtumėte sugebėti viską sulankstyti ir suformuoti tvarkingą dėžę. Galutiniam apdailai svarbu, kad dėžutės viršus būtų kuo arčiau tobulas, o nedidelis nukrypimas apačioje gali būti nušlifuotas ir paslėptas vėliau.

Jei esate laimingas, kad viskas tinka taip, kaip turėtų, laikas jį sutvarkyti. Atidarykite kubą į viršų ir padėkite jį paruoštą klijai. Anksčiau naudojau „Tinsol 12“. Jis sukurtas klijuoti akrilą ir dozuoti labai gerą jo darbą, tačiau su juo nemalonu dirbti ir prieš naudojimą jį reikia atšaldyti. Taip pat rekomenduočiau jį naudoti lauke vėjuotą dieną ir klijuotas dalis palikti lauke arba pastogėje mažiausiai 24 valandas.

Krištolo skaidrumo dviejų dalių epoksidinė medžiaga puikiai tinka, yra daug malonesnė ir atlaidesnė. Norėdami dirbti, vis tiek turite naudoti gerai vėdinamą vietą, tačiau nepastebėjau jokių dūmų, veikiančių prie atviro lango. Jo ryšys nėra toks stiprus kaip „Tinsol12“, tačiau nebent planuojate mesti kubą, jis turėtų būti pakankamai stiprus.

Ant seno kompaktinio disko sumaišiau šiek tiek gorilos epoksidinės medžiagos ir panaudojau bambuko skiauterės galą, kad padengčiau ploną sluoksnį išilgai visų kvadratų kraštų, kur jie susitiks. Venkite naudoti per daug, nes jis išsipūs.

Atsiprašau, kad negavau jokių šio etapo nuotraukų, nes jos nustatytos gana greitai.

Kai klijai yra vietoje, sulenkite kvadratus, kad vėl susidarytų dėžutė, ir naudokite užklijuotą maskavimo juostos gabalą, kad visa tai laikytųsi kartu.

Po maždaug 5 minučių, jei jaučiate, kad yra pakankamai stiprus, kad pašalintumėte juostą. Man patinka kuo greičiau nuimti juostelę, jei tik dalis epoksidinių dulkių išsilieja. Kai jis bus visiškai sujungtas, daug sunkiau gauti juostą.

4 žingsnis: jutiklinis jutiklis

Kubo Mk1 versijoje buvo naudojamas vibracijos jutiklis. Tai gerai veikė, bet nebuvo idealu, nes gali būti sudėtinga jį suaktyvinti tik vieną kartą, ypač jei aš jį paėmiau, kad pakeisčiau režimą, o tada vėl per greitai jį nuleisčiau. Dizainas neleidžia bet kur įdėti mygtuko, todėl vienintelis logiškas dalykas buvo naudoti jutiklinį valdymą.

MTCH101 atrodė kaip tobulas lustas šiam darbui.

Kadangi jo talpinis jutiklis nereikalauja tiesioginio kontakto su niekuo, todėl paėmiau tai, kas taps kubo dangteliu, pašalinau apsauginį sluoksnį iš vidaus, tada aplink vidų sutvarkiau 0,31 mm emaliuotą varinę vielą, maskavimo juosta prieš sumaišant šiek tiek „Gorilla“epoksidinės medžiagos, kad ji nuolat laikytųsi. Būtinai palikite pakankamai uodegos, kad patektumėte į PCB.

MTCH101 aptikimo išvesties kaištis yra aktyvus-žemas, todėl lytėjimo jungiklis tarp 5 V ir papildomo pado taip pat veiktų šalia 7 kaiščio, kad pakeistų kubo režimą

Kai epoksidinė medžiaga sukietėja, kubo viršų galima pritvirtinti prie kūno šiek tiek daugiau epoksidinės medžiagos.

5 žingsnis: PCB ir litavimas

Aš visada įsivaizdavau, kad PCB yra kažkas, kas skirta tiems, kurie gerai išmano elektroniką, kuri buvo perduota daugelį metų. Pasirodo, kad iš tikrųjų labai paprasta ir nebrangu sukurti savo plokštes ir jas profesionaliai pagaminti.

Čia per daug nesigilinsiu į procesą, nes tam reikia šiek tiek detalių, kurias kiti padarė daug geriau paaiškindami nei aš. Tačiau pagrindiniai žingsniai yra šie:

Sukurkite grandinę ant duonos lentos, kad ją išbandytumėte. Visus komponentus išdėstykite schemoje Konvertuokite schemą į PCB, sudėkite visus komponentus, kaip norite, ir sukurkite ryšius. Pateikite užsakymą

Sunkiausia proceso dalis yra laukti, kol atvyks jūsų lentos.

Aš naudojau JLCPCB. Bendra 10 lentų kaina buvo šiek tiek mažesnė nei 10 svarų ir atvyko šiek tiek daugiau nei savaitę. Neturiu su kuo palyginti jų kokybės, bet jie atrodo tikrai gražūs.

Norėjau turėti galimybę pagaminti didesnę kubo versiją, todėl prie PCB pridėjau keletą papildomų LED pagalvėlių žiedų. Galiu lituoti šviesos diodus ant bet kurio iš 3 žiedų arba nupjauti mažesnio dizaino žiedus. JLCPCB taiko tą pačią kainą už bet kokio dydžio plokštes iki 100 mm x 100 mm.

Litavimas

Galima rankiniu būdu lituoti visus komponentus. „0603“kondensatoriai ir rezistoriai yra nedideli, bet atsparūs, todėl šiek tiek praktikos galima lengvai atlikti. Tas pats ir su MTCH101 lustu. Mano problema buvo SK2812 šviesos diodai, jie yra pakankamai dideli, kad būtų galima lituoti rankomis, tačiau pastebėjau, kad jie yra šiek tiek per jautrūs karščiui. Manau, kad nužudiau mažiausiai 10, kol nusprendžiau investuoti į tai, kas skirta SMD dalims.

Aš nebuvau tikras, kaip eiti toliau, tada nusprendžiau, kai „Lidl“radau parduodamą mini orkaitę. Nors tai nėra tobula orkaitė, skirta pakartotinai užpildyti mano poreikius, ir su keliais pakeitimais, kad būtų galima tiksliau valdyti temperatūrą, ji nežudo šviesos diodų.

Vėlgi skrudintuvo orkaitės arba mini orkaitės pavertimas pakartotinio kaitinimo krosnele yra šiek tiek už šios sudėtingos srities ribų, tačiau yra daug informacijos, jei norite padaryti kažką panašaus.

Norint pakartotinai užpildyti PCB, reikia atlikti šiuos veiksmus:

Greitai nuvalykite PCB alkoholiu, kad pašalintumėte riebalus, kurie gali neleisti tinkamai prilipti lydmetaliui. Ant PCB trinkelių užtepkite lydmetalio pastos ir uždėkite komponentus. Įdėkite lentą į orkaitę ir užpilkite.

Kai plokštė atvės, galite rankiniu būdu lituoti į skylės IC laikiklį ir didelį kondensatorių.

Šį kartą neįdiegiau 1000uf kondensatoriaus, nes šviesa ketinu naudotis tik aš ir ji nebus dažnai įjungiama ir išjungiama. Tai taip pat sukuria šešėlį kubo viduje, kai šviesos diodai daro savo.

1000uf kondensatorius yra skirtas sutaupyti šviesos diodus ir mikrovaldiklį nuo srovės. Aš rekomenduoju jį įdiegti, tačiau tai yra šiek tiek neprivaloma, jei esate atsargūs, ką prijungiate. Norėdami gauti daugiau informacijos šia tema, rekomenduoju perskaityti „Adafruit NeoPixel Überguide“

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

6 žingsnis: kodas

Įkelkite kodą į „AtTiny85“.

Čia yra puikus vadovas, kaip tai padaryti!

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

Tada įdėkite „ATTiny“į PCB IC lizdą

7 žingsnis: surinkite viską kartu

PCB apačioje yra vienas rezistorius ir kojos iš IC ir kondensatoriaus šiek tiek išsikiša. Aš panaudojau „Dremel“, kad apatiniame akrilo gabalėlyje išraižyčiau keletą įdubų, kad PCB būtų plokščia.

Kol „Dremel“buvo išjungtas, aš taip pat išgręžiau mažą skylę kubo šone, maždaug 6 mm aukštyje, maitinimo kabeliui, ir prakišau ją prieš nuimdamas laidus ir skardindamas. Daug USB kabelių su duomenų linijomis, naudokite kelių metrų matuoklį, kad išsiaiškintumėte, kuris yra, jei reikia.

Naudokite nedidelį karštą klijų gabalėlį, kad laikytumėte PCB žemyn (aš supratau, kad karšti klijai yra idėja, nes jie sukuria stiprų sulaikymą, bet prireikus gali būti pašalinti) ir lituokite prie jo maitinimo laidus. Papildomam palaikymui naudojau šiek tiek karštų klijų.

Kitas žingsnis yra lituoti jutiklio laidą prie jutiklio pagalvėlės.

Prieš tvirtinant dugną prie kubo, verta atlikti keletą bandymų, kad įsitikintumėte, jog viskas veikia taip, kaip tikėtasi.

Jei viskas veikia taip, kaip tikėtasi, paskutinis žingsnis yra įklijuoti kubo apačią į vietą. Aš paprastai naudoju silikoninį sandariklį, nes jis vėl gerai laikosi, bet prireikus gali būti pašalintas.

Prijunkite ir mėgaukitės

8 žingsnis: kitos parinktys ir paskutinės mintys

Per tą laiką, kai tai vystėsi, sugalvojau keletą variantų. Vienas iš jų yra medinis pagrindas, kurio viršuje yra akrilo kubas. Kitas yra medinis rėmas su šviesos diodais gale ir ilga versija naudojant LED juostą. Šiuo metu taip pat dirbu su panašios konstrukcijos laikrodžiu.

Jie sako, kad užpakalinis žvilgsnis visada yra 2020 m., Ir yra keletas dalykų, kuriuos galėčiau padaryti kitaip, jei nuspręsiu eiti į MkIII

Pirmasis iš jų keičiasi į 0805 pasyvius. 0603 yra tinkami, tačiau yra pakankamai vietos mažesniems didesniems komponentams ir, jei reikia, juos šiek tiek lengviau perdirbti.

Aš taip pat galvojau apie papildomo šviesos diodo pridėjimą tam tikram vizualiam atsiliepimui apie jutiklio būseną. MTCH101 gali nuskęsti iki 20 mA, todėl šviesos diodas su didelės išėjimo vertės rezistoriumi nebūtų problema, tiesiogiai prijungta prie lusto 4 kaiščio.

Manau, kad prie kitų PCB žiedų taip pat pridėčiau kai kurių trinkelių, kad jas nukirpus būtų galima naudoti kitiems projektams. Taip pat kai kurios trinkelės, skirtos naudoti PCB su išorinėmis LED juostelėmis ar žiedais.

Tikiuosi, kad jums patiko šis neįveikiamas dalykas.