LED svetilka za razpoloženje: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Pred kratkim sem naletel na LED kocko Grega Davilla. To je odlično umetniško delo. Ko sem ga navdihnil, sem tudi jaz želel narediti nekaj takega. Toda ta je bil izhod iz moje lige. Odločil sem se, da bom naredil korak za korakom in naredil precej manjšo različico LED kocke kot svetilke za razpoloženje. To je lahko dobro izhodišče za spoznavanje strojne opreme, ki so večinoma LED in mikrokrmilniki, ter programske opreme za njihovo upravljanje (ustvarjanje animacij).

V tem navodilu vam bom pokazal, kako sem naredil LED kocko s priljubljenimi LED diodami WS2812.

Začnimo

Korak: Stvari, ki jih boste potrebovali

96x LED WS2812

6x PCB

1x Arduino Nano

1x napajalnik 5V/1A

2. korak: Načrt

V načrtu je izdelava svetilke za razpoloženje. Želel sem, da je preprosto, zato sem se odločil za priljubljene LED z individualno naslovljivo LED WS2812. LED diode so kaskadno povezane, kar pomeni, da lahko z eno samo signalno linijo/žico iz mikrokrmilnika upravljate toliko LED diod, kot jih želite. To olajša ožičenje.

LED diode so na voljo samo v SMD formatu. Naslednji korak bo torej oblikovanje PCB -jev.

Naslednji korak je oblikovanje in 3D -tiskanje strukture, ki drži PCB -je v obliki kocke.

LED diode bodo nadzorovane z uporabo Arduino Nano. Zadnji korak bo oblikovanje in 3D tiskanje ohišja za Arduino.

3. korak: Oblikovanje tiskanih vezij

Za oblikovanje tiskanih vezij lahko uporabite katero koli programsko opremo, ki vam je všeč. Uporabljam EasyEDA, saj je primerna za novince, kot sem jaz. Priložil sem shemo. Kliknite tukaj za prenos datotek Gerber za tiskano vezje.

LED ima 4 zatiči:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Signal Out
3. VSS - Ozemljitev
4. DIN - Signal In

Kot smo že omenili, so LED diode povezane kaskadno, kar pomeni, da signal prihaja iz mikrokrmilnika v prvo LED na pin DIN. Iz vhoda DOUT signal preide na pin DIN 2. LED.

Pri načrtovanju tiskanih vezij sem razmišljal o ročnem spajkanju LED in sem med LED diodami ohranil dovolj prostora, da je spajkalnik dosegel blazinice. Toda kasneje, kot boste videli, sem se lotil reflow spajkanja s svojo improvizirano nastavitvijo, saj je ta metoda hitra in čedna (in zadovoljiva za gledanje), če je izvedena pravilno.

Ko končate z načrtovanjem tiskanega vezja, ga izdelajte pri proizvajalcu po vaši izbiri. Za JLCPCB sem se odločil zaradi hitre storitve.

4. korak: Sestavljanje tiskanih vezij

Sprva sem začel ročno spajati LED eno za drugo. Rezultat ni bil dober in LED so se pregrevale, kar ni dober znak. Prav tako je dolgotrajen proces in spajkanje 96 LED diod bo zahtevalo veliko časa.

Najpogosteje uporabljena metoda spajkanja komponent SMD se imenuje Reflow Spajkanje. Pri tej metodi se na blazinice na tiskanem vezju nanese spajkalna pasta (mešanica spajkanja in fluksa), nanjo pa se položijo komponente. Spajkalna pasta se nato stopi ali „preplavi“tako, da jo segreje v pečici za ponovno polnjenje. To je hitra in čista metoda, če je izvedena pravilno.

Uporaba te metode pomeni, da bi potreboval pečico za pretakanje. Potem pa sem se spomnil projekta Moritza Königa, v katerem je uporabil staro ravno železo in Wemos za nadzor temperature. Edino, kar sem imel pri roki, je ravno železo, ki se je še uporabljalo. Temperatura železa je pri najvišji nastavitvi dosegla približno 220 stopinj Celzija in spajkalna pasta, ki sem jo kupil, se topi pri 183 stopinjah. Če pogledamo profil temperature spajkanja pri reflowu iz podatkovnega lista LED, lahko vidimo, da je največja temperatura (Tp) 240 stopinj za 10 sekund. Vse izgleda obetavno, zato sem poskusil.

Pasto sem z zobotrebcem nanesla na blazinice in položila komponente. Namestitev ni kritična, saj spajka vleče komponente, ko se stopi. PCB sem postavil na likalnik, kot je prikazano na fotografiji, in vklopil likalnik. Likalnik sem izklopil, ko se je vsa spajka stopila, in iz likalnika odstranil tiskano vezje.

Uspelo je!

5. korak: Sestavljanje kocke

3D -tiskal sem strukturo, ki drži PCB na mestu. 3D datoteke so priložene tukaj. Natisniti morate 1 okostje in držalo 6x. Nosilce pritrdite na zadnji strani tiskanega vezja s pomočjo superlepila, kot je prikazano na sliki. PCB se nato lahko pritrdijo na okostje. Gre za trenje. Morda bo potrebno brušenje.

Ožičenje izvedite, kot je prikazano v postavitvi. Spajkanje je tukaj lahko nekoliko zapleteno.

6. korak: Sestavljanje osnove

Tukaj so priložene 3D datoteke za osnovo. V bazi bo Arduino Nano. Na kocko bodo šle skupaj 3 žice, in sicer. DIN, 5V in GND. Napajam kocko prek polnilnika za telefon USB. Prepričajte se, da zmore vsaj 1A.

DIN pin lahko priključite na kateri koli digitalni zatič na Arduinu. Izbral sem D4.

7. korak: Čas za kodiranje

Za zdaj bom uporabil primer skice iz knjižnice FastLED. Knjižnico namestite z upraviteljem knjižnic. Odprite DemoReel100 iz vzorčnih skic. Datoteka> Primeri> FastLED> DemoReel100

Preden naložite kodo, naredite naslednje:

• Določite DATA_PIN (pin na Arduinu, na katerega je priključen DIN kocke) za vse, kar ste izbrali. V mojem primeru 4 (digitalni pin 4)
• Določite LED_TYPE kot WS2812
• Določite NUM_LEDS kot 96

In pritisnite Naloži!

8. korak: Uživajte

Vklopite svetilko in uživajte v njej!

Hvala, ker ste vztrajali do konca. Upam, da vam je vsem všeč ta projekt in ste se danes naučili kaj novega. Sporočite mi, če ga naredite sami. Naročite se na moj YouTube kanal za več takih projektov. Še enkrat hvala!

9. korak: prihodnji načrti

• Povezovanje kocke z internetom (IoT) z uporabo ESP8266 in obveščanje o vsakem dogodku.
• Ustvarjanje lastnih animacij.

Podprvak na tekmovanju Make it Glow