LED kockasta svetilka: 8 korakov (s slikami)

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

Ta svetilka je stranski produkt projekta ure 172 slikovnih pik, ki sem ga ustvaril. Nastalo je, ko sem testiral niz LED, moj partner jih je videl in všeč jim je, kako izgledajo. Končal sem uro in nato začel s tem projektom. To je bil precej počasen projekt, vmes so se zgodile še druge stvari, ki so mu omogočile razvoj skozi čas.

Prvotni koncept je bil dolg nekaj več kot meter, za upravljanje pa je uporabil 3 gumbe in potenciometer. To se je razvilo v manjši, a podoben dizajn, ki je uporabljal en sam rotacijski dajalnik. Nato je prišla praznična sezona in sposodil sem si nekaj konceptov upravljanja za praznične luči z nadzorom ATTiny 85. Sčasoma imamo to; Simpatična 50 -milimetrska kocka z upravljalnikom, občutljivim na en dotik.

Zlahka bi bilo preprosto kupiti poceni LED krmilnik pri eBayu, ga spraviti v škatlo in poklicati. Vendar sem hotel nekaj, kar ne bi zahtevalo nastavitve ali seznanjanja in bi mi omogočilo, da se odločim, kako se bodo LED diode obnašale. Seveda ne morem spremeniti svetlobe iz udobja kavča, vendar me ne moti. Kljub temu menim, da bi lahko naslednja evolucija zamenjala ATTiny 85 za nekaj takega, kot je ESP8266, da bom lahko izkoristil brezžični krmilnik, obdržal pa bom tudi nekaj ročnega upravljanja.

Zame je bilo zelo pomembno, da je svetloba aktivna, vendar ne moti, zato v belem načinu počasi pride na pogled malo barve na naključni točki svetilke, nato pa enako počasi spet izgine. Pomembno je bilo, da vam to ne bi padlo v oči, a vsakič, ko pogledate v svetilko, bi bilo le malo drugače.

Zaloge

Kocka je narejena iz 3 -milimetrskega opalnega akrilnega lista. Varal sem in naročil, da sem ga vnaprej razrezal na kvadrate, ki so prave velikosti za tisto, kar sem želel, naročilu sem dodal nekaj več, če sem naredil napako (naredil sem) Prvih nekaj, ki sem jih naredil, sem uporabil tensol 12, da sem jih povezal. Deluje zelo dobro, vendar ni prijetna za uporabo, eno sem naredil z gorilskim epoksidom. Vez ni tako močna kot tinsol 12, vendar bi morala biti dovolj močna brez res neprijetnih hlapov.

LED diode so SK6812, možnost RGBWW (toplo bela).

Mikro krmilnik je ATTiny 85

Krmilnik na dotik je MTCH101

Obstaja nekaj pasivnih komponent:

• 13X 0603 0,1uf kondenzatorji
• 2X 4.7k 0603 upori
• 2X 10k 0603 upori
• 1X 470 ohm 0603 upor
• 1X 1000uf kondenzator

Čeprav bi bilo na ProtoBoardu to mogoče narediti, je izdelava PCB -jev poceni in nekaj, na kar sem se rad naslonil.

Stari usb kabel za rezanje za napajalni kabel

Vroče lepilo se uporablja za zadrževanje tiskanega vezja v končnem izdelku, nekaj silikonskega tesnila pa vam omogoča, da nalepite dno kocke. Oba vroča lepila sta silikonska, dobro se lepita akril, vendar nista zelo dobra. Tako nastane vez, ki je dovolj močna, da vse drži na mestu, a tako močna, da je kasneje ni mogoče raztrgati, če je potrebno.

200 mm 0,31 mm emajlirane bakrene žice. (tukaj lahko uporabite skoraj vsako žico, če ni tako velika, da ustvari senco znotraj kocke)

Mikro krmilnik

To sem že povedal in slabo ponovil. Zelo mi je všeč ATTiny 85 Micro Controller. So poceni, enostavni za uporabo, enostavni za programiranje in se zdijo skoraj neuničljivi.

Seveda sem eno uporabil za ta projekt. Koda, ki jo izvaja, je precej osnovna. Prekinitev je povezana s senzorjem na dotik. Ko povlečete zatič, ISR doda 1 števcu. Glavna zanka nato vodi pod zanko, ki ustreza številki števca. Na ta način lahko dodate ali odstranite animacije z le nekaj vrsticami kode.

Ta koda deluje na ATTiny85 že približno 8 mesecev brez težav.

Korak: Orodja in potrošni material

Vse komponente je mogoče spajkati ročno, vendar so SK2612 precej občutljivi. Kar nekaj sem jih pobil, preden sem v Lidlu našel mini pečico, ki sem jo predelal v pečico za ponovno polnjenje.

Za rezanje vseh robov akrila sem uporabil usmerjevalnik in 45 -stopinjski nastavek za posnetek. To bi lahko preskočili in imeli kvadratne spoje na kocki ali pa nekaj 3D natisnili.

Druga uporabljena orodja vključujejo:

• Pištola za vroče lepilo
• Spajkalnik
• Nož majhne oblike
• Lepilni trak
• Nekaj osnovnega ročnega orodja. drobci in drobci.
• Arduino Uno ali podobno, poleg tega pa tudi žice za mizo in skakalce za nalaganje kode v ATTiny85
• Hack Saw
• Spajkalna pasta
• Spajkanje

• Multi meter

2. korak: Rezanje akrila

Bilo je težko najti zanesljivo metodo za rezanje kota 45 stopinj na robove akrila. Mislim, da bi bila postavitev namizne žage s pravilnim kotom veliko lažja, a na žalost imam samo usmerjevalnik, zato sem tukaj naredil.

Za izdelavo šablone sem uporabil kos odpadnega lesa z ravnim robom, pritrjenim na delovno mizo. Ravni rob je zelo pomemben, saj se bo ležaj skosilnega kosa valjal vzdolž njega. Potem gre za lepljenje ostankov akrilne pločevine na kos, na katerega sem želel razrezati kot, da ga zadržim in ustvarim pravilno višino dna usmerjevalnika.

Ko sem to naredil, sem imel vročo pištolo za lepilo in vročo, zato sem se odločil, da z vročim lepilom pritrdim nosilne dele. Običajno bi uporabil dvostranski lepilni trak. Obe možnosti dobro delujeta.

Potem je malo poskusov in napak, da usmerjevalnik nastavite na točno pravo višino, previsoko in bo pustil kvadratni rob na akrilu, prenizek in bo vzel preveč

Z malo maskirnega traku se prepričajte, da se nič ne more premakniti, pustite, da se usmerjevalnik vrti do hitrosti in gladko vodi usmerjevalnik vzdolž roba akrila, zavrtite kos in ponavljajte, dokler ne izrežete vseh 6 z robom 45 stopinj na vseh 4 robovi (5 kosov in 3 robovi, če želite kocko vstaviti v nekaj)

3. korak: Izdelava kocke

Ko se celoten akril razreže, se kocka oblikuje naravnost, vendar odmerek zahteva malo pozornosti do detajlov.

Najprej vzemite dolžino maskirnega traku z 2 kosoma na koncih, da ga držite naravnost in tesno. Postavite ga nekaj milimetrov stran in vzporedno z ravnim robom z lepljivo stranjo navzgor. Trak bo držal vse skupaj, dokler se epoksid ne strdi, zato sem prekrila dva kosa, da zagotovim lep enakomeren pritisk. Kot siv rob sem uporabil silikonski mat, vendar bi ravnilo delovalo enako dobro ali morda bolje.

Nato odstranite zaščitno folijo iz akrila in enega od kvadratov položite proti enemu koncu traku, pri tem pazite, da bo lepo pritrjen na ravni rob in kot 45 stopinj nagnjen navzdol. Nato postavite drugega kvadrata poleg prvega, pri tem pazite, da se robovi le dotikajo, vrh pa je tesno pritrjen na ravni rob. Ponovite za tretji in četrti kvadrat.

Ko ste veseli, da vsi lepo sedijo, vse obrnite in obrežite trak na enem koncu, tako da ne bo šel mimo konca akrila. Zdaj bi morali vse skupaj zložiti in oblikovati lepo škatlo. Za končni zaključek je pomembno, da je vrh škatle čim bližje popolnosti, rahlo odstopanje na dnu je mogoče brusiti in pozneje skriti.

Če ste veseli, da je vse v redu, potem je čas, da to popravite. Odprite kocko in jo položite, pripravljeno za izbiro lepila. V preteklosti sem uporabljal zdravilo Tinsol 12. Zasnovan je tako, da veže akril in odmerek zelo dobro opravi, vendar je z njim neprijeten za delo in zahteva uporabo v hladilniku. Priporočam tudi uporabo zunaj na svež dan in lepljene dele pustite zunaj ali v lopi vsaj 24 ur.

Kristalno čist dvodelni epoksid deluje v redu, delo je veliko lepše in odpušča. Za delo morate še vedno uporabljati dobro prezračen prostor, vendar pri odprtem oknu nisem opazil hlapov. Njegova vez ni tako močna kot Tinsol12, vendar bi morala biti, razen če nameravate razbiti svojo kocko, dovolj močna.

Na stari CD sem zmešal malo gorile epoksidne smole in z akcijskim koncem bambusovega oklopnika nanesel fino plast vzdolž enega od robov vseh kvadratov, kjer se bodo srečali. Izogibajte se uporabi preveč, ker se bo izločilo.

Žal mi je, da nisem dobil nobenih fotografij te faze, saj se je precej hitro nastavila.

Ko je lepilo na svojem mestu, zložite kvadrate navzgor, da ponovno oblikujete škatlo, in z visečim kosom maskirnega traku vse skupaj držite.

Po približno 5 minutah, če se počutite dovolj močno, da odstranite trak. Najraje čim prej odstranim trak, če se iz njega izlije nekaj epoksida. Ko je popolnoma zlepljen, je veliko težje dobiti trak.

4. korak: Senzor na dotik

Različica kocke Mk1 je uporabljala senzor vibracij. To je dobro delovalo, vendar ni bilo idealno, saj bi ga bilo lahko težko aktivirati samo enkrat, še posebej, če sem ga pobral, da sem spremenil način, in ga nato spet postavil malo prehitro. Zasnova v resnici ne dopušča, da bi bil gumb nameščen kjer koli, zato je bila edina logična uporaba upravljanja na dotik.

MTCH101 se je zdel popoln čip za to delo.

Ker je kapacitivni senzor, ni potrebe po neposrednem stiku z ničemer, zato sem vzel, kar bo postalo pokrov kocke, odstranil zaščitno plast od znotraj, nato pa po notranji strani položil 0,31 mm emajlirano bakreno žico lepilni trak, preden zmešate malo gorilnega epoksida, da ga držite trajno. Poskrbite, da pustite dovolj repa, da se spustite na tiskano vezje.

Izhodni zatič za zaznavanje MTCH101 je Active-Low, zato bi taktilno stikalo med 5V in dodatno blazinico delovalo tudi v bližini zatiča 7 za spreminjanje načina kocke

Ko se epoksid strdi, lahko vrh kocke pritrdimo na telo z malo več epoksida.

5. korak: PCB in spajkanje

Vedno sem si predstavljal, da so PCB -ji nekaj, kar je rezervirano za tiste, ki dobro razumejo elektroniko, ki se prenaša že vrsto let. Izkazalo se je, da je oblikovanje lastnih desk in njihovo profesionalno izdelavo pravzaprav preprosto in poceni.

Ne bom se poglabljal v postopek, saj zahteva precej podrobnosti, ki so jih drugi opravili veliko bolje, kot sem lahko jaz. Toda osnovni koraki so:

Zgradite vezje na plošči za kruh, da ga preizkusite. Postavite vse komponente na shemo Pretvorite shemo v tiskano vezje, postavite vse komponente, kot želite, in ustvarite povezave. Oddajte naročilo

Najtežji del postopka je čakanje, da pridejo vaše deske.

Uporabil sem JLCPCB. Skupni stroški za 10 plošč so bili nekaj manj kot 10 funtov in prispeli so nekaj več kot teden dni. S kakovostjo nimam kaj primerjati, vendar se mi zdijo zelo lepi.

Želel sem imeti možnost, da naredim večjo različico kocke, zato sem na tiskano vezje dodal nekaj dodatnih obročev LED blazinic. LED diode lahko spajkam na katerega koli od treh obročev ali pa jih odrežem za manjše modele. JLCPCB zaračuna enako ceno za plošče katere koli velikosti do 100 mm x 100 mm.

Spajkanje

Spajkanje vseh komponent je možno. Kondenzatorji in upori 0603 so majhni, vendar odporni, zato jih je z malo vaje mogoče enostavno narediti. Enako za čip MTCH101. Težava, ki sem jo imel, so bile svetleče diode SK2812, ki so dovolj velike, da jih ročno spajkamo, vendar so se mi zdele malo preveč občutljive na toploto. Predvidevam, da sem ubil vsaj 10, preden sem se odločil vlagati v nekaj, kar je namenjeno delom SMD.

Nisem bil prepričan o najboljši poti naprej, potem sem se odločil, ko sem v Lidlu našel mini pečico za prodajo. Čeprav ni popolna pečica za preoblikovanje, je dovolj dobra za moje potrebe in z nekaj spremembami za natančnejši nadzor temperature ne ubije LED.

Ponovno je postopek spreminjanja opekača za kruh ali mini pečice v pečico za ponovno polnjenje nekoliko izven obsega te nepremagljive, vendar obstaja veliko informacij, če želite narediti kaj podobnega.

Za preoblikovanje tiskane plošče so potrebne naslednje strmine:

Na hitro očistite tiskano vezje z alkoholom, da odstranite maščobo, ki bi lahko preprečila, da bi se spajkanje pravilno prijelo. Spajkalno pasto nanesite na blazinice na tiskanem vezju in nato nanesite komponente. Ploščo postavite v pečico in jo ponovno postavite.

Ko se plošča ohladi, jo lahko ročno spajkate v držalo IC in veliko kondenzator.

Kondenzatorja 1000uf tokrat nisem namestil, ker bom svetlobo uporabljal samo jaz in se ne bo pogosto prižgal in izklopil. Prav tako ustvari senco v notranjosti kocke, ko LED diode naredijo svoje.

1000uf kondenzator je namenjen zaščiti LED in mikro krmilnika pred vpadom toka. Priporočam, da ga namestite, vendar je nekoliko neobvezen, če ste previdni, v kaj ga priključite. Za več informacij o tej temi priporočam branje Adafruit NeoPixel Überguide

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

6. korak: Koda

Naložite kodo v AtTiny85.

Tukaj je odličen vodnik, kako to narediti!

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

Nato vstavite ATTiny v IC vtičnico na tiskanem vezju

7. korak: Vse skupaj

Na dnu tiskanega vezja je en sam upor, noge iz IC in kondenzator pa malo štrlijo. Uporabil sem Dremel, da sem v spodnji del akrila izrezal nekaj vdolbin, tako da je lahko tiskana vezja ravna.

Medtem ko je bil Dremel zunaj, sem izvrtal tudi majhno luknjo na strani kocke v sredini približno 6 mm navzgor za napajalni kabel in jo potisnil skozi, preden sem odstranil žice in pokosilil. Veliko USB kablov z podatkovnimi linijami, uporabite multimeter, da ugotovite, kaj je to, če je potrebno.

Uporabite majhno kapljico vročega lepila, da držite tiskano vezje navzdol (meni se je zdelo vroče lepilo, saj ustvarja močno oprijem, vendar ga je mogoče odstraniti, če je potrebno) in nanj spajkajte napajalne žice. Za dodatno podporo sem uporabil malo vročega lepila.

Naslednji korak je spajkanje senzorske žice na senzorsko blazinico.

Preden pritrdite dno na kocko, je dobro narediti nekaj preizkusov, da se prepričate, ali vse deluje po pričakovanjih.

Če vse deluje po pričakovanjih, je zadnji korak pritrditi dno kocke na svoje mesto. Za to običajno uporabljam silikonsko tesnilno maso, saj se spet dobro drži, vendar jo lahko po potrebi odstranim.

Priključite in uživajte

8. korak: Druge možnosti in zaključne misli

V času, ko se je to razvijalo, sem prišel do nekaj različic. Eden od njih je lesena podlaga z akrilno kocko na vrhu. Drugi je leseni okvir z LED diodami na zadnji strani in tudi dolga različica z LED trakom. Trenutno delam tudi na uri s podobno zasnovo.

Pravijo, da je zadnji pogled vedno 2020 in nekaj bi lahko naredil drugače, če bi se odločil za MkIII

Prva se spreminja v 0805 pasivnih. 0603 so v redu, vendar je dovolj prostora za manjše večje komponente in jih je po potrebi nekoliko lažje predelati.

Razmišljal sem tudi o dodajanju dodatne LED za vizualne povratne informacije o stanju senzorja. MTCH101 je sposoben potopiti do 20 mA, zato LED z uporom visoke vrednosti ne bi bil problem, povezan neposredno z nožico 4 čipa.

Mislim, da bi drugim obročem tiskanega vezja dodal še nekaj blazinic, da bi jih lahko uporabili za druge projekte, če jih odrežemo. In tudi nekaj blazinic za uporabo tiskanega vezja z zunanjimi LED trakovi ali obroči.

Upam, da ste uživali v tem nepremagljivem.