Cub de l'infinit "fàcil": 14 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Els cubs infinits i els icosaedres són coses que sempre m’han cridat l’atenció. Tanmateix, sempre van semblar bastant difícils de fer, a causa del marc relativament complex. Aquest cub infinit, però, té un marc que s’imprimeix d’una sola peça. Fent que la construcció sigui molt més forta i fàcil que la majoria dels altres projectes. Es tria la mida del cub, de manera que només es necessita 1 M de tira LED per a tot el cub, mantenint el cost baix. Estic molt content de com ha resultat aquest projecte i espero que també us agradi!

Pas 1: materials / eines

Materials:

• 1 metre ws2812b 144LED / m IP30 8,69 dòlars
• microcontrolador (Arduino) 2,58 dòlars
• 6 quadrats de plexiglàs (91 * 91 * 3 mm)
• film de mirall 2,19 $ (El producte ha arribat de mala qualitat, no puc recomanar que el feu a Ali)
• filferro (per connectar peces de tires LED) 1,61 $
• Marc imprès en 3D
• aigua amb sabó (fins i tot és un material?)
• Alimentació de 5V 4,86 $ (10 A si voleu que tots els LED siguin blancs, però 5A hauria d’estar bé en la majoria dels casos)

Eines:

• Soldador
• segona cola
• cola calenta (opcional)
• peladors de filferro
• alicates petites (per ajudar a soldar en cantonades estretes)
• Impressora 3D (o algú que vulgui ajudar-vos a imprimir el marc)

Pas 2: el marc

Aquesta és la part més important d’aquest projecte. La peça s'imprimeix en una de les seves cantonades, de manera que hi ha menys diferència en les línies de capa i perquè "teòricament" no cal suport quan s'imprimeix en aquesta orientació. Tanmateix, després de fallar aquesta impressió, vaig decidir afegir suports de totes maneres. Els suports realment es dibuixen al model perquè un tallador no els pot generar eficientment per a un model com aquest ("v3 v11.stl" té suports, v3 v12.stl "no té suports).

A causa de l'orientació, es necessita un espai de 180 * 160 * 180 per imprimir un cub de 114 * 114 * 114. Vaig trigar 10 hores a imprimir i es necessiten aproximadament 65 g de filament per al model.

Pas 3: cablejat LED

És important entendre com cal soldar els cables abans de soldar-los, ja que no hi ha molt espai per treballar. El dibuix anterior (que representa el cub) us ha de donar una idea de com es solda tot.

5 cables passen pel forat al cub. Dos parells de 5V i GND, un per alimentar l'inici de la tira LED (a la capa inferior) i un per alimentar l'extrem (a la capa superior). Això no només alimenta la tira en dos extrems, sinó que és necessari per eliminar la necessitat de juntes de soldadura més complexes. L'altre cable que entra és la línia de dades, que és la línia que envia dades a tots els LED per especificar-ne el color.

Si seguiu la línia verda podeu veure l'ordre en què les seccions de tires de 12 LED estan connectades entre elles (estan numerades per ordre a la imatge). A les parts on la línia verda corre al costat d'un tros de tira LED, significa que s'està executant per sota de la tira (el marc té espai per a aquests cables).

A l'esbós, podeu veure que hi ha tres parts, la casella central, la casella exterior i les 4 peces centrals que hi ha entre les dues caselles. Les 4 peces centrals obtenen el seu 5V des del quadrat exterior i el seu GND des del quadrat central.

Tingueu en compte que els cables que alimenten el quadrat exterior entren a la capa inferior i passen pel marc (darrere d’una part de la tira LED) fins a la capa superior.

Pas 4: soldar pas 1

Vaig a dividir aquesta secció en sub-passos per explicar-ho tot millor. He numerat les parts de la tira LED a la imatge superior per explicar-ho tot millor.

Així he fet això, si teniu una manera millor, feu servir la vostra.

Assegureu-vos de prestar atenció a la direcció de les peces de la tira LED. Si col·loqueu una peça de manera incorrecta us pot causar molts problemes

Pas 1: ja que necessitem seccions de 12 LEDs, hauríeu de començar tallant la tira de LED en 12 peces de 12 LED cadascun. A continuació, connecteu 3 cables a la part 1 i assegureu-vos de connectar-los al costat Din. Afegiu 2 cables més per connectar-los al V5 i al GND de la part 12 al costat Dout, els cables d’aquest costat han de ser com a mínim 12 cm més llargs, ja que han de passar pel marc, no cal soldar els cables a part 12 encara. Feu passar els cinc cables que connecten aquestes peces pel forat. A continuació, traieu la tapa de la cinta adhesiva i enganxeu la part 1 al marc, no us preocupeu, la cinta no s’enganxa molt bé, més endavant s’adheriran les peces amb cola.

Pas 5: soldar pas 2

Assegureu-vos de prestar atenció a la direcció de les peces de la tira LED. Si col·loqueu una peça de manera incorrecta us pot causar molts problemes

Pas 2: ara s’afegiran les parts 2-3, es pot repetir el mateix procés per a 4, 5 i 6, 7. En primer lloc, cal soldar un fil a la Din de la part 3, aquest fil ha de ser de 15 cm o més llarg i és el que va al Dout de la part 2 (línia blava a la imatge). Aquest cable es reduirà més endavant. Després de soldar el filferro, traieu la tapa de cinta adhesiva d’aquesta part i col·loqueu-la cap avall.

A continuació, connecteu l'opció Dout part 1 amb el Din de la part 2, per fer-ho, és possible que hàgiu de treure la part 1 una mica del marc. ha de ser un fil molt curt amb un tros d’aïllament al centre. Traieu la cinta de la part 2 i col·loqueu-la a la seva posició, assegureu-vos que el fil blau quedi enrere.

Ara retalleu el cable connectat al Din de la part 3 i soldeu-lo al Dout de la part 2. Per soldar-ho, és molt probable que hagueu de tornar a treure la part 2 del marc per obtenir una mica d’espai. Aquesta és una cantonada molt estreta i el cable que hi ha a sota de la part 2 haurà de fer un gir pronunciat de 180 graus per connectar-se al Dout de la part 2 (es pot veure a la imatge 4).

Ara connecteu el V5 de la part 1 i la part 3, és possible que sigui necessari un cable curt per fer-ho.

Finalment, agafeu un petit tros de filferro per connectar el GND de les parts 1, 2 i 3 entre si. Si hi ha un coixinet de 5V de la part 2, podeu tallar la cantonada d’aquesta part en diagonal per eliminar el coixinet de soldadura.

Comproveu si hi ha pantalons curts si penseu que us heu equivocat.

Ara repeteix les parts 4, 5 i 6, 7:)

Pas 6: soldar pas 3

Assegureu-vos de prestar atenció a la direcció de les peces de la tira LED. Si col·loqueu una peça de manera incorrecta us pot causar molts problemes

pas 3: ara mateix, s'hauria de col·locar les parts 1 a 7, assegureu-vos de comprovar-ho tot perquè no podeu provar-lo fàcilment perquè les parts 2, 4 i 6 encara no tenen 5V. Connecteu els cables de 5 V i GND que travessen el forat a la part 12. Traieu la tapa de cinta adhesiva de la part 12 i col·loqueu-la cap avall. assegureu-vos que els cables passin bé per la canaleta al lloc de la part 8 (que encara no està col·locada). Podeu estirar els cables una mica més pel forat perquè encaixin millor. A continuació, connecteu el Din de la part 8 al Dout de la part 7, igual que al pas anterior. a continuació, connecteu el GND de la part 7 amb la part 8.

(A la imatge superior encara no he afegit la part 12, l'he afegida però no en tinc cap.)

Pas 7: soldar pas 4

Assegureu-vos de prestar atenció a la direcció de les peces de la tira LED. Si col·loqueu una peça de manera incorrecta us pot causar molts problemes

Pas 4: gairebé heu acabat, només cal posar les parts 9, 10 i 11 cap avall. Soldar-los hauria de ser senzill, només cal assegurar-se de soldar el Dout d’una peça amb el Din de la següent primera, ja que és difícil accedir-hi després. No oblideu connectar els 5V d’aquesta capa amb els 5V de les parts 2, 4, 6 i 8.

Per provar si tots els LED funcionen, he utilitzat el següent codi. Passarà per tots els LEDs un per un. Si alguna cosa no funciona, podeu utilitzar un multímetre per esbrinar què no passa.

#include #define LED_PIN 7 #define NUM_LEDS 144 leds CRGB [NUM_LEDS]; int comptador; void setup () {FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); comptador = 0; } void loop () {comptador = (comptador + 1)% 144; leds [comptador] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); retard (20); leds [comptador] = CRGB (0, 0, 0); }

Com que només s’alimenta un LED alhora, aquest codi es pot alimentar a través de l’Arduino. Això significa que la font d'alimentació externa no és necessària per executar aquest codi, només cal connectar els 5V i GND de la tira a l'Arduino.

Pas 8: Enganxar els LED al marc

Com s’ha esmentat anteriorment, la cinta adhesiva de la tira no s’adhereix bé al PLA. És per això que vaig aixecar una mica totes les peces de la tira LED i vaig posar una segona cola a sota i les vaig prémer cap avall.

Aneu amb compte de no vessar aquesta cola. A més d’enganxar les mans, deixarà taques al marc

Pas 9: tallar quadrats acrílics (si no els heu tallat)

En lloc de tallar l’acrílic en quadrats de 91 mm, vaig utilitzar una regla i un ganivet per fer línies a l’acrílic en els punts on volia trencar-lo. Després de fer una línia a l’acrílic amb el ganivet, vaig col·locar la línia a la vora d’una taula per trencar la peça a la línia. Això no és molt precís i pot provocar vores una mica desiguals, però hi ha espai per a uns quants mm d'error, de manera que no importa tant.

(Ja he aplicat la pel·lícula a dos quadrats de la imatge)

Pas 10: Aplicació de la pel·lícula de mirall

Aquí hi ha un enllaç a algú que explica com fer-ho, per resumir-ho:

1. Netejar l’acrílic, eliminar les fibres o la pols
2. Apliqueu aigua amb sabó a l’acrílic
3. traieu el plàstic de la pel·lícula
4. col·loqueu la pel·lícula sobre l’acrílic
5. traieu les bombolles i el sabó del centre amb una targeta de plàstic
6. retallar vores

Assegureu-vos d’eliminar totes les partícules abans d’aplicar la pel·lícula, cosa que fa una diferència significativa en el seu aspecte

Pas 11: col·locació de miralls al marc

Abans de col·locar cap mirall al marc, assegureu-vos que el costat del mirall estigui ben net, ja que aquest costat es col·locarà cap a l'interior i no es podrà netejar després.

Vaig col·locar els miralls en parelles oposades només per comprovar que caminaven perfectament de la mateixa manera. Això és realment molt fàcil d’aconseguir ja que el marc s’hauria de fer càrrec de l’alineació. He fixat els miralls amb una segona cola al marc (la cola calenta pot ser millor per a això, no taca el PLA). El costat del mirall cap a l'interior perquè aquest és el costat més fràgil i d'aquesta manera la llum no ha de viatjar a través d'una capa d'acrílic abans de tornar a reflectir-se.

Pas 12: electrònica

Vaig començar amb la neteja dels cables que sortien del cub, això fa que tot sembli una mica més net al meu parer. Com que aquest projecte és només un Arduino amb una tira LED, tot és bastant senzill. 5V de la font d'alimentació haurien de connectar-se als 5V del cub i als 5V de l'Arduino. El GND de la font d'alimentació ha d'estar connectat al GND del cub i al GND de l'Arduino. Assegureu-vos d’encertar la polaritat, comproveu-ho amb un multímetre si cal abans d’engegar-lo, si no, podríeu fregir el vostre Arduino. Per evitar-ho, també podeu alimentar l'Arduino mitjançant el connector d'alimentació, però necessitareu un connector addicional per fer-ho. Ara l’únic que queda per fer és connectar el Din del cub a un pin de l’Arduino, he acabat fent servir el pin 5, però això realment no importa. Simple, oi ?!

nota: la tercera imatge és només un esquema que he trobat en línia, la resistència que hi ha no és necessària. Tanmateix, podeu decidir incloure-la,

Pas 13: Codi:)

El codi que he fet servir fins ara era bastant senzill, acabo d’agafar una mica de codi de la biblioteca d’exemples de LED ràpida i he canviat uns quants números per executar-los en aquest cub (el codi original que he utilitzat es pot trobar aquí). Abans de connectar l'Arduino al vostre PC mitjançant el port USB, assegureu-vos de desconnectar la connexió de 5 V entre la font d'alimentació i l'Arduino.

Vaig acabar escrivint un codi amb diverses animacions, algunes d’elles es poden veure al vídeo anterior:

No copieu la pasta d'això, no funcionarà a causa de la forma en què es pot enganxar el codi

#include #define LED_PIN 5 #define NUM_LEDS 144 leds CRGB [NUM_LEDS];

configuració nul·la () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // omple tot FastLED.show negre (); } void loop () {onesnake (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // arc de Sant Martí (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); centelleigs (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (int duration) {unsigned long startTime; startTime = millis (); ubicació int = 1; int nextpath = 1; int coins [8] [3] = {{-7, 8, 1}, {-1, 2, 3}, {-3, 4, 5}, {-5, 6, 7}, {-8, -12, 9}, {-2, -9, 10}, {-4, -10, 11}, {-6, -11, 12}}; int ledsInSnake [48]; int color = 0; for (int i = 0; imillis ()) {if (location> 0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (ubicació-1) * 12 + i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (color / 10, 255, 255); FastLED.show (); retard (20); }} if (ubicació <0) {per a (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (ubicació + 1) * - 12 + 11-i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (color / 10, 255, 255); FastLED.show (); retard (20); }} nextpath = random (0, 2); for (int i = 0; i <8; i ++) {// diferenciar 8 if (cantonades [0] == - ubicació || cantonades [1] == - ubicació || cantonades [2] == - ubicació) {if (cantonades [següent camí]! = - ubicació) {ubicació = cantonades [següent camí]; } else {location = corner [nextpath + 1]; } trencar; }}

FastLED.show ();

retard (20); }} void fadeFromCenter (durada int) {temps sense inici llarg; startTime = millis (); int comptador = 0; while (startTime + duration> millis ()) {comptador = (comptador + 1)% 255; for (int i = 0; i <12; i ++) {for (int j = 0; jmillis ()) {comptador = (comptador + 1)% 255; per a (int i = 0; i

arc de Sant Martí buit (durada int) {

temps d'inici llarg sense signar; startTime = millis (); int comptador = 0; while (startTime + duration> millis ()) {comptador = (comptador + 1)% 255; for (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i * 5 + comptador)% 255, 255, 255); } FastLED.show (); retard (20); }} void sparkles (int duration) {sense signar llarg startTime; startTime = millis (); int DURADA = 40; int parpellejar [DURADA]; int color = 0; per a (int i = 0; imillis ()) {color = (color + 5)% 2550; leds [parpellejar [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int i = 0; i <DURADA; i ++) {if (i! = 0) {leds [parpellejar = CHSV (color / 10, 255, (i * 255) / DURADA); parpellejar [i-1] = parpellejar ; }} parpellejar [LONGITUD-1] = aleatori (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); retard (50); }}

Pas 14: gaudiu del vostre impressionant cub Infinity

Espero que us hagi agradat aquest instructiu. Si és així, si us plau voteu-me al concurs i doneu-me algun comentari, m'agradaria conèixer les vostres idees per a projectes o millores en aquesta versió. Gràcies per llegir!

Accèssit al concurs Make it Glow