Llum LED Mood: 9 passos (amb imatges)

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

Fa poc em vaig trobar amb un LED Cube de Greg Davill. És una gran obra d’art. Inspirant-me en ell, fins i tot jo volia fer alguna cosa així. Però aquest estava fora de la meva lliga. Vaig decidir fer un pas a la vegada i vaig fer una versió molt més petita de LED Cube com a llum d’ànim. Pot ser un bon punt de partida per aprendre sobre el maquinari, que són principalment LEDs i microcontroladors, i el programari per controlar-los (creant animacions).

En aquest instructiu, us mostraré com he creat un cub LED mitjançant els populars LED WS2812.

Comencem

Pas 1: coses que necessitareu

LEDs WS2812 de 96x

6x PCB

1x Arduino Nano

Alimentació 1x 5V / 1A

Pas 2: el pla

El pla és fer un llum d’ànim. Volia fer-ho senzill i, per tant, vaig decidir anar amb els populars LED adreçables individualment WS2812. Els LED es connecten en cascada, cosa que significa que podeu controlar tants LEDs com vulgueu mitjançant una sola línia / cable de senyal des del microcontrolador. Això fa que el cablejat sigui molt fàcil.

Els LED només estan disponibles en format SMD. Per tant, el següent pas serà dissenyar els PCB.

El següent pas és dissenyar i imprimir en 3D una estructura per contenir els PCB en forma de cub.

Els LED es controlaran mitjançant Arduino Nano. L’últim pas serà dissenyar i imprimir en 3D un recinte per Arduino.

Pas 3: Disseny de PCB

Podeu utilitzar qualsevol programari que vulgueu per dissenyar PCB. Estic fent servir EasyEDA, ja que és adequat per a principiants com jo. He adjuntat l'esquema. Feu clic aquí per descarregar fitxers Gerber per al PCB.

El LED té 4 pins:

1. VDD - 5V
2. DOUT: senyal de sortida
3. VSS - Terra
4. DIN - Entrada de senyal

Com es va esmentar anteriorment, els LED es connecten en cascada, cosa que significa que el senyal entra del microcontrolador al primer LED del pin DIN. Des del pin DOUT, el senyal passa al pin DIN del segon LED.

Mentre dissenyava els PCB, havia pensat a soldar a mà els LED i, per tant, he conservat prou espai entre els LED perquè el soldador arribi als coixinets. Però més tard, com veureu, vaig anar amb la soldadura de reflow amb la meva configuració improvisada, ja que aquest mètode és ràpid i ordenat (i satisfactori per veure-ho) si es fa correctament.

Un cop hàgiu acabat de dissenyar el PCB, feu-lo fabricar pel fabricant que trieu. Vaig triar JLCPCB pel seu servei ràpid.

Pas 4: Muntatge dels PCB

Al principi, vaig començar a soldar manualment els LED d’un en un. El resultat no va ser bo i els LED s’estaven escalfant, cosa que no és un bon senyal. A més, és un procés que consumeix molt de temps i soldar 96 LED requerirà molt de temps.

El mètode més utilitzat per soldar components SMD es diu Reflow Soldering. En aquest mètode, s’aplica pasta de soldadura (una barreja de soldadura i flux) a les pastilles del PCB i s’hi col·loquen els components. La pasta de soldadura es fon i es torna a fondre escalfant-la al forn de reflux. Aquest és un mètode ràpid i ordenat si es fa correctament.

Si utilitzeu aquest mètode, caldria un forn de reflux. Però després vaig recordar un projecte de Moritz König en què feia servir una planxa vella i Wemos per controlar la temperatura. L’únic que tenia a mà era una planxa plana que encara s’utilitzava. La temperatura del ferro va arribar a uns 220 graus centígrads al màxim i la pasta de soldadura que vaig comprar es fon a 183 graus. Fent una ullada al perfil de temperatura de soldadura de reflux de la fitxa tècnica de LED, podem veure que la temperatura màxima (Tp) és de 240 graus durant 10 segons. Tot sembla prometedor i per això vaig provar-ho.

Vaig aplicar la pasta als coixinets amb un escuradents i vaig col·locar els components. La col·locació no és crítica ja que la soldadura estira els components al seu lloc quan es fon. Vaig col·locar el PCB a la planxa tal com es mostra a la foto i vaig engegar la planxa. Vaig apagar la planxa quan tota la soldadura s’ha fos i he retirat el PCB de la planxa.

Va funcionar una delícia!

Pas 5: Muntatge del cub

Vaig imprimir 3D una estructura per mantenir els PCB al seu lloc. Els fitxers 3D s’han adjuntat aquí. Cal imprimir 1x Skeleton i 6x Holder. Col·loqueu els suports a la part posterior del PCB amb superglue com es mostra a la imatge. Els PCB es poden col·locar a l’estructura de l’esquelet. És un ajust de fricció. Pot ser necessari un abrillantat.

Feu el cablejat tal com es mostra a la disposició. La soldadura pot ser una mica complicada aquí.

Pas 6: Muntatge de la base

Els fitxers 3D de la base s’han adjuntat aquí. La base allotjarà l’Arduino Nano. Hi haurà un total de 3 cables que aniran al cub, a saber. DIN, 5V i GND. Estic alimentant el cub mitjançant un carregador de telèfon USB. Assegureu-vos que sigui capaç de manejar almenys 1A.

El pin DIN es pot connectar a qualsevol dels pins digitals de l’Arduino. He triat D4.

Pas 7: temps de codificació

De moment, faré servir un esbós d’exemple de FastLED Library. Instal·leu la biblioteca mitjançant el gestor de biblioteques. Obriu DemoReel100 des dels esbossos d’exemple. Fitxer> Exemples> FastLED> DemoReel100

Abans de penjar el codi, feu els canvis següents:

• Definiu DATA_PIN (pin d'Arduino al qual està connectat DIN del cub) a qualsevol cosa que hàgiu triat. En el meu cas, 4 (Pin digital 4)
• Definiu LED_TYPE com a WS2812
• Definiu NUM_LEDS com a 96

I feu clic a Penja.

Pas 8: gaudiu

Enceneu la làmpada i gaudiu mirant-la.

Gràcies per mantenir-vos al final. Espero que us agradi aquest projecte i hàgiu après alguna cosa nova. Avisa’m si en fas un per tu mateix. Subscriviu-vos al meu canal de YouTube per obtenir més projectes d’aquest tipus. Gràcies una vegada més!

Pas 9: Plans de futur

• Connectar el cub a Internet (IoT) mitjançant ESP8266 i avisar-me sempre que es produeixi un "esdeveniment".
• Creació de les meves pròpies animacions.

Accèssit al concurs Make it Glow