Cub LED simple Arduino RGB (3x3x3): 18 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

He estat estudiant els cubs LED i he notat que la majoria eren complicats o costosos. Després de mirar molts cubs diferents, finalment vaig decidir que el meu cub LED hauria de ser:

• fàcil i senzill de construir
• assequible
• molt elegant i extravagant

Després d’haver construït diversos cubs LED Arduino, puc dir amb alegria que he creat un cub extraordinari d’aspecte genial que s’adapta als meus objectius.

Ara en aquest instructiu, us mostraré com construir el vostre propi cub LED RGB.

Temps requerit:

sobre un cap de setmana

Cost:

20-50 $ segons on compreu.

Pas 1: equips i materials

Eines:

• Soldador
• Alicates de tall (per tallar el filferro)
• Alicates de nas d'agulla (per doblegar els LEDs i el cable)
• Impressora 3D (OPCIONAL)
• Mans ajudants (no és necessari, però definitivament aconsellable)

Parts:

• 27 LEDs ws2812b

  • Amazon (50 unitats)
  • Aliexpress (50 unitats)

• Resistència de 1 x 150 Ohm

  • Amazon (200 unitats)
  • Aliexpress (100 unitats)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 unitats)
  • Aliexpress

• un rotllo de filferro de coure platejat

  ~ 2 $ a la vostra botiga d'artesania local

• Cola

• prototipatge de taulers / fulls de plàstic

  • Amazon
  • Aliexpress

El cost total d'aquest cub de 3x3x3 és d'aproximadament 18 $ si compreu de tot amb Aliexpress.

Programari:

• ID Arduino (gratuït)
• CUDA (o el vostre propi tallador per a la impressora 3D)

Pas 2: Preparació per soldar

Primer hem de crear una plantilla, de manera que serà més fàcil soldar els LED junts. Vaig fer servir una placa de prototipatge per a aquesta placa i vaig marcar dos forats per als pins centrals del LED, que són per a la font d'alimentació (tal com es veu al gràfic).

Quan vaig construir una versió 5x5x5 d’aquest cub, vaig utilitzar una làmina de plàstic per a la plantilla, que també funcionava molt bé. Si utilitzeu plàstic o fusta, heu de foradar el parell de forats a uns 2, 4 cm (o 0, 95 polzades) de distància.

Pas 3: doblegar i col·locar els LED

Peces necessàries per a aquest pas:

• 27 LEDs ws2812b de 8 mm
• filferro de coure platejat
• prototipatge de placa PCB

En aquest pas heu de doblegar els pins de 18 LEDs tal com es mostra a la imatge superior. Els 9 LED restants s'han de doblar de manera que el "costat pla" estigui cap a l'altra direcció. Després d'això, s'han de col·locar 9 LEDs amb el costat pla al mateix costat a la taula de plàstic / full de plàstic.

A més, cal tallar 18 trossos de filferro. Han de ser uns 2 cm més llargs que els LEDs d’alçada. Per a mi, va resultar que feia uns 6 cm (o 2, 4 polzades).

Pas 4: Soldar el poder

Ara, soldeu la punta del tros de filferro al LED superior, tal com es mostra a la primera imatge. A continuació, heu de soldar el cable als LED de sota. Assegureu-vos que no hi hagi cables que es toquin, o si no, hi haurà un curtcircuit; després soldeu els altres cables als LED.

Pas 5: soldar els pins de dades

Això hauria de ser fàcil. Només cal alinear els pins de dades dels LED i soldar-los junts com es mostra a la imatge.

Pas 6: treure els LED i tallar els pins LED

Podeu eliminar els LED de la plantilla simplement empenyent-los sobre una superfície plana, tal com es mostra a la imatge primera.

Després d’eliminar els LEDs, heu de tallar els extrems restants dels pins LED. Després d'això, hauria de semblar a la imatge 3 i 4.

Pas 7: soldar les línies de dades de les capes juntes

Primer heu de col·locar les capes verticals prèviament soldades en forma. Mentre us assegureu que la distància entre les files és igual, soldeu els pins de dades, tal com es mostra a les imatges.

Pas 8: Connexió dels cables d'alimentació

Ara doblegueu els extrems del filferro de coure platejat tal com es mostra a les imatges. És molt important creuar els cables de manera que GND estigui connectat a GND i de 5V a 5V.

Els cables de les capes exteriors s’han de doblar cap a l’exterior.

Després d’haver doblegat tots els cables, passareu a soldar-los junts.

Pas 9: Connexió dels cables d'alimentació Part: II

Ara és hora de connectar els pins de potència soldats anteriorment. Per aconseguir-ho, doblegueu dos trossos de fil com es mostra a les imatges.

Nota: Assegureu-vos que us quedi molt de fil a la cantonada esquerra, perquè això és el que farem servir per connectar-nos a la nostra base.

Després d’haver doblegat el cable en la forma adequada, els soldareu als passadors.

A continuació, soldeu una peça addicional a un dels cables d'alimentació (el vermell de la imatge)

Finalment, retalleu la resta de pins com es mostra a la darrera imatge.

Pas 10: Cablatge de dades Part I: Doblament dels pins LED

En aquest pas només heu de doblegar tots els pins de dades restants tal com es mostra a la imatge.

Pas 11: Cablatge de dades Part II: Connexió de la primera a la segona capa

Després d’haver doblegat els pins dels leds ws2812b, ara connectareu les dades OUT de la primera capa a la data IN de la segona.

Per aconseguir-ho, heu de doblegar un tros de filferro a la forma que es mostra a la imatge 2, que s’utilitzarà per connectar les capes tal com es dibuixa a la primera imatge.

El següent pas és soldar un extrem del cable al pin Data OUT de la primera capa. El pin Data OUT és el pin del costat pla del LED.

L'altre extrem es solda al Data IN de la segona capa, que és un dels passadors LED que es doblegaven anteriorment al costat rodó del LED.

Pas 12: Cablatge de dades Part III: Connexió de la segona a la tercera capa

A continuació, connecteu la segona a la tercera capa.

Igual que al pas anterior, ara doblegueu un tros de filferro en forma tal com es mostra a la imatge 2. El filferro s’ha de doblegar d’aquesta manera de manera que no obstrueixi la llum dels LED i garanteixi un aspecte elegant del cub.

A continuació, comenceu a soldar l’extrem curt del cable al pin Data OUT de la segona capa i l’altre extrem al pin LED Data IN (el del costat rodó).

Després d’haver-ho fet, es talla l’extrem restant del cable.

Pas 13: Cablatge de dades Part IV: Soldar l'últim LED

Per acabar el cablejat de dades, ara heu de doblar el pin Data OUT al costat pla del LED de la capa superior (tal com es mostra a la primera imatge) perquè toqui el pin de terra.

A continuació, continueu soldant els passadors i tallant l'extrem restant.

Pas 14: Cablatge de dades V: resultat finalitzat

Ara heu acabat la construcció del mateix cub LED. Aquí teniu algunes imatges de referència si teniu problemes per entendre els passos anteriors.

Pas 15: Impressió 3D de la base

Per a aquest instructiu he dissenyat una base senzilla però elegant, que també serveix com a cas de l’Arduino nano, però si voleu, agrairia que compartiu les vostres idees / fitxers per a una altra carcassa. De totes maneres, ara necessiteu accedir a una impressora 3D. Si no en teniu cap a casa, podeu anar al vostre espai de fabricació local. A continuació us he enllaçat els fitxers, de manera que només heu de fer el següent:

1. Baixeu-vos els dos fitxers.stl des de baix
2. Importeu-los al programari de segmentació que utilitzeu l'espai o el fabricant
3. Talleu-los amb la configuració següent
4. Converteix a gcode
5. Comenceu a imprimir

Configuració de la llesca:

• Alçada de la capa: 0,1 mm
• Omplir> 20%
• Recompte de línies de paret> 2
• Configuració de la velocitat d'impressió d'alta qualitat (depèn de la impressora)

Només cal imprimir cada part una vegada. Després d’iniciar la impressió, us recomano relaxar-vos o continuar amb els altres passos, ja que les impressions triguen unes 2-3 hores combinades.

Si no teniu o no teniu accés a una impressora 3D, us suggereixo que construïu una funda senzilla, amb acrílic o fusta, per exemple, com a la imatge superior.

Pas 16: Connexió del cub a l'Arduino Nano

Peces necessàries per a aquest pas:

• Arduino Nano
• Resistència de 150 Ohm
• cub LED soldat prèviament
• Filferro de coure de plata

Ara doblegueu els passadors del vostre cub led com a la imatge superior.

Després, podeu enganxar-los pels forats de la base impresa en 3D.

A continuació, soldeu el GND dels LED (el pin que va al costat pla dels LED) a GND de l’Arduino i el 5V dels LED a VIN.

Les dades IN del primer LED s’han de soldar a la resistència de 150 Ohm i la resistència a D4 a l’Arduino.

Pas 17: tanqueu la base

Abans de tancar la base, afegiu una mica de cola a la superfície.

Mentre tanqueu la base, assegureu-vos que el port USB de l'Arduino estigui al forat.

Pas 18: programa el teu Arduino

Ara heu acabat el procés de construcció del vostre cub LED Arduino RGB. Ara toca programar-lo. Per fer-ho, heu de seguir aquests passos:

1. Descarregueu l'IDE Arduino
2. Descarregueu la biblioteca FastLED
3. Importeu la biblioteca FastLED. Aquí hi ha un gran instructable per a això
4. Descarregueu un dels meus exemples des de baix o comenceu a programar vosaltres mateixos. M'encantaria veure algunes de les vostres idees. (Nota: no definiu la brillantor a 40, perquè pot ser que estigui utilitzant més amperes que els 200 mA màxims per als quals està assignat el nano Arduino.)
5. Compileu i pengeu el codi: ara podeu penjar el vostre codi simplement fent clic a la fletxa que hi ha a l'extrem superior esquerre. Assegureu-vos que "Arduino Nano" i el port correcte estiguin seleccionats al punt de menú "Eines".