LED -meeleolulamp: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Hiljuti kohtasin Greg Davilli LED -kuubikut. See on suurepärane kunstiteos. Sellest inspireerituna tahtsin isegi midagi sellist teha. Aga see oli minu liigast väljapääs. Otsustasin astuda ühe sammu korraga ja tegin meeleolulambina LED -kuubikust väiksema versiooni. See võib olla hea lähtepunkt riistvara tundmaõppimiseks, milleks on enamasti LED -id ja mikrokontrollerid, ning tarkvara nende juhtimiseks (animatsioonide loomine).

Selles juhendis näitan teile, kuidas tegin populaarsete WS2812 LED -ide abil LED -kuubi.

Alustame

Samm: asjad, mida vajate

96x WS2812 LEDid

6x PCB -d

1x Arduino Nano

1x 5V/1A toiteallikas

2. samm: plaan

Plaanis on teha meeleolulamp. Tahtsin seda lihtsana hoida ja seetõttu otsustasin kasutada populaarseid individuaalselt adresseeritavaid WS2812 LED -e. LED -id on ühendatud kaskaadiga, mis tähendab, et saate juhtida nii palju LED -e kui soovite ainult ühe signaaliliini/juhtme kaudu mikrokontrollerist. See muudab juhtmestiku palju lihtsamaks.

LEDid on saadaval ainult SMD -vormingus. Niisiis, järgmine samm on PCBde kavandamine.

Järgmine samm on kujundada ja 3D printida struktuur, mis hoiab PCBd kuubikujulisena.

LED -e juhitakse Arduino Nano abil. Viimane samm on Arduino jaoks korpuse kujundamine ja 3D -printimine.

Samm: trükkplaatide projekteerimine

PCB -de kujundamisel saate kasutada mis tahes meelepärast tarkvara. Ma kasutan EasyEDA -d, kuna see sobib minusugustele algajatele. Lisasin skeemi. Gerberi failide PCB jaoks allalaadimiseks klõpsake siin.

LED -il on 4 tihvti:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Signal Out
3. VSS - maapind
4. DIN - sisselogimine

Nagu varem mainitud, on LED -id ühendatud kaskaadiga, mis tähendab, et signaal tuleb mikrokontrollerist DIN -kontakti 1. LED -i. DOUT -tihvtilt läheb signaal teise LED -i DIN -kontaktile.

PCB -de kavandamisel olin mõelnud LED -ide käsitsi jootmisele ja seega olen hoidnud LED -ide vahel piisavalt ruumi, et jootekolb padjadeni jõuaks. Kuid hiljem, nagu näete, läksin oma ajutise seadistusega uuesti jootma, kuna see meetod on kiire ja korralik (ja rahuldav vaadata), kui seda õigesti teha.

Kui olete PCB projekteerimise lõpetanud, valmistage see oma valitud tootjalt. Valisin JLCPCB selle kiire teeninduse tõttu.

Samm: trükkplaatide kokkupanek

Algul hakkasin LED -e ükshaaval käsitsi jootma. Tulemus ei olnud hea ja LED -id hakkasid üle kuumenema, mis pole hea märk. Samuti on see aeganõudev protsess ja 96 LED-i jootmine nõuab palju aega.

Kõige laialdasemalt kasutatav meetod SMD komponentide jootmiseks on Reflow Soldering. Selle meetodi puhul kantakse trükkplaadil olevatele plaatidele jootmispasta (joodise ja voolu segu) ning komponendid asetatakse sellele. Seejärel pannakse jootepasta sulama või "voolama", kuumutades seda tagasivooluahjus. See on kiire ja korralik meetod, kui seda õigesti teha.

Selle meetodi kasutamine tähendab, et mul oleks vaja Reflow ahju. Aga siis meenus mulle Moritz Königi projekt, kus ta kasutas temperatuuri reguleerimiseks vana lehtraud ja Wemos. Ainus, mis mul käepärast oli, oli triikraud, mida kasutati siiani. Raua temperatuur saavutas oma maksimaalsel seadistusel umbes 220 kraadi Celsiuse ja minu ostetud jootepasta sulab 183 kraadi juures. Vaadates LED -i andmelehelt tagasijooksutemperatuuri profiili, näeme, et maksimaalne temperatuur (Tp) on 240 sekundit 10 sekundi jooksul. Kõik tundub paljulubav ja seetõttu proovisin seda.

Kandsin pasta hambatiku abil padjadele ja asetasin komponendid. Paigutus ei ole kriitiline, kuna joodis tõmbab komponendid sulamisel paika. Panin trükkplaadi rauale, nagu fotol näidatud, ja lülitasin triikraua sisse. Lülitasin triikraua VÄLJA, kui kogu joodis on sulanud ja eemaldanud trükkplaadi triikrauast.

See mõjus!

Samm: kuubi kokkupanek

3D -trükkisin trükkplaadi paigal hoidmiseks struktuuri. 3D -failid on lisatud siia. Peate printima 1x skeleti ja 6x hoidiku. Kinnitage PCB tagaküljel olevad hoidikud superliimiga, nagu pildil näidatud. Seejärel saab trükkplaadid karkassistruktuuril oma kohale klõpsata. See on hõõrduv sobivus. Võib osutuda vajalikuks lihvimine.

Tehke juhtmestik, nagu skeemil näidatud. Jootmine võib siin natuke keeruline olla.

6. samm: aluse kokkupanek

Siia on lisatud baasi 3D -failid. Baasis asub Arduino Nano. Kuubikule läheb kokku 3 juhtmest, st. DIN, 5V ja GND. Toidan kuubi USB -telefoni laadija kaudu. Veenduge, et see oleks võimeline taluma vähemalt 1A.

DIN -tihvti saab ühendada mis tahes Arduino digitaalse kontaktiga. Valisin D4.

Samm 7: Kodeerimise aeg

Praegu kasutan näitejoonist FastLED -raamatukogust. Installige kogu raamatukoguhalduri abil. Avage näidisvisanditest DemoReel100. Fail> Näited> FastLED> DemoReel100

Enne koodi üleslaadimist tehke järgmised muudatused.

• Määrake DATA_PIN (Arduino tihvt, millega kuubi DIN on ühendatud) mis tahes teie valitud jaoks. Minu puhul 4 (digitaalne pin 4)
• Määrake LED_TYPE kui WS2812
• Määrake NUM_LEDS väärtuseks 96

Ja klõpsake nuppu Laadi üles!

8. samm: nautige

Lülitage lamp sisse ja nautige selle vaatamist!

Aitäh, et lõpuni jäite. Loodan, et teile kõigile meeldib see projekt ja õppisite täna midagi uut. Andke mulle teada, kui teete selle endale. Selliste projektide jaoks tellige minu YouTube'i kanal. Aitäh veelkord!

9. samm: tulevikuplaanid

• Kuubi ühendamine Internetiga (IoT), kasutades ESP8266, ja teavitama mind iga sündmuse toimumisest.
• Oma animatsioonide loomine.

Võistluse Make it Glow teine koht