LED kuubiklamp: 8 sammu (piltidega)

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

See lamp on minu loodud 172 pikslise kella projekti kõrvalsaadus. See juhtus siis, kui katsetasin LED -ide stringi, mu partner nägi neid ja neile meeldis, kuidas nad välja nägid. Lõpetasin kella ja alustasin selle projektiga. See on olnud üsna aeglane projekt, vahepeal on juhtunud muid asju, mis on võimaldanud sellel aja jooksul areneda.

Algne kontseptsioon oli veidi üle meetri pikk ja selle juhtimiseks kasutati 3 nuppu ja potentsiomeetrit. Sellest kujunes väiksem, kuid sarnane disain, mis kasutas ühte pöörlevat kodeerijat. Siis saabub pidulik hooaeg ja ma laenasin mõningaid juhtimiskontseptsioone ATTiny 85 juhitavate pidulike tulede jaoks. Lõpuks on meil see; Armas 50 mm kuubik ühe puutetundliku juhtnupuga.

Lihtne oleks olnud lihtsalt osta eBayst odav LED -kontroller, toppida see karpi ja nimetada see valmis. Kuid ma tahtsin midagi, mis ei nõuaks seadistamist või sidumist ja võimaldaks mul otsustada, kuidas LED -id käituvad. Muidugi ei saa ma oma diivani mugavusest valgust muuta, kuid mul pole selle vastu midagi. Sellegipoolest arvan, et järgmine areng võib olla ATTiny 85 vahetamine millegi sellise vastu nagu ESP8266, et saaksin kasutada traadita kontrollerit, kuid hoida ka käsitsi juhtimist.

Minu jaoks oli tõesti oluline, et valgus oleks aktiivne, kuid mitte häiriv, nii et valgel režiimil tuleb lambi juhuslikus kohas aeglaselt nähtavale natuke värvi ja siis sama aeglaselt uuesti kustuma. Oluline oli, et see ei jääks seda tehes silma, kuid iga kord, kui lampi vaatate, oleks see pisut erinev.

Tarvikud

Kuubik on valmistatud 3 mm matt opaalakrüülist. Ma pettusin ja tellisin selle eelnevalt lõigatud ruutudeks, mis on soovitud suurusega, lisasin tellimusele mõned lisad, kuna tegin vea (tegin) Esimesed paar, mida tegin, kasutasin nende ühendamiseks tensooli 12. See töötab väga hästi, kuid pole kena asi, mida kasutada, tegin siin ühe gorilla epoksüüd kasutades. Side ei ole nii tugev kui tinsol 12, kuid peaks olema piisavalt tugev ilma tõeliselt vastikute aurudeta.

LED -id on SK6812, need on RGBWW (soe valge) valik.

Mikrokontroller on ATTiny 85

Puutepult on MTCH101

Seal on mõned passiivsed komponendid:

• 13X 0603 0,1uf kondensaatorid
• 2X 4.7k 0603 takistid
• 2X 10k 0603 takistid
• 1X 470 oomi 0603 takisti
• 1X 1000uf kondensaator

Kuigi seda oleks võimalik ProtoBoardil teha, on PCB -de valmistamine naiivne ja midagi, millest tahtsin tugineda.

Vana USB -kaabel toitekaabli lõikamiseks

PCB hoidmiseks lõpptootes kasutatakse kuuma liimi ja mõni silikoontihend võimaldab kuubiku põhja külge kleepida. Mõlemad kuumad liimid on silikoonist, sobivad akrüüli kleepimiseks, kuid kumbki pole väga hea. See muudab sideme, mis on piisavalt tugev, et seda kõike paigal hoida, kuid nii tugev, et seda ei saa hiljem vajadusel lahti rebida.

200 mm 0,31 mm emailitud vasktraat. (siin saate kasutada peaaegu iga traati, kui see pole nii suur, et see kuubiku sisse varju tekitaks)

Mikrokontroller

Olen seda varem öelnud ja ütlen uuesti. Mulle väga meeldib ATTiny 85 mikrokontroller. Need on vahvad, hõlpsasti kasutatavad, hõlpsasti programmeeritavad ja tunduvad olevat praktiliselt hävimatud.

Niisiis, muidugi kasutasin seda projekti jaoks ühte. Selle käitatav kood on üsna lihtne. Puuteanduriga on ühendatud katkestus. Kui tihvti alla tõmmatakse, lisab ISR loendurile 1. Põhisilmus jooksutab seejärel alamtsüklit, mis vastab loenduri numbrile. Nii saate animatsioone lisada või eemaldada vaid mõne koodiridaga.

See kood töötab ATTiny85 -l umbes 8 kuud ilma probleemideta.

Samm: tööriistad ja tarbekaubad

Kõiki komponente on võimalik käsitsi joota, kuid SK2612 -d on üsna tundlikud. Ma tapsin neist päris mitu, enne kui leidsin Lidlist miniahju, mille muutsin tagasivooluahjuks.

Kõikide akrüüli servade lõikamiseks kasutasin ruuterit ja 45 -kraadist faasimist. Võite selle vahele jätta ja kuubikul ruudukujulised ühendused või 3D -printimine.

Muud kasutatavad tööriistad hõlmavad järgmist:

• Kuum liimipüstol
• Jootekolb
• Väikese kujuga nuga
• Maskeeriv lint
• Mõni põhiline käsitööriist. jupid ja väikesed vaiad.
• Arduino Uno või sarnane pluss leivaplaat ja hüppaja juhtmed koodi üleslaadimiseks ATTiny85 -sse
• Hack Saw
• Jootepasta
• Jootma

• Mitmearvesti

Samm: akrüüli lõikamine

Usaldusväärse meetodi leidmine 45 -kraadise nurga lõikamiseks akrüüli servadele oli keeruline. Ma arvan, et õige nurgaga lauasae seadistamine oleks palju lihtsam, kuid kahjuks on mul ainult ruuter, nii et siin on see, mida ma tegin.

Jigi valmistamiseks kasutasin oma töölauale kinnitatud sirge servaga vanaraua. Sirge serv on väga oluline, kuna faaside laager veereb mööda seda. See on siis juhtum, kui kleepisin mõne tükikese akrüülplaadi ümber selle tüki, mille tahtsin nurga lõigata, et seda paigal hoida ja ruuteri põhja õige kõrgus luua.

Mul oli kuum liimipüstol väljas ja kuum, kui seda tegin, nii et otsustasin kasutada kuumliimi tugitükkide kinnitamiseks. Tavaliselt oleksin kasutanud kahepoolset kleeplinti. Mõlemad variandid toimivad hästi.

Siis on natuke katset ja viga, et ruuter oleks täpselt õigele kõrgusele seadistatud, liiga kõrgele ja see jätab ruudukujulise serva akrüülile, liiga madalaks ja võtab liiga palju maha

Kasutades väikest maskeerivat linti, et veenduda, et midagi ei saa liikuda, laske ruuteril kiirendada ja joosta ruuter sujuvalt mööda akrüüli serva, pöörake tükki ja korrake, kuni kõik 6 on lõigatud 45 -kraadise servaga 4 serva (5 tükki ja 3 serva, kui soovite kuubi kuhugi kinnitada)

3. samm: kuubi tegemine

Kui kogu akrüül on lõigatud, on kuubi moodustamine otse ettepoole, kuid annus nõuab detailidele pisut tähelepanu.

1. Võtke pikk maalriteip, mille otsas on 2 tükki, et seda kinni hoida, sirge ja pingul. Asetage see mõne millimeetri kaugusele sirgest servast paralleelselt ja kleepuv pool ülespoole. Lint hoiab kõike koos, kuni epoksü kõveneb, nii et lõin kaks tükki üle, et tagada kena ühtlane rõhk. Kasutasin oma silikoonmatti sirge servana, kuid joonlaud töötaks sama hästi või võib -olla paremini.

Seejärel eemaldage akrüülilt kaitsekile ja asetage üks ruutudest lindi ühe otsa poole, veendudes, et see istuks kenasti vastu sirget serva ja 45 -kraadine nurk oleks allapoole kaldu. Seejärel asetage teine ruut esimese kõrvale, veendudes, et servad lihtsalt puudutavad ja ülemine on sirge servaga tihedalt kinni. Korda kolmanda ja neljanda ruudu puhul.

Kui olete õnnelik, et nad kõik ilusti istuvad, keerake see ümber ja lõigake lint ühest otsast nii, et see ei läheks akrüüli otsast mööda. Nüüd peaksite saama kõik kokku voltida ja moodustada korraliku kasti. Lõppviimistluse jaoks on oluline, et kasti ülaosa oleks võimalikult lähedal täiuslikule, kerge kõrvalekalle põhjas saab hiljem lihvida ja peita.

Kui olete rahul, et kõik sobib nii, nagu peaks, siis on aeg see oma kohale parandada. Avage kuubik üles ja asetage tasaseks oma liimivaliku jaoks. Olen varem kasutanud Tinsol 12. See on mõeldud akrüüli sidumiseks ja selle väga hea töö doseerimiseks, kuid selle kasutamine on ebameeldiv ja nõuab enne kasutamist jahutamist. Samuti soovitaksin seda kasutada tuulisel päeval õues ja jätta liimitud osad vähemalt 24 tunniks õue või kuuri.

Kristallselge kaheosaline epoksü töötab suurepäraselt, on palju toredam ja andestavam töötada. Töötamiseks peate endiselt kasutama hästi ventileeritud ala, kuid ma ei märganud, et avatud akna juures töötavad aurud. Selle side ei ole nii tugev kui Tinsol12, kuid kui te ei plaani oma kuubi visata, peaks see olema piisavalt tugev.

Segasin vanale cd -le natuke gorilla -epoksüüdi ja kasutasin bambus -skire'i otsast, et kanda peen kiht kõigi ruutude ühele servale, kus nad kohtusid. Vältige liiga palju kasutamist, kuna see hakkab laiali minema.

Mul on kahju, et ma ei saanud sellest etapist ühtegi fotot, kuna see valmis üsna kiiresti.

Kui liim on paigas, keerake ruudud uuesti karbi moodustamiseks üles ja kasutage üleulatuvat maskeerivat tükki, et see kõik kokku hoida.

Umbes 5 minuti pärast, kui tunnete end piisavalt tugevaks, et teip eemaldada. Mulle meeldib kleeplint võimalikult kiiresti eemaldada, kui mõni epoksü on välja pritsinud. Kui see on täielikult liimitud, on lindi kättesaamine palju raskem.

Samm: puuteandur

Kuubi Mk1 versioonis kasutati vibratsiooniandurit. See töötas hästi, kuid ei olnud ideaalne, kuna selle ühe korra aktiveerimine võib olla keeruline, eriti kui ma selle režiimi vahetamiseks üles tõstsin ja seejärel natuke liiga kiiresti uuesti alla panin. Disain ei võimalda tegelikult nuppu kuhugi paigutada, nii et ainus loogiline asi oli kasutada puutetundlikku juhtimist.

MTCH101 tundus selle töö jaoks ideaalne kiip.

Kuna selle mahtuvuslik andur ei pea millegagi otseselt kokku puutuma, võtsin kuubiku kaane, eemaldasin seest kaitsekihi ja paigutasin seestpoolt ümber 0,31 mm emailitud vasktraadi. maskeerimislint enne väikese Gorilla epoksiidi segamist, et seda püsivalt hoida. PCB juurde pääsemiseks jätke kindlasti saba.

MTCH101 väljundtipp on aktiivne-madal, nii et puutetundlik lüliti 5 V ja lisapadja vahel töötaks ka kuubi režiimi muutmiseks tihvti 7 lähedal.

Kui epoksü on kõvastunud, saab kuubi ülaosa keha külge kinnitada veidi rohkem epoksiidiga.

Samm: trükkplaat ja jootmine

Olin alati ette kujutanud, et PCBd on reserveeritud neile, kellel on sügav arusaam elektroonikast, mis on paljude aastate jooksul edasi antud. Selgub, et oma tahvlite kujundamine ja professionaalseks tegemine on tegelikult väga lihtne ja odav.

Ma ei lasku siin protsessi liiga sügavale, kuna see nõuab üsna palju üksikasju, mida teised on palju paremini selgitanud kui mina. Kuid põhilised sammud on järgmised:

Ehitage oma vooluring leivalauale, et seda testida. Asetage kõik komponendid skeemile Teisendage skeem trükkplaadiks, asetage kõik komponendid soovitud viisil ja looge ühendused. Esitage tellimus

Protsessi kõige raskem osa on teie laudade saabumise ootamine.

Kasutasin JLCPCB -d. 10 laua kogumaksumus oli veidi alla 10 naela ja kohale jõudmine võttis veidi üle nädala. Kvaliteeti pole mul millegagi võrrelda, aga need tunduvad tõesti toredad.

Tahtsin saada kuubikust suurema versiooni, nii et lisasin trükkplaadile mõned LED -patjade lisarõngad. Ma võin LED -id joota ükskõik millisel kolmel rõngal või lõigata need väiksemate kujunduste jaoks ära. JLCPCB küsib sama hinda mis tahes suurusega tahvlilt kuni 100 mm x 100 mm.

Jootmine

Kõiki komponente on võimalik käsitsi jootma hakata. 0603 kondensaatorid ja takistid on väikesed, kuid vastupidavad, nii et pisut harjutades saab seda hõlpsalt teha. Sama MTCH101 kiibiga. Probleem oli mul SK2812 valgusdioodidega, need on piisavalt suured käsitsi jootmiseks, kuid leidsin, et need on natuke liiga tundlikud kuumuse suhtes. Ma arvan, et tapsin vähemalt kümme, enne kui otsustasin investeerida millessegi, mis on mõeldud SMD osade jaoks.

Ma ei olnud kindel, kuidas edasi minna, siis tegin oma otsuse, kui leidsin Lidlist müügiks miniahju. Kuigi see ei ole ideaalne ahi minu vajaduste täitmiseks, ja mõne muudatusega täpsema temperatuuri reguleerimiseks ei tapa see LED -e.

Jällegi on röster- või miniahju tagasivooluahjuks muutmise protsess pisut keeruline, kuid sellegipoolest on seal palju teavet, kui soovite midagi sarnast muuta.

PCB uuesti täitmiseks vajalikud sammud on järgmised:

Puhastage trükkplaat kiiresti alkoholiga, et eemaldada kõik määrded, mis võivad takistada joote õiget kleepumist. Kandke trükkplaadil olevatele plaatidele jootepasta ja seejärel komponendid. Asetage plaat ahju ja valage uuesti.

Kui plaat on jahtunud, saate käsitsi joota läbi avaava IC hoidiku ja suure kondensaatori.

Ma ei ole seekord 1000uf kondensaatorit paigaldanud, kuna valgust kasutan ainult mina ja seda ei lülitata sageli sisse ega välja. See loob ka kuubi sisse varju, kui LED -id teevad oma asja.

1000uf kondensaator on seal, et päästa LEDid ja mikrokontroller voolu sissetungimise eest. Soovitan selle installida, kuid see on mõnevõrra valikuline, kui olete selle ühendamisel ettevaatlik. Selle teema kohta lisateabe saamiseks soovitan lugeda Adafruit NeoPixel Überguide'i

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

6. samm: kood

Laadige kood üles AtTiny85 -le.

Siin on suurepärane juhend, kuidas seda teha!

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

Seejärel asetage ATTiny trükkplaadil olevasse IC -pesasse

Samm: pange see kõik kokku

PCB põhjas on üks takisti pluss IC ja kondensaatori jalad jäävad veidi välja. Nikerdasin Dremeli abil alumisse akrüülitükki mõned süvendid, nii et trükkplaat oleks tasane.

Kui Dremel oli väljas, puurisin ka kuubiku keskele toitekaabli jaoks umbes 6 mm ülespoole väikese augu ja surusin selle enne juhtmete eemaldamist ja tinutamist läbi. Paljud USB -kaablid, millel on andmesideühendused, kasutage multimeetrit, et välja selgitada, milline on vajadusel.

Kasutage väikest kuuma liimi, et hoida trükkplaati all (leidsin, et kuum liim on idee, kuna see loob tugeva haarde, kuid võib vajadusel eemaldada) ja jootke selle külge toitejuhtmed. Lisatoe jaoks kasutasin veidi kuuma liimi.

Järgmine samm on anduritraadi jootmine anduripadja külge.

Enne põhja kuubikule kinnitamist on hea mõte teha testid, et veenduda, kas kõik töötab ootuspäraselt.

Kui kõik töötab ootuspäraselt, on viimane samm kuubi põhja oma kohale kleepimine. Tavaliselt kasutan selleks silikoontihendit, kuna see hoiab hästi, kuid vajadusel saab eemaldada.

Ühendage ja nautige

8. samm: muud valikud ja lõplikud mõtted

Selle aja jooksul, mil see on arenenud, olen välja pakkunud mõned variatsioonid. Üks neist on puidust alus, mille ülaosas on akrüülkuubik. Teine on puitraam, mille taga on heledad LED -id ja ka pikk versioon, kasutades LED -linti. Praegu töötan ka sarnast disaini kasutava kella kallal.

Nad ütlevad, et tagantjärele on alati 2020 ja on mõned asjad, mida võiksin teisiti teha, kui otsustan minna MkIII -le

Esimene neist on muutumas 0805 passiivseks. 0603 -d sobivad, kuid väiksemate suuremate komponentide jaoks on piisavalt ruumi ja neid on vajadusel veidi lihtsam ümber töötada.

Mõtlesin ka täiendava LED -i lisamisele, et anda visuaalset tagasisidet anduri oleku kohta. MTCH101 on võimeline uputama kuni 20 mA, nii et suure ish -väärtusega takistiga LED ei oleks probleem, mis on ühendatud otse kiibi tihvtiga 4.

Ma arvan, et lisaksin mõne trükiplaadi teistele rõngastele ka mõned padjad, et neid saaks ära lõigata ka muude projektide jaoks. Ja ka mõned padjad PCB kasutamiseks koos väliste LED -ribade või -rõngastega.

Loodan, et teile meeldis see lahendamatu.