3D digitaalne liiv: 11 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See projekt on omamoodi jätk minu DotStar LED kuubikule, kus kasutasin klaasist trükkplaatide külge kinnitatud SMD LED -e. Varsti pärast selle projekti lõpetamist kohtasin Adafruit'i animeeritud LED -liiva, mis kasutab kiirendusmõõturit ja LED -maatriksit liivaterade liikumise simuleerimiseks. Arvasin, et oleks tore mõte laiendada seda projekti kolmandasse dimensiooni, ehitades lihtsalt oma LED -kuubiku suurema versiooni koos kiirendusmõõturiga. Tahtsin proovida ka kuubi valamist epoksüvaikusse.

Kui soovite näha kuubikut tegevuses, kerige lõpuni videoni.

Samm: materjalide arve

Järgmine loend sisaldab kuubi ehitamiseks vajalikke materjale, nagu pildil näidatud

• 144 tk SK6805-2427 LEDid (nt aliexpress)
• mikroskoobi slaidid (nt amazon.de)
• vasest lint (0,035 x 30 mm) (nt ebay.de)
• TinyDuino põhikomplekt - liitiumversioon
• kiirendusmõõturi moodul (nt ASD2511-R-A TinyShield või GY-521)
• PCB prototüüp (30 x 70 mm) (nt amazon.de)
• selge valuvaik (nt conrad.de või amazon.de)
• 3D trükitud korpus

Ehitamiseks vajalikud lisamaterjalid ja tööriistad

• Kuuma õhu jootekolb
• tavaline jootekolb peene otsaga
• 3D printer
• laserprinter
• Duponti pistikud
• õhuke traat
• PCB päise tihvtid
• madala temperatuuriga jootmispasta
• PCB söövitus (nt raudkloriid)
• UV-kõvenev liim metallklaasile (nt NO61)
• üldotstarbeline liim (nt UHU Hart)
• silikoontihend
• tooneri ülekandepaber
• atsetoon

2. samm: klaasist trükkplaatide valmistamine

Seda protsessi on üksikasjalikult kirjeldatud juba minu eelmises juhendis minu DotStar LED Cube kohta, seetõttu vaatan sammud lühidalt üle.

1. Lõika mikroskoobi slaidid 50,8 mm pikkusteks tükkideks. Mul on 3D prinditud jig, mis aitab mul õiget pikkust saavutada (vt lisatud.stl -faili). Te vajate 4 slaidi, mida soovitan teha 6 kuni 8 tükki.
2. Liimige vaskfoolium klaasist aluspinnale. Kasutasin UV -kõvendavat liimi NO61.
3. Printige lisatud pdf koos trükkplaadiga laserprinteriga tooneri ülekandepaberile. Seejärel lõigake üksikud osad välja.
4. Viige trükkplaadi disain vaskplaadile. Mina kasutasin selleks lamineerijat.
5. Söövitage vask ära, kasutades nt. raudkloriid
6. Eemaldage tooner atsetooni abil

3. samm: jootma LEDid

DotStar LED-kuubikus kasutasin APA102-2020 LED-e ja plaan oli selles projektis kasutada sama tüüpi LED-e. LED -de üksikute klotside vahelise väikese vahemaa tõttu on aga jootmissildade loomine väga lihtne. See sundis mind iga LED -i käsitsi jootma ja tegelikult tegin selle projektiga sama asja. Kahjuks, kui mul oli projekt peaaegu ootamatult lõppenud, hakkasid ilmuma mõned jootmissillad või halvad kontaktid, mis sundisid mind kõik uuesti lahti võtma. Seejärel otsustasin liikuda veidi suuremate SK6805-2427 LED-ide juurde, millel on erinev padja paigutus, mis muudab nende jootmise palju lihtsamaks.

Katsin kõik padjad madala sulamistemega jootepastaga ja asetasin seejärel LED -id peale. Hoolitsege valgusdioodide õige asukoha eest, vaadates lisatud skeemi. Pärast seda panin PCB meie köögi pliidiplaadile ja kuumutasin seda ettevaatlikult, kuni joodis sulas. See töötas vaikselt hästi ja ma pidin oma kuuma õhu jootekolbiga ainult vähe tööd tegema. LED -maatriksi testimiseks kasutasin Arduino Nano, mis käitas Adafruit NeoPixeli kiudtesti näidet ja ühendasin selle maatriksiga Duponti juhtmete abil.

Samm: valmistage alumine PCB ette

Alumise trükkplaadi jaoks lõikasin prototüüpplaadilt 30 x 30 mm tüki. Seejärel jootsin sinna mõned tihvtide päised, kuhu klaasplaadid hiljem ühendatakse. VCC ja GND tihvtid ühendati väikese hõbetatud vasktraadi abil. Seejärel sulgesin kõik ülejäänud augud jootega, sest vastasel juhul imbub epoksüvaik valamise ajal läbi.

Samm: kinnitage klaasist PCB -d

LED -maatriksite kinnitamiseks alumisele trükkplaadile kasutasin taas UV -kõvenemisliimi, kuid suurema viskoossusega (NO68). Õigeks joondamiseks kasutasin 3D -prinditud rakist (vt lisatud.stl -faili). Pärast klaasist liimimist olid PCB -d veel veidi vingerdavad, kuid muutusid jäigemaks pärast nende jootmist tihvtide päiste külge. Selleks kasutasin lihtsalt oma tavalist jootekolvi ja tavalist jootet. Jällegi on hea mõte testida iga maatriksit pärast jootmist. Ühendused üksikute maatriksite Din ja Dout vahel tehti Duponti juhtmetega, mis olid ühendatud põhjas olevate tihvtide päistega.

6. samm: pange kokku elektroonika

Kuna ma tahtsin muuta korpuse mõõtmed võimalikult väikeseks, ei tahtnud ma kasutada tavalist Arduino Nano või Micro. See 1/2 LED -kuubik ühe 499. võrra tegi mind teadlikuks TinyDuino tahvlitest, mis tundusid selle projekti jaoks ideaalsed. Sain põhikomplekti, mis sisaldab protsessoriplaati, USB -varjestust programmeerimiseks, protoplaati välisühenduste jaoks ja väike laetav LiPo aku. Tagantjärele oleksin pidanud ostma ka nende pakutava 3-teljelise kiirendusmõõturi kilbi, selle asemel, et kasutada GY-521 moodulit, mis mul alles oli. See oleks teinud cicuiti veelgi kompaktsemaks ja vähendanud vajalikke mõõtmeid Selle ehituse skeem on üsna lihtne ja lisatud allpool. Tegin mõningaid muudatusi TinyDuino protsessoriplaadis, kus lisasin aku peale välise lüliti. Protsessoriplaadil on juba lüliti, kuid see oli lihtsalt lühike ühendada proto-plaadi ja GY-521 mooduliga, kasutades tihvtpeasid, mis ei võimalda kõige kompaktsemat disaini, kuid pakub rohkem paindlikkust kui juhtmete otsejootmine. juhtplaatide/tihvtide pikkus protoplaadi põhjas peaks olema võimalikult lühike, vastasel juhul ei saa te seda enam protsessoriplaadi ülaossa ühendada.

Samm: laadige kood üles

Kui olete elektroonika kokku pannud, saate lisatud koodi üles laadida ja kontrollida, kas kõik töötab. Kood sisaldab järgmisi animatsioone, mida saab kiirendusmõõturit raputades itereerida.

• Vikerkaar: vikerkaare animatsioon FastLED -i teegist
• Digitaalne liiv: see on Adafruitsi animeeritud LED -liivakoodi laiendus kolmele mõõtmele. LED -pikslid liiguvad vastavalt kiirendusmõõturi näidu väärtustele.
• Vihm: pikslid langevad ülevalt alla vastavalt kiirendusmõõturiga mõõdetud kaldenurgale
• Konfetid: juhuslikult värvilised täpid, mis vilguvad ja tuhmuvad sujuvalt FastLED -i teegist

8. etapp: ülekandmine

Nüüd on aeg valada LED -maatriks vaigusse. Nagu minu eelmise koostise kommentaaris soovitati, oleks tore, kui resinf ja klaasi murdumisnäitajad sobiksid kokku nii, et klaas oleks nähtamatu. Vaigu mõlema komponendi murdumisnäitajate põhjal otsustades arvasin, et see võib olla võimalik nende kahe segamissuhte pisut muutmisega. Pärast mõningast katset tegin siiski, et ma ei suutnud murdumisnäitajat märgatavalt muuta ilma vaigu kõvadust rikkumata. See pole väga halb, kuna klaas on nähtav vaid aeglaselt ja lõpuks otsustasin vaigu pinda karestada. Samuti oli oluline leida korralik materjal, mida saaks kasutada vormina. Lugesin hallituse eemaldamise raskustest pärast valamist sarnastes projektides nagu lonesoulsurferi vaigukuubik. Pärast mõningaid ebaõnnestunud katseid leidsin, et parim viis on lasta vorm 3D printida ja seejärel silikoontihendiga katta. Trükkisin just ühe kihi 30 x 30 x 60 mm karbist, kasutades Cura seadistust "spiraaliväline kontuur" (lisatud.stl -fail). Selle katmine õhukese silikoonikihiga seestpoolt muudab vormi pärast väga lihtsaks. Vorm kinnitati alumise trükkplaadi külge, kasutades ka silikoontihendit. Veenduge, et auke poleks, sest loomulikult imbub vaik läbi ja vaigust tekivad ka õhumullid. Kahjuks oli mul väike leke, mis minu arvates vastutab väikeste õhumullide eest, mis tekkisid vormi seina lähedal.

9. samm: poleerimine

Pärast vormi eemaldamist näete, et kuubik näeb vormi silikoonkattega sileda pinna tõttu väga selge välja. Silikoonikihi paksuse erinevuste tõttu esines siiski mõningaid ebakorrapärasusi. Samuti oli ülemine pind kleepumise tõttu servade poole väändunud. Seetõttu viimistlesin kuju märja lihvimisega, kasutades 240 liivapaberit. Algselt oli mul plaan kõik lammutada, liikudes üha peenematele teradele, kuid lõpuks otsustasin, et kuubik näeb kareda pinnaga kenam välja, nii et lõpetasin 600 -ga.

Samm: paigaldage korpusesse

Elektroonika korpus kujundati Autodesk Fusion 360 abil ja seejärel trükiti 3D -vormingus. Lisasin seinale ristkülikukujulise ava lüliti jaoks ja mõned augud tagaküljele GY-521 mooduli kinnitamiseks M3 kruvide abil. TinyDuino protsessoriplaat kinnitati põhjaplaadi külge, mis seejärel kinnitati korpusele M2.2 kruvide abil. Alguses paigaldasin lüliti kuuma liimi abil korpusesse, seejärel paigaldati moodul GY-521, pärast seda paigaldati ettevaatlikult protoboard ja aku. LED -maatriks kinnitati protoplaadile Duponti pistikute abil ja protsessoriplaadi saab lihtsalt alt ühendada. Lõpuks liimisin LED -maatriksi alumise trükkplaadi korpuse külge, kasutades üldotstarbelist liimi (UHU Hart).

11. samm: valmis kuubik

Lõpuks on kuubik valmis ja saate nautida valgusetendust. Vaadake animeeritud kuubi videot.