ต้นคริสต์มาส LED 3D แบบฝัง: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

โดย maketvee@maketbeeFollow เพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: ช่างทำโรงเรียนเก่าทำโปรเจ็กต์อิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภท ฉันชอบเล่นกับไฟ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ ตัวสะสม Raspberry Pi;-) ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ maketvee » โครงการ Fusion 360 »

นี่คือต้นคริสต์มาสที่พิมพ์ 3 มิติพร้อมไฟ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ภายใน ดังนั้นจึงสามารถตั้งโปรแกรมไฟ LED เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์แสงที่สวยงามและใช้โครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติเป็นตัวกระจายแสง

ต้นไม้ถูกแยกออกเป็น 4 ขั้นตอนและองค์ประกอบฐาน (ลำต้นของต้นไม้) เพื่อให้ง่ายต่อการประกอบและฝัง LED ในระหว่างการพิมพ์ ดังนั้นต้องพิมพ์ทั้งหมด 5 องค์ประกอบ

ไฟ LED เป็นส่วนหนึ่งของงานพิมพ์ ซึ่งไม่สามารถถอดออกได้ในภายหลัง โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างทำงานได้ดีก่อนที่จะฝังลงในงานพิมพ์

ไฟล์ 3 มิติได้รับการออกแบบใน Fusion360 และมีให้ที่ prusaprinters.org

เสบียง

• ฟิลาเมนต์ใสและสีเขียว (ในกรณีนี้ ฟิลาเมนต์ PLA ถูกใช้)
• Teensy M0 หรือบอร์ด Arduino ขนาดเล็กอื่นๆ (Trinket M0)
• Single Cell LiPo เช่น 18560 จาก Adafruit (แบตเตอรี่)
• สวิตช์เปิด/ปิดที่มีระยะรู 17.5 มม.
• ไฟ LED 25 WS2812B
• ลวดทองแดงเคลือบหรือลวดเส้นเล็กอื่นๆ
• ไฟล์ได้ที่

ขั้นตอนที่ 1: บัดกรี LEDs

ก่อนที่จะฝัง LED ในการพิมพ์ 3 มิติ จะต้องเชื่อมต่อกันในแต่ละขั้นตอนแยกกัน การใช้ลายฉลุที่พิมพ์ 3 มิติ (ไฟล์ stencil.stl) ทำให้ง่ายต่อการจับคู่ความยาวลวดที่ถูกต้องสำหรับขั้นตอน 1-3 ไฟ LED มีการเชื่อมต่อเหมือนที่แสดงในแผนผัง DOUT ของ LED ทุกดวงเชื่อมต่อกับ DI ของตัวถัดไป ในตอนท้าย DI ตัวแรกและ DOUT ตัวสุดท้ายจะเชื่อมต่อกับศูนย์เพื่อเชื่อมต่อกับขั้นตอนอื่นในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 2: แนวคิดของการฝัง LEDs

มีกลไกการคลิกเพื่อยึดไฟ LED ให้เข้าที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนยื่นเล็กๆ อยู่ที่มุมของช่องเดินสายไฟเพื่อป้องกันไม่ให้สายไฟหลุดออกจากช่องระหว่างการพิมพ์ สายไฟที่นำออกจากงานพิมพ์จะยึดไว้ในโครงสร้างแบบหวีเพื่อยึดเข้าที่ ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดสำหรับสายนี้ควรอยู่ที่ประมาณ 1 มม.

ขั้นตอนที่ 3: เตรียมพิมพ์ไฟล์

ข้อมูล 3 มิติจัดทำเป็นไฟล์.3mf รวมถึงการเปลี่ยนสีจากโปร่งใสเป็นสีเขียว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเส้นใยแต่ละเส้นมีความแตกต่างกันเล็กน้อย โปรดตรวจสอบการหดตัวของวัสดุของคุณ และทำการพิมพ์ทดสอบ (เช่น 5 มม. แรก) เพื่อปรับมาตราส่วนหากจำเป็นเพื่อให้ไฟ LED พอดีกับกลไกการคลิก

ขั้นตอนที่ 4: เริ่มพิมพ์

ทุกการพิมพ์เริ่มต้นด้วยเส้นใยใส ขั้นตอนที่ 1-3 มีการเปลี่ยนสี 1 ครั้ง ขั้นตอนที่ 4 มีสองครั้ง

ขั้นตอนที่ 5: การฝัง LEDs

ใช้ PrusaSlicer เพื่อเพิ่มการเปลี่ยนสีที่ 5 มม. เพื่อฝัง LED เปลี่ยนเป็นเส้นใยสีเขียว และพิมพ์ต่อ เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องแน่ใจว่า LED ถูกฝังอย่างถูกต้อง ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดทับซ้อนกับ 5 มม. ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสำหรับขั้นตอนการพิมพ์ถัดไป มีประโยชน์มากในการยึดสายไฟไว้ตรงกลางด้วยเทป โปรดตรวจสอบวิดีโอด้านบน ขั้นตอนจะแสดงขึ้นหลายครั้ง สำหรับ LED ท็อปเปอร์ด้วย ยิ่งสายกลางยาวเท่าไร การประกอบยิ่งง่ายขึ้นในภายหลัง แต่พื้นที่มีจำกัดเพราะจำกัดความสูง 5 มม.

ขั้นตอนที่ 6: ทดสอบเลย

เพียงทดสอบโดยเชื่อมต่อ V+, GND และ DIN แล้วใช้เช่น บอร์ด Arduino และโค้ดตัวอย่าง Neopixel อย่างง่าย

ขั้นตอนที่ 7: เชื่อมต่อขั้นตอนต่างๆ

ขั้นตอนเชื่อมต่อตามแผนภาพการเดินสายไฟที่แสดง V+ และ GND เชื่อมต่อจากสเตจหนึ่งไปอีกสเตจ โปรดตรวจสอบวิดีโอด้านบนด้วย มีส่วนไทม์แลปส์จากกระบวนการประกอบแบบเต็ม

ขั้นตอนที่ 8: การเตรียมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแบตเตอรี่

มีหลายวิธีในการจ่ายไฟให้ LED โดยปกติจะได้รับการจัดอันดับสำหรับ 5V แต่พวกเขายังใช้งานได้กับ 3, 7 แรงดันแบตเตอรี่และลอจิก 3.3V หากคุณใช้เพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น Trinket M0 จาก Adafruit สามารถขับเคลื่อนโดยตรงจากแบตเตอรี่ Li-Ion เซลล์เดียว V+ ของ LED เชื่อมต่อกับพิน Bat, GND ถึง GND และ DIN ของ LEDS กับพิน 4 ของ Trinket เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหากับ LED โปรดเพิ่มตัวต้านทาน 330 โอห์มระหว่างพิน 4 และ LED ตัวแรก และตัวเก็บประจุขนาดใหญ่กว่า (ประมาณ 1,000uF) ระหว่าง V+ และ GND ตามที่กล่าวไว้ในแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของ Adafruit Neopixel

ขั้นตอนที่ 9: การประกอบขั้นสุดท้าย

ระหว่างพินบวกของแบตเตอรี่และพิน Trinket Bat จะมีการเสียบสวิตช์เปิด/ปิด สามารถขันสวิตช์เข้ากับฐานและใส่เครื่องประดับเล็กในฐาน แบตเตอรี่จะพอดีกับต้นไม้หากมีความกว้างน้อยกว่า 30 มม. โปรดตรวจสอบวิดีโอด้วย

ขั้นตอนที่ 10: รหัส

มีตัวเลือกต่าง ๆ สำหรับการเขียนโปรแกรม LED เพียงแค่ใช้ไลบรารี Arduino IDE และ Neopixel หรือหากรองรับ CircuitPython ให้ใช้สิ่งนี้ในการสาธิตนี้ รหัสคือตัวอย่างที่เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจากตัวอย่าง Adafruit CircuitPython Neopixel ที่ให้ไว้ในเว็บไซต์ของตน เพียงเปลี่ยนการกำหนดค่าเป็น:

pixel_pin = บอร์ด D4

num_pixels = 25

เพลิดเพลิน!

รองชนะเลิศการประกวดตกแต่งบ้าน