สารบัญ:
- ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ
- ขั้นตอนที่ 2: แผน
- ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบ PCB
- ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ PCBs
- ขั้นตอนที่ 5: การประกอบ Cube
- ขั้นตอนที่ 6: การประกอบฐาน
- ขั้นตอนที่ 7: เวลาสำหรับการเข้ารหัส
- ขั้นตอนที่ 8: สนุก
- ขั้นตอนที่ 9: แผนการในอนาคต
วีดีโอ: LED Mood Lamp: 9 ขั้น (มีรูปภาพ)
2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04
ฉันเพิ่งเจอ LED Cube โดย Greg Davill มันเป็นงานศิลปะที่ยอดเยี่ยม เมื่อได้รับแรงบันดาลใจจากมัน ฉันก็อยากทำแบบนั้นบ้าง แต่นี่เป็นวิธีที่ออกจากลีกของฉัน ฉันตัดสินใจที่จะทำทีละขั้นตอนและสร้าง LED Cube รุ่นที่เล็กกว่าเป็น Mood Lamp อาจเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการเรียนรู้เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็น LED และไมโครคอนโทรลเลอร์ และซอฟต์แวร์เพื่อควบคุม (การสร้างแอนิเมชัน)
ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันสร้างลูกบาศก์ LED โดยใช้ไฟ LED WS2812 ยอดนิยมได้อย่างไร
มาเริ่มกันเลย
ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ
ไฟ LED 96x WS2812
6x PCBs
1x Arduino นาโน
แหล่งจ่ายไฟ 1x 5V/1A
ขั้นตอนที่ 2: แผน
แผนคือการทำโคมไฟอารมณ์ ฉันต้องการทำให้มันเรียบง่าย ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจเลือกใช้ WS2812 Individually Addressable LEDs ยอดนิยม LED เชื่อมต่อกันแบบเรียงซ้อน ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถควบคุม LED ได้มากเท่าที่คุณต้องการโดยใช้สายสัญญาณ/สายสัญญาณเพียงเส้นเดียวจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำให้การเดินสายทำได้ง่ายมาก
ไฟ LED มีเฉพาะในรูปแบบ SMD เท่านั้น ดังนั้น ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบ PCB
ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบและพิมพ์โครงสร้าง 3 มิติเพื่อยึด PCB ไว้ในรูปทรงลูกบาศก์
LED จะถูกควบคุมโดยใช้ Arduino Nano ขั้นตอนสุดท้ายคือการออกแบบและพิมพ์ 3D โครงสำหรับ Arduino
ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบ PCB
คุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์ใดก็ได้ที่คุณต้องการสำหรับการออกแบบ PCB ฉันใช้ EasyEDA เนื่องจากเหมาะสำหรับมือใหม่อย่างฉัน ฉันได้แนบแผนผัง คลิกที่นี่เพื่อดาวน์โหลดไฟล์ Gerber สำหรับ PCB
LED มี 4 ขา:
- VDD - 5V
- DOUT - สัญญาณออก
- VSS - กราวด์
- DIN - สัญญาณเข้า
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ไฟ LED จะเชื่อมต่อแบบเรียงซ้อน ซึ่งหมายความว่าสัญญาณมาจากไมโครคอนโทรลเลอร์ไปยัง LED ดวงที่ 1 ที่พิน DIN จากพิน DOUT สัญญาณไปที่พิน DIN ของ LED ตัวที่ 2
ขณะออกแบบ PCB ฉันคิดว่าจะบัดกรี LED ด้วยมือ ดังนั้นฉันจึงรักษาพื้นที่ว่างเพียงพอระหว่างไฟ LED สำหรับหัวแร้งเพื่อไปถึงแผ่นอิเล็กโทรด แต่ต่อมา อย่างที่คุณเห็น ฉันใช้การบัดกรีแบบรีโฟลว์ด้วยการตั้งค่าชั่วคราว เนื่องจากวิธีนี้รวดเร็วและเรียบร้อย (และน่าพึงพอใจในการชม) หากทำอย่างถูกต้อง
เมื่อคุณออกแบบ PCB เสร็จแล้ว ให้นำไปประดิษฐ์จากผู้ผลิตที่คุณเลือก ฉันเลือก JLCPCB เนื่องจากบริการที่รวดเร็ว
ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ PCBs
ตอนแรกฉันเริ่มบัดกรี LED ทีละดวง ผลลัพธ์ไม่ดีและไฟ LED มีความร้อนสูงเกินไปซึ่งไม่ใช่สัญญาณที่ดี นอกจากนี้ยังเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานและการบัดกรี LED 96 ดวงจะต้องใช้เวลามาก
วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบัดกรีส่วนประกอบ SMD เรียกว่า Reflow Soldering ในวิธีนี้จะใช้การบัดกรีประสาน (ส่วนผสมของบัดกรีและฟลักซ์) กับแผ่นอิเล็กโทรดบน PCB และวางส่วนประกอบไว้ จากนั้นจึงทำการบัดกรีเพื่อหลอมหรือ 'รีโฟลว์' โดยให้ความร้อนในเตาอบแบบรีโฟลว์ นี่เป็นวิธีที่รวดเร็วและเรียบร้อยหากทำอย่างถูกต้อง
การใช้วิธีนี้หมายความว่าฉันต้องการเตาอบแบบรีโฟลว์ แต่แล้วฉันก็จำโครงการของ Moritz König ได้ซึ่งเขาใช้เหล็กแบนเก่าและ Wemos เพื่อควบคุมอุณหภูมิ สิ่งเดียวที่ฉันมีคือเตารีดแบนซึ่งยังคงใช้อยู่ อุณหภูมิของเตารีดอยู่ที่ประมาณ 220 องศาเซลเซียสที่การตั้งค่าสูงสุด และแป้งบัดกรีที่ฉันซื้อมาละลายที่ 183 องศา เมื่อดูที่โปรไฟล์อุณหภูมิการบัดกรีแบบรีโฟลว์จากแผ่นข้อมูลของ LED เราจะเห็นว่าอุณหภูมิสูงสุด (Tp) คือ 240 องศาเป็นเวลา 10 วินาที ทุกอย่างดูสดใสและฉันก็เลยลองดู
ฉันทาครีมลงบนแผ่นอิเล็กโทรดโดยใช้ไม้จิ้มฟันและวางส่วนประกอบต่างๆ การวางตำแหน่งไม่สำคัญเนื่องจากตัวประสานจะดึงส่วนประกอบเข้าที่เมื่อละลาย ฉันวาง PCB ไว้บนเตารีดตามที่แสดงในรูปภาพแล้วเปิดเตารีด ฉันปิดเตารีดเมื่อบัดกรีทั้งหมดละลายและนำ PCB ออกจากเตารีด
มันได้ผลการรักษา!
ขั้นตอนที่ 5: การประกอบ Cube
ฉันพิมพ์โครงสร้าง 3 มิติเพื่อยึด PCB เข้าที่ แนบไฟล์ 3D ไว้ที่นี่ คุณต้องพิมพ์ 1x Skeleton และ 6x Holder ติดตัวยึดที่ด้านหลังของ PCB โดยใช้ superglue ตามที่แสดงในภาพ สามารถติดตั้ง PCBs เข้ากับโครงสร้างโครงกระดูกได้ มันเป็นแรงเสียดทานพอดี อาจจำเป็นต้องขัด
ทำการเดินสายไฟตามที่แสดงในเค้าโครง การบัดกรีอาจเป็นเรื่องยากเล็กน้อยที่นี่
ขั้นตอนที่ 6: การประกอบฐาน
มีการแนบไฟล์ 3D สำหรับฐานไว้ที่นี่ ฐานจะเป็นที่ตั้งของ Arduino Nano จะมีทั้งหมด 3 สายไปที่คิวบ์ ได้แก่ DIN, 5V และ GND ฉันกำลังเปิดเครื่องลูกบาศก์ผ่านเครื่องชาร์จโทรศัพท์ USB ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถจัดการได้อย่างน้อย 1A
พิน DIN สามารถเชื่อมต่อกับพินดิจิตอลใดๆ บน Arduino ผมเลือก D4
ขั้นตอนที่ 7: เวลาสำหรับการเข้ารหัส
สำหรับตอนนี้ ฉันจะใช้ภาพร่างตัวอย่างจาก FastLED Library ติดตั้งไลบรารีโดยใช้ตัวจัดการไลบรารี เปิด DemoReel100 จากภาพร่างตัวอย่าง ไฟล์ > ตัวอย่าง > FastLED > DemoReel100
ก่อนอัปโหลดโค้ด ให้ทำการเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้:
- กำหนด DATA_PIN (ปักหมุดบน Arduino ที่เชื่อมต่อ DIN ของคิวบ์) กับสิ่งที่คุณเลือก ในกรณีของฉัน 4 (Digital Pin 4)
- กำหนด LED_TYPE เป็น WS2812
- กำหนด NUM_LEDS เป็น 96
และกดอัปโหลด!
ขั้นตอนที่ 8: สนุก
เพิ่มพลังให้โคมไฟของคุณและเพลิดเพลินไปกับการจ้องมอง!
ขอบคุณที่ติดตามจนจบ หวังว่าทุกคนจะรักโครงการนี้และได้เรียนรู้สิ่งใหม่ในวันนี้ แจ้งให้เราทราบหากคุณสร้างมันขึ้นมาเอง สมัครสมาชิกช่อง YouTube ของฉันสำหรับโครงการดังกล่าวเพิ่มเติม ขอบคุณอีกครั้ง!
ขั้นตอนที่ 9: แผนการในอนาคต
- กำลังเชื่อมต่อคิวบ์กับอินเทอร์เน็ต (IoT) โดยใช้ ESP8266 และเพื่อแจ้งให้ฉันทราบทุกครั้งที่มี 'เหตุการณ์' เกิดขึ้น
- การสร้างแอนิเมชั่นของฉันเอง
รองชนะเลิศการประกวด Make it Glow
แนะนำ:
หุ่นยนต์ช้าง 6 ขั้น (มีรูปภาพ)
หุ่นยนต์ช้าง: ในปีแรกของมหาวิทยาลัย อาจารย์คนหนึ่งของฉันส่งหุ่นยนต์ของเขาไปสร้างความบันเทิงให้กับฝูงชนที่งาน Maker Faire ของไบรตัน และฉันก็เป็นหนึ่งในคนที่ควบคุมหุ่นยนต์ เด็กผู้ชายขึ้นมาและเอาของใส่มือก้ามปูหรือโดนปืนฉีดน้ำ
(WiFi) Mood Lamp : 8 ขั้น (มีรูปภาพ)
(WiFi) Mood Lamp: ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้าง Mood Lamp ที่ง่ายและราคาถูก หลอดไฟสามารถอัพเกรดได้ด้วยไฟ LED RGB และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่รองรับ WiFi
พระพิฆเนศ LED ส่องประกาย 18 ขั้น (มีรูปภาพ)
พระพิฆเนศ LED ระยิบระยับ: ช่วงนี้เป็นเทศกาลของเทศกาลในอินเดีย และพระพิฆเนศเป็นเทพเจ้าองค์หนึ่งที่น่าเคารพนับถือและน่ารักที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเด็กๆ พระองค์ทรงเป็นพระเจ้าองค์แรกที่ได้รับการบูชาในพิธีทางศาสนาทั้งหมด อะไรจะดีไปกว่าการเพลิดเพลินไปกับเทศกาลแห่งการเฉลิมฉลอง
ป้ายไฟ LED ติดแอร์ 6 ขั้น (มีรูปภาพ)
LED on Air Sign: ฉันได้ทำการเปลี่ยนสี RGB On Air Sign ดูวิดีโอด้านบนสำหรับกระบวนการและอ่านเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม
LED Hat Display พร้อมโป่ง : 12 ขั้น (มีรูปภาพ)
LED Hat Display With Pong: เมื่อก่อนในฐานะโปรเจ็กต์ไมโครคอนโทรลเลอร์แรกของฉัน ฉันสร้างเกม Pong บนจอแสดงผล LED 5x7 แต่แล้วก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้รับหมวกแข็งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องแบบ (สำหรับการแข่งขันด้านวิศวกรรม) และบอกให้ปรับแต่งและจำได้ว่า