LED Cube Lamp: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang lampara na ito ay isang byproduct ng proyekto ng 172 pixel na orasan na nilikha ko. Ito ay nangyari habang sinusubukan ko ang string ng mga LEDs, Nakita sila ng aking kasosyo at nagustuhan ang hitsura nila. Natapos ko ang orasan at pagkatapos ay sinimulan ang proyektong ito. Ito ay naging isang mabagal na proyekto, iba pang mga bagay na nangyari sa pagitan na pinapayagan itong umunlad sa paglipas ng panahon.

Ang orihinal na konsepto ay isang maliit na higit sa isang metro ang haba ay gumamit ito ng 3 mga pindutan at isang potensyomiter upang makontrol ito. Nagbago ito sa isang mas maliit ngunit magkatulad na disenyo na gumamit ng isang solong rotary encoder. Sumasabay ang maligaya na panahon at hiniram ko ang ilan sa mga konsepto ng kontrol para sa kontrol ng maligaya na ilaw ng ATTiny 85. Sa paglaon mayroon tayo nito; Isang nakatutuwa na 50mm na kubo na may isang solong ugnay na kontrol sa pag-ugnay.

Madali sana na bumili lamang ng isang murang LED controller mula sa eBay, isinalin ito sa isang kahon at tinawag itong tapos na. Gayunpaman ginusto ko ang isang bagay na nangangailangan ng walang pag-set up o pagpapares at papayagan akong magpasya kung paano kumilos ang mga LED. Sure na hindi ko mababago ang ilaw mula sa ginhawa ng aking sofa ngunit wala sa isip ko. Na sinabi, sa palagay ko ang susunod na ebolusyon ay maaaring palitan ang ATTiny 85 para sa isang bagay tulad ng ESP8266 upang mapakinabangan ko ang wireless controller ngunit panatilihin din ang ilang kontrol sa manu-manong.

Talagang mahalaga sa akin na ang ilaw ay maging aktibo ngunit hindi makagagambala sa gayon sa puting mode ng kaunting kulay ay dahan-dahan na makikita sa isang random point sa lampara at pagkatapos ay dahan-dahan ding mawala. Mahalaga na hindi ito maaabutan ng iyong mata na ginagawa ito ngunit sa tuwing titingnan mo ang ilawan ay magkakaiba lamang ito.

Mga gamit

Ang kubo ay ginawa mula sa 3mm frosted opal Acrylic sheet. Niloko ko at inorder ito pre cut into square na tamang sukat para sa gusto ko, nagdagdag ako ng dagdag sa order sakaling nagkamali ako (ginawa ko) Ang 1st na ilang ginawa kong ginamit ko ang tenol 12 upang mabuklod silang magkasama. Gumagana ito nang napakahusay ngunit hindi magagandang bagay na gagamitin, ginawa ko ang isa dito gamit ang gorilla epoxy. Ang bono ay hindi kasinglakas ng tinsol 12 ngunit dapat ay sapat na malakas nang walang talagang masamang mga usok.

Ang mga LED ay SK6812 sila ang RGBWW (mainit na puti) na pagpipilian.

Ang micro Controller ay isang ATTiny 85

Ang touch controller ay isang MTCH101

Mayroong ilang mga passive na bahagi:

• 13X 0603 0.1uf capacitors
• 2X 4.7k 0603 resistors
• 2X 10k 0603 resistors
• 1X 470 ohm 0603 risistor
• 1X 1000uf capacitor

Habang posible na gawin ito sa ProtoBoard na may mga PCB na ginawa ay cheep at kung ano ang nais kong sandalan.

Lumang usb cable upang i-cut para sa isang power cable

Ginagamit ang mainit na pandikit upang hawakan ang PCB sa huling produkto at pinapayagan ka ng ilang silicone sealant na idikit ang ilalim ng kubo. Ang parehong mainit na pandikit ay silicone ay ok sa malagkit na acrylic ngunit hindi rin napakahusay. Gumagawa ito ng isang bono na sapat na malakas upang mapanatili ang lahat sa lugar ngunit napakalakas nito ay hindi maaaring tuksuhin sa ibang pagkakataon kung kinakailangan.

200mm ng 0.31mm Enamelled wire na tanso. (maaari mong gamitin ang halos anumang kawad dito hangga't hindi ito masyadong malaki na lumilikha ito ng isang anino sa loob ng kubo)

Ang Micro Controller

Sinabi ko na ito dati at masamang sabihin itong muli. Gusto ko talaga ang ATTiny 85 Micro Controller. Ang mga ito ay cheep, madaling gamitin, madaling programa at tila halos hindi masisira.

Kaya, Syempre gumamit ako ng isa para sa proyektong ito. Ang code na nagpapatakbo nito ay medyo pangunahing. Ang isang nakakagambala ay konektado sa touch sensor, Kapag ang pin ay hinila pababa ang ISR ay nagdaragdag ng 1 sa isang counter. Pagkatapos ay pinapatakbo ng pangunahing loop ang sub loop na tumutugma sa counter number. Sa ganitong paraan maaari kang magdagdag o mag-alis ng mga animasyon na may ilang mga linya lamang ng code.

Mayroon akong code na ito na tumatakbo sa isang ATTiny85 para sa tungkol sa 8 buwan ngayon nang walang anumang mga problema.

Hakbang 1: Mga Tool at Consumable

Posibleng maghinang ng lahat ng mga bahagi sa pamamagitan ng kamay ngunit ang mga SK2612 ay medyo sensitibo. Pinatay ko ang ilan sa kanila bago ako nakakita ng isang mini oven sa Lidl na na-convert ko sa isang refow oven.

Gumamit ako ng isang router at isang 45 degree chamfer bit upang i-cut ang lahat ng mga gilid ng acrylic. Maaari mong laktawan ito at magkaroon ng mga square joint sa iyong cube o 3D print kahit saan.

Ang iba pang mga tool na ginamit ay kasama ang:

• Mainit na glue GUN
• Panghinang
• Maliit na kutsilyo na hugis
• Masking tape
• Ang ilang pangunahing tool sa kamay. snips at maliit na piler.
• Arduino Uno o katulad na plus breadboard at jumper wires para sa pag-upload ng code sa ATTiny85
• Saw Saw
• Solder Paste
• Panghinang
• Multi Meter

Hakbang 2: Pagputol ng Acrylic

Ito ay nakakalito upang makahanap ng isang maaasahang pamamaraan para sa pagputol ng anggulo ng 45 degree sa mga gilid ng acrylic. Sa palagay ko ang pagse-set up ng isang talahanayan na nakita sa tamang anggulo ay magiging mas madali ngunit sa kasamaang palad mayroon lamang akong isang router kaya narito kung ano ang ginawa ko.

Gumamit ako ng isang piraso ng scrap kahoy na may isang tuwid na gilid na nakaipit sa aking bench sa trabaho upang makagawa ng isang jig. Ang tuwid na gilid ay napakahalaga dahil ang pagdadala ng chamfer bit ay ililigid kasama nito. Ito ay isang kaso ng pagdikit ng ilang scrap acrylic sheet pababa sa paligid ng piraso na nais kong gupitin ang anggulo upang hawakan ito pa rin at lumikha ng tamang taas ng ilalim ng router.

Mayroon akong aking mainit na baril na pandikit at mainit kapag ginawa ko ang isang ito kaya't nagpasyang gumamit ng mainit na pandikit upang idikit ang mga piraso ng suporta sa lugar. Karaniwan ay gagamitin ko sana ang double sided sticky tape. Ang parehong mga pagpipilian ay gumagana nang maayos.

Ito ay pagkatapos ng kaunting pagsubok at error upang makuha ang itinakdang router nang eksakto sa tamang taas, masyadong mataas at mag-iiwan ito ng isang parisukat na gilid sa acrylic, masyadong mababa at masyadong aalis ito

Paggamit ng isang maliit na masking tape upang matiyak na walang makakilos, payagan ang router na paikutin upang mapabilis at maayos na patakbuhin ang router sa gilid ng acrylic, paikutin ang piraso at ulitin hanggang sa maputol mo ang lahat ng 6 na gupitin na may 45 degree edge sa lahat 4 na gilid (5 piraso at 3 gilid kung nais mong i-mount ang kubo sa kung saan)

Hakbang 3: Paggawa ng Cube

Kapag ang lahat ng acrylic ay pinutol, ang pagbuo ng kubo ay tuwid na pasulong ngunit ang dosis ay nangangailangan ng kaunting pansin sa detalye.

1st kumuha ng isang haba ng masking tape, na may 2 piraso sa mga dulo upang i-hold ito down, tuwid at masikip. Iposisyon ito ng ilang millimeter ang layo mula at kahilera sa isang tuwid na gilid na nakaharap ang malagkit na gilid. Mapipigilan ng tape ang lahat hanggang sa magtakda ang epoxy kaya't higit sa aking pagdila ng dalawang piraso upang matiyak ang magandang presyon. Ginamit ang aking silicone matt bilang aking tuwid na gilid ngunit ang isang pinuno ay gagana nang maayos o marahil ay mas mahusay.

Susunod, alisin ang proteksiyon na pelikula mula sa acrylic at ilagay ang isa sa mga parisukat patungo sa isang dulo ng tape na tinitiyak na nakaupo ito nang maayos laban sa tuwid na gilid at ang anggulo ng 45 degree ay nadulas. Pagkatapos ay ilagay ang isang pangalawang parisukat sa tabi ng unang siguraduhin na ang mga gilid ay pindutin lamang at ang tuktok ay masikip sa tuwid na gilid. Ulitin para sa pangatlo at pabalik na parisukat.

Kapag ang iyong masaya na lahat sila ay nakaupo nang maayos na iikot ang lahat at i-trim ang tape sa isang dulo upang ito ay mapasa sa pagtatapos ng acrylic. Dapat mo na ngayong tiklupin ang lahat at bumuo ng isang maayos na kahon. Mahalaga ito para sa pangwakas na pagtatapos na ang tuktok ng kahon ay malapit sa perpektong maaari, isang bahagyang paglihis sa ilalim ay maaaring mai-sanded at maitago sa paglaon.

Kung masaya ka na ang lahat ay umaangkop sa nararapat dapat oras nito upang ayusin ito sa lugar. Buksan ang kubo at ihanda ang flat para sa iyong pagpipilian ng malagkit. Ginamit ko ang Tinsol 12 sa nakaraan. Dinisenyo nito upang mabuklod ang acrylic at mag-dosis ng napakahusay na trabaho nito, subalit hindi kanais-nais na gumana at nangangailangan ng pagpapalamig bago gamitin. Inirerekumenda ko rin ang paggamit nito sa labas sa isang simoy ng araw at iniiwan ang mga nakabuklod na bahagi sa labas o sa isang malaglag nang hindi bababa sa 24 na oras.

Ang isang malinaw na kristal na dalawang bahagi ng epoxy ay gumagana nang maayos, mas mahusay at mas mapagpatawad upang gumana. Kailangan mo pa ring gumamit ng maayos na maaliwalas na lugar upang magtrabaho ngunit hindi ko napansin ang anumang mga usok na gumagana sa isang bukas na bintana. Ang bono nito ay hindi kasinglakas ng Tinsol12 ngunit maliban kung ang iyong pagpaplano sa pag-trowing ng iyong kubo ay dapat na sapat na malakas.

Naghalo ako ng isang maliit na gorilya epoxy sa isang lumang cd at ginamit ang end ng aksyon ng isang squire ng kawayan upang maglapat ng isang pinong layer sa isa sa mga gilid ng lahat ng mga parisukat kung saan sila magtatagpo. Iwasang gumamit ng labis dahil mag-iikot ito.

Humihingi ako ng paumanhin na hindi ako nakakuha ng anumang mga larawan ng yugtong ito bilang ang set nito nang napakabilis.

Sa sandaling ang malagkit ay nasa lugar tiklupin ang mga parisukat upang mabuo muli ang kahon at gamitin ang overhanging na piraso ng masking tape upang hawakan itong lahat.

Matapos ang tungkol sa 5 minuto kung nadama sapat na malakas upang alisin ang tape. Nais kong alisin ang tape sa lalong madaling panahon na isama ang ilan sa epoxy na splurged out. Kapag ito ay ganap na pinagbuklod nito mas mahirap upang makuha ang tape ng.

Hakbang 4: Ang Touch Sensor

Ang bersyon ng Mk1 ng kubo ay gumamit ng isang sensor ng panginginig ng boses. Ito ay gumana nang maayos ngunit hindi perpekto dahil maaaring maging nakakalito upang maisaaktibo ito nang isang beses lamang, lalo na kung kinuha ko ito upang baguhin ang mode at pagkatapos ay ibaba ulit ito nang napakabilis. Hindi talaga pinapayagan ng disenyo ang isang pindutan na mailagay kahit saan kaya ang tanging lohikal na bagay ay ang paggamit ng control sa touch.

Ang MTCH101 ay tila perpektong chip para sa trabaho.

Bilang Ito ay isang capacitive sensor hindi na kailangan ng direktang pakikipag-ugnay sa anumang bagay kaya kinuha ko ang magiging takip ng kubo, tinanggal ang proteksiyon na layer mula sa loob, pagkatapos ay inayos ang 0.31mm na naka-enam na tanso na tanso sa paligid ng pag-holing nito sa lugar na may masking tape bago ihalo ang isang maliit na Gorilla Epoxy upang permanenteng hawakan ito. Tiyaking mag-iiwan ng sapat na buntot upang makababa sa PCB.

Ang MTCH101 Detect Output pin ay Aktibo-Mababang kaya ang isang tactile switch sa pagitan ng 5V at ang labis na pad ay gagana din malapit sa pin 7 upang baguhin ang mode ng cube

Kapag ang epoxy ay gumaling ang tuktok ng cube ay maaaring mai-attach sa katawan na may kaunti pang epoxy.

Hakbang 5: Ang PCB at Paghihinang

Palagi kong naisip ang mga PCB na maging isang bagay na nakalaan para sa mga nagtataglay ng malalim na pag-unawa sa electronics na naipasa sa maraming taon. Ito ay talagang talagang madali at mura upang mag-disenyo ng iyong sariling mga board at gawin silang propesyonal.

Hindi ako lalalim sa proseso dito dahil nangangailangan ito ng kaunting detalye na ang iba ay nagawa ng mas mahusay na gawain ng pagpapaliwanag kaysa sa magagawa ko. Ngunit ang mga pangunahing hakbang ay:

Buuin ang iyong circuit sa isang board ng tinapay upang subukan ito. Ilatag ang lahat ng mga bahagi sa isang eskematiko I-convert ang eskematiko sa isang PCB, Ilagay ang lahat ng mga bahagi ayon sa nais mo sa kanila at lumikha ng mga koneksyon. Ilagay ang order

Ang pinakamahirap na bahagi ng proseso ay naghihintay para sa iyong mga board na dumating.

Gumamit ako ng JLCPCB. Ang kabuuang gastos para sa 10 board ay medyo mas mababa pagkatapos ng £ 10 at tumagal ng higit sa isang linggo upang makarating. Wala akong maikumpara ang kalidad ngunit mukhang maganda talaga sila.

Nais kong magkaroon ng pagpipilian upang makagawa ng isang mas malaking bersyon ng kubo kaya nagdagdag ako ng ilang mga sobrang singsing ng mga LED pad sa PCB. Maaari akong maghinang LEDs sa anuman sa 3 mga singsing o i-cut ang mga off para sa mas maliit na mga disenyo. Siningil ng JLCPCB ang parehong presyo para sa anumang laki ng board hanggang sa 100mm x 100mm.

Paghihinang

Posibleng iabot ang solder sa lahat ng mga bahagi. Ang 0603 capacitors at resistors ay maliit ngunit nababanat kaya't may kaunting kasanayan ay maaaring magawa nang madali. Ang pareho para sa MTCH101 chip. Ang problema ko ay ang SK2812 LEDs, ang mga ito ay sapat na malaki upang maghinang sa pamamagitan ng kamay ngunit natagpuan ko ang mga ito upang maging isang masyadong sensitibo sa init. Hulaan ko na pumatay ako ng hindi bababa sa 10 bago ako nagpasya na mamuhunan sa isang bagay na idinisenyo para sa mga bahagi ng SMD.

Hindi ako sigurado sa pinakamahusay na paraan pasulong pagkatapos ang aking pasya ay nagawa nang makahanap ako ng isang ibinebenta na mini oven sa Lidl. Habang hindi ito ang perpektong oven para sa pagpapakita ng sapat na mabuti para sa aking mga pangangailangan at may kaunting pagbabago para sa mas tumpak na kontrol sa temperatura hindi nito pinapatay ang mga LED.

Muli ang proseso ng pag-on ng oven ng toaster o mini oven sa isang refow oven ay medyo lampas sa saklaw ng nakakaakit na ito ngunit mayroong maraming impormasyon doon kung nais mong gawin ang katulad.

Ang mga matarik na kinakailangan para sa pagpapakita ng PCB ay:

Bigyan ang PCB ng mabilis na malinis na may alkohol upang alisin ang anumang grasa na maaaring maiwasan ang tamang pagdikit ng solder. Mag-apply ng solder paste sa mga pad sa PCB at pagkatapos ay ilapat ang mga sangkap. Ilagay ang board sa oven at sumasalamin muli.

Kapag ang board ay cool na maaari mong manu-manong maghinang sa pamamagitan ng hole hole IC at malaking capacitor.

Hindi ko na-install ang 1000uf capacitor sa oras na ito dahil ang ilaw ay gagamitin ko lang at hindi madalas na i-on at i-off. Lumilikha din ito ng isang anino sa loob ng kubo habang ginagawa ng LEDS ang kanilang bagay.

Ang kapasitor ng 1000uf ay naroroon upang mai-save ang mga LED at micro controller mula sa isang inrush ng kasalukuyang. Inirerekumenda kong i-install ito ngunit medyo opsyonal kung ang iyong maingat tungkol sa kung saan mo ito isinaksak. Para sa karagdagang impormasyon sa paksang ito inirerekumenda kong basahin ang Adafruit NeoPixel Überguide

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

Hakbang 6: Code

I-upload ang code sa AtTiny85.

Narito ang isang mahusay na gabay sa kung paano ito gawin!

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

Pagkatapos ilagay sa ATTiny sa IC socket sa PCB

Hakbang 7: Pagsasama-sama sa Lahat ng Ito

Mayroong isang solong risistor sa ilalim ng PCB kasama ang mga binti mula sa IC at ang capacitor ay dumikit nang kaunti. Gumamit ako ng isang Dremel upang mag-ukit ng ilang mga recesses sa ilalim na piraso ng acrylic upang ang PCB ay maaaring umupo nang patag.

Habang wala ang Dremel ay nag-drill din ako ng isang maliit na butas sa gilid ng kubo sa gitna mga 6mm pataas para sa power cable at itinulak ito bago hubarin ang mga wire at pag-tinning. Maraming mga USB cable na may mga linya ng data, gumamit ng isang multi meter upang mag-ehersisyo kung alin alin kung kinakailangan.

Gumamit ng isang maliit na patak ng mainit na pandikit upang hawakan ang PCB (nakita ko na ang ideya ng mainit na pandikit dahil lumilikha ito ng isang malakas na hawakan ngunit maaaring alisin kung kinakailangan) at maghinang ito ng mga wire sa kuryente. Gumamit ako ng isang maliit na mainit na pandikit para sa ilang dagdag na suporta.

Ang susunod na hakbang ay upang maghinang ang sensor wire sa sensor pad.

Bago ayusin ang ilalim sa cube isang magandang ideya na gumawa ng ilang pagsubok upang matiyak na gumagana ang lahat ayon sa inaasahan.

Kung ang lahat ay gumagana tulad ng inaasahan pagkatapos ang pangwakas na hakbang ay upang idikit ang ilalim ng kubo sa lugar. Karaniwan akong gumagamit ng silicone sealant para dito dahil muli itong humahawak nang maayos ngunit maaaring alisin kung kinakailangan.

I-plug in at mag-enjoy

Hakbang 8: Iba Pang Mga Pagpipilian at Pangwakas na Saloobin

Ako sa panahon na ito ay umuusbong naisip ko na may ilang mga pagkakaiba-iba. Isa sa mga ito ay isang kahoy na base na may isang acrylic cube sa tuktok. Ang isa pa ay isang kahoy na frame na may LEDs sa likod at isang mahabang bersyon din gamit ang LED tape. Kasalukuyan din akong nagtatrabaho sa isang orasan gamit ang isang katulad na disenyo.

Sinabi nila na ang paningin sa likuran ay palaging 2020 at may ilang bagay na maaari kong gawin nang iba kung magpasya akong pumunta para sa MkIII

Ang una sa mga ito ay nagbabago sa 0805 na mga passive. Ang mga 0603 ay maayos ngunit may sapat na puwang para sa mas mabagal na mas malaking mga bahagi at medyo madali silang mag-rework kung kinakailangan.

Iniisip ko rin ang tungkol sa pagdaragdag ng isang labis na LED para sa ilang visual na feedback tungkol sa estado ng sensor. Ang MTCH101 ay may kakayahang lumubog hanggang sa 20 mA kaya't ang isang humantong na may mataas na risistor na halaga ng ish ay hindi magiging isang problema na konektado nang direkta sa pin 4 ng maliit na tilad.

Sa palagay ko ay magdaragdag din ako ng ilang mga pad sa iba pang mga singsing ng PCB upang magamit sila para sa iba pang mga proyekto kung naputol. At din ang ilang mga pad para sa paggamit ng PCB na may panlabas na LED strips o singsing.

Inaasahan kong nasiyahan ka dito