Rërë dixhitale 3D: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Ky projekt është një lloj vazhdimi i kubit tim DotStar LED ku kam përdorur LED SMD të bashkangjitur në PCB qelqi. Menjëherë pas përfundimit të këtij projekti, hasa në rërën e animuar LED nga Adafruit e cila përdor një akselerometër dhe një matricë LED për të simuluar lëvizjen e kokrrizave të rërës. Mendova se do të ishte një ide e mirë për të zgjeruar këtë projekt në dimensionin e tretë duke ndërtuar vetëm një version më të madh të kubit tim LED të shoqëruar me një përshpejtues. Unë gjithashtu doja të provoja hedhjen e kubit në rrëshirë epoksi.

Nëse doni të shihni kubin në veprim, lëvizni deri në fund të videos.

Hapi 1: Fatura e Materialeve

Lista e mëposhtme përfshin materialet e nevojshme për të ndërtuar kubin siç tregohet në figurë

• 144 copë LED SK6805-2427 (p.sh. aliexpress)
• rrëshqitje të mikroskopit (p.sh. amazon.de)
• shirit bakri (0.035 x 30 mm) (p.sh. ebay.de)
• Kompleti bazë TinyDuino - versioni i litiumit
• moduli i përshpejtuesit (p.sh. ASD2511-R-A TinyShield ose GY-521)
• prototip PCB (30 x 70 mm) (p.sh. amazon.de)
• rrëshirë e qartë e derdhjes (p.sh. conrad.de ose amazon.de)
• Strehim i printuar 3D

Materiale dhe mjete shtesë të nevojshme për ndërtim

• Hekur për saldim me ajër të nxehtë
• hekur bashkues normal me majë të imët
• Printer 3D
• printer lazer
• Lidhësit Dupont
• tel i hollë
• Kunjat e kokës së PCB
• paste saldimi me temperaturë të ulët
• Etchant PCB (p.sh. klorur ferri)
• Ngjitës UV për kurimin e metaleve (p.sh. NO61)
• zam për qëllime të përgjithshme (p.sh. UHU Hart)
• silikoni sealent
• letër për transferimin e tonerit
• aceton

Hapi 2: Bërja e PCB -ve të qelqit

Ky proces është përshkruar tashmë në detaje në udhëzimet e mia të mëparshme të Kubit tim DotStar LED, prandaj, unë thjesht do t'i kaloj shkurtimisht hapat.

1. Pritini rrëshqitjet e mikrosopit në copa me gjatësi 50.8 mm. Unë kam printuar 3D një figurë për të më ndihmuar të arrij gjatësinë e duhur (shiko skedarin.stl bashkangjitur). Ju do të keni nevojë për 4 rrëshqitje që unë rekomandoj për të bërë 6 deri në 8 copë.
2. Ngjiteni fletën e bakrit në substratin e qelqit. Kam përdorur ngjitësin UV shërues NO61.
3. Shtypni pdf -në e bashkangjitur me PCB që përshkruhet në letër për transferimin e tonerit duke përdorur një printer lazer. Më pas prerë copat individuale.
4. Transferoni modelin e PCB -së në veshjen e bakrit. Kam përdorur një petëzues për këtë qëllim.
5. Shkruani bakrin duke përdorur p.sh. klorur ferri
6. Hiqeni tonerin duke përdorur aceton

Hapi 3: LED -të e saldimit

Në kubin tim DotStar LED kam përdorur LED LED APA102-2020 dhe plani ishte të përdorja të njëjtin lloj LED në këtë projekt. Sidoqoftë, për shkak të distancës së vogël midis pads individuale të LED -ve, është shumë e lehtë të krijohen ura bashkimi. Kjo më detyroi të bashkoj çdo LED të vetëm me dorë dhe në fakt bëra të njëjtën gjë në këtë projekt. Fatkeqësisht, kur unë pothuajse e përfundova projektin papritmas filluan të shfaqen disa ura lidhëse ose kontakte të këqija të cilat më detyruan të çmontoj gjithçka përsëri. Pastaj vendosa të kaloj në LED-të pak më të mëdha SK6805-2427, të cilat kanë një plan urbanistik të ndryshëm të jastëkut që i bën ato shumë më të lehta për t'u bashkuar.

I mbulova të gjitha jastëkët me pastë ngjitëse të shkrirjes së ulët dhe pastaj vendosa LED -et në krye. Kujdesuni për orientimin e saktë të LED -ve duke iu referuar skemës së bashkangjitur. Pas kësaj e vendosa PCB -në në pjatën e nxehtë në kuzhinën tonë dhe e ngroha me kujdes derisa saldimi të shkrihej. Kjo funksionoi qetë mirë dhe më duhej të bëja vetëm pak përpunime me hekurin tim të saldimit me ajër të nxehtë. Për të testuar matricën LED kam përdorur një Arduino Nano që drejton shembullin më të mirë të Adafruit NeoPixel dhe e kam lidhur me matricën duke përdorur telat Dupont.

Hapi 4: Përgatitni PCB -në e Fundit

Për PCB -në e poshtme kam prerë një copë 30 x 30 mm nga një bord prototip. Unë pastaj ngjita disa tituj pin në të ku PCB qelqi do të lidhen më pas. Kunjat VCC dhe GND u lidhën duke përdorur një copë të vogël tela bakri të argjendtë. Pastaj i vulosa të gjitha pjesët e mbetura përmes vrimave me saldim sepse përndryshe rrëshira epoksi do të depërtonte gjatë procesit të derdhjes.

Hapi 5: Bashkangjitni PCB qelqi

Për të bashkangjitur matricat LED në PCB -në e poshtme, unë përsëri përdor një ngjitës UV, por me viskozitet më të lartë (NO68). Për përafrimin e duhur kam përdorur një bashkim pjesësh të shtypura 3D (shiko skedarin.stl bashkangjitur). Pas ngjitjes së PCB -ve të qelqit ishin akoma pak të trazuara, por u bënë më të ngurtë pasi u ngjitën në titujt e kunjave. Për këtë sapo kam përdorur hekurin tim normal të saldimit dhe saldimin e rregullt. Përsëri është një ide e mirë të testoni çdo matricë pas bashkimit. Lidhjet midis Din dhe Dout të matricave individuale u bënë me tela Dupont të lidhur me titujt e kunjave në pjesën e poshtme.

Hapi 6: Montoni elektronikën

Për shkak se doja ta bëja dimensionin e strehimit sa më të vogël, nuk doja të përdorja një Arduino Nano ose Mikro të rregullt. Ky kub 1/2 LED nga një e 49 -ta më bëri të vetëdijshëm për bordet TinyDuino të cilat dukeshin perfekte për këtë projekt. Mora kompletin bazë i cili përfshin bordin e procesorit, një mburojë USB për programim, një bord proto për lidhjet e jashtme si dhe një bateri e vogël e rimbushshme LiPo. Në retrospektivë duhet të kisha blerë edhe mburojën e akselerometrit me 3 boshte që ata ofrojnë në vend që të përdorin një modul GY-521 të cilin ende e kisha të shtrirë përreth. Kjo do ta kishte bërë cicuit edhe më kompakt dhe do të zvogëlonte dimensionet e nevojshme e strehimit. Skema për këtë ndërtim është mjaft e lehtë dhe e bashkangjitur më poshtë. Kam bërë disa modifikime në bordin e procesorit TinyDuino, ku shtova një ndërprerës të jashtëm pas baterisë. Bordi i procesorit tashmë ka një ndërprerës, por ishte shumë i shkurtër përshtaten përmes strehimit. Lidhjet me proto bordin dhe modulin GY-521 janë bërë duke përdorur tituj pin që nuk lejojnë modelin më kompakt, por ofron më shumë fleksibilitet sesa bashkimi i telave drejtpërdrejt. gjatësia e telave/kunjave në pjesën e poshtme të proto bordit duhet të jetë sa më e shkurtër, përndryshe nuk mund ta lidhni më me pjesën e sipërme të bordit të procesorit.

Hapi 7: Ngarko kodin

Pasi të keni montuar pajisjet elektronike, mund të ngarkoni kodin e bashkangjitur dhe të provoni që gjithçka po funksionon. Kodi përfshin animacionet e mëposhtme që mund të përsëriten duke tundur përshpejtuesin.

• Rainbow: Animacion Rainbow nga biblioteka FastLED
• Rëra Dixhitale: Kjo është një shtrirje e kodit të rërës LED të animuar të Adafruits në tre dimensione. Pikselët LED do të lëvizin sipas vlerave të leximit nga përshpejtuesi.
• Shi: Pixelet që bien poshtë nga lart poshtë sipas pjerrësisë të matur me përshpejtues
• Konfeti: Njolla me ngjyra të rastësishme që vezullojnë dhe veniten pa probleme nga biblioteka FastLED

Hapi 8: Hedhja

Tani është koha për hedhjen e matricës LED në rrëshirë. Siç sugjerohet në një koment në ndërtimin tim të mëparshëm do të ishte mirë nëse indekset thyes të rrëshirës dhe xhamit do të përputheshin në mënyrë që xhami të ishte e padukshme. Duke gjykuar nga indekset thyes të të dy përbërësve të rrëshirës, mendova se kjo mund të jetë e mundur duke ndryshuar pak racionin e përzierjes së të dyjave. Sidoqoftë, pasi bëra një provë, zbulova se nuk isha në gjendje të ndryshoja indeksin e thyerjes dukshëm pa prishur ngurtësinë e rrëshirës. Kjo nuk është shumë e keqe pasi xhami është vetëm i dukshëm dhe në fund unë vendosa të ashpërsoj sipërfaqen e rrëshirës gjithsesi. Ishte gjithashtu e rëndësishme të gjesh një material të përshtatshëm që mund të përdoret si myk. Po lexoja për vështirësitë për të hequr mykun pas hedhjes në projekte të ngjashme si kubi i rrëshirës lonesoulsurfer. Pas disa provave të mia të pasuksesshme, zbulova se mënyra më e mirë ishte të kisha një stil të shtypur 3D dhe më pas të lyhesha me ngjitës silikoni. Sapo printova një shtresë të vetme të një kutie 30 x 30 x 60 mm duke përdorur cilësimin "spiralizimi i konturit të jashtëm" në Cura (skedari.stl bashkangjitur). Veshja e tij me një shtresë të hollë silikoni nga brenda e bën mykun shumë të lehtë për tu hequr më pas. Myku ishte ngjitur në PCB -në e poshtme gjithashtu duke përdorur sealent silikoni. Sigurohuni që të mos ketë vrima pasi natyrisht rrëshira do të depërtojë dhe gjithashtu flluska ajri do të formohen në rrëshirë. Fatkeqësisht, pata një rrjedhje të vogël e cila, besoj se është përgjegjëse për flluska të vogla ajri që u formuan pranë murit të mykut.

Hapi 9: Lustrim

Pas heqjes së mykut ju mundeni që kubi të duket shumë i qartë për shkak të sipërfaqes së lëmuar të veshur me silikon të mykut. Sidoqoftë, kishte disa parregullsi për shkak të ndryshimeve në trashësinë e shtresës silikoni. Gjithashtu sipërfaqja e sipërme ishte e shtrembëruar drejt skajeve për shkak të ngjitjes. Prandaj, unë rafinova formën duke lëmuar me lagështi duke përdorur letër lëmuese 240 grire. Fillimisht, plani im ishte të ripërtërinte gjithçka duke u zhvendosur në zhavorra gjithnjë e më të hollë, megjithatë, në fund vendosa që kubi të duket më i bukur me një sipërfaqe të ashpër, kështu që përfundova me 600 zhavorr.

Hapi 10: Montimi në Strehim

Strehimi për pajisjet elektronike u krijua me Autodesk Fusion 360 dhe më pas u printua 3D. Shtova një vrimë drejtkëndëshe në mur për ndërprerësin dhe disa vrima në pjesën e pasme për të montuar modulin GY-521 duke përdorur vida M3. Bordi i procesorit TinyDuino ishte ngjitur në pllakën e poshtme e cila më pas ishte ngjitur në strehim duke përdorur vida M2.2. Në fillim vendosa çelësin në strehim duke përdorur zam të nxehtë, pastaj moduli GY-521 u montua, pas kësaj protoboardi dhe bateria u futën me kujdes. Matrica LED ishte ngjitur në bordin proto duke përdorur lidhësit Dupont dhe bordi i procesorit mund të lidhet vetëm nga poshtë. Së fundi, unë ngjita PCB -në e poshtme të matricës LED në strehim duke përdorur një ngjitës për qëllime të përgjithshme (UHU Hart).

Hapi 11: Kubi i përfunduar

Më në fund kubi përfundon dhe ju mund të shijoni shfaqjen e dritës. Shikoni videon e kubit të animuar.