Eenvoudige Arduino RGB LED-kubus (3x3x3) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik heb gekeken naar LED Cubes en merkte dat de meeste ervan te ingewikkeld of te duur waren. Na veel verschillende kubussen te hebben bekeken, besloot ik uiteindelijk dat mijn LED-kubus zou moeten zijn:

• eenvoudig en eenvoudig te bouwen
• betaalbaar
• zeer stijlvol en extravagant

Nadat ik meerdere Arduino LED-kubussen heb gebouwd, kan ik met plezier zeggen dat ik een echt cool ogende buitengewone kubus heb gemaakt die bij mijn doelen past.

In deze Instructable laat ik je zien hoe je je eigen RGB LED-kubus kunt bouwen.

Vereiste tijd:

over een weekend

Kosten:

20-50 $ afhankelijk van waar je koopt.

Stap 1: Apparatuur en materialen

Gereedschap:

• Soldeerbout
• Kniptang (om de draad door te knippen)
• Naaldtang (om de LED's en de draad te buigen)
• 3D-printer (OPTIONEEL)
• Helpende Handen (niet noodzakelijk maar zeker aan te raden)

Onderdelen:

• 27 x ws2812b LED's

  • Amazone (50st)
  • Aliexpress (50st)

• 1 x 150 Ohm Weerstand

  • Amazone (200st)
  • Aliexpress (100st)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazone (3st)
  • Aliexpress

• een rol verzilverd koperdraad

  ~2$ in je plaatselijke handwerkwinkel

• Lijm

• prototyping printplaat / plaat van plastic

  • Amazone
  • Aliexpress

De totale kosten van deze 3x3x3 kubus zijn ongeveer 18 $ als je alles van Aliexpress koopt.

Software:

• Arduino-IDE (gratis)
• CUDA (of je eigen Slicer voor je 3D Printer)

Stap 2: Voorbereiden om te solderen

Eerst moeten we een sjabloon maken, zodat het gemakkelijker is om de LED's aan elkaar te solderen. Ik heb hiervoor een prototype-printplaat gebruikt en twee gaten gemarkeerd voor de middelste pinnen van de LED, die voor de voeding zijn (zoals te zien op de afbeelding).

Toen ik een 5x5x5-versie van deze kubus bouwde, gebruikte ik een stuk plastic voor de sjabloon, wat ook heel goed werkte. Als u plastic of hout gebruikt, moet u het paar gaten ongeveer 2, 4 cm (of 0, 95 inch) uit elkaar boren.

Stap 3: Buigen en plaatsen van de LED's

Onderdelen die nodig zijn voor deze stap:

• 27 ws2812b 8 mm LED's
• verzilverd koperdraad
• prototype printplaat

In deze stap moet je de pinnen van 18 LED's buigen zoals op de afbeelding hierboven. De overige 9 LED's moeten worden gebogen zodat de "platte kant" de andere kant op wijst. Daarna moeten er 9 LED's met de platte kant aan dezelfde kant op het breadboard / vel plastic worden geplaatst.

Bovendien moeten 18 stukken draad worden afgeknipt. Ze moeten ongeveer 2 cm langer zijn dan je leds hoog zijn. Voor mij bleek dit ongeveer 6 cm (of 2, 4 inch) te zijn.

Stap 4: Solderen van de stroom

Nu soldeer je de punt van het stuk draad aan de bovenste LED zoals op de eerste foto. Vervolgens soldeer je de draad aan de LED's eronder. Zorg ervoor dat er geen draden elkaar raken, anders ontstaat er kortsluiting; soldeer vervolgens de andere draden aan de LED's.

Stap 5: De datapinnen solderen

Dit zou gemakkelijk moeten zijn. U hoeft alleen de datapinnen van de LED's uit te lijnen en aan elkaar te solderen zoals op de afbeelding.

Stap 6: De LED's verwijderen en de LED-pinnen afsnijden

U kunt de LED's van de sjabloon verwijderen door ze eenvoudig op een plat oppervlak te duwen, zoals weergegeven in afbeelding één.

Nadat u de LED's hebt verwijderd, moet u de resterende uiteinden van de LED-pinnen afsnijden. Daarna zou het eruit moeten zien als op foto 3 en 4.

Stap 7: De datalijnen van de lagen aan elkaar solderen

Eerst moet je de eerder gesoldeerde verticale lagen in vorm plaatsen. Terwijl u ervoor zorgt dat de afstand tussen de rijen gelijk is, soldeert u de datapinnen aan elkaar zoals weergegeven in de afbeeldingen.

Stap 8: De voedingsdraden aansluiten

Nu buig je de uiteinden van het verzilverde koperdraad zoals op de foto's. Het is erg belangrijk om de draden te kruisen zodat GND is verbonden met GND en 5V tot 5V.

De draden op de buitenste lagen moeten naar buiten worden gebogen.

Nadat je alle draden hebt gebogen, ga je ze aan elkaar solderen.

Stap 9: Aansluiten van de stroomdraden Deel: II

Nu is het tijd om de eerder gesoldeerde stroompinnen aan te sluiten. Om dit te bereiken buig je twee stukken draad zoals op de foto's.

Opmerking: zorg ervoor dat je voldoende draad over hebt in de linkerhoek, want dit is wat we zullen gebruiken om verbinding te maken met onze basis.

Nadat je de draad in de juiste vorm hebt gebogen, soldeer je ze aan de pinnen.

Soldeer vervolgens een extra stuk aan een van de stroomdraden (de rode op de foto)

Als laatste knip je de rest van de pinnen af zoals op de laatste foto.

Stap 10: Gegevensbedrading Deel I: De LED-pinnen buigen

In deze stap hoeft u alleen maar alle resterende datapinnen te buigen zoals weergegeven in de afbeelding.

Stap 11: Gegevensbedrading Deel II: de eerste verbinden met de tweede laag

Nadat je de pinnen van de ws2812b Leds hebt gebogen, ga je nu de Data OUT van de eerste laag verbinden met de Data IN van de tweede.

Om dat te bereiken moet je een stuk draad buigen in de vorm die wordt getoond in afbeelding 2, die zal worden gebruikt om de lagen te verbinden zoals getekend in de eerste afbeelding.

De volgende stap is om het ene uiteinde van de draad aan de Data OUT-pin van de eerste laag te solderen. De Data OUT pin is de pin aan de platte kant van de LED.

Het andere uiteinde wordt vervolgens gesoldeerd aan de Data IN van de tweede laag, een van de eerder gebogen LED-pinnen aan de ronde kant van de LED.

Stap 12: Gegevensbedrading Deel III: de tweede met de derde laag verbinden

Vervolgens verbind je de tweede met de derde laag.

Net als in de vorige stap buig je nu een stuk draad in de vorm zoals weergegeven in afbeelding 2. De draad moet op deze manier worden gebogen, zodat het het licht van de LED's niet hindert en om een elegante uitstraling van de kubus te garanderen.

Je begint dan het korte uiteinde van de draad te solderen aan de Data OUT-pin van de tweede laag en het andere uiteinde aan de Data IN LED-pin (die aan de ronde kant).

Nadat je dat hebt gedaan, knip je het resterende uiteinde van de draad door.

Stap 13: Data Bedrading Deel IV: Solderen van de laatste LED

Om de databedrading af te werken moet je nu de Data OUT pin aan de platte kant van de toplaag LED buigen (zoals op de eerste foto te zien is) zodat deze de massapin raakt.

Vervolgens soldeer je de pinnen aan elkaar en knip je het resterende uiteinde af.

Stap 14: Gegevensbedrading V: Voltooid resultaat

Nu bent u klaar met het bouwen van de LED-kubus zelf. Hier zijn enkele referentiefoto's als u eerder problemen had met het begrijpen van de stappen.

Stap 15: 3D-printen van de basis

Voor deze Instructable heb ik een eenvoudige, maar elegante basis ontworpen, die ook dient als de behuizing van de Arduino nano, maar als je wilt, zou ik het op prijs stellen als je je ideeën / bestanden voor een andere behuizing deelt. Hoe dan ook, je hebt nu toegang nodig tot een 3D-printer. Als je er geen thuis hebt, kun je naar je lokale maker gaan. Ik heb de bestanden hieronder voor je gelinkt, dus je hoeft alleen maar het volgende te doen:

1. Download de twee.stl-bestanden van hieronder
2. Importeer ze in de snijsoftware die u of uw makerruimte gebruikt
3. Snijd ze met behulp van de onderstaande instellingen
4. Converteren naar gcode
5. Beginnen met afdrukken

Slicer-instellingen:

• Laaghoogte: 0,1 mm
• Invulling >20%
• Aantal muurlijnen > 2
• Afdruksnelheidsinstellingen van hoge kwaliteit (afhankelijk van uw printer)

U hoeft elk onderdeel maar één keer af te drukken! Na het starten van een afdruk stel ik voor om te ontspannen of door te gaan met de andere stappen, aangezien de afdrukken samen ongeveer 2-3 uur duren.

Als je geen 3D-printer hebt of er geen toegang toe hebt, raad ik je aan een eenvoudige behuizing te bouwen, bijvoorbeeld met acryl of hout, zoals in de afbeelding hierboven.

Stap 16: Uw Cube aansluiten op de Arduino Nano

Onderdelen die nodig zijn voor deze stap:

• Arduino Nano
• 150 Ohm Weerstand
• eerder gesoldeerde LED-kubus
• Zilverplaat koperdraad

Buig nu de pinnen van je led-kubus zoals in de afbeelding hierboven.

Daarna kun je ze door de gaatjes van je 3D-geprinte basis steken.

Dan soldeer je de GND van de LED's (de pin die naar de platte kant van de LED's gaat) naar GND van de Arduino, en de 5V van de LED's naar VIN.

De Data IN van de eerste LED moet worden gesoldeerd aan de weerstand van 150 Ohm en de weerstand aan D4 op de Arduino.

Stap 17: Sluit de basis

Voordat u de basis sluit, moet u wat lijm op het oppervlak aanbrengen.

Zorg er bij het sluiten van de basis voor dat de USB-poort van de Arduino in het gat zit.

Stap 18: Programmeer uw Arduino

U bent nu klaar met het bouwproces van uw Arduino RGB LED Cube. Nu is het tijd om het te programmeren. Om dit te doen, moet u deze stappen volgen:

1. Download de Arduino IDE
2. Download de FastLED-bibliotheek
3. Importeer de FastLED-bibliotheek. Hier is een geweldige Instructable daarvoor
4. Download hieronder een van mijn voorbeelden of begin zelf te programmeren. Ik zou graag wat van je ideeën willen zien. (Opmerking: Stel de helderheid niet in op meer dan 40, want dan gebruikt deze mogelijk meer ampère dan de maximale 200mA waarvoor de Arduino nano is geschikt.)
5. Compileer & upload de code: Nu kunt u uw code uploaden door simpelweg op de pijl in de linkerbovenhoek te klikken. Zorg ervoor dat "Arduino Nano" en uw juiste poort zijn geselecteerd in het menupunt "Tools".