3D дижитал элс: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэ төсөл бол миний шилэн ПХБ -д хавсаргасан SMD LED ашигладаг DotStar LED Cube -ийн үргэлжлэл юм. Энэхүү төслийг дуусгасны дараахан би Adafruit -ийн хөдөлгөөнт LED элсийг олж харсан бөгөөд энэ нь хурдасгуур болон LED матриц ашиглан элсний ширхэгийн хөдөлгөөнийг дуурайлган хийжээ. Энэхүү төслөө акселерометртэй хослуулсан LED кубынхаа том хувилбарыг бүтээх замаар гурав дахь хэмжигдэхүүн болгон өргөжүүлэх нь зүйтэй болов уу гэж бодлоо. Би мөн кубыг эпокси давирхайгаар цутгаж үзэхийг хүсч байсан.

Хэрэв та кубыг хэрхэн яаж хийхийг харахыг хүсч байвал видеог бүхэлд нь доош гүйлгэнэ үү.

Алхам 1: Билл материал

Дараах жагсаалтад зураг дээр үзүүлсэн шиг шоо барихад шаардлагатай материалыг оруулсан болно

• 144 ширхэг SK6805-2427 LED (жишээ нь aliexpress)
• микроскопын слайд (жишээ нь amazon.de)
• зэс соронзон хальс (0.035 x 30 мм) (жишээ нь ebay.de)
• TinyDuino үндсэн хэрэгсэл - лити хувилбар
• акселерометрийн модуль (жишээ нь ASD2511-R-A TinyShield эсвэл GY-521)
• ПХБ -ийн прототип (30 х 70 мм) (жишээ нь amazon.de)
• цэвэр цутгамал давирхай (жишээ нь conrad.de эсвэл amazon.de)
• 3D хэвлэсэн орон сууц

Барилга барихад шаардлагатай нэмэлт материал, багаж хэрэгсэл

• Халуун агаарын гагнуурын төмөр
• нарийн үзүүртэй ердийн гагнуурын төмөр
• 3D принтер
• лазер принтер
• Dupont холбогч
• нимгэн утас
• ПХБ -ийн толгойн зүү
• бага температурт гагнуурын зуурмаг
• ПХБ этант (жишээ нь төмрийн хлорид)
• Металл шилний хэт ягаан туяаны хатуулаг цавуу (жишээ нь NO61)
• ерөнхий зориулалтын цавуу (жишээ нь UHU Hart)
• силикон чигжээс
• хор дамжуулах цаас
• ацетон

Алхам 2: Шилэн ПХБ хийх

Энэ үйл явцыг миний DotStar LED Cube -ийн өмнөх зааварчилгаанд дэлгэрэнгүй тайлбарласан байгаа тул би алхам алхмаар товчхон ярих болно.

1. Микроскопын слайдыг 50.8 мм урттай хэсэг болгон хайчилж ав. Надад зөв уртыг олж авахад туслах 3D хэвлэгч бий (хавсаргасан.stl файлыг үзнэ үү). 6-8 ширхэг болгохын тулд танд санал болгож буй 4 слайд хэрэгтэй болно.
2. Шилэн дэвсгэр дээр зэс тугалган цаас наа. Би хэт ягаан туяаны хатаах цавуу NO61 ашигласан.
3. ПХБ -ийн хавсаргасан pdf файлыг лазер принтер ашиглан тонер дамжуулах цаасан дээр хэвлэ. Үүний дараа тус тусдаа хэсгүүдийг хайчилж ав.
4. ПХБ -ийн загварыг зэс бүрсэн дээр шилжүүлэх. Би энэ зорилгоор ламинатор ашигласан.
5. Жишээ нь зэсийг зайлуулах. төмрийн хлорид
6. Ацетон ашиглан тонерыг арилгана

Алхам 3: Гагнуурын LED

Миний DotStar LED шоо дээр би APA102-2020 LED ашигладаг байсан бөгөөд энэ төсөлд ижил төрлийн LED ашиглах төлөвлөгөөтэй байсан. Гэсэн хэдий ч LED -ийн бие даасан дэвсгэр хоорондын зай бага тул гагнуурын гүүрийг бий болгох нь маш хялбар байдаг. Энэ нь намайг LED бүрийг өөрийн гараар гагнахаас өөр аргагүй болгосон бөгөөд би энэ төсөл дээр яг ижил зүйлийг хийсэн. Харамсалтай нь, төслөө бараг дуусгаж дуусмагц зарим гагнуурын гүүр эсвэл муу контактууд гарч эхэлсэн нь намайг бүх зүйлийг дахин задлахад хүргэв. Дараа нь би арай том хэмжээтэй SK6805-2427 LED руу шилжихээр шийдсэн бөгөөд энэ нь өөр өөр дэвсгэрийн бүтэцтэй бөгөөд гагнахад илүү хялбар болгодог.

Би бүх дэвсгэрийг бага хайлдаг гагнуурын зуурмагаар хучиж, дараа нь LED -ийг дээр нь тавив. Хавсаргасан бүдүүвчийг ашиглан LED -ийн зөв чиглэлийг анхаарч үзээрэй. Үүний дараа би ПХБ -ийг манай гал тогооны өрөөний халуун хавтан дээр тавиад гагнуур хайлах хүртэл сайтар халаав. Энэ нь маш сайн ажилласан тул би халуун агаарт гагнах төмрөөрөө бага зэрэг хийх хэрэгтэй болсон. LED матрицыг туршихын тулд би Adafruit NeoPixel strandtest жишээг ашиглан Arduino Nano ашиглаж, Dupont утас ашиглан матриц руу холбосон.

Алхам 4: Доод талын ПХБ -ийг бэлтгэ

Доод ПХБ -ийн хувьд би прототипийн самбараас 30 х 30 мм хэмжээтэй хэсгийг хайчилж авав. Дараа нь би хэдэн зүү толгойг гагнаж, дараа нь шилэн ПХБ -ийг холбох болно. VCC ба GND тээглүүрийг мөнгөлөг зэс утсаар хийсэн жижиг хэсгийг ашиглан холбосон. Дараа нь үлдсэн бүх зүйлийг нүхээр битүүмжилсэн тул цутгах явцад эпокси давирхай нэвчих болно.

Алхам 5: Шилэн ПХБ -ийг хавсаргана уу

LED матрицыг доод ПХБ -д холбохын тулд би хэт ягаан туяагаар хатдаг цавуу хэрэглэсэн боловч илүү зуурамтгай чанар сайтай (NO68). Зөв тохируулахын тулд би 3D хэвлэсэн jig ашигласан (хавсаргасан.stl файлыг үзнэ үү). Шилэн ПХБ -ыг наасны дараа жаахан хөдөлгөөнтэй хэвээр байсан боловч зүү толгой дээр гагнагдсаны дараа илүү хатуу болсон. Үүний тулд би зүгээр л ердийн гагнуурын төмөр, ердийн гагнуураа ашигласан. Дахин хэлэхэд гагнуурын дараа матриц бүрийг туршиж үзэх нь зүйтэй юм. Тус тусдаа матрицын Дин ба Даут хоёрын хоорондох холболтыг доод хэсэгт байрлах зүү толгойн хэсэгт холбогдсон Дюпон утсаар хийсэн.

Алхам 6: Электроникийг угсрах

Орон сууцны хэмжээг аль болох жижиг болгохыг хүссэн учраас ердийн Arduino Nano эсвэл Micro ашиглахыг хүсээгүй. Энэхүү 1/2 инч хэмжээтэй LED шоо нь энэ төслийн хувьд төгс харагдаж байсан TinyDuino самбаруудын талаар надад мэдэгдсэн. Процессорын самбар, програмчлалын USB бамбай, гадаад холболтын прото самбар зэрэг үндсэн иж бүрдэл надад бий. жижиг цэнэглэдэг LiPo зай. Эргээд харахад би хэвтэж байсан GY-521 модулийг ашиглахын оронд тэдний санал болгож буй 3 тэнхлэг бүхий акселерометрийн бамбайг худалдаж авсан байх ёстой. Энэ барилгын схемийг маш хялбар бөгөөд доор хавсаргасан болно. Би TinyDuino процессорын хавтан дээр бага зэрэг өөрчлөлт хийснийхээ дараа батерейны дараа гадаад унтраалга нэмж орууллаа. орон сууцанд таарах Прото самбар ба GY-521 модулийн холболтууд нь зүү толгой ашиглан хийгдсэн бөгөөд энэ нь хамгийн авсаархан загварыг гаргахыг зөвшөөрдөггүй боловч утсыг шууд гагнахаас илүү уян хатан чанарыг санал болгодог. T Прото самбарын доод талд байгаа утас/тээглүүрийн урт аль болох богино байх ёстой, эс тэгвээс та үүнийг процессорын хавтангийн дээд хэсэгт залгах боломжгүй болно.

Алхам 7: Кодыг байршуулах

Цахилгаан хэрэгслийг угсарсны дараа та хавсаргасан кодыг байршуулж, бүх зүйл ажиллаж байгааг шалгаж болно. Код нь акселерометрийг сэгсрэх замаар давтаж болох дараах хөдөлгөөнт дүрсүүдийг агуулдаг.

• Солонго: FastLED номын сангийн солонго анимаци
• Дижитал элс: Энэ бол Adafruits хүүхэлдэйн LED LED кодын гурван хэмжээст өргөтгөл юм. LED пикселүүд нь акселерометрийн уншилтын утгуудын дагуу шилжих болно.
• Бороо: Акселометрээр хэмжсэн хазайлтын дагуу пикселүүд дээрээс доошоо унана
• Confetti: FastLED номын сангаас санамсаргүй өнгөөр ялгарч, анивчдаг

Алхам 8: Дамжуулах

Одоо LED матрицыг давирхай руу цутгах цаг болжээ. Миний өмнөх бүтээн байгуулалт дээр бичсэн тайлбар дээр дурдсанаар давирхай ба шилний хугарлын үзүүлэлтүүд таарч байвал шил нь үл үзэгдэх болно. Давирхайн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн хугарлын индексээс харахад энэ хоёр хольцын хэмжээг бага зэрэг өөрчилснөөр боломжтой гэж бодсон. Гэсэн хэдий ч туршилт хийсний дараа би давирхайн хатуулгийг алдагдуулахгүйгээр хугарлын индексийг мэдэгдэхүйц өөрчилж чадахгүй байгааг олж мэдэв. Энэ нь тийм ч муу биш, учир нь шил нь нарийн харагддаг бөгөөд эцэст нь би давирхайн гадаргууг ямар ч байсан барзгар болгохоор шийдсэн. Мөөгөнцөр болох тохиромжтой материалыг олох нь бас чухал байв. Би lonesoulsurfer -ийн давирхай шоо гэх мэт ижил төстэй төслүүдэд хийсний дараа хөгцийг арилгахад тулгарч буй бэрхшээлүүдийн талаар уншиж байсан. Зарим туршилт амжилтгүй болсоны дараа би 3D хэвийг хэвлээд дараа нь силикон чигжээсээр бүрэх нь хамгийн сайн арга болохыг олж мэдэв. Би дөнгөж 30 х 30 х 60 мм хэмжээтэй хайрцгийн нэг давхаргыг Cura дахь "spiralize xarici kontur" тохиргоог ашиглан хэвлэв (.stl файл хавсаргасан болно). Дотор талаас нь нимгэн давхаргатай силикон давхаргаар бүрсэн нь дараа нь хөгцийг арилгахад маш хялбар болгодог. Мөөгөнцөрийг силикон чигжээс ашиглан доод ПХБ -д бэхэлсэн. Нүх байхгүй эсэхийг шалгаарай, учир нь давирхай нэвчиж, давирхайнд агаарын бөмбөлгүүд үүснэ. Харамсалтай нь би жижигхэн гоожсон байсан бөгөөд энэ нь хэвний хананы ойролцоо үүссэн жижиг агаарын бөмбөлгийг хариуцдаг гэж би бодож байна.

Алхам 9: өнгөлөх

Мөөгөнцөрийг арилгасны дараа хөгцний силикон бүрсэн гадаргуутай тул шоо нь маш тод харагдаж байна. Гэсэн хэдий ч силикон давхаргын зузаан өөр өөр байсан тул зарим зөрчил гарсан. Мөн наалдсан тул дээд гадаргуу нь ирмэг рүү хазайсан байв. Тиймээс би 240 ширхэг зүлгүүрийн цаас ашиглан нойтон зүлгүүрээр хэлбэрээ сайжруулсан. Эхэндээ, миний төлөвлөгөө бол илүү нарийн ширхэгтэй талх руу шилжих замаар бүх зүйлийг буцааж устгах байсан боловч эцэст нь шоо нь барзгар гадаргуутай илүү сайхан харагдаж байна гэж шийдсэн тул 600 гритээр дуусгалаа.

Алхам 10: Орон сууцанд холбох

Электроникийн орон сууцыг Autodesk Fusion 360 загвараар хийсний дараа 3D хэвлэсэн болно. Би хананд тэгш өнцөгт нүх, арын хэсэгт M3 эрэг ашиглан GY-521 модулийг холбохын тулд нүх нэмж оруулав. TinyDuino процессорын хавтанг доод хавтан дээр хавсаргасан бөгөөд дараа нь M2.2 боолтыг ашиглан орон сууцанд бэхлэв. Эхэндээ би унтраагуурыг халуун цавуу ашиглан орон сууцанд суулгаж, дараа нь GY-521 модулийг суурилуулсны дараа протобор ба зайг сайтар оруулав. LED матрицыг Dupont холбогчийг ашиглан прото самбар дээр хавсаргасан бөгөөд процессорын самбарыг зүгээр л доороос нь залгаж болно. Эцэст нь би LED матрицын доод ПХБ -ийг ерөнхий зориулалтын цавуу (UHU Hart) ашиглан орон сууцанд наасан.

Алхам 11: Дууссан шоо

Эцэст нь куб дуусч, та гэрлийн шоу үзэх боломжтой. Хөдөлгөөнт шооны видеог үзээрэй.