مکعب بی نهایت "آسان": 14 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

مکعب های بی نهایت و ایکوساهدرون چیزهایی هستند که همیشه توجه من را به خود جلب کرده اند. با این حال ، ساخت آنها بسیار دشوار به نظر می رسید ، زیرا این قاب پیچیده نسبی بود. این مکعب بی نهایت ، دارای قاب است که به صورت یک تکه چاپ می شود. ساخت و ساز بسیار قوی تر و آسان تر از سایر پروژه ها است. اندازه مکعب انتخاب شده است بنابراین فقط 1M نوار LED برای کل مکعب مورد نیاز است و هزینه آن پایین است. من از نحوه پیشرفت این پروژه بسیار خوشحالم و امیدوارم شما نیز آن را دوست داشته باشید!

مرحله 1: مواد / ابزارها

مواد:

• 1 متر ws2812b 144LED/m IP30 8.69 دلار
• میکروکنترلر (آردوینو) 2.58 دلار
• 6 مربع پلکسی (91*91*3 میلی متر)
• فیلم آینه 2.19 دلار (محصول با کیفیت بد رسید ، نمی توانم سفارش آن را در علی توصیه کنم)
• سیم (برای اتصال قطعات نوار LED) 1.61 دلار
• قاب چاپ سه بعدی
• آب صابون (آیا این حتی یک ماده است؟)
• منبع تغذیه 5 ولت 4.86 دلار (اگر می خواهید همه LED ها سفید باشند ، 10 A ، اما در بیشتر موارد 5A باید خوب باشد)

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• چسب دوم
• چسب داغ (اختیاری)
• استریپرهای سیم
• انبردست کوچک (برای کمک به لحیم کاری در گوشه های تنگ)
• چاپگر سه بعدی (یا شخصی که مایل است در چاپ قاب به شما کمک کند)

مرحله 2: قاب

این مهمترین بخش این پروژه است. این قسمت در یکی از گوشه های آن چاپ می شود بنابراین تفاوت کمتری در خطوط لایه وجود دارد و زیرا "از لحاظ نظری" هنگام چاپ در این جهت نیازی به پشتیبانی نیست. با این حال ، پس از شکست این چاپ ، یک بار تصمیم گرفتم به هر حال پشتیبانی اضافه کنم. پشتیبانیها در واقع در مدل کشیده شده اند زیرا دستگاه برش ساز نمی تواند آنها را به طور موثری برای مدلی مانند این ایجاد کند ("v3 v11.stl" دارای پشتیبانی ، v3 v12.stl "پشتیبانی نمی کند).

با توجه به جهت یک فضای 180*160*180 برای چاپ یک مکعب 114*114*114 مورد نیاز است. 10 ساعت طول کشید تا چاپ کنم و تقریبا 65 گرم فیلامنت برای مدل مورد نیاز است.

مرحله 3: سیم کشی LED

درک اینکه چگونه سیمها باید لحیم شوند قبل از لحیم کاری آنها بسیار مهم است زیرا فضای زیادی برای کار وجود ندارد. نقاشی بالا (که مکعب را نشان می دهد) باید به شما طرز لحیم کاری همه چیز را نشان دهد.

5 سیم از سوراخ مکعب عبور می کند. دو جفت 5V و GND ، یکی برای تغذیه ابتدای نوار LED (در لایه زیرین) و دیگری برای تغذیه انتهای (در لایه بالا). این فقط تغذیه نوار در دو سر نیست ، این در واقع برای از بین بردن نیاز به اتصالات لحیم کاری پیچیده تر ضروری است. سیم دیگری که وارد می شود خط Data است ، این خطی است که داده ها را به همه LED ها ارسال می کند تا رنگ آنها مشخص شود.

در صورت پیروی از خط سبز ، ترتیب اتصال نوارهای 12 LED به یکدیگر (به ترتیب در تصویر شماره گذاری می شوند) را مشاهده می کنید. در قسمتهایی که خط سبز در کنار قطعه ای از نوار LED اجرا می شود ، به این معنی است که در زیر نوار کار می کند (قاب برای این سیمها فضا دارد).

در طرح ، می بینید که سه قسمت وجود دارد ، مربع وسط ، مربع بیرون و وسط 4 قطعه که بین دو مربع قرار دارند. 4 قطعه میانی 5 ولت خود را از مربع بیرون و GND خود را از مربع مرکزی دریافت می کنند.

توجه داشته باشید که سیمهایی که مربع خارجی را تغذیه می کنند در لایه زیرین وارد شده و از طریق قاب (پشت قسمتی از نوار LED) به لایه بالایی می رسند.

مرحله 4: لحیم کاری مرحله 1

من قصد دارم این بخش را به مراحل فرعی تقسیم کنم تا همه چیز بهتر توضیح داده شود. من قسمت های نوار LED را در تصویر بالا شماره گذاری کردم تا همه چیز را بهتر توضیح دهد.

من این کار را کردم ، اگر راه بهتری دارید ، فقط از راه خود استفاده کنید.

حتماً به جهت قطعات نوار LED توجه کنید! قرار دادن نادرست یک قطعه می تواند مشکلات زیادی برای شما ایجاد کند

مرحله 1: از آنجا که ما به بخشهای 12 LED نیاز داریم ، باید نوار LED را در 12 قطعه از 12 LED هر کدام برش دهید. بعد ، 3 سیم را به قسمت 1 وصل کنید ، مطمئن شوید که آنها را در سمت Din وصل کرده اید. 2 سیم دیگر برای اتصال به V5 و GND در قسمت 12 به سمت Dout اضافه کنید ، سیم های این طرف باید حداقل 12 سانتی متر بلندتر باشند زیرا لازم است از قاب عبور کنند ، سیم ها نیازی به لحیم شدن به قسمت ندارند هنوز 12 تمام 5 سیم را که این قطعات را از طریق سوراخ به هم متصل می کنند ، اجرا کنید. سپس پوشش نوار چسب را بردارید و قسمت 1 را به قاب بچسبانید ، نگران نباشید ، نوار خیلی خوب نمی چسبد ، قطعات بعداً با چسب وصل می شوند.

مرحله 5: لحیم کاری مرحله 2

حتماً به جهت قطعات نوار LED توجه کنید! قرار دادن نادرست یک قطعه می تواند مشکلات زیادی برای شما ایجاد کند

مرحله 2: اکنون قسمتهای 2-3 اضافه می شوند ، همین روند را می توان برای 4 ، 5 و 6 ، 7 تکرار کرد. ابتدا ، یک سیم باید به دین قسمت 3 لحیم شود ، این سیم باید 15 سانتی متر یا طولانی تر است و به قسمت Dout قسمت 2 (خط آبی در تصویر) می رود. این سیم بعداً قطع می شود. پس از لحیم کاری سیم ، روکش نوار چسبنده این قسمت را برداشته و آن را پایین بیاورید.

بعد ، قسمت Dout op 1 را با Din قسمت 2 وصل کنید ، برای این کار ، ممکن است لازم باشد قسمت 1 را کمی از قاب بکشید. این باید یک سیم بسیار کوتاه با یک قطعه عایق در وسط باشد. نوار را از قسمت 2 بردارید و آن را در موقعیت خود قرار دهید ، مطمئن شوید سیم آبی از پشت آن عبور می کند.

حالا سیم متصل به Din قسمت 3 را بچسبانید و آن را به Dout قسمت 2 لحیم کنید. برای لحیم کاری ، به احتمال زیاد باید قسمت 2 را دوباره از قاب خارج کنید تا کمی فضا داشته باشید. این یک گوشه بسیار محکم است و سیم زیر قسمت 2 برای اتصال به Dout قسمت 2 باید یک دور تند 180 درجه بچرخاند (این را می توانید در تصویر 4 مشاهده کنید).

حالا V5 قسمت 1 و قسمت 3 را وصل کنید ، ممکن است برای انجام این کار یک سیم کوتاه لازم باشد.

در نهایت ، یک قطعه کوچک سیم بگیرید تا GND قسمتهای 1 ، 2 و 3 را به یکدیگر متصل کنید. اگر پد 5 ولت قسمت 2 در راه است ، فقط می توانید گوشه آن قسمت را به صورت مورب برش دهید تا لحیم لحاف برداشته شود.

اگر فکر می کنید ممکن است اشتباه کرده باشید ، شورت ها را بررسی کنید.

حالا قسمت 4 ، 5 و 6 ، 7 را تکرار کنید:)

مرحله 6: لحیم کاری مرحله 3

حتماً به جهت قطعات نوار LED توجه کنید! قرار دادن نادرست یک قطعه می تواند مشکلات زیادی برای شما ایجاد کند

مرحله 3: در حال حاضر قسمت 1 تا 7 باید قرار داده شود ، مطمئن شوید که همه چیز را سه بار بررسی کنید زیرا نمی توانید آن را به راحتی آزمایش کنید زیرا قسمتهای 2 ، 4 و 6 هنوز 5 ولت ندارند. سیمهای 5V و GND را که از سوراخ عبور می کنند به قسمت 12 وصل کنید. روکش نوار چسب را از قسمت 12 جدا کرده و آن را پایین بیاورید. مطمئن شوید که سیم ها به خوبی از طریق ناودان در قسمت قسمت 8 (که هنوز قرار نگرفته است) عبور کنند. می توانید سیم ها را کمی بیشتر از سوراخ بکشید تا بهتر جا بیفتد. در مرحله بعد ، دين قسمت 8 را همانند مرحله قبل به Dout قسمت 7 وصل كنيد. سپس GND قسمت 7 را با قسمت 8 وصل کنید.

(در تصویر بالا من هنوز قسمت 12 را اضافه نکرده ام ، آن را اضافه کردم اما تصویری از آن ندارم.)

مرحله 7: لحیم کاری مرحله 4

حتماً به جهت قطعات نوار LED توجه کنید! قرار دادن نادرست یک قطعه می تواند مشکلات زیادی برای شما ایجاد کند

مرحله 4: شما تقریباً تمام شده اید ، فقط قسمت 9 ، 10 و 11 باید در پایین قرار داده شود. لحیم کاری این قطعات باید مستقیما انجام شود ، فقط مطمئن شوید که Dout را یک قطعه را ابتدا به Din مورد بعدی بچسبانید ، زیرا دسترسی به آن بعداً دشوار است. اتصال 5 ولت این لایه را با 5 ولت قسمت 2 ، 4 ، 6 و 8 فراموش نکنید.

برای بررسی اینکه آیا همه LED ها کار می کنند یا خیر ، از کد زیر استفاده کردم. تمام LED ها را یک به یک طی می کند. اگر چیزی کار نمی کند ، می توانید از یک مولتی متر برای فهمیدن مشکل استفاده کنید.

#شامل #تعریف LED_PIN 7 #تعریف NUM_LEDS 144 led CRGB [NUM_LEDS] ؛ int counter؛ void setup () {FastLED.addLeds (leds ، NUM_LEDS) ؛ شمارنده = 0 ؛ } void loop () {counter = (counter+1)٪ 144؛ leds [شمارنده] = CRGB (255 ، 0 ، 0) ؛ FastLED.show ()؛ تأخیر (20) ؛ leds [شمارنده] = CRGB (0 ، 0 ، 0) ؛ }

از آنجایی که فقط یک LED به طور همزمان تغذیه می شود ، این کد را می توان از طریق آردوینو تغذیه کرد. این بدان معناست که برای اجرای این کد نیازی به منبع تغذیه خارجی نیست ، فقط می توانید 5V و GND نوار را به آردوینو وصل کنید.

مرحله 8: چسباندن LED ها به قاب

همانطور که قبلاً ذکر شد ، نوار چسبنده روی نوار به خوبی به PLA نمی چسبد. به همین دلیل است که من تمام قطعات نوار LED را کمی بلند کردم و چسب دوم را زیر آنها قرار دادم و سپس آنها را فشار دادم.

مراقب باشید این چسب نریزد. علاوه بر چسباندن دست ها به یکدیگر ، لکه هایی روی قاب باقی می ماند

مرحله 9: برش مربع های اکریلیک (اگر آنها را برش نداده اید)

به جای برش اکریلیک در مربع های 91 میلی متری ، از خط کش و چاقو برای ایجاد خطوط در اکریلیک در نقاطی که می خواستم آن را بشکنم استفاده کردم. پس از ایجاد خط در اکریلیک با چاقو ، خط را روی لبه میز قرار دادم تا قطعه روی خط شکسته شود. این فوق العاده دقیق نیست و ممکن است لبه های کمی ناهموار ایجاد کند ، اما برای خطای چند میلیمتری جا وجود دارد ، بنابراین خیلی مهم نیست.

(من قبلاً فیلم را روی دو مربع در تصویر اعمال کردم)

مرحله 10: استفاده از فیلم آینه ای

در اینجا پیوندی وجود دارد که شخصی نحوه انجام این کار را توضیح می دهد ، به طور خلاصه:

1. اکریلیک را تمیز کنید ، الیاف یا گرد و غبار را پاک کنید
2. آب صابون را روی اکریلیک بمالید
3. پلاستیک را از فیلم جدا کنید
4. فیلم را روی اکریلیک قرار دهید
5. با یک کارت پلاستیکی حباب ها و صابون را از مرکز خارج کنید
6. لبه های تر و تمیز

قبل از استفاده از فیلم حتماً تمام ذرات را بردارید ، این امر تفاوت چشمگیری در ظاهر آن ایجاد می کند

مرحله 11: قرار دادن آینه ها در قاب

قبل از قرار دادن هر آینه در قاب ، مطمئن شوید که قسمت آینه به خوبی تمیز شده است ، این طرف به داخل قرار می گیرد و بعد از آن نمی توان آن را تمیز کرد.

من آینه ها را در جفت های مخالف قرار دادم تا بررسی کنم که آنها کاملاً به همان شیوه گام بر می دارند. دستیابی به این امر بسیار آسان است زیرا قاب باید از تراز کردن مراقبت کند. آینه ها را با چسب دوم به قاب وصل کردم (چسب داغ ممکن است برای این کار بهتر باشد ، PLA را لکه دار نمی کند). سمت آینه رو به داخل است زیرا این شکننده ترین طرف است و به این ترتیب نور قبل از بازتاب مجدد مجبور نیست از یک لایه اکریلیک عبور کند.

مرحله 12: الکترونیک

من با تمیز کردن سیم هایی که از مکعب خارج می شد ، کار را شروع کردم ، این به نظر من همه چیز را کمی مرتب تر نشان می دهد. از آنجا که این پروژه فقط یک آردوینو با نوار LED است همه چیز بسیار ساده است. 5 ولت از منبع تغذیه باید به 5 ولت مکعب و 5 ولت آردوینو متصل شود. GND منبع تغذیه باید به GND مکعب و به GND آردوینو متصل شود. مطمئن شوید که قطبیت را به درستی گرفته اید ، قبل از روشن کردن آن را در صورت لزوم با یک مولتی متر بررسی کنید ، در غیر این صورت می توانید آردوینو خود را سرخ کنید. برای جلوگیری از این امر ، می توانید Arduino را از طریق اتصال برق تغذیه کنید ، اما برای انجام این کار به یک کانکتور اضافی نیاز دارید. در حال حاضر تنها کاری که باید انجام دهید این است که دین مکعب را به یک پین در آردوینو وصل کنید ، من در نهایت از پین 5 استفاده کردم ، اما این واقعاً مهم نیست. ساده است ؟!

توجه: تصویر سوم فقط طرحی است که به صورت آنلاین پیدا کردم ، به مقاومت در آنجا نیازی نیست. اگرچه می توانید تصمیم بگیرید که آن را وارد کنید ،

مرحله 13: کد:)

کدی که تا به حال استفاده می کردم بسیار ساده بود ، من فقط از کتابخانه نمونه LED سریع چند کد گرفتم و چند عدد را تغییر دادم تا روی این مکعب اجرا شود (کد اصلی که من استفاده کردم را می توانید در اینجا پیدا کنید). قبل از اتصال Arduino به رایانه با استفاده از پورت USB ، مطمئن شوید که اتصال 5 ولت بین منبع تغذیه و Arduino را جدا کرده باشید.

من در نهایت کدی نوشتم که دارای چندین انیمیشن است ، برخی از آنها را می توانید در فیلم بالا مشاهده کنید:

پیست را از این قسمت کپی نکنید ، به دلیل نحوه چسباندن کد دستورالعمل اجرا نمی شود

#شامل #تعریف LED_PIN 5 #تعریف NUM_LEDS 144 led CRGB [NUM_LEDS] ؛

void setup () {

FastLED.addLeds (leds ، NUM_LEDS) ؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // پر کردن تمام FastLED.show سیاه ()؛ } void loop () {onesnake (10000)؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ fadeFromCenter (10000) ؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // رنگین کمان (5000) ؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ جرقه (10000) ؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // loopThroughColors (5000) ؛ fill_solid (leds ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ } void onesnake (مدت زمان int) {unsigned long startTime؛ startTime = millis ()؛ محل int = 1؛ int nextpath = 1؛ int corner [8] [3] = {{-7، 8، 1}، {-1، 2، 3}، {-3، 4، 5}، {-5، 6، 7}، {-8، -12 ، 9} ، {-2 ، -9 ، 10} ، {-4 ، -10 ، 11} ، {-6 ، -11 ، 12}} ؛ int ledsInSnake [48]؛ رنگ int = 0 ؛ برای (int i = 0 ؛ imillis ()) {if (location> 0) {for (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {color = (color+5)٪ 2550؛ leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255 ، 255 ، 0) ؛ برای (int j = 0 ؛ j <48؛ j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (رنگ/10 ، 255 ، (j*255)/48) ؛ ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]؛ }} ledsInSnake [47] = (محل -1)*12+i؛ leds [ledsInSnake [47] = CHSV (رنگ/10 ، 255 ، 255) ؛ FastLED.show ()؛ تأخیر (20) ؛ }} if (مکان <0) {for (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {color = (color+5)٪ 2550؛ leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255 ، 255 ، 0) ؛ برای (int j = 0؛ j <48؛ j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (رنگ/10 ، 255 ، (j*255)/48) ؛ ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]؛ }} ledsInSnake [47] = (محل +1)*-12+11-i؛ leds [ledsInSnake [47] = CHSV (رنگ/10 ، 255 ، 255) ؛ FastLED.show ()؛ تأخیر (20) ؛ }} nextpath = تصادفی (0 ، 2) ؛ برای (int i = 0 ؛ i <8؛ i ++) {// diffren 8 if (گوشه ها [0] ==-محل || گوشه ها [1] ==-محل || گوشه ها [2] ==-مکان) {if (گوشه ها [nextpath]! =-location) {location = corner [nextpath] ؛ } else {location = corner [nextpath+1]؛ } زنگ تفريح؛ }}

FastLED.show ()؛

تأخیر (20) ؛ }} void fadeFromCenter (مدت زمان int) {unsigned long startTime؛ startTime = millis ()؛ int counter = 0؛ while (startTime+duration> millis ()) {counter = (counter+1)٪ 255؛ برای (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {برای (int j = 0؛ jmillis ()) {counter = (counter+1)٪ 255؛ برای (int i = 0 ؛ i

رنگین کمان خالی (مدت زمان int) {

startTime طولانی بدون امضا ؛ startTime = millis ()؛ int counter = 0؛ while (startTime+duration> millis ()) {counter = (counter+1)٪ 255؛ برای (int i = 0 ؛ i <NUM_LEDS ؛ i ++) {leds = CHSV ((i*5+counter)٪ 255 ، 255 ، 255) ؛ } FastLED.show ()؛ تأخیر (20) ؛ }} void sparkles (int duration) {unsigned long startTime؛ startTime = millis ()؛ int LENGTH = 40 ؛ چشمک زدن int [LENGTH] ؛ رنگ int = 0 ؛ برای (int i = 0 ؛ imillis ()) {color = (رنگ+5)٪ 2550 ؛ leds [پلک زدن [0] = CHSV (255 ، 255 ، 0) ؛ برای (int i = 0 ؛ i <LENGTH ؛ i ++) {if (i! = 0) {leds [چشمک زدن = CHSV (رنگ/10 ، 255 ، (i*255)/LENGTH) ؛ پلک زدن [i-1] = پلک زدن ؛ }} چشمک زدن [LENGTH-1] = تصادفی (0 ، NUM_LEDS) ؛ FastLED.show ()؛ تأخیر (50) ؛ }}

مرحله 14: از مکعب بی نهایت بی نظیر خود لذت ببرید

امیدوارم از این مطلب آموزنده خوشتان آمده باشد. اگر چنین است ، لطفاً در مسابقه به من رای دهید و بازخوردی به من بدهید ، من مایلم ایده های شما را در مورد پروژه ها یا پیشرفت در این زمینه بشنوم. ممنون که خواندید!

جایزه دوم در مسابقه Make it Glow