مکعب ساده Arduino RGB LED (3x3x3): 18 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

من به دنبال مکعب های LED هستم و متوجه شدم که اکثر آنها پیچیده یا گران هستند. پس از مشاهده مکعب های مختلف ، در نهایت تصمیم گرفتم که LED Cube من باید:

• ساخت آسان و ساده
• مقرون به صرفه
• بسیار شیک و عجیب

پس از ساخت چندین مکعب LED آردوینو ، می توانم با خوشحالی بگویم که من یک مکعب فوق العاده زیبا به نظر می رسم که مناسب اهداف من است.

اکنون در این دستورالعمل ، من قصد دارم به شما نشان دهم که چگونه می توانید مکعب LED RGB خود را بسازید.

زمان مورد نیاز:

در مورد یک آخر هفته

هزینه:

بسته به محل خرید شما 20-50 دلار

مرحله 1: تجهیزات و مواد

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• انبردست برش (برای برش سیم)
• انبردست بینی سوزنی (جهت خم شدن LED ها و سیم)
• چاپگر سه بعدی (اختیاری)
• دست های کمک کننده (ضروری نیست اما قطعاً توصیه می شود)

قطعات:

• 27 ال ای دی ws2812b

  • آمازون (50 قطعه)
  • Aliexpress (50 عدد)

• مقاومت 1 x 150 اهم

  • آمازون (200 عدد)
  • Aliexpress (100 عدد)

• 1 عدد آردوینو نانو

  • آمازون (3 عدد)
  • Aliexpress

• یک رول سیم مسی با روکش نقره

  2 دلار پوند در فروشگاه صنایع دستی خود

• چسب

• نمونه سازی تخته pcb / ورق پلاستیک

  • آمازون
  • Aliexpress

در صورت خرید همه چیز از Aliexpress ، هزینه کل این مکعب 3x3x3 حدود 18 دلار است.

نرم افزار:

• Arduino IDE (رایگان)
• CUDA (یا برش دهنده مخصوص چاپگر سه بعدی شما)

مرحله 2: آماده سازی برای لحیم کاری

ابتدا باید یک الگو ایجاد کنیم ، بنابراین اتصال LED ها به یکدیگر آسان تر خواهد بود. من برای این کار از یک تابلوی pcb نمونه اولیه استفاده کردم و دو سوراخ برای پین های وسط LED ، که برای منبع تغذیه هستند مشخص کردم (همانطور که در نمودار نشان داده شده است).

وقتی نسخه 5x5x5 این مکعب را ساختم ، از یک ورق پلاستیک برای قالب استفاده کردم ، که این نیز بسیار خوب کار می کرد. اگر از پلاستیک یا چوب استفاده می کنید ، باید جفت سوراخ را به فاصله 2 ، 4 سانتی متر (یا 0 ، 95 اینچ) از یکدیگر ایجاد کنید.

مرحله 3: خم شدن و قرار دادن LED ها

قطعات مورد نیاز برای این مرحله:

• 27 LED ws2812b 8 میلی متری
• سیم مسی با روکش نقره
• نمونه اولیه برد PCB

در این مرحله باید پین های 18 LED را مانند تصویر بالا خم کنید. 9 LED باقی مانده باید خم شوند تا "Flat Side" رو به جهت دیگر باشد. پس از آن 9 LED با طرف صاف در یک طرف باید روی تخته نان / ورق پلاستیک قرار گیرد.

علاوه بر این ، 18 قطعه سیم باید بریده شود. طول آنها باید حدود 2 سانتی متر بیشتر از LED های شما باشد. برای من ، این اندازه حدود 6 سانتی متر (یا 2 ، 4 اینچ) بود.

مرحله 4: لحیم کاری برق

حالا نوک سیم را به LED بالا لحیم کنید ، همانطور که در تصویر اول نشان داده شده است. سپس سیم را به LED های زیر لحیم کنید. اطمینان حاصل کنید که هیچ سیمی به یکدیگر برخورد نمی کند ، در غیر این صورت اتصال کوتاه ایجاد می شود. سپس سیمهای دیگر را به LED ها لحیم کنید.

مرحله 5: لحیم کردن پین های داده

این باید آسان باشد. شما فقط باید پین های داده را از LED ها تراز کنید و آنها را مانند تصویر در کنار هم لحیم کنید.

مرحله 6: حذف LED ها و برش پین های LED

می توانید LED ها را به سادگی با فشار دادن آنها به یک سطح صاف مانند شکل 1 ، از الگو جدا کنید.

پس از برداشتن LED ها ، باید انتهای باقی مانده پین های LED را برش دهید. پس از آن باید مانند تصویر 3 و 4 به نظر برسد.

مرحله 7: خطوط داده لایه ها را با هم بچسبانید

ابتدا باید لایه های عمودی لحیم کاری شده قبلی را به شکل قرار دهید. در حالی که از مساوی بودن فاصله بین ردیف ها اطمینان حاصل می کنید ، پین های داده را همانطور که در تصاویر نشان داده شده است به یکدیگر لحیم می کنید.

مرحله 8: اتصال سیم های برق

حالا انتهای سیم مسی با روکش نقره را مطابق تصاویر خم می کنید. بسیار مهم است که از سیم ها عبور کنید تا GND به GND و 5V به 5V متصل شود.

سیمهای لایه های بیرونی باید به سمت بیرون خم شوند.

بعد از اینکه همه سیم ها را خم کردید ، آنها را با هم لحیم کنید.

مرحله 9: اتصال سیم های برق قسمت: II

اکنون وقت آن است که پین های برق قبلاً لحیم شده را متصل کنید. برای انجام این کار ، دو تکه سیم را همانطور که در تصاویر نشان داده شده است خم کنید.

توجه: مطمئن شوید که مقدار زیادی سیم در گوشه سمت چپ شما باقی مانده است ، زیرا این چیزی است که ما برای اتصال به پایه خود استفاده می کنیم.

پس از خم شدن سیم به شکل مناسب ، آنها را به پین ها لحیم کنید.

سپس یک قطعه اضافی را به یکی از سیم های برق (قسمت قرمز رنگ در تصویر) لحیم کنید

در نهایت ، بقیه پین ها را همانطور که در تصویر گذشته نشان داده اید ، برش دهید.

مرحله 10: سیم کشی داده ها قسمت اول: خم شدن پین های LED

در این مرحله شما فقط باید تمام پین های داده باقیمانده را مانند تصویر خم کنید.

مرحله 11: سیم کشی داده ها قسمت دوم: اتصال لایه اول به لایه دوم

پس از خم شدن پین های ws2812b Leds ، اکنون می خواهید Data OUT را از لایه اول به Data IN لایه دوم متصل کنید.

برای انجام این کار ، باید یک تکه سیم را به شکل نشان داده شده در تصویر 2 خم کنید ، که از آن برای اتصال لایه ها همانطور که در تصویر اول ترسیم شده استفاده می شود.

مرحله بعدی این است که یک سر سیم را به پین Data OUT لایه اول لحیم کنید. پین Data OUT پین در سمت تخت LED است.

انتهای دیگر سپس به Data IN لایه دوم لحیم می شود ، که یکی از پین های LED قبلاً خم در طرف گرد LED است.

مرحله 12: سیم کشی داده ها قسمت سوم: اتصال لایه دوم به لایه سوم

سپس لایه دوم را به لایه سوم متصل می کنید.

درست مانند مرحله قبل ، اکنون یک قطعه سیم را به شکل 2 خم کنید ، همانطور که در تصویر 2 نشان داده شده است. سیم باید به این ترتیب خم شود تا مانع از نور LED ها نشود و ظاهر زیبا مکعب را تضمین کند.

سپس شروع می کنید که انتهای کوتاه سیم را به پین Data OUT لایه دوم و انتهای دیگر را به پین LED Data IN (یکی در قسمت گرد) بچسبانید.

پس از انجام این کار ، انتهای باقی مانده سیم را قطع می کنید.

مرحله 13: سیم کشی داده قسمت چهارم: لحیم آخرین LED

برای اتمام سیم کشی داده ها ، اکنون باید پین Data OUT را در سمت تخت LED لایه بالا خم کنید (همانطور که در تصویر اول نشان داده شده است) به طوری که پین زمین را لمس کند.

سپس سوزن ها را با هم لحیم کرده و انتهای باقی مانده را جدا کنید.

مرحله 14: سیم کشی داده V: نتیجه کامل شده

اکنون ساختمان خود مکعب LED را به پایان رسانده اید. در صورتی که قبلاً در درک مراحل قبل مشکل داشتید ، چند تصویر مرجع ارائه می دهیم.

مرحله 15: چاپ سه بعدی پایه

برای این دستورالعمل ، من یک پایه ساده ، اما زیبا طراحی کرده ام ، که در مورد نانو Arduino نیز کاربرد دارد ، اما اگر دوست دارید ، اگر ایده ها/ فایل های خود را برای یک قاب دیگر به اشتراک بگذارید ، قدردانی می کنم. به هر حال ، شما اکنون نیاز به دسترسی به چاپگر سه بعدی دارید. اگر در خانه ندارید ، می توانید به محل تولید کننده محلی خود بروید. من فایل های زیر را برای شما پیوند داده ام ، بنابراین فقط باید موارد زیر را انجام دهید:

1. دو فایل.stl را از زیر بارگیری کنید
2. آنها را به نرم افزار برش دهنده ای که از شما یا فضای سازنده خود استفاده می کنید وارد کنید
3. آنها را با استفاده از تنظیمات زیر برش دهید
4. تبدیل به gcode
5. چاپ را شروع کنید

تنظیمات برش دهنده:

• ارتفاع لایه: 0.1 میلی متر
• پر کردن> 20
• تعداد خط دیوار> 2
• تنظیمات سرعت چاپ با کیفیت بالا (بستگی به چاپگر شما دارد)

شما فقط باید هر قسمت را یک بار چاپ کنید! پس از شروع چاپ ، به شما پیشنهاد می کنم که استراحت کنید یا مراحل دیگر را ادامه دهید ، زیرا چاپها در مجموع 2-3 ساعت طول می کشد.

اگر صاحب یک چاپگر سه بعدی نیستید یا به آن دسترسی ندارید ، پیشنهاد می کنم یک قاب ساده بسازید ، به عنوان مثال از اکریلیک یا چوب استفاده کنید ، مانند تصویر بالا.

مرحله 16: اتصال مکعب خود به Arduino Nano

قطعات مورد نیاز برای این مرحله:

• آردوینو نانو
• مقاومت 150 اهم
• مکعب LED قبلاً لحیم شده
• سیم مسی صفحه نقره ای

حالا پین های مکعب led خود را مانند تصویر بالا خم کنید.

پس از آن می توانید آنها را از طریق سوراخ های پایه پرینت سه بعدی خود بچسبانید.

سپس GND LED ها (پینی که به قسمت مسطح LED ها می رود) را به GND آردوینو و 5V LED ها را به VIN لحیم کنید.

Data IN اولین LED باید به مقاومت 150 اهم و مقاومت به D4 در آردوینو لحیم شود.

مرحله 17: بستن پایه

قبل از بستن پایه مقداری چسب روی سطح اضافه کنید.

هنگام بستن پایه مطمئن شوید که درگاه USB آردوینو در سوراخ آن قرار دارد.

مرحله 18: آردوینو خود را برنامه ریزی کنید

اکنون مراحل ساخت مکعب LED Arduino RGB خود را به پایان رسانده اید. اکنون زمان برنامه نویسی آن فرا رسیده است. برای انجام این کار باید مراحل زیر را دنبال کنید:

1. Arduino IDE را بارگیری کنید
2. کتابچه FastLED را بارگیری کنید
3. کتابخانه FastLED را وارد کنید. در اینجا یک دستورالعمل عالی برای آن وجود دارد
4. یکی از نمونه های من را از زیر بارگیری کنید یا خودتان برنامه نویسی را شروع کنید. خیلی دوست دارم برخی از ایده های شما را ببینم. (توجه: روشنایی را بیش از 40 قرار ندهید ، زیرا در این صورت ممکن است از آمپر بیشتر از حداکثر 200 میلی آمپر که نانو آردوینو برای آن استفاده می کند ، استفاده شود.)
5. کامپایل و بارگذاری کد: اکنون می توانید کد خود را به سادگی با کلیک روی پیکان در گوشه بالا سمت چپ بارگذاری کنید. مطمئن شوید که "Arduino Nano" و پورت صحیح شما در نقطه منو "Tools" انتخاب شده اند.