Khối lập phương vô cực "dễ dàng": 14 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Các khối lập phương vô cực và các khối lập phương là những thứ luôn thu hút sự chú ý của tôi. Tuy nhiên, chúng luôn có vẻ khá khó chế tạo, vì khung tương đối phức tạp. Tuy nhiên, khối lập phương vô cực này có một khung được in thành một mảnh. Làm cho việc xây dựng trở nên mạnh mẽ và dễ dàng hơn rất nhiều so với hầu hết các dự án khác. Kích thước của khối được chọn để chỉ cần 1M dải LED cho toàn bộ khối, giữ cho chi phí thấp. Tôi rất vui vì dự án này đã thành công như thế nào và hy vọng bạn cũng thích nó!

Bước 1: Vật liệu / Công cụ

Vật liệu:

• 1 mét ws2812b 144LED / m IP30 $ 8,69
• vi điều khiển (Arduino) $ 2,58
• 6 hình vuông plexiglass (91 * 91 * 3mm)
• phim gương $ 2,19 (Sản phẩm có chất lượng kém, tôi không thể khuyên bạn nên đặt hàng trên Ali)
• dây (để kết nối các mảnh dải LED) $ 1,61
• Khung in 3D
• nước xà phòng (đây có phải là nguyên liệu không?)
• Nguồn cung cấp 5V $ 4,86 (10 A nếu bạn muốn tất cả các đèn LED có màu trắng, nhưng 5A sẽ ổn trong hầu hết các trường hợp)

Công cụ:

• Hàn sắt
• keo thứ hai
• keo nóng (tùy chọn)
• dụng cụ tuốt dây
• kìm nhỏ (giúp hàn ở các góc hẹp)
• Máy in 3d (hoặc ai đó sẵn sàng giúp bạn in khung)

Bước 2: Khung

Đây là phần quan trọng nhất của dự án này. Phần được in trên một trong các góc của nó nên có ít sự khác biệt hơn về các đường lớp và vì "về mặt lý thuyết" không cần hỗ trợ khi in theo hướng này. Tuy nhiên, sau khi quá trình in này không thành công, tôi vẫn quyết định thêm các hỗ trợ. Các hỗ trợ thực sự được vẽ trong mô hình vì máy cắt không thể tạo chúng một cách hiệu quả cho một mô hình như thế này ("v3 v11.stl" có hỗ trợ, v3 v12.stl "không có hỗ trợ).

Do định hướng, cần một khoảng trống 180 * 160 * 180 để in một hình khối 114 * 114 * 114. Tôi mất 10 giờ để in và cần khoảng 65g dây tóc cho mô hình.

Bước 3: Đi dây LED

Điều quan trọng là phải hiểu dây cần được hàn như thế nào trước khi thực sự hàn chúng vì không có nhiều không gian để làm việc. Hình vẽ trên (đại diện cho khối lập phương) sẽ cho bạn ý tưởng về cách mọi thứ được hàn.

5 Dây điện đi qua lỗ vào khối lập phương. Hai cặp 5V và GND, một để cấp nguồn cho phần đầu của dải LED (ở lớp dưới cùng) và một để cấp nguồn cho phần cuối (ở lớp trên cùng). Đây không chỉ là cấp nguồn cho dải ở hai đầu, điều này thực sự cần thiết để loại bỏ nhu cầu về các mối hàn phức tạp hơn. Dây còn lại đi vào là dây Dữ liệu, đây là dây gửi dữ liệu đến tất cả các đèn LED để chỉ định màu của chúng.

Nếu bạn đi theo đường màu xanh lá cây, bạn có thể thấy thứ tự mà các phần dải của 12 đèn LED được kết nối với nhau (chúng được đánh số theo thứ tự trên hình ảnh). Ở những phần mà đường màu xanh lá cây chạy bên cạnh một đoạn của dải đèn LED, có nghĩa là nó đang chạy bên dưới dải (Khung có không gian cho các dây này).

Trong bản phác thảo, bạn có thể thấy rằng có ba phần, hình vuông ở giữa, hình vuông bên ngoài và 4 phần ở giữa nằm giữa hai hình vuông. 4 mảnh ở giữa nhận 5V từ hình vuông bên ngoài và GND của chúng từ hình vuông ở giữa.

Lưu ý rằng các dây cấp nguồn cho hình vuông bên ngoài đi vào lớp dưới cùng và đi qua khung (phía sau một phần của dải LED) đến lớp trên cùng.

Bước 4: Hàn Bước 1

Tôi sẽ chia phần này thành các bước phụ để giải thích mọi thứ tốt hơn. Tôi đã đánh số các phần của dải đèn LED trong hình trên để giải thích mọi thứ tốt hơn.

Đây là cách tôi đã làm điều này, nếu bạn có một cách tốt hơn, chỉ cần sử dụng của riêng bạn.

Đảm bảo chú ý đến hướng của các miếng dải đèn LED! Đặt một mảnh không chính xác có thể mang lại cho bạn rất nhiều rắc rối

Bước 1: Vì chúng ta cần các phần của 12 đèn LED, bạn nên bắt đầu bằng cách cắt dải đèn LED thành 12 miếng, mỗi phần 12 đèn LED. Tiếp theo, kết nối 3 dây với phần 1, đảm bảo kết nối chúng ở phía Din. Thêm 2 dây nữa để kết nối với V5 và GND trên phần 12 vào phía Dout, dây cho phía này cần dài hơn ít nhất 12cm vì chúng cần chạy qua khung, dây không cần hàn vào một phần 12 chưa. Chạy tất cả 5 dây nối các mảnh này qua lỗ. Sau đó gỡ phần bìa của băng dính ra và dán phần 1 vào khung, bạn đừng lo, băng dính không tốt lắm, các phần sau này sẽ được gắn bằng keo.

Bước 5: Hàn Bước 2

Đảm bảo chú ý đến hướng của các miếng dải đèn LED! Đặt một mảnh không chính xác có thể mang lại cho bạn rất nhiều rắc rối

Bước 2: Bây giờ các phần 2-3 sẽ được thêm vào, quá trình tương tự có thể được lặp lại cho 4, 5 và 6, 7. Đầu tiên, một dây cần được hàn vào Din của phần 3, dây này cần phải là 15 cm hoặc dài hơn và là phần đi đến Dout của phần 2 (đường màu xanh lam trong hình ảnh). Phần dây này sẽ được cắt bớt sau. Sau khi hàn dây, bạn hãy tháo băng dính của phần này và đặt nó xuống.

Tiếp theo, kết nối Dout op phần 1 với Din của phần 2, để làm điều này, bạn có thể cần kéo phần 1 một chút của khung. đây cần phải là một dây rất ngắn với một miếng cách điện ở giữa. Tháo băng dính ở phần 2 và đặt vào vị trí của nó, đảm bảo dây màu xanh chạy phía sau.

Bây giờ hãy cắt bớt phần dây nối với Din của phần 3 và hàn nó vào Dout của phần 2. Để hàn phần này, rất có thể bạn phải tháo phần 2 ra khỏi khung một lần nữa để có khoảng trống. Đây là một góc rất chặt và dây bên dưới phần 2 sẽ cần phải xoay 180 độ để kết nối với Dout của phần 2 (điều này có thể thấy trong hình 4).

Bây giờ kết nối V5 của phần 1 và phần 3, có thể cần một dây ngắn để thực hiện việc này.

Cuối cùng, lấy một đoạn dây nhỏ để nối GND của phần 1, 2 và 3 với nhau. Nếu miếng đệm 5V của phần 2 bị cản trở, bạn chỉ cần cắt góc của phần đó theo đường chéo để loại bỏ miếng hàn.

Kiểm tra quần soóc nếu bạn nghĩ rằng bạn có thể đã mắc sai lầm.

Bây giờ lặp lại cho phần 4, 5 và 6, 7:)

Bước 6: Hàn Bước 3

Đảm bảo chú ý đến hướng của các miếng dải đèn LED! Đặt một mảnh không chính xác có thể mang lại cho bạn rất nhiều rắc rối

Bước 3: Ngay bây giờ phần 1 đến phần 7 nên được đặt xuống, hãy đảm bảo kiểm tra ba lần mọi thứ vì bạn không thể dễ dàng kiểm tra nó vì phần 2, 4 và 6 chưa có 5V. Nối dây 5V và GND chạy qua lỗ với phần 12. Tháo nắp băng dính ở phần 12 và đặt nó xuống. đảm bảo các dây điện chạy tốt qua máng xối ở vị trí của phần 8 (chưa được đặt). Bạn có thể kéo dây thêm một chút vào rãnh lỗ để làm cho chúng vừa vặn hơn. Tiếp theo kết nối Din của phần 8 với Dout của phần 7, giống như trong bước trước. sau đó kết nối GND của phần 7 với phần 8.

(Trong hình trên, tôi chưa thêm phần 12, tôi đã thêm nó nhưng không có hình ảnh của nó.)

Bước 7: Hàn Bước 4

Đảm bảo chú ý đến hướng của các miếng dải đèn LED! Đặt một mảnh không chính xác có thể mang lại cho bạn rất nhiều rắc rối

Bước 4: Bạn đã gần xong, chỉ cần đặt phần 9, 10 và 11 xuống. Việc hàn những thứ này phải được tiến hành thẳng, chỉ cần đảm bảo hàn Dout của một mảnh với Din của mảnh tiếp theo trước, vì rất khó tiếp cận sau đó. Đừng quên kết nối 5V của lớp này với 5V của phần 2, 4, 6 và 8.

Để kiểm tra xem tất cả các đèn LED có hoạt động hay không, tôi đã sử dụng mã sau. Nó sẽ lần lượt đi qua tất cả các đèn LED. Nếu điều gì đó không hoạt động, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để tìm ra điều gì sai.

#include #define LED_PIN 7 #define NUM_LEDS 144 LED CRGB [NUM_LEDS]; bộ đếm int; void setup () {FastLED.addLeds (dẫn, NUM_LEDS); bộ đếm = 0; } void loop () {counter = (counter + 1)% 144; led [bộ đếm] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); chậm trễ (20); led [bộ đếm] = CRGB (0, 0, 0); }

Vì chỉ có một đèn LED được cấp nguồn tại một thời điểm, mã này có thể được cấp nguồn thông qua Arduino. Điều này có nghĩa là không cần nguồn điện bên ngoài để chạy mã này, bạn chỉ có thể kết nối 5V và GND của dải với Arduino.

Bước 8: Dán các đèn LED vào khung

Như đã đề cập trước đây, bản thân băng dính trên dải không bám tốt vào PLA. Đó là lý do tại sao tôi nâng tất cả các miếng dải LED lên một chút và đặt một ít keo thứ hai bên dưới chúng và ấn chúng xuống sau đó.

Hãy cẩn thận để không làm đổ keo này. Ngoài việc dính tay vào nhau Nó sẽ để lại vết bẩn trên khung

Bước 9: Cắt hình vuông acrylic (nếu bạn chưa cắt chúng)

Thay vì cắt acrylic theo các hình vuông có kích thước 91mm, tôi dùng thước và dao để tạo các đường trong acrylic ở những điểm mà tôi muốn phá vỡ nó. Sau khi tạo một đường trong acrylic bằng dao, tôi đặt đường đó lên mép bàn để cắt mảnh trên đường. Điều này không phải là siêu chính xác và có thể dẫn đến các cạnh không đồng đều một chút, nhưng vẫn có chỗ cho sai số vài mm nên nó không quan trọng lắm.

(Tôi đã áp dụng phim cho hai hình vuông trong hình ảnh)

Bước 10: Dán phim gương

Đây là một liên kết đến một người nào đó giải thích cách thực hiện việc này, để tóm tắt nó:

1. Làm sạch acrylic, loại bỏ sợi hoặc bụi
2. Bôi nước xà phòng lên acrylic
3. loại bỏ nhựa khỏi phim
4. đặt phim trên acrylic
5. loại bỏ bong bóng và xà phòng từ trung tâm ra ngoài bằng thẻ nhựa
6. cắt viền

Đảm bảo loại bỏ tất cả các hạt trước khi dán phim, điều này tạo ra sự khác biệt đáng kể về vẻ ngoài của nó

Bước 11: Đặt gương vào khung

Trước khi đặt bất kỳ gương nào vào khung, hãy đảm bảo rằng mặt gương được lau sạch sẽ, mặt này sẽ được đặt vào phía trong và không thể làm sạch sau đó.

Tôi đặt các tấm gương thành các cặp đối lập nhau chỉ để kiểm tra xem chúng có hoạt động hoàn hảo theo cùng một cách hay không. Điều này thực sự rất dễ đạt được vì khung hình cần phải chăm sóc cho việc căn chỉnh. Tôi gắn các tấm gương bằng một ít keo thứ hai vào khung (Keo nóng có thể tốt hơn cho việc này, nó không làm ố PLA). Mặt gương hướng vào trong vì đó là mặt dễ vỡ nhất và theo cách này ánh sáng không phải truyền qua một lớp acrylic trước khi bị phản xạ lại.

Bước 12: Điện tử

Tôi bắt đầu với việc làm sạch các dây ra khỏi khối lập phương, điều này chỉ làm cho mọi thứ trông gọn gàng hơn một chút theo quan điểm của tôi. Vì dự án này chỉ là một Arduino với dải đèn LED nên mọi thứ khá đơn giản. 5V từ nguồn điện phải được kết nối với 5V của khối lập phương và 5V của Arduino. GND từ nguồn điện cần được kết nối với GND của khối lập phương và với GND của Arduino. Đảm bảo bạn lắp đúng cực, kiểm tra điều này bằng đồng hồ vạn năng nếu cần trước khi bật nguồn, nếu không bạn có thể làm hỏng Arduino của mình. Để tránh điều này, bạn cũng có thể cấp nguồn cho Arduino qua đầu nối nguồn, nhưng bạn sẽ cần một đầu nối bổ sung để thực hiện việc này. Bây giờ điều duy nhất còn lại phải làm là kết nối Din của khối lập phương với một chân trên Arduino, tôi đã kết thúc bằng cách sử dụng chân 5, nhưng điều này không thực sự quan trọng. Đơn giản phải không ?!

lưu ý: hình ảnh thứ ba chỉ là một số sơ đồ tôi tìm thấy trực tuyến, điện trở trong đó là không cần thiết. Tuy nhiên, bạn có thể quyết định bao gồm nó,

Bước 13: Mã:)

Mã mà tôi đã sử dụng cho đến nay khá đơn giản, tôi chỉ lấy một số mã từ thư viện ví dụ LED nhanh và thay đổi một vài số để chạy trên khối này (mã gốc tôi đã sử dụng có thể tìm thấy ở đây). Trước khi kết nối Arduino với PC của bạn bằng cổng USB, hãy đảm bảo rút phích cắm 5V giữa nguồn điện và Arduino.

Tôi đã kết thúc việc viết mã có nhiều hoạt ảnh, một số trong số chúng có thể được nhìn thấy trong video ở trên.:

Không sao chép dán từ này, nó sẽ không chạy do cách có thể hướng dẫn dán mã

#include #define LED_PIN 5 #define NUM_LEDS 144 LED CRGB [NUM_LEDS];

void setup () {

FastLED.addLeds (đã dẫn, NUM_LEDS); fill_solid (dẫn, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // tô màu đen toàn bộ FastLED.show (); } void loop () {onesnake (10000); fill_solid (led, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (led, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // cầu vồng (5000); fill_solid (dẫn, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); lấp lánh (10000); fill_solid (dẫn, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (led, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (int time) {unsigned long startTime; startTime = millis (); int vị trí = 1; int nextpath = 1; int góc [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]; int color = 0; for (int i = 0; imillis ()) {if (location> 0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; led [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (vị trí-1) * 12 + i; led [ledsInSnake [47] = CHSV (màu / 10, 255, 255); FastLED.show (); chậm trễ (20); }} if (location <0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; led [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (vị trí + 1) * - 12 + 11-i; led [ledsInSnake [47] = CHSV (màu / 10, 255, 255); FastLED.show (); chậm trễ (20); }} nextpath = random (0, 2); for (int i = 0; i <8; i ++) {// sai số 8 if (góc [0] == - vị trí || góc [1] == - vị trí || góc [2] == - location) {if (angle [nextpath]! = - location) {location = angle [nextpath]; } else {location = angle [nextpath + 1]; } nghỉ; }}

FastLED.show ();

chậm trễ (20); }} void fadeFromCenter (int time) {unsigned long startTime; startTime = millis (); int bộ đếm = 0; while (startTime + thời lượng> millis ()) {counter = (counter + 1)% 255; for (int i = 0; i <12; i ++) {for (int j = 0; jmillis ()) {counter = (counter + 1)% 255; for (int i = 0; i

void cầu vồng (int thời lượng) {

startTime dài không dấu; startTime = millis (); int bộ đếm = 0; while (startTime + thời lượng> millis ()) {counter = (counter + 1)% 255; for (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i * 5 + counter)% 255, 255, 255); } FastLED.show (); chậm trễ (20); }} void lấp lánh (int thời lượng) {unsigned long startTime; startTime = millis (); int LENGTH = 40; int flash [LENGTH]; int color = 0; for (int i = 0; imillis ()) {color = (color + 5)% 2550; led [nhấp nháy [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int i = 0; i <LENGTH; i ++) {if (i! = 0) {leds [nháy = CHSV (color / 10, 255, (i * 255) / LENGTH); flash [i-1] = nhấp nháy ; }} flash [LENGTH-1] = ngẫu nhiên (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); chậm trễ (50); }}

Bước 14: Thưởng thức khối vô cực tuyệt vời của bạn !

Tôi hy vọng bạn thích điều này có thể hướng dẫn. Nếu vậy, hãy bình chọn cho tôi trong cuộc thi và cho tôi một số phản hồi, tôi muốn nghe ý kiến của bạn về các dự án hoặc cải tiến trên bản dựng này. Cảm ơn vì đã đọc!

Giải nhì trong cuộc thi Make it Glow