Đèn LED tâm trạng: 9 bước (có hình ảnh)

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

Gần đây tôi đã xem qua một Khối lập phương LED của Greg Davill. Đó là một tác phẩm nghệ thuật tuyệt vời. Lấy cảm hứng từ nó, tôi thậm chí muốn làm một cái gì đó như vậy. Nhưng điều này là một cách ra khỏi giải đấu của tôi. Tôi quyết định thực hiện từng bước một và tạo ra một phiên bản nhỏ hơn của LED Cube làm Đèn tâm trạng. Đó có thể là một điểm khởi đầu tốt để tìm hiểu về phần cứng, chủ yếu là đèn LED và bộ vi điều khiển, và phần mềm để điều khiển chúng (tạo hoạt ảnh).

Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi tạo một Khối lập phương LED bằng cách sử dụng các đèn LED WS2812 phổ biến.

Bắt đầu nào

Bước 1: Những thứ bạn sẽ cần

96x WS2812 đèn LED

6x PCB

1x Arduino Nano

1x Nguồn điện 5V / 1A

Bước 2: Kế hoạch

Kế hoạch là làm một chiếc đèn tâm trạng. Tôi muốn giữ cho nó đơn giản và vì vậy tôi quyết định sử dụng đèn LED WS2812 có thể định địa chỉ riêng phổ biến. Các đèn LED được kết nối theo tầng có nghĩa là bạn có thể điều khiển bao nhiêu đèn LED bạn muốn chỉ bằng một đường dây / dây tín hiệu từ bộ vi điều khiển. Điều này làm cho việc đi dây trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Đèn LED chỉ có sẵn ở định dạng SMD. Vì vậy, bước tiếp theo sẽ là thiết kế PCB.

Bước tiếp theo là thiết kế và in 3D một cấu trúc để giữ PCB ở dạng hình khối.

Các đèn LED sẽ được điều khiển bằng Arduino Nano. Bước cuối cùng sẽ là thiết kế và in 3D một vỏ bọc cho Arduino.

Bước 3: Thiết kế PCB

Bạn có thể sử dụng bất kỳ phần mềm nào bạn thích để thiết kế PCB. Tôi đang sử dụng EasyEDA vì nó phù hợp với người mới như tôi. Tôi đã đính kèm sơ đồ. Nhấp vào đây để tải xuống các tệp Gerber cho PCB.

LED có 4 chân:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Tín hiệu ra
3. VSS - Mặt đất
4. DIN - Tín hiệu vào

Như đã đề cập trước đó, các đèn LED được kết nối theo tầng có nghĩa là tín hiệu đi vào từ bộ vi điều khiển đến đèn LED thứ nhất tại chân DIN. Từ chân DOUT, tín hiệu đi đến chân DIN của LED thứ 2.

Trong khi thiết kế PCB, tôi đã nghĩ đến việc hàn tay các đèn LED và vì vậy tôi đã giữ đủ không gian giữa các đèn LED để mỏ hàn tiếp cận các miếng đệm. Nhưng sau này, như bạn sẽ thấy, tôi đã đi hàn lại với thiết lập tạm thời của mình vì phương pháp này nhanh chóng và gọn gàng (và thỏa mãn để xem) nếu được thực hiện chính xác.

Khi bạn đã hoàn thành việc thiết kế PCB, hãy chế tạo PCB từ nhà sản xuất bạn chọn. Tôi chọn JLCPCB vì dịch vụ của nó nhanh chóng.

Bước 4: Lắp ráp PCB

Lúc đầu, tôi bắt đầu hàn tay từng đèn LED một. Kết quả không tốt và đèn LED bị quá nhiệt, đây không phải là một dấu hiệu tốt. Ngoài ra, đây là một quá trình tốn nhiều thời gian và việc hàn 96 đèn LED sẽ đòi hỏi rất nhiều thời gian.

Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để hàn các thành phần SMD được gọi là hàn nối lại. Trong phương pháp này, keo hàn (hỗn hợp chất hàn và chất trợ dung) được áp dụng cho các miếng đệm trên PCB và các thành phần được đặt trên đó. Sau đó, keo hàn được làm cho tan chảy hoặc 'làm nóng lại' bằng cách làm nóng nó trong lò nung lại. Đây là một phương pháp nhanh chóng và gọn gàng nếu được thực hiện đúng cách.

Sử dụng phương pháp này có nghĩa là tôi sẽ yêu cầu một Lò nướng Reflow. Nhưng sau đó tôi nhớ đến một dự án của Moritz König, trong đó ông ấy sử dụng một chiếc bàn là phẳng cũ và Wemos để điều khiển nhiệt độ. Thứ duy nhất tôi có trên tay là một chiếc bàn là phẳng vẫn đang được sử dụng. Nhiệt độ của bàn là đạt khoảng 220 độ C ở cài đặt tối đa và chất hàn tôi mua nóng chảy ở 183 độ. Nhìn vào hồ sơ nhiệt độ hàn nóng chảy lại từ biểu dữ liệu của đèn LED, chúng ta có thể thấy rằng nhiệt độ tối đa (Tp) là 240 độ trong 10 giây. Mọi thứ có vẻ đầy hứa hẹn và vì vậy tôi đã thử.

Tôi dùng tăm bôi hỗn hợp lên miếng đệm và đặt các thành phần. Vị trí không quan trọng vì chất hàn kéo các thành phần đúng vị trí khi nó nóng chảy. Tôi đặt PCB trên bàn là như trong ảnh và BẬT bàn là. Tôi TẮT bàn ủi khi tất cả chất hàn đã tan chảy và loại bỏ PCB khỏi bàn ủi.

Nó làm việc một điều trị!

Bước 5: Lắp ráp khối lập phương

Tôi in 3D một cấu trúc để giữ PCB tại chỗ. Các tệp 3D đã được đính kèm ở đây. Bạn cần in 1x Skeleton và 6x Holder. Gắn các giá đỡ ở mặt sau của PCB bằng cách sử dụng superglue như trong hình. PCB sau đó có thể được gắn vào vị trí trên cấu trúc khung. Đó là một sự phù hợp ma sát. Chà nhám có thể được yêu cầu.

Thực hiện đấu dây như trong sơ đồ. Quá trình hàn có thể hơi phức tạp ở đây.

Bước 6: Lắp ráp đế

Các tệp 3D cho phần đế đã được đính kèm ở đây. Cơ sở sẽ chứa Arduino Nano. Sẽ có tổng cộng 3 dây đi đến viz khối lập phương. DIN, 5V và GND. Tôi đang cấp nguồn cho khối thông qua bộ sạc Điện thoại USB. Đảm bảo rằng nó có khả năng xử lý ít nhất 1A.

Chân DIN có thể được kết nối với bất kỳ chân kỹ thuật số nào trên Arduino. Tôi đã chọn D4.

Bước 7: Thời gian mã hóa

Hiện tại, tôi sẽ sử dụng một bản phác thảo ví dụ từ Thư viện FastLED. Cài đặt thư viện bằng Trình quản lý Thư viện. Mở DemoReel100 từ các bản phác thảo ví dụ. Tệp> Ví dụ> FastLED> DemoReel100

Trước khi tải mã lên, hãy thực hiện các thay đổi sau:

• Xác định DATA_PIN (chân trên Arduino mà DIN của khối được kết nối) với bất kỳ thứ gì bạn đã chọn. Trong trường hợp của tôi, 4 (Chân số 4)
• Xác định LED_TYPE là WS2812
• Xác định NUM_LEDS là 96

Và, nhấn Tải lên!

Bước 8: Tận hưởng

Bật nguồn đèn của bạn và thích nhìn chằm chằm vào nó!

Cảm ơn bạn đã gắn bó đến cuối cùng. Hy vọng tất cả các bạn yêu thích dự án này và học được điều gì đó mới ngày hôm nay. Hãy cho tôi biết nếu bạn làm một cái cho chính mình. Đăng ký kênh YouTube của tôi để biết thêm các dự án như vậy. Cảm ơn bạn một lần nữa!

Bước 9: Kế hoạch tương lai

• Kết nối khối với Internet (IoT) bằng ESP8266 và thông báo cho tôi bất cứ khi nào 'sự kiện' xảy ra.
• Tạo hình ảnh động của riêng tôi.

Về nhì trong cuộc thi Make it Glow