Khối lập phương LED RGB Arduino đơn giản (3x3x3): 18 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tôi đã xem xét các khối LED và nhận thấy rằng hầu hết chúng đều phức tạp hoặc đắt tiền. Sau khi xem xét rất nhiều hình khối khác nhau, cuối cùng tôi quyết định rằng Khối lập phương LED của tôi phải là:

• dễ dàng và đơn giản để xây dựng
• có thể chi trả
• rất phong cách và xa hoa

Sau khi xây dựng nhiều Khối LED Arduino, tôi có thể vui vẻ nói rằng tôi đã tạo ra một Khối lập phương phi thường thực sự tuyệt vời và phù hợp với mục tiêu của tôi.

Bây giờ trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo Khối lập phương LED RGB của riêng bạn.

Thời gian cần thiết:

về một ngày cuối tuần

Trị giá:

20-50 $ tùy thuộc vào nơi bạn mua.

Bước 1: Thiết bị và Vật liệu

Công cụ:

• Sắt hàn
• Kìm cắt (để cắt dây)
• Kìm mũi kim (để uốn các đèn LED và dây điện)
• Máy in 3D (TÙY CHỌN)
• Giúp đỡ Bàn tay (không cần thiết nhưng chắc chắn được khuyến khích)

Các bộ phận:

• 27 x đèn LED ws2812b

  • Amazon (50 chiếc)
  • Aliexpress (50 chiếc)

• Điện trở 1 x 150 Ohm

  • Amazon (200 chiếc)
  • Aliexpress (100 chiếc)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 chiếc)
  • Aliexpress

• cuộn dây đồng mạ bạc

  ~ 2 đô la trong cửa hàng thủ công địa phương của bạn

• Keo dính

• tạo mẫu bảng pcb / tấm nhựa

  • Amazon
  • Aliexpress

Tổng chi phí của hình khối 3x3x3 này là khoảng 18 đô la nếu bạn mua mọi thứ từ Aliexpress.

Phần mềm:

• Arduino IDE (miễn phí)
• CUDA (hoặc Slicer của riêng bạn cho Máy in 3D của bạn)

Bước 2: Chuẩn bị hàn

Đầu tiên chúng ta phải tạo một khuôn mẫu, vì vậy sẽ dễ dàng hơn khi hàn các đèn LED lại với nhau. Tôi đã sử dụng một bo mạch pcb tạo mẫu cho việc này và đánh dấu hai lỗ cho các chân giữa của đèn LED, được dùng để cung cấp điện (như được thấy trên hình ảnh).

Khi tôi tạo một phiên bản 5x5x5 của khối lập phương này, tôi đã sử dụng một tấm nhựa cho mẫu, nó cũng hoạt động rất tốt. Nếu bạn sử dụng nhựa hoặc gỗ, bạn nên khoan các cặp lỗ cách nhau khoảng 2, 4 cm (hoặc 0, 95 inch).

Bước 3: Uốn và đặt đèn LED

Các phần cần thiết cho bước này:

• 27 đèn LED ws2812b 8mm
• dây đồng mạ bạc
• tạo mẫu bảng pcb

Ở bước này, bạn phải uốn các chân của 18 đèn LED như trong hình trên. 9 đèn LED còn lại phải được uốn cong để "Mặt phẳng" sẽ quay về hướng khác. Sau đó, 9 đèn LED với mặt phẳng ở cùng một phía phải được đặt trên breadboard / tấm nhựa.

Ngoài ra, 18 đoạn dây phải được cắt. Chúng phải dài hơn khoảng 2 cm so với đèn LED cao của bạn. Đối với tôi, điều này hóa ra là khoảng 6cm (hoặc 2, 4 inch).

Bước 4: Hàn điện

Bây giờ bạn hàn đầu của đoạn dây vào đèn LED trên cùng như trong hình đầu tiên. Sau đó, bạn hàn dây vào các đèn LED bên dưới. Đảm bảo rằng không có dây nào chạm vào nhau, nếu không sẽ xảy ra đoản mạch; sau đó hàn các dây khác vào đèn LED.

Bước 5: Hàn các chân dữ liệu

Điều này sẽ dễ dàng. Bạn chỉ cần căn chỉnh các chân dữ liệu từ các đèn LED và hàn chúng lại với nhau như trong hình.

Bước 6: Tháo đèn LED và cắt chân đèn LED

Bạn có thể loại bỏ các đèn LED khỏi khuôn mẫu bằng cách chỉ cần đẩy chúng lên một bề mặt phẳng như thể hiện trong hình một.

Sau khi tháo đèn LED, bạn phải cắt các đầu còn lại của chân đèn LED. Sau đó, nó sẽ giống như trong hình 3 và 4.

Bước 7: Nối các dòng dữ liệu của các lớp lại với nhau

Đầu tiên, bạn phải đặt các lớp thẳng đứng đã hàn trước đó vào mẫu. Trong khi đảm bảo rằng khoảng cách giữa các hàng bằng nhau, bạn hàn các chân dữ liệu lại với nhau như trong hình.

Bước 8: Kết nối dây nguồn

Bây giờ bạn uốn cong hai đầu của dây đồng mạ bạc như trong hình. Điều rất quan trọng là phải vượt qua các dây để GND được kết nối với GND và 5V đến 5V.

Các dây ở các lớp bên ngoài phải được uốn cong ra ngoài.

Sau khi bạn đã uốn cong tất cả các dây, bạn tiếp tục hàn chúng lại với nhau.

Bước 9: Kết nối phần dây nguồn: II

Bây giờ là lúc kết nối các chân nguồn đã được hàn trước đó. Để thực hiện bạn uốn cong hai đoạn dây như trong hình.

Lưu ý: Hãy chắc chắn rằng bạn còn nhiều dây ở góc bên trái, vì đây là những gì chúng tôi sẽ sử dụng để kết nối với đế của chúng tôi.

Sau khi đã uốn dây thành hình dạng phù hợp, bạn hàn chúng vào các chốt.

Sau đó hàn một đoạn bổ sung vào một trong các dây nguồn (dây màu đỏ trong hình)

Cuối cùng, bạn cắt nốt phần ghim còn lại như hình vừa rồi.

Bước 10: Đi dây dữ liệu Phần I: Uốn các chân đèn LED

Ở bước này bạn chỉ cần uốn cong tất cả các chân dữ liệu còn lại như trong hình.

Bước 11: Kết nối dữ liệu Phần II: Kết nối lớp thứ nhất với lớp thứ hai

Sau khi bạn đã uốn cong các chân của Led ws2812b, bây giờ bạn sẽ kết nối Data OUT từ lớp đầu tiên với Data IN của lớp thứ hai.

Để thực hiện điều đó, bạn phải uốn một đoạn dây theo hình dạng như trong hình 2, dùng để nối các lớp như đã vẽ trong hình đầu tiên.

Bước tiếp theo là hàn một đầu dây vào chân Data OUT của lớp đầu tiên. Chân Data OUT là chân ở mặt phẳng của đèn LED.

Đầu còn lại sau đó được hàn vào Data IN của lớp thứ hai, là một trong những chân LED được uốn cong trước đó trên mặt tròn của LED.

Bước 12: Kết nối dữ liệu Phần III: Kết nối lớp thứ hai với lớp thứ ba

Tiếp theo, bạn kết nối lớp thứ hai với lớp thứ ba.

Cũng giống như bước trước, bây giờ bạn uốn một đoạn dây theo hình dạng như trong hình 2. Dây phải được uốn theo cách này để nó không cản trở ánh sáng của đèn LED và đảm bảo hình khối trang nhã.

Sau đó, bạn bắt đầu hàn đầu ngắn của dây vào chân Data OUT của lớp thứ hai và đầu còn lại vào chân Data IN LED (chân ở mặt tròn).

Sau khi thực hiện xong, bạn cắt đầu dây còn lại.

Bước 13: Nối dây dữ liệu Phần IV: Hàn đèn LED cuối cùng

Để hoàn thành việc đấu dây dữ liệu, bây giờ bạn phải uốn cong chân Data OUT trên mặt phẳng của đèn LED lớp trên cùng (như trong hình đầu tiên) sao cho nó chạm vào chân nối đất.

Sau đó, bạn tiếp tục hàn các ghim lại với nhau và cắt đầu còn lại.

Bước 14: Kết nối dữ liệu V: Kết quả hoàn thành

Bây giờ bạn đã hoàn thành việc xây dựng khối LED. Dưới đây là một số hình ảnh tham khảo nếu bạn gặp khó khăn trong việc hiểu các bước trước đó.

Bước 15: In 3D đế

Đối với sản phẩm Có thể hướng dẫn này, tôi đã thiết kế một đế đơn giản, nhưng trang nhã, cũng đóng vai trò như trường hợp của Arduino nano, nhưng nếu bạn thích, tôi sẽ đánh giá cao nếu bạn chia sẻ ý tưởng / tệp của mình cho một vỏ khác. Dù sao, bây giờ bạn cần quyền truy cập vào máy in 3D. Nếu bạn không có ở nhà, bạn có thể đến không gian nhà sản xuất địa phương của bạn. Tôi đã liên kết các tệp cho bạn bên dưới nên bạn chỉ cần làm như sau:

1. Tải xuống hai tệp.stl từ bên dưới
2. Nhập chúng vào phần mềm cắt mà bạn hoặc không gian nhà sản xuất của bạn sử dụng
3. Cắt chúng bằng cách sử dụng các cài đặt bên dưới
4. Chuyển đổi sang gcode
5. Bắt đầu in

Cài đặt trình cắt:

• Chiều cao lớp: 0,1 mm
• Đổ đầy> 20%
• Số lượng đường tường> 2
• Cài đặt tốc độ in chất lượng cao (tùy thuộc vào máy in của bạn)

Bạn chỉ cần in từng phần một lần! Sau khi bắt đầu in, tôi khuyên bạn nên thư giãn hoặc tiếp tục các bước khác, vì quá trình in kết hợp mất khoảng 2-3 giờ.

Nếu bạn không sở hữu hoặc không có quyền truy cập vào máy in 3D, tôi khuyên bạn nên tạo một vỏ máy đơn giản, sử dụng acrylic hoặc gỗ chẳng hạn, như trong hình trên.

Bước 16: Kết nối Khối lập phương của bạn với Arduino Nano

Các phần cần thiết cho bước này:

• Arduino Nano
• Điện trở 150 Ohm
• khối LED hàn trước đây
• Dây đồng tấm bạc

Bây giờ uốn cong các chân của khối led của bạn như trong hình trên.

Sau đó, bạn có thể dán chúng qua các lỗ của đế in 3D.

Sau đó, bạn hàn GND của đèn LED (chân đi đến mặt phẳng của đèn LED) với GND của Arduino và 5V của đèn LED với VIN.

Dữ liệu IN của đèn LED đầu tiên phải được hàn vào điện trở 150 Ohm và điện trở D4 trên Arduino.

Bước 17: Đóng cơ sở

Trước khi bạn đóng đế, hãy thêm một ít keo lên bề mặt.

Trong khi đóng đế, hãy đảm bảo rằng cổng USB của Arduino nằm trong lỗ của nó.

Bước 18: Lập trình Arduino của bạn

Bây giờ bạn đã hoàn thành quá trình xây dựng Khối lập phương LED RGB Arduino của mình. Bây giờ là lúc để lập trình nó. Để làm điều này, bạn nên làm theo các bước sau:

1. Tải xuống Arduino IDE
2. Tải xuống thư viện FastLED
3. Nhập thư viện FastLED. Đây là một hướng dẫn tuyệt vời cho điều đó
4. Tải xuống một trong các ví dụ của tôi từ bên dưới hoặc bắt đầu tự lập trình. Tôi rất thích xem một số ý tưởng của bạn. (Lưu ý: Không đặt Độ sáng trên 40, vì khi đó nó có thể sử dụng nhiều ampe hơn mức tối đa 200mA mà Arduino nano được đánh giá.)
5. Biên dịch và tải mã lên: Giờ đây, bạn có thể tải mã của mình lên bằng cách chỉ cần nhấp vào mũi tên ở góc trên cùng bên trái. Đảm bảo rằng "Arduino Nano" và cổng chính xác của bạn được chọn trong điểm menu "Công cụ".