Cubo LED RGB semplice Arduino (3x3x3): 18 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Ho esaminato i cubi LED e ho notato che la maggior parte di essi era troppo complicata o troppo costosa. Dopo aver esaminato molti cubi diversi, alla fine ho deciso che il mio LED Cube dovrebbe essere:

• facile e semplice da costruire
• conveniente
• molto elegante e stravagante

Dopo aver costruito più cubi LED Arduino, posso dire con gioia di aver creato un cubo straordinario dall'aspetto davvero fantastico che si adatta ai miei obiettivi.

Ora in questo Instructable, ti mostrerò come costruire il tuo cubo LED RGB.

Tempo richiesto:

su un fine settimana

Costo:

20-50 $ a seconda di dove acquisti.

Passaggio 1: attrezzature e materiali

Utensili:

• Saldatore
• Pinza da taglio (per tagliare il filo)
• Pinze ad ago (per piegare i LED e il filo)
• Stampante 3D (OPZIONALE)
• Helping Hands (non necessario ma decisamente consigliabile)

Parti:

• 27 LED ws2812b

  • Amazon (50 pezzi)
  • Aliexpress (50 pezzi)

• 1 x 150 Ohm resistore

  • Amazon (200 pezzi)
  • Aliexpress (100 pezzi)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3 pezzi)
  • Aliexpress

• un rotolo di filo di rame argentato

  ~2$ nel tuo negozio di artigianato locale

• Colla

• scheda PCB per prototipazione / foglio di plastica

  • Amazon
  • Aliexpress

Il costo totale di questo cubo 3x3x3 è di circa 18 $ se acquisti tutto da Aliexpress.

Software:

• Arduino IDE (gratuito)
• CUDA (o il tuo Slicer per la tua stampante 3D)

Passaggio 2: preparazione alla saldatura

Per prima cosa dobbiamo creare un modello, così sarà più facile saldare i LED insieme. Ho usato una scheda PCB di prototipazione per questo e ho segnato due fori per i pin centrali del LED, che sono per l'alimentazione (come mostrato nel grafico).

Quando ho costruito una versione 5x5x5 di questo cubo, ho usato un foglio di plastica per il modello, che ha funzionato molto bene. Se usi plastica o legno, dovresti praticare la coppia di fori a circa 2, 4 cm (o 0, 95 pollici) di distanza.

Passaggio 3: piegare e posizionare i LED

Parti necessarie per questo passaggio:

• 27 LED ws2812b da 8 mm
• filo di rame placcato argento
• scheda PCB di prototipazione

In questo passaggio devi piegare i pin di 18 LED come mostrato nell'immagine sopra. I restanti 9 LED devono essere piegati in modo che il "lato piatto" sia rivolto nell'altra direzione. Dopodiché sulla breadboard/foglio di plastica vanno posizionati 9 led con il lato piatto sullo stesso lato.

Inoltre, devono essere tagliati 18 pezzi di filo. Devono essere circa 2 cm più lunghi dell'altezza dei tuoi LED. Per me, questo si è rivelato essere di circa 6 cm (o 2, 4 pollici).

Passaggio 4: saldare la potenza

Ora salda la punta del filo al LED superiore come mostrato nella prima immagine. Quindi saldare il filo ai LED sottostanti. Assicurati che nessun filo si tocchi l'un l'altro, altrimenti ci sarà un cortocircuito; quindi saldare gli altri fili ai LED.

Passaggio 5: saldatura dei pin dati

Dovrebbe essere facile. Devi solo allineare i pin dati dai LED e saldarli insieme come mostrato nell'immagine.

Passaggio 6: rimozione dei LED e taglio dei pin LED

È possibile rimuovere i LED dal modello semplicemente spingendoli su una superficie piana come mostrato nell'immagine uno.

Dopo aver rimosso i LED, è necessario tagliare le estremità rimanenti dei pin LED. Dopodiché dovrebbe apparire come nelle immagini 3 e 4.

Passaggio 7: saldatura delle linee dati degli strati insieme

Per prima cosa devi posizionare gli strati verticali precedentemente saldati nella forma. Mentre ti assicuri che la distanza tra le file sia uguale, salda insieme i pin dei dati come mostrato nelle immagini.

Passaggio 8: collegamento dei cavi di alimentazione

Ora piega le estremità del filo di rame argentato come mostrato nelle immagini. È molto importante incrociare i fili in modo che GND sia collegato a GND e da 5V a 5V.

I fili sugli strati esterni dovrebbero essere piegati verso l'esterno.

Dopo aver piegato tutti i fili si passa a saldarli insieme.

Passaggio 9: collegamento dei cavi di alimentazione Parte: II

Ora è il momento di collegare i pin di alimentazione precedentemente saldati. Per fare questo piegare due pezzi di filo come mostrato nelle immagini.

Nota: assicurati di avere un sacco di filo rimasto nell'angolo sinistro, perché questo è quello che useremo per connetterci alla nostra base.

Dopo aver piegato il filo nella giusta forma, lo si salda ai perni.

Quindi saldare un pezzo aggiuntivo a uno dei cavi di alimentazione (quello rosso nella foto)

Infine, taglia il resto dei perni come mostrato nell'ultima immagine.

Passaggio 10: cablaggio dati Parte I: piegatura dei pin LED

In questo passaggio devi solo piegare tutti i pin dati rimanenti come mostrato nell'immagine.

Passaggio 11: cablaggio dati Parte II: collegamento del primo al secondo strato

Dopo aver piegato i pin dei LED ws2812b, ora collegherai il Data OUT del primo strato al Data IN del secondo.

Per realizzare ciò devi piegare un pezzo di filo nella forma mostrata nell'immagine 2, che verrà utilizzata per collegare gli strati come disegnato nella prima immagine.

Il prossimo passo è saldare un'estremità del filo al pin Data OUT del primo strato. Il pin Data OUT è il pin sul lato piatto del LED.

L'altra estremità viene quindi saldata al Data IN del secondo strato, che è uno dei pin LED precedentemente piegati sul lato rotondo del LED.

Passaggio 12: cablaggio dati Parte III: collegamento del secondo al terzo strato

Quindi colleghi il secondo al terzo livello.

Proprio come nel passaggio precedente, ora piega un pezzo di filo nella forma mostrata nell'immagine 2. Il filo dovrebbe essere piegato in questo modo in modo da non ostruire la luce dei LED e per garantire un aspetto elegante del cubo.

Quindi inizi a saldare l'estremità corta del filo al pin Data OUT del secondo strato e l'altra estremità al pin LED Data IN (quello sul lato tondo).

Dopo averlo fatto, taglia l'estremità rimanente del filo.

Passaggio 13: cablaggio dati Parte IV: saldatura dell'ultimo LED

Per completare il cablaggio dei dati ora devi piegare il pin Data OUT sul lato piatto del LED dello strato superiore (come mostrato nella prima immagine) in modo che tocchi il pin di terra.

Quindi procedi alla saldatura dei pin insieme e al taglio dell'estremità rimanente.

Passaggio 14: cablaggio dati V: risultato completato

Ora hai terminato la costruzione del cubo LED stesso. Ecco alcune immagini di riferimento se hai avuto problemi a comprendere i passaggi precedenti.

Passaggio 15: stampa 3D della base

Per questo Instructable ho progettato una base semplice, ma elegante, che funge anche da custodia dell'Arduino nano, ma se vuoi, ti sarei grato se condividessi le tue idee/file per un altro case. Ad ogni modo, ora hai bisogno di accedere a una stampante 3D. Se non ne hai uno a casa, potresti andare nel tuo spazio di creazione locale. Ho collegato i file per te di seguito, quindi devi solo fare quanto segue:

1. Scarica i due file.stl dal basso
2. Importali nel software di slicing utilizzato da te o dal tuo spazio di creazione
3. Affettali usando le impostazioni qui sotto
4. Converti in gcode
5. Inizia a stampare

Impostazioni affettatrice:

• Altezza strato: 0,1 mm
• Riempimento >20%
• Conteggio linee muro > 2
• Impostazioni della velocità di stampa di alta qualità (dipende dalla stampante)

Hai solo bisogno di stampare ogni parte una volta! Dopo aver avviato una stampa suggerisco di rilassarsi, o di continuare con gli altri passaggi, poiché le stampe impiegano circa 2-3 ore messe insieme.

Se non possiedi o non hai accesso a una stampante 3D ti suggerisco di costruire una semplice custodia, usando ad esempio acrilico o legno, come nella foto sopra.

Passaggio 16: collegare il cubo ad Arduino Nano

Parti necessarie per questo passaggio:

• Arduino Nano
• Resistenza da 150 Ohm
• cubo LED precedentemente saldato
• Filo di rame placcato argento

Ora piega i perni del tuo cubo led come nell'immagine sopra.

Dopodiché puoi incollarli attraverso i fori della tua base stampata in 3D.

Quindi si salda il GND dei LED (il pin che va sul lato piatto dei LED) a GND dell'Arduino e i 5V dei LED al VIN.

Il Data IN del primo LED dovrebbe essere saldato al resistore da 150 Ohm e il resistore a D4 sull'Arduino.

Passaggio 17: chiudere la base

Prima di chiudere la base aggiungete un po' di colla sulla superficie.

Mentre chiudi la base assicurati che la porta USB dell'Arduino sia nel suo foro.

Passaggio 18: programma il tuo Arduino

Ora hai terminato il processo di costruzione del tuo cubo LED RGB Arduino. Ora è il momento di programmarlo. Per fare ciò dovresti seguire questi passaggi:

1. Scarica l'IDE Arduino
2. Scarica la libreria FastLED
3. Importa la libreria FastLED. Ecco un ottimo Instructable per questo
4. Scarica uno dei miei esempi dal basso o inizia a programmare da solo. Mi piacerebbe vedere alcune delle tue idee. (Nota: non impostare la luminosità su 40, perché potrebbe utilizzare più ampere del massimo 200 mA per cui Arduino nano è valutato.)
5. Compila e carica il codice: ora puoi caricare il tuo codice semplicemente facendo clic sulla freccia nell'angolo in alto a sinistra. Assicurati che "Arduino Nano" e la tua porta corretta siano selezionate nel punto del menu "Strumenti".