LED humørlampe: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Jeg kom nylig over en LED Cube av Greg Davill. Det er et flott kunstverk. Blir inspirert av det, selv jeg ønsket å lage noe sånt. Men denne var veien ut av min liga. Jeg bestemte meg for å ta et skritt om gangen og laget en langt mindre versjon av LED Cube som en stemningslampe. Det kan være et godt utgangspunkt for å lære om maskinvaren, som for det meste er lysdioder og mikrokontrollere, og programvare for å kontrollere dem (lage animasjoner).

I denne instruksen vil jeg vise deg hvordan jeg lagde en LED -kube ved hjelp av de populære WS2812 -lysdiodene.

La oss komme i gang

Trinn 1: Ting du trenger

96x WS2812 lysdioder

6x PCB

1x Arduino Nano

1x 5V/1A strømforsyning

Trinn 2: Planen

Planen er å lage en stemningslampe. Jeg ønsket å holde det enkelt, og derfor bestemte jeg meg for å gå med de populære WS2812 individuelt adresserbare lysdiodene. Lysdiodene er koblet i kaskade, noe som betyr at du kan styre så mange lysdioder du vil med bare én signallinje/ledning fra mikrokontrolleren. Dette gjør ledningen veldig enkel.

Lysdiodene er bare tilgjengelige i SMD -format. Så det neste trinnet vil være å designe PCB -ene.

Det neste trinnet er å designe og 3D -skrive ut en struktur for å holde PCB -ene i form av en kube.

Lysdiodene vil bli kontrollert med Arduino Nano. Det siste trinnet vil være å designe og 3D -skrive ut et kabinett for Arduino.

Trinn 3: Design av PCB

Du kan bruke hvilken som helst programvare du liker for å designe PCB. Jeg bruker EasyEDA ettersom det passer for nybegynnere som meg. Jeg har lagt ved skjemaet. Klikk her for å laste ned Gerber -filer for PCB.

LED har 4 pinner:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Signal Out
3. VSS - Bakken
4. DIN - Signal inn

Som nevnt tidligere er lysdiodene koblet i kaskade, noe som betyr at signalet kommer inn fra mikrokontrolleren til den første lysdioden ved DIN -pinnen. Fra DOUT -pinnen går signalet til DIN -pinnen til den andre LED -en.

Mens jeg designet PCB -ene, hadde jeg tenkt på å lodde lysdiodene for hånd, og derfor har jeg holdt tilstrekkelig plass mellom lysdiodene for at loddejernet skal nå putene. Men senere, som du vil se, gikk jeg med reflow -lodding med mitt provisoriske oppsett siden denne metoden er rask og fin (og tilfredsstillende å se) hvis den gjøres riktig.

Når du er ferdig med å designe kretskortet, får du det produsert av produsenten du ønsker. Jeg valgte JLCPCB på grunn av den raske servicen.

Trinn 4: Montering av PCB

Først begynte jeg å lodde lysdiodene en etter en for hånd. Resultatet var ikke bra, og lysdiodene ble overopphetet, noe som ikke er et godt tegn. Det er også en tidkrevende prosess, og lodding av 96 lysdioder vil kreve mye tid.

Den mest brukte metoden for lodding av SMD -komponenter kalles Reflow Lodding. I denne metoden påføres loddemasse (en blanding av lodde og fluss) på putene på kretskortet og komponentene legges på den. Loddepastaen blir deretter smeltet eller "tilbakeløp" ved å varme den i en tilbakeløpsovn. Dette er en rask og fin metode hvis den gjøres riktig.

Ved å bruke denne metoden betyr det at jeg trenger en Reflow Ovn. Men så husket jeg et prosjekt av Moritz König der han brukte et gammelt flatjern og Wemos for å kontrollere temperaturen. Det eneste jeg hadde for hånden var et strykejern som fremdeles ble brukt. Temperaturen på jernet nådde omtrent 220 grader celsius ved maksimal innstilling, og loddemassen jeg kjøpte smelter ved 183 grader. Ta en titt på reflow loddetemperaturprofilen fra databladet til LED, og vi kan se at maksimal temperatur (Tp) er 240 grader i 10 sekunder. Alt ser lovende ut, så jeg prøvde det.

Jeg påførte pastaen på putene med en tannpirker og plasserte komponentene. Plasseringen er ikke kritisk da loddetinn trekker komponentene på plass når det smelter. Jeg plasserte kretskortet på strykejernet som vist på bildet og slått på strykejernet. Jeg skrudde av jernet når alt loddet har smeltet og fjernet kretskortet fra strykejernet.

Det fungerte en godbit!

Trinn 5: Montering av terningen

I 3D trykte en struktur for å holde PCB -ene på plass. 3D -filene er lagt ved her. Du må skrive ut 1x skjelett og 6x holder. Fest holderne på baksiden av kretskortet med superlim som vist på bildet. PCB -ene kan deretter festes på plass på skjelettstrukturen. Det er en friksjonspasning. Sliping kan være nødvendig.

Gjør ledningene som vist i oppsettet. Lodding kan være litt vanskelig her.

Trinn 6: Montering av basen

3D -filer for basen er lagt ved her. Basen vil huse Arduino Nano. Det vil være totalt 3 ledninger som går til terningen, dvs. DIN, 5V og GND. Jeg driver kuben via en USB -telefonlader. Sørg for at den er i stand til å håndtere minst 1A.

DIN -pinne kan kobles til hvilken som helst av de digitale pinnene på Arduino. Jeg valgte D4.

Trinn 7: Tid for koding

Foreløpig bruker jeg en eksempelskisse fra FastLED Library. Installer biblioteket ved hjelp av Library Manager. Åpne DemoReel100 fra eksempelskissene. Fil> Eksempler> FastLED> DemoReel100

Gjør følgende endringer før du laster opp koden:

• Definer DATA_PIN (pin på Arduino som DIN på kuben er koblet til) til det du har valgt. I mitt tilfelle 4 (Digital Pin 4)
• Definer LED_TYPE som WS2812
• Definer NUM_LEDS som 96

Og trykk på Last opp!

Trinn 8: Kos deg

Slå på lampen og glede deg til å stirre på den!

Takk for at du holder deg til slutten. Håper dere alle liker dette prosjektet og lærte noe nytt i dag. Gi meg beskjed hvis du lager en selv. Abonner på YouTube -kanalen min for flere slike prosjekter. Takk igjen!

Trinn 9: Fremtidsplaner

• Koble kuben til internett (IoT) ved hjelp av ESP8266 og varsle meg når en hendelse oppstår.
• Lage mine egne animasjoner.

Andreplass i Make it Glow -konkurransen