קוביית אינסוף "קלה": 14 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

קוביות אינסוף ואיקוסאהרונים הם דברים שתפסו את עיני מאז ומעולם. אולם הם תמיד נראו די קשים להכין בגלל המסגרת המורכבת היחסית. אולם לקוביית אינסוף זו יש מסגרת המודפסת בחתיכה אחת. מה שהופך את המבנה להרבה יותר חזק וקל יותר מרוב הפרויקטים האחרים. גודל הקוביה נבחר כך שנדרש רק 1 מ 'רצועת LED לכל הקוביה, תוך שמירה על עלות נמוכה. אני מאוד שמח איך יצא הפרויקט הזה ומקווה שתאהבו גם אותו!

שלב 1: חומרים / כלים

חומרים:

• 1 מטר ws2812b 144LED/m IP30 $ 8.69
• מיקרו -בקר (ארדואינו) $ 2.58
• 6 ריבועי פרספקס (91*91*3 מ"מ)
• סרט מראה 2.19 $ (המוצר הגיע באיכות גרועה, אני לא יכול להמליץ להזמין אותו אצל עלי)
• חוט (לחיבור חתיכות פס LED) $ 1.61
• מסגרת מודפסת תלת מימד
• מי סבון (האם זה בכלל חומר?)
• ספק כוח 5V 4.86 $ (10 A אם אתה רוצה שכל הלדים יהיו לבנים, אבל 5A אמור להיות בסדר ברוב המקרים)

כלים:

• מלחם
• דבק שני
• דבק חם (לא חובה)
• חשפניות תיל
• צבת קטנה (לעזרה בהלחמה בפינות צמודות)
• מדפסת תלת מימד (או מישהו שמוכן לעזור לך בהדפסת המסגרת)

שלב 2: המסגרת

זהו החלק החשוב ביותר בפרויקט זה. החלק מודפס על אחת הפינות שלו כך שיש פחות הבדל בקווי השכבות ומכיוון ש"תיאורטית "אין צורך בתמיכה בעת הדפסה בכיוון זה. עם זאת, לאחר שהדפסה זו נכשלה פעם אחת החלטתי להוסיף תמיכות בכל מקרה. התמיכות נמשכות למעשה במודל מכיוון שפרוסה לא יכולה לייצר אותן ביעילות עבור מודל כזה (ל- "v3 v11.stl" יש תומכים, ל- v3 v12.stl "אין תומכים).

בשל הכיוון יש צורך בשטח של 180*160*180 להדפסת קוביה 114*114*114. לקח לי 10 שעות להדפיס ויש צורך בערך 65 גרם נימה לדגם.

שלב 3: חיווט LED

חשוב להבין כיצד צריך להלחם את החוטים לפני הלחמתם בפועל מכיוון שאין הרבה מקום לעבוד איתו. הציור למעלה (המייצג את הקובייה) אמור לתת לך מושג כיצד הכל מולחם.

5 חוטים עוברים דרך החור לתוך הקובייה. שני זוגות של 5V ו- GND, אחד שמניע את תחילת רצועת ה- LED (בשכבה התחתונה) ואחד להנעת הקצה (בשכבה העליונה). זה לא רק מפעיל את הרצועה בשני קצוות, זה בעצם הכרחי כדי לחסל את הצורך במפרקי הלחמה מורכבים יותר. החוט השני שנכנס הוא קו הנתונים, זהו הקו ששולח נתונים לכל הלדים כדי לציין את הצבע שלהם.

אם אתה עוקב אחר הקו הירוק אתה יכול לראות את הסדר שבו מחלקים רצועות של 12 נוריות LED אחת לשניה (הם ממוספרים לפי התמונה על התמונה). בחלקים שבהם הקו הירוק עובר ליד פיסת רצועת LED, פירוש הדבר שהוא פועל מתחת לרצועה (למסגרת יש מקום לחוטים אלה).

בשרטוט, אתה יכול לראות שיש שלושה חלקים, הריבוע המרכזי, הריבוע החיצוני וארבע החלקים האמצעיים שנמצאים בין שני הריבועים. 4 החלקים האמצעיים מקבלים את 5V שלהם מהריבוע החיצוני ואת ה- GND שלהם מהריבוע המרכזי.

שים לב שהחוטים המפעילים את הריבוע החיצוני נכנסים לשכבה התחתונה ועוברים דרך המסגרת (מאחורי חלק מפס ה- LED) אל השכבה העליונה.

שלב 4: הלחמה שלב 1

אני הולך לחלק את הסעיף הזה לשלבי משנה כדי להסביר הכל טוב יותר. ספרתי את חלקי רצועת הלד בתמונה למעלה כדי להסביר הכל טוב יותר.

כך עשיתי זאת, אם יש לך דרך טובה יותר, פשוט השתמש בעצמך.

הקפד לשים לב לכיוון חתיכות רצועות הלד! הצבת חלק אחד לא נכון יכולה לגרום לך הרבה צרות

שלב 1: מכיוון שאנו זקוקים לחלקים של 12 נוריות LED, עליך להתחיל בחיתוך רצועת ה- LED ב -12 חתיכות של 12 נוריות כל אחת. לאחר מכן, חבר 3 חוטים לחלק 1, הקפד לחבר אותם בצד Din. הוסף עוד 2 חוטים כדי להתחבר ל- V5 ול- GND בחלק 12 לצד ה- Dout, החוטים בצד זה צריכים להיות ארוכים לפחות ב- 12 ס מ מכיוון שהם צריכים לעבור דרך המסגרת, אין צורך להלחם את החוטים לחלק 12 עדיין. הפעל את כל 5 החוטים המחברים בין החלקים הללו דרך החור. לאחר מכן הסירו את מכסה הקלטת הדביקה והדביקו את החלק 1 למסגרת, אל דאגה, הקלטת לא נדבקת במיוחד, החלקים יוצמדו אחר כך בעזרת דבק.

שלב 5: הלחמה שלב 2

הקפד לשים לב לכיוון חתיכות רצועות הלד! הצבת חלק אחד לא נכון יכולה לגרום לך הרבה צרות

שלב 2: כעת יתווספו חלקים 2-3, ניתן לחזור על אותו תהליך במשך 4, 5 ו -6, 7. ראשית, חוט צריך להיות מולחם לדין של חלק 3, חוט זה צריך להיות 15 ס מ או ארוך יותר והוא זה שעובר ל- Dout של חלק 2 (קו כחול בתמונה). חוט זה יחתוך מאוחר יותר. לאחר הלחמת החוט הסר את מכסה הסרט הדביק של החלק הזה והנח אותו למטה.

לאחר מכן, חבר את Dout op חלק 1 עם דין חלק 2, לשם כך ייתכן שיהיה עליך למשוך חלק 1 מעט מהמסגרת. זה צריך להיות חוט קצר מאוד עם פיסת בידוד באמצע. הסר את הקלטת מחלק 2 והנח אותה במיקומה, ודא שהחוט הכחול עובר מאחוריו.

כעת חתוך את החוט המחובר לדין של חלק 3 והלחם אותו עד נקודת החלק 2. כדי להלחם זאת, סביר מאוד שתצטרך להסיר שוב את החלק 2 מהמסגרת כדי לקבל קצת מקום. זוהי פינה הדוקה מאוד והחוט שנמצא מתחת לחלק 2 יצטרך לבצע סיבוב חד של 180 מעלות כדי להתחבר ל- Dout של חלק 2 (ניתן לראות זאת בתמונה 4).

כעת חבר את V5 של חלק 1 וחלק 3, ייתכן שיהיה צורך בחוט קצר לשם כך.

לבסוף, קח חתיכת חוט קטנה לחיבור ה- GND של חלקים 1, 2 ו -3 זה עם זה. אם כרית 5V של חלק 2 היא בדרך, אתה יכול פשוט לחתוך את הפינה של החלק הזה באלכסון כדי להסיר את כרית ההלחמה.

בדוק אם אתה חושב שאולי עשית טעות.

עכשיו חזור על חלק 4, 5 ו -6, 7:)

שלב 6: הלחמה שלב 3

הקפד לשים לב לכיוון חתיכות רצועות הלד! הצבת חלק אחד לא נכון יכולה לגרום לך הרבה צרות

שלב 3: כרגע יש להניח את החלק 1 עד 7 למטה, הקפד לבדוק הכל משולש כיוון שלא ניתן לבדוק אותו בקלות מכיוון שלחלקים 2, 4 ו -6 אין עדיין 5V. חבר את חוטי 5V ו- GND העוברים דרך החור לחלק 12. הסר את מכסה הקלטת הדביקה מחלק 12 והנח אותו כלפי מטה. וודא שהחוטים עוברים יפה דרך המרזב במקום חלק 8 (שטרם הונח). אתה יכול למשוך את החוטים קצת יותר דרך החור כדי שהם יתאימו טוב יותר. לאחר מכן חבר את דין חלק 8 ל- Dout של חלק 7, בדיוק כמו בשלב הקודם. לאחר מכן חבר את ה- GND של חלק 7 לחלק 8.

(בתמונה למעלה טרם הוספתי את חלק 12, הוספתי אותו אך אין לי תמונה שלו.)

שלב 7: הלחמה שלב 4

הקפד לשים לב לכיוון חתיכות רצועות הלד! הצבת חלק אחד לא נכון יכולה לגרום לך הרבה צרות

שלב 4: כמעט סיימת, רק חלק 9, 10 ו -11 צריך להניח למטה. הלחמה של אלה צריכה להיות קדימה, רק הקפד להלחם את הדאוט של חתיכה אחת לדין של הראשון הבא, מכיוון שקשה לגשת לאחר מכן. אל תשכח לחבר את 5V של שכבה זו עם 5V של חלק 2, 4, 6 ו -8.

כדי לבדוק אם כל הלדים פועלים, השתמשתי בקוד הבא. הוא יעבור על כל הלדים אחד אחד. אם משהו לא עובד, אתה יכול להשתמש במולטימטר כדי להבין מה לא בסדר.

#כלול #הגדר LED_PIN 7 #הגדר NUM_LEDS 144 תארי CRGB [NUM_LEDS]; מונה int; הגדרת void () {FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); מונה = 0; } לולאת חלל () {מונה = (מונה+1)%144; leds [counter] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); עיכוב (20); leds [counter] = CRGB (0, 0, 0); }

מכיוון שרק LED אחד מופעל בכל פעם, ניתן להפעיל קוד זה דרך ה- Arduino. המשמעות היא שאספקת החשמל החיצונית אינה נחוצה להפעלת קוד זה, אתה יכול פשוט לחבר את 5V ו- GND של הרצועה ל- Arduino.

שלב 8: הדבקת הלדים למסגרת

כפי שצוין קודם לכן, הקלטת הדביקה ברצועה עצמה אינה נדבקת היטב ל- PLA. לכן הרמתי מעט את כל חתיכות רצועת הלד והנחתי תחתיהן דבק שני ולחצתי אותן לאחר מכן.

היזהר לא לשפוך דבק זה. מלבד הדבקת הידיים יחד זה ישאיר כתמים על המסגרת

שלב 9: חיתוך ריבועים אקריליים (אם לא חתכת אותם)

במקום לחתוך את האקריליק בריבועים של 91 מ"מ, השתמשתי בסרגל וסכין כדי ליצור קווים באקריליק בנקודות שבהן רציתי לשבור אותו. לאחר שיצרתי קו באקריליק בעזרת הסכין, הנחתי את הקו על קצה השולחן כדי לשבור את החלק על הקו. זה לא מדויק במיוחד ויכול לגרום לקצוות לא אחידים, אבל יש מקום לשגיאת כמה מ"מ כך שזה לא משנה כל כך.

(כבר הנחתי סרט על שני ריבועים בתמונה)

שלב 10: החלת סרט מראה

להלן קישור למישהו המסביר כיצד לעשות זאת, ולסכם זאת:

1. נקו אקריליק, הסירו סיבים או אבק
2. מרחו מי סבון על אקריליק
3. הסר פלסטיק מהסרט
4. מניחים את הסרט על האקריליק
5. הסר בועות וסבון מהמרכז החוצה בעזרת כרטיס פלסטיק
6. לקצץ קצוות

הקפד להסיר את כל החלקיקים לפני החלת הסרט, זה עושה הבדל משמעותי באיך שהוא נראה

שלב 11: הצבת מראות במסגרת

לפני הנחת מראות כלשהן במסגרת, ודא שצד המראה מנוקה היטב, צד זה יונח פנימה ולא ניתן יהיה לנקותו לאחר מכן.

הצבתי את המראות בזוגות מנוגדים רק כדי לבדוק שהן צועדות בצורה מושלמת באותה הדרך. למעשה קל מאוד להשיג זאת מכיוון שהמסגרת צריכה לדאוג ליישור. הצמדתי את המראות עם קצת דבק שני למסגרת (דבק חם אולי עדיף בשביל זה, הוא לא מכתים את ה- PLA). צד המראה פונה פנימה מכיוון שזהו הצד השברירי ביותר ובדרך זו האור אינו צריך לעבור דרך שכבת אקריליק לפני שהוא מוחזר שוב.

שלב 12: אלקטרוניקה

התחלתי בניקוי החוטים שיצאו מהקוביה, זה רק גורם להכל להיראות קצת יותר מסודר לדעתי. מכיוון שהפרויקט הזה הוא רק ארדואינו עם פס LED הכל די פשוט. 5V מספק החשמל צריך להיות מחובר ל- 5V של הקוביה ול -5V של הארדואינו. יש לחבר את ה- GND מספק הכוח ל- GND של הקובייה ול- GND של הארדואינו. וודא שאתה מקבל את הקוטביות הנכונה, בדוק זאת עם מודד במידת הצורך לפני שתפעיל אותו, אחרת תוכל לטגן את הארדואינו שלך. כדי להימנע מכך תוכל גם להפעיל את ה- Arduino באמצעות מחבר החשמל, אך תצטרך מחבר נוסף לשם כך. עכשיו הדבר היחיד שנותר לעשות הוא לחבר את דין הקוביה לסיכה על הארדואינו, בסופו של דבר השתמשתי בסיכה 5, אבל זה לא ממש משנה. פשוט נכון ?!

הערה: התמונה השלישית היא רק תכנית שמצאתי באינטרנט, הנגד שם אינו נחוץ. אתה יכול להחליט לכלול את זה,

שלב 13: קוד:)

הקוד שהשתמשתי עד עכשיו היה פשוט למדי, פשוט לקחתי קוד מספריית הדוגמאות המהירה של LED ושיניתי מספר מספרים להפעלה על הקובייה הזו (ניתן למצוא את הקוד המקורי בו השתמשתי). לפני חיבור ה- Arduino למחשב באמצעות יציאת ה- USB, הקפד לנתק את חיבור ה -5 V בין ספק הכוח ל- Arduino.

בסופו של דבר כתבתי קוד שיש בו הנפשות מרובות, חלקן ניתן לראות בסרטון למעלה:

אל תעתיק הדבק מזה, זה לא יפעל בגלל האופן שבו מדריכים להדביק קוד

#כלול #הגדר LED_PIN 5 #הגדר NUM_LEDS 144 תאורות CRGB [NUM_LEDS];

הגדרת בטל () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // למלא את כל FastLED.show השחור (); } לולאת חלל () {onesnake (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // קשת (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); נוצצים (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (int duration) {startTime long unsigned; startTime = millis (); מיקום int = 1; int nextpath = 1; int פינות [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; עבור (int i = 0; imillis ()) {if (מיקום> 0) {עבור (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color+5)%2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); עבור (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] = (מיקום -1)*12+i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (צבע/10, 255, 255); FastLED.show (); עיכוב (20); }} אם (מיקום <0) {עבור (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color+5)%2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); עבור (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] = (מיקום+1)*-12+11-i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (צבע/10, 255, 255); FastLED.show (); עיכוב (20); }} nextpath = אקראי (0, 2); עבור (int i = 0; i <8; i ++) {// differen 8 if (פינות [0] ==-מיקום || פינות [1] ==-מיקום || פינות [2] ==-מיקום) {if (פינות [nextpath]! =-מיקום) {location = פינות [nextpath]; } אחר {location = corner [nextpath+1]; } לשבור; }}

FastLED.show ();

עיכוב (20); }} void fadeFromCenter (int Duration) {startTime ארוך לא חתום; startTime = millis (); מונה int = 0; while (startTime+duration> millis ()) {counter = (counter+1)%255; for (int i = 0; i <12; i ++) {for (int j = 0; jmillis ()) {counter = (counter+1)%255; עבור (int i = 0; i

קשת חלל (משך int) {

startTime ארוך ללא חתום; startTime = millis (); מונה int = 0; while (startTime+duration> millis ()) {counter = (counter+1)%255; עבור (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i*5+מונה)%255, 255, 255); } FastLED.show (); עיכוב (20); }} ניצוצות חלל (int Duration) {startTime long unsigned; startTime = millis (); int LENGTH = 40; מהבהב int [LENGTH]; int color = 0; עבור (int i = 0; imillis ()) {color = (color+5)%2550; leds [למצמץ [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int i = 0; i <LENGTH; i ++) {if (i! = 0) {leds [למצמץ = CHSV (color/10, 255, (i*255)/LENGTH); מצמוץ [i-1] = מצמוץ ; }} מצמוץ [LENGTH-1] = אקראי (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); עיכוב (50); }}

שלב 14: תהנה מהקובייה האינסופית המדהימה שלך

אני מקווה שאהבתם את זה להדרכה. אם כן, אנא הצביע עבורי בתחרות ותן לי משוב, אשמח לשמוע את הרעיונות שלך לפרויקטים או שיפורים בהרכב זה. תודה שקראתם!

פרס שני בתחרות Make it Glow