מנורת מצב רוח LED: 9 שלבים (עם תמונות)

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

לאחרונה נתקלתי בקוביית LED של גרג דוויל. זו יצירת אמנות נהדרת. קיבלתי השראה מזה, אפילו רציתי להכין משהו כזה. אבל זו הייתה דרך לצאת מהליגה שלי. החלטתי לעשות צעד אחד בכל פעם ועשיתי גרסה קטנה יותר של קוביית LED כמנורת מצב רוח. זו יכולה להיות נקודת התחלה טובה ללמוד על החומרה, שהם לרוב נוריות LED ומיקרו -בקרים, ותוכנות לשליטה עליהן (יצירת אנימציות).

במדריך זה אראה לך כיצד הכנתי קוביית LED בעזרת נוריות הפופולריות WS2812.

בואו נתחיל

שלב 1: דברים שתצטרך

96x נוריות WS2812

6x PCB

1x ארדואינו ננו

ספק כוח 5V/1A

שלב 2: התוכנית

התוכנית היא להכין מנורת מצב רוח. רציתי לשמור על זה פשוט ולכן החלטתי ללכת עם הנורות הפופולריות WS2812 הניתנות להתייחסות בנפרד. נוריות ה- LED מחוברות במפל מה שאומר שאתה יכול לשלוט בכמה נוריות שאתה רוצה רק על ידי קו אות/חוט אחד מהמיקרו -בקר. זה הופך את החיווט לקל מאוד.

נוריות LED זמינות רק בפורמט SMD. לכן, השלב הבא יהיה עיצוב ה- PCB.

השלב הבא הוא לעצב ולהדפיס תלת מימד מבנה להחזיק את ה- PCB בצורת קובייה.

נוריות ה- LED יהיו נשלטות באמצעות Arduino Nano. השלב האחרון יהיה לעצב ולהדפיס תלת מימד עבור ארדואינו.

שלב 3: עיצוב PCB

אתה יכול להשתמש בכל תוכנה שאתה אוהב לעיצוב PCB. אני משתמש ב- EasyEDA מכיוון שהוא מתאים למתחילים כמוני. צירפתי את הסכימה. לחץ כאן להורדת קבצי Gerber עבור ה- PCB.

לד יש 4 סיכות:

1. VDD - 5V
2. DOUT - יציאת אות
3. VSS - קרקע
4. DIN - כניסת אות

כפי שצוין קודם לכן, נוריות ה- LED מחוברות במפל מה שאומר שהאות מגיע פנימה מהמיקרו -בקר לנורית הראשונה בסיכת ה- DIN. מסיכת DOUT, האות עובר לסיכת DIN של הנורית השנייה.

בעת תכנון ה- PCB חשבתי על הלחמה ידנית של הלדים כך ששמרתי מספיק מקום בין הלדים כדי שהברזל יגיע לרפידות. אבל מאוחר יותר, כפי שתראו, הלכתי עם הלחמה חוזרת עם ההתקנה המאולתרת שלי מכיוון ששיטה זו מהירה ומסודרת (ומספקת צפייה) אם נעשית כראוי.

לאחר שתסיים לעצב את ה- PCB, בנה אותו מהיצרן שבחרת. בחרתי ב- JLCPCB בגלל השירות המהיר שלה.

שלב 4: הרכבת ה- PCB

בהתחלה התחלתי להלחם ביד את הנורות אחת אחת. התוצאה לא הייתה טובה והנוריות התחממו יתר על המידה וזה לא סימן טוב. כמו כן, זהו תהליך שלוקח זמן והלחמת 96 נוריות לד תדרוש הרבה זמן.

השיטה הנפוצה ביותר להלחמת רכיבי SMD נקראת הלחמה Reflow. בשיטה זו, מורחים הדבק הלחמה (תערובת של הלחמה ושטף) על הרפידות שעל הלוח והרכיבים מונחים עליה. לאחר מכן מכינים את הדבק הלחמה להמסה או ל'הזרמה 'על ידי חימוםו בתנור הסבה. זוהי שיטה מהירה ומסודרת אם עושים זאת נכון.

שימוש בשיטה זו פירושו שאדרש תנור Reflow. אבל אז נזכרתי בפרויקט של מוריץ קניג שבו השתמש במגהץ שטוח ישן ובוומוס כדי לשלוט על הטמפרטורה. הדבר היחיד שהיה לי בהישג יד היה ברזל שטוח שעדיין היה בשימוש. טמפרטורת הברזל הגיעה לכ -220 מעלות צלזיוס בהגדרה המקסימלית שלה והדבק הלחמה שקניתי נמס ב -183 מעלות. בהסתכלות על פרופיל טמפרטורת הלחמה המחודשת מתוך גליון הנתונים של LED, אנו יכולים לראות שהטמפרטורה המרבית (Tp) היא 240 מעלות למשך 10 שניות. הכל נראה מבטיח ולכן ניסיתי.

מרחתי את הדבק על הרפידות בעזרת קיסם והנחתי את הרכיבים. המיקום אינו קריטי שכן הלחמה מושכת את הרכיבים למקומם כשהיא נמסת. הנחתי את הלוח על המגהץ כפי שמוצג בתמונה והדלקתי את המגהץ. כיביתי את המגהץ כאשר כל ההלחמה נמסה והסרתי את הלוח מהמגהץ.

זה עבד פינוק!

שלב 5: הרכבת הקובייה

הדפסתי תלת מימד מבנה כדי להחזיק את הלוחות המוחזקים במקומם. קובצי התלת מימד צורפו כאן. עליך להדפיס שלד 1x ומחזיק 6x. חבר את המחזיקים בחלק האחורי של הלוח באמצעות דבק על כפי שמוצג בתמונה. לאחר מכן ניתן להצמיד את ה- PCB למקומם על מבנה השלד. זה התאמה לחיכוך. ייתכן שיהיה צורך בשיוף.

בצע את החיווט כפי שמוצג בפריסה. הלחמה יכולה להיות קצת מסובכת כאן.

שלב 6: הרכבת הבסיס

קובץ תלת מימד לבסיס צורפו כאן. הבסיס יכלול את הארדואינו ננו. יהיו סך הכל 3 חוטים לקובייה כלומר. DIN, 5V ו- GND. אני מניע את הקוביה באמצעות מטען טלפון USB. וודא שהוא מסוגל להתמודד עם 1A לפחות.

ניתן לחבר סיכת DIN לכל אחד מהסיכות הדיגיטליות בארדואינו. בחרתי ב- D4.

שלב 7: זמן הקידוד

לעת עתה אשתמש במערכון לדוגמה מספריית FastLED. התקן את הספרייה באמצעות מנהל הספרייה. פתח את DemoReel100 מהשרטוטים לדוגמה. קובץ> דוגמאות> FastLED> DemoReel100

לפני העלאת הקוד, בצע את השינויים הבאים:

• הגדר DATA_PIN (סיכה בארדואינו שאליה מחובר ה- DIN של הקוביה) לכל מה שבחרת. במקרה שלי, 4 (פין דיגיטלי 4)
• הגדר LED_TYPE כ- WS2812
• הגדר NUM_LEDS כ- 96

ולחץ על העלה!

שלב 8: תהנה

הדלק את המנורה שלך ותהנה להביט בו!

תודה שנצמדת עד הסוף. מקווה שכולכם אוהבים את הפרויקט הזה ולמדתם משהו חדש היום. ספר לי אם תכין אחד לעצמך. הירשם לערוץ היוטיוב שלי לפרויקטים נוספים כאלה. תודה לך, שוב!

שלב 9: תוכניות עתידיות

• חיבור הקוביה לאינטרנט (IoT) באמצעות ESP8266 ולהודיע לי בכל פעם שמתרחש 'אירוע'.
• יוצר אנימציות משלי.

סגנית בתחרות Make it Glow