Tämä projekti käyttää SMD-LED-valoja, jotka on kiinnitetty lasipiirilevyihin. LEDit sammuvat ja syttyvät, simuloidessaan hiekan liikettä 3D-kuution sijainnin mukaan avaruudessa.
Alla video 3D-kuutio toiminnassa.



Seuraava luettelo sisältää kuution rakentamiseen tarvittavat materiaalit:



144 kpl SK6805-2427 LEDit ( )






kotelo

Hankkeeseen tarvittavat lisämateriaalit ja työkalut

Hiustenkuivaaja
säännöllinen ohut kärki juotin
3D-tulostin
lasertulostin

ohut lanka
PCB-nastat
matalan lämpötilan juotospasta
ferrikloridi

tavallinen liima (esim. UHU Hart)
silikonitiiviste
valokuvapaperi
asetoni

Läpinäkyvä piirilevyjen valmistus

Painettujen piirilevyjen ilmeinen ongelma on, että ne eivät ole läpinäkyviä. Seuraava kuvaa yksityiskohtaisesti kuinka läpinäkyviä piirilevyjä tehdään.
Ensin on leikattava mikroskoopin dioja neliömäisiksi paloiksi 50,8 mm: n lasileikkurilla.



Katso tämä video ymmärtääksesi miten se tehdään.



Liitetyssä .stl-tiedostossa on malli malli, jotta halutun pituuden mittaaminen olisi helpompaa. Tarvitset 4 lasia, mutta se on parempi tehdä marginaalilla 6 - 8 kappaletta
.
Leikkaa sen jälkeen kuparinauha paloiksi, jotka ovat hiukan suurempia kuin leikatut lasisubstraatit.

Puhdista alusta ja kuparifolio alkoholilla tai asetonilla ja liimaa ne sitten yhteen. Varmista, että sisällä ei ole ilmakuplia. Käytä Norland NO81, joka on nopea UV-liima, jota suositellaan metallin sitomiseksi lasiin. Hio kuparifolion toinen puoli hiekkapaperilla, jotta se olisi karkeampaa. Kovettaa liima käyttämällä seteleitä UV-lampulla.



Kun liima on asettunut, leikkaa folio lasialustan reunaa pitkin.

Valokuvassa näkyy painettu piirilevy ja juomapastan kaapeli yhden kirjoittajan projektista.



Siirrä painetun piirilevyn muotoilu valokuvapaperista kupariin millä tahansa sinulle sopivalla tavalla. Voit käyttää LUT: ta tai kuvaamaani menetelmää täällä.




Seuraavaksi etsaa kupari. (Se on mahdollista ferrikloridilla. Käytän peroksidin, sitruunan ja tavallisen suolan seosta).

Poista väriaine asetonilla

Kirjailija käyttää suuria LED-valoja SK6805-2427, mikä helpottaa huomattavasti niiden juottamista.
Peitä kaikki tyynyt matalan lämpötilan juotteella ja asenna sitten LEDit päälle. Muista noudattaa LEDien oikeaa suuntaa viitaten liitteenä olevaan kaavioon.



Asennettujen LEDien juottamiseksi kirjoittaja pani piirilevyt uuniin ja lämmitti niitä, kunnes juote sulasi. Totta, jouduin käyttämään hiustenkuivaajaa myöhemmin, koska kaikki LEDit eivät juotuneet hyvin.



Voit testata LED-matriisia käyttämällä Työläs Nano ladata luonnoksen Strandtest Adafruit NeoPixel ja kytke se matriisiin Dupont-liittimellä.

Alaosassa olevalle piirilevylle tarvitset palan leipälevyn painettua piirilevyä, jonka koko on 30x30 mm. Juota sitten siihen useita nastakärkiä, joihin sen jälkeen kiinnitetään lasiset piirilevyt. VCC- ja GND-nastat yhdistettiin pienellä palalla tinattua kuparilankaa. Sulje sitten kaikki jäljellä olevat reiät juotosliuoksella, koska muuten epoksi voi vuotaa kaatamisen aikana.



Kiinnitä LED-matriisi ala-piirilevyyn käyttämällä UV-liimaa, mutta korkeammalla viskositeetilla (NO68). Käytä erityistä mallia (katso liitetty .stl-tiedosto), jotta painetut piirilevyt voidaan kohdistaa oikein. Alusta liimaamisen jälkeen lasipiirilevyt hieroivat hiukan, mutta tiukentuivat, kun ne oli juotettu leipälevyn löytöihin. Käytä tätä tavallista juotinta ja tavallista juotoa. Jälleen on hienoa tarkistaa jokainen matriisi juottamisen jälkeen. Yksittäisten matriisien Din- ja Dout-liitännät tehtiin Dupont-liittimillä, jotka oli kytketty leipälevyn pohjassa oleviin nastoihin.




Koska kotelon koosta on tarpeen tehdä niin pieni kuin mahdollista, käytetään TinyDuinoa. on Arduino-yhteensopiva kortti erittäin pienikokoisena pakkauksena. Kuvittele, että voisit saada täyden valta Arduino Unon 1/4-kokoisena! Peruspakkaus, joka sisältää prosessorikortin, USB-liitännän ohjelmointiin, proto-kortin ulkoisiin yhteyksiin sekä pienen LiPo-akun. Kirjailija aikoi myös ostaa 3-akselisen kiihtyvyysanturin, jota tarjotaan käytettäväksi TinyDuinon kanssa, tässä projektissa käytetyn GY-521-moduulin sijasta. Tämä tekisi piiristä entistä kompaktivamman ja vähentäisi kotelon vaadittuja mittoja. Tämän kokoonpanon kaavio on melko yksinkertainen, ja se esitetään alla.



TinyDuino-prosessorilevyyn tehtiin joitain muutoksia, joihin ulkoinen kytkin lisättiin akun jälkeen. Prosessoriportilla on jo kytkin, se oli vain lyhyt sopiakseen koteloon. Liitännät leipälautaan ja GY-521-moduuliin tehdään nastakorvakkeilla, jotka eivät mahdollista kompakinta muotoilua, mutta tarjoavat suuremman joustavuuden kuin johtimien suora juottaminen. Leipälevyn alaosassa olevien johtimien / koskettimien pituuden tulisi olla mahdollisimman lyhyt, muuten et voi enää liittää sitä prosessorilevyn yläosaan.

Kun olet kerännyt elektroniikka, voit ladata liitteenä olevan koodin ja tarkistaa, että kaikki toimii. Koodi sisältää seuraavat animaatiot, jotka voit toistaa ravistamalla kiihtyvyysanturia.

Rainbow: Animaatio kirjastosta FastLED
Digital Sand: Tämä on laajennus Adafruits animoitu led-hiekka kolmessa ulottuvuudessa. LED-pikselit liikkuvat kiihtyvyysmittarista luettujen arvojen mukaan.
Sade: pikseliä putoaa ylhäältä alas kiihtyvyysmittarilla mitatun kaltevuuden mukaan
Konfeti: satunnaiset värilliset täplät, jotka vilkkuvat ja katoavat kirjastosta FastLED

kokoonpano

Oli tärkeää löytää sopiva materiaali, jota voitaisiin käyttää muotina. Joidenkin epäonnistuneiden kokeiden jälkeen kokeilija on todennut, että paras tapa on tulostaa kolmiulotteinen muoto ja peittää sitten silikonitiivisteellä. Tulosta yksi kerros 30 x 30 x 60 mm: n laatikosta Cura-tiedoston (.stl-tiedosto) parametrilla ”spiralize external contour”. Peitä se sitten ohuella silikonikerroksella sisäpuolelta, mikä tekee muotin poistamisesta erittäin helpon kaatamisen jälkeen. Muotti kiinnitettiin pohjapiirilevyyn myös silikonitiivisteellä.Varmista, että siinä ei ole reikiä, jotta hartsi ei pääse vuotamaan ja tyhjiä ei muodostu.

Kun muotti on poistettu, voit nähdä, että kuutio näyttää erittäin läpinäkyvältä silikonimuotin sileän pinnan vuoksi. Silikonikerroksen paksuuden muutokseen liittyy kuitenkin joitain epäsäännöllisyyksiä. Yläpinta voi myös muuttua lähempänä reunoja.



Siksi tekijä kiillotti kaikki kuopat hiekkapaperilla. Alun perin oli tarkoitus kiillottaa kuutio, lopulta päätettiin, että kuutio näyttää paremmalta mattapinnalla.



Elektroniikkakotelo kehitettiin käyttämällä Autodesk Fusion 360 -sovellusta, ja sitten se tulostettiin 3D-tulostimelle. Suorakulmainen reikä seinässä kytkimelle ja useita reikiä takana GY-521-moduulin asentamiseksi M3-ruuveilla. Kiinnitä TinyDuino-prosessorilevy pohjalevyyn, joka sitten lukitsee kotelon M2.2-ruuveilla. Asenna ensin kytkin koteloon kuumalla liimalla, asenna sitten GY-521-moduuli ja aseta sitten tiiviste ja akku varovasti paikalleen.



LED-matriisi kiinnitettiin leipätauluun Dupont-liittimillä, ja prosessorilevy voidaan yksinkertaisesti kytkeä alhaalta. Liimaa lopuksi LED-matriisin pohjapiirroslevy koteloon universaaliliimalla (UHU Hart).



Tulostustiedostot ja laiteohjelmistot: