LED humørlampe: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Jeg stødte for nylig på en LED Cube af Greg Davill. Det er et fantastisk kunstværk. At blive inspireret af det, selv jeg ville lave sådan noget. Men denne var vej ud af min liga. Jeg besluttede at tage et skridt ad gangen og lavede en langt mindre version af LED Cube som en stemningslampe. Det kan være et godt udgangspunkt at lære om hardwaren, som for det meste er lysdioder og mikrokontrollere, og software til at kontrollere dem (oprette animationer).

I denne Instructable vil jeg vise dig, hvordan jeg lavede en LED Cube ved hjælp af de populære WS2812 LED'er.

Lad os komme igang

Trin 1: Ting, du får brug for

96x WS2812 lysdioder

6x printkort

1x Arduino Nano

1x 5V/1A strømforsyning

Trin 2: Planen

Planen er at lave en stemningslampe. Jeg ville holde det enkelt, og derfor besluttede jeg at gå med de populære WS2812 individuelt adresserbare lysdioder. Lysdioderne er forbundet i kaskade, hvilket betyder, at du kan styre så mange lysdioder, du ønsker med kun en signallinje/ledning fra mikrokontrolleren. Dette gør ledninger meget lette.

Lysdioderne er kun tilgængelige i SMD -format. Så det næste trin vil være at designe PCB'erne.

Det næste trin er at designe og 3D -udskrive en struktur til at holde printkortene i form af en terning.

Lysdioderne styres ved hjælp af Arduino Nano. Det sidste trin vil være at designe og 3D -udskrive et kabinet til Arduino.

Trin 3: Design af PCB

Du kan bruge enhver software, du kan lide, til at designe PCB'er. Jeg bruger EasyEDA, da det er velegnet til nybegyndere som mig. Jeg har vedhæftet skematikken. Klik her for at downloade Gerber -filer til printkortet.

LED har 4 ben:

1. VDD - 5V
2. DOUT - Signal Out
3. VSS - Jord
4. DIN - Signalindgang

Som tidligere nævnt er lysdioderne forbundet i kaskade, hvilket betyder, at signalet kommer ind fra mikrokontrolleren til den første LED ved DIN -stiften. Fra DOUT pin går signalet til DIN pin på 2. LED.

Mens jeg designede PCB'erne, havde jeg tænkt på at lodde lysdioderne med hånden, og derfor har jeg holdt tilstrækkelig plads mellem lysdioderne, så loddejernet kunne nå elektroderne. Men senere, som du vil se, gik jeg med reflow lodning med mit provisoriske setup, da denne metode er hurtig og pæn (og tilfredsstillende at se), hvis den udføres korrekt.

Når du er færdig med at designe printkortet, skal du få det fremstillet af producenten efter eget valg. Jeg valgte JLCPCB på grund af dens hurtige service.

Trin 4: Samling af printkort

Først begyndte jeg at lodde lysdioderne en efter en med hånden. Resultatet var ikke godt, og lysdioderne blev overophedede, hvilket ikke er et godt tegn. Det er også en tidskrævende proces, og lodning af 96 lysdioder vil kræve meget tid.

Den mest anvendte metode til lodning af SMD -komponenter kaldes Reflow Lodning. I denne metode påføres loddemasse (en blanding af lodde og flux) på puderne på printkortet, og komponenterne placeres på den. Loddemassen gøres derefter til at smelte eller 'reflow' ved at opvarme den i en reflow -ovn. Dette er en hurtig og pæn metode, hvis den gøres korrekt.

Brug af denne metode betyder, at jeg ville kræve en Reflow Ovn. Men så huskede jeg et projekt af Moritz König, hvor han brugte et gammelt strygejern og Wemos til at styre temperaturen. Det eneste, jeg havde ved hånden, var et fladjern, som stadig blev brugt. Jernets temperatur nåede cirka 220 grader celsius ved sin maksimale indstilling, og loddemassen, jeg købte, smelter ved 183 grader. Når vi kigger på reflow lodningstemperaturprofilen fra databladet til LED, kan vi se, at den maksimale temperatur (Tp) er 240 grader i 10 sekunder. Alt ser lovende ud, og derfor prøvede jeg det.

Jeg påførte pastaen på puderne ved hjælp af et tandstikker og placerede komponenterne. Placeringen er ikke kritisk, da loddetrækket trækker komponenterne på plads, når det smelter. Jeg placerede printkortet på strygejernet som vist på billedet og tændte for strygejernet. Jeg slukkede for jernet, når alt loddet er smeltet og fjernede printkortet fra jernet.

Det virkede en godbid!

Trin 5: Montering af terningen

Jeg 3D -printede en struktur for at holde printkortene på plads. 3D -filerne er vedhæftet her. Du skal udskrive 1x skelet og 6x holder. Fastgør holderne på bagsiden af printkortet ved hjælp af superlim som vist på billedet. PCB'erne kan derefter klikkes på plads på skeletstrukturen. Det er en friktionspasning. Slibning kan være påkrævet.

Lav ledningerne som vist i layoutet. Lodning kan være lidt vanskelig her.

Trin 6: Montering af basen

3D -filer til basen er vedhæftet her. Basen vil rumme Arduino Nano. Der vil være i alt 3 ledninger til kuben, dvs. DIN, 5V og GND. Jeg driver kuben via en USB -telefon oplader. Sørg for, at den er i stand til at håndtere mindst 1A.

DIN -pin kan tilsluttes enhver af de digitale ben på Arduino. Jeg valgte D4.

Trin 7: Tid til kodning

For nu vil jeg bruge en eksempelskitse fra FastLED Library. Installer biblioteket ved hjælp af Library Manager. Åbn DemoReel100 fra skitserne. Fil> Eksempler> FastLED> DemoReel100

Inden du uploader koden, skal du foretage følgende ændringer:

• Definer DATA_PIN (pin på Arduino, som DIN på terningen er forbundet til), uanset hvad du har valgt. I mit tilfælde 4 (Digital Pin 4)
• Definer LED_TYPE som WS2812
• Definer NUM_LEDS som 96

Og tryk på Upload!

Trin 8: God fornøjelse

Tænd din lampe, og nyd at stirre på den!

Tak fordi du holdt fast i slutningen. Håber I alle elsker dette projekt og lærte noget nyt i dag. Lad mig vide, hvis du laver en til dig selv. Abonner på min YouTube -kanal for flere sådanne projekter. Endnu engang tak!

Trin 9: Fremtidsplaner

• Tilslutning af kuben til internettet (IoT) ved hjælp af ESP8266 og for at underrette mig, når der opstår en 'begivenhed'.
• Oprettelse af mine egne animationer.

Runner Up i konkurrencen Make it Glow