LED Küp Lamba: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu lamba, yarattığım 172 piksel saat projesinin bir yan ürünüdür. LED dizisini test ederken ortaya çıktı, Ortağım onları gördü ve görünüşlerini beğendi. Saati bitirdim ve sonra bu projeye başladım. Oldukça yavaş bir proje oldu, arada başka şeyler de oldu ve bu da zamanla gelişmesine izin verdi.

Orijinal konsept bir metreden biraz uzundu, onu kontrol etmek için 3 düğme ve bir potansiyometre kullanıyordu. Bu, tek bir döner kodlayıcı kullanan daha küçük ama benzer bir tasarıma dönüştü. Ardından festival sezonu geldi ve ATTiny 85 kontrollü festival ışıkları için bazı kontrol konseptlerini ödünç aldım. Sonunda elimizde bu var; Tek dokunuşa duyarlı kontrole sahip şirin bir 50 mm küp.

eBay'den ucuz bir LED kontrol cihazı satın almak, onu bir kutuya tıkmak ve bitti demek kolay olurdu. Ancak, kurulum veya eşleştirme gerektirmeyen ve LED'lerin nasıl davrandığına karar vermeme izin verecek bir şey istedim. Tabii ki kanepemin rahatlığındaki ışığı değiştiremem ama umrumda değil. Bununla birlikte, bir sonraki evrimin ATTiny 85'i ESP8266 gibi bir şeyle değiştirebileceğini düşünüyorum, böylece kablosuz denetleyiciden faydalanabilirim, ancak bazı manuel kontrolleri de elimde tutabilirim.

Işığın aktif olması, ancak dikkat dağıtmaması benim için gerçekten önemliydi, bu nedenle beyaz modda, lamba üzerinde rastgele bir noktada biraz renk yavaşça görünür hale geliyor ve sonra aynı yavaş yavaş tekrar kayboluyor. Bunu yaparken dikkatinizi çekmemesi önemliydi ama lambaya her baktığınızda biraz farklı olurdu.

Gereçler

Küp 3 mm buzlu opal Akrilik levhadan yapılmıştır. Aldattım ve istediğim şey için doğru boyutta kareler halinde önceden kesilmesini emrettim, bir hata yaparsam sıraya birkaç tane daha ekledim (yaptım) Yaptığım ilk birkaç tanesini birbirine bağlamak için tensol 12 kullandım. Çok iyi çalışıyor ama kullanımı hoş bir şey değil, buradakini goril epoksi kullanarak yaptım. Bağ, tinsol 12 kadar güçlü değildir, ancak gerçekten kötü dumanlar olmadan yeterince güçlü olmalıdır.

LED'ler SK6812'dir, RGBWW (sıcak beyaz) seçeneğidir.

Mikro Denetleyici bir ATTiny 85'tir

Dokunmatik kontrolör bir MTCH101'dir.

Birkaç pasif bileşen vardır:

• 13X 0603 0.1uf kapasitörler
• 2X 4.7k 0603 dirençler
• 2X 10k 0603 dirençler
• 1X 470 ohm 0603 direnç
• 1X 1000uf kapasitör

Bunu ProtoBoard'da PCB'lerin yapılmış olması mümkün olsa da cıvıl cıvıl ve eğilmek istediğim bir şey.

Güç kablosunu kesmek için eski usb kablosu

Son üründe PCB'yi aşağıda tutmak için sıcak tutkal kullanılır ve bir miktar silikon dolgu macunu, küpün altını yapıştırmanıza izin verir. Her iki sıcak tutkal da silikondur, akrilik yapıştırmada iyidir, ancak ikisi de çok iyi değildir. Bu, her şeyi yerinde tutacak kadar güçlü, ancak gerektiğinde daha sonra parçalanamayacak kadar güçlü bir bağ oluşturur.

200 mm 0,31 mm Emaye bakır tel. (Küpün içinde gölge oluşturacak kadar büyük olmadığı sürece burada hemen hemen her teli kullanabilirsiniz)

Mikro Denetleyici

Daha önce söyledim ve bir daha söylemem. ATTiny 85 Mikro Denetleyiciyi gerçekten seviyorum. Cıvıl cıvıl, kullanımı kolay, programlanması kolay ve neredeyse yok edilemez görünüyorlar.

Yani, Tabii ki bu proje için bir tane kullandım. Çalıştırdığı kod oldukça basit. Dokunma sensörüne bir kesme bağlanır, Pim aşağı çekildiğinde ISR bir sayaca 1 ekler. Ana döngü daha sonra sayaç numarasına karşılık gelen alt döngüyü çalıştırır. Bu şekilde, yalnızca birkaç satır kodla animasyon ekleyebilir veya kaldırabilirsiniz.

Bu kodu bir ATTiny85 üzerinde yaklaşık 8 aydır sorunsuz bir şekilde çalıştırdım.

1. Adım: Araçlar ve Sarf Malzemeleri

Tüm bileşenleri elle lehimlemek mümkündür ancak SK2612'ler oldukça hassastır. Lidl'de reflow fırına dönüştürdüğüm mini bir fırın bulmadan önce birkaçını öldürdüm.

Akriliğin tüm kenarlarını kesmek için bir yönlendirici ve 45 derecelik bir pah ucu kullandım. Bunu atlayabilir ve küpünüze kare eklemler veya 3D baskı bir şey yapabilirsiniz.

Kullanılan diğer araçlar şunları içerir:

• Sıcak yapıştırıcı tabancası
• Havya
• Küçük şekilli bıçak
• Maskeleme bandı
• Bazı temel el aletleri. snips ve küçük kazıklar.
• ATTiny85'e kod yüklemek için Arduino Uno veya benzeri artı devre tahtası ve atlama telleri
• Testere
• Lehim pastası
• Lehim

• Çoklu Metre

Adım 2: Akrilik Kesimi

Akriliğin kenarlarına 45 derecelik açıyla kesmek için güvenilir bir yöntem bulmak zordu. Doğru açıyla bir masa testeresi kurmanın çok daha kolay olacağını düşünüyorum ama maalesef sadece bir yönlendiricim var, işte yaptığım şey.

Bir jig yapmak için çalışma tezgahıma kenetlenmiş düz kenarlı bir parça tahta kullandım. Düz kenar, pah ucunun yatağı boyunca yuvarlanacağı için çok önemlidir. O zaman, açıyı sabit tutmak ve yönlendiricinin alt kısmının doğru yüksekliğini oluşturmak için kesmek istediğim parçanın etrafına bir miktar hurda akrilik levha yapıştırma durumu.

Bunu yaparken sıcak tutkal tabancamı dışarı çıkardım ve sıcaktı, bu yüzden destek parçalarını yerine yapıştırmak için sıcak tutkal kullanmaya karar verdim. Normalde çift taraflı yapışkan bant kullanırdım. Her iki seçenek de iyi çalışıyor.

Daha sonra yönlendiriciyi tam olarak doğru yüksekliğe, çok yükseğe ayarlamak biraz deneme yanılma olur ve akrilik üzerinde kare bir kenar bırakır, çok düşük ve çok fazla zarar verir.

Hiçbir şeyin hareket etmeyeceğinden emin olmak için küçük bir maskeleme bandı kullanarak yönlendiricinin hızlanmasına izin verin ve yönlendiriciyi akrilik kenarı boyunca düzgün bir şekilde çalıştırın, parçayı döndürün ve hepsi 45 derecelik bir kenarla 6 kesim yapana kadar tekrarlayın. 4 kenar (küpü bir şeye monte etmek isterseniz 5 parça ve 3 kenar)

Adım 3: Küpü Yapmak

Tüm akrilik kesildikten sonra, küpün oluşturulması basittir ancak doz, ayrıntılara biraz dikkat gerektirir.

İlk olarak, düz ve sıkı tutmak için uçlarında 2 parça olacak şekilde uzun bir maskeleme bandı alın. Yapışkan tarafı yukarı bakacak şekilde düz bir kenara paralel ve birkaç milimetre uzağa yerleştirin. Bant, epoksi sertleşene kadar her şeyi bir arada tutacak, bu yüzden güzel bir eşit basınç sağlamak için iki parçayı üst üste bindirdim. Silikon matımı düz kenar olarak kullandım ama bir cetvel aynı derecede iyi veya belki daha iyi çalışırdı.

Ardından, koruyucu filmi akrilikten çıkarın ve karelerden birini bandın bir ucuna doğru, düz kenara düzgün bir şekilde oturduğundan ve 45 derecelik açının aşağı eğimli olduğundan emin olarak yerleştirin. Ardından, kenarların birbirine değdiğinden ve üst kısmın düz kenara sıkıca oturduğundan emin olarak birincinin yanına ikinci bir kare yerleştirin. Üçüncü ve dördüncü kare için tekrarlayın.

Hepsinin düzgünce oturdukları için mutlu olduğunuzda, hepsini ters çevirin ve bandı bir ucundan akriliğin ucunu geçmeyecek şekilde kesin. Artık hepsini bir araya getirip düzgün bir kutu oluşturabilmelisiniz. Kutunun üst kısmının olabildiğince mükemmele yakın olması son finiş için önemlidir, alt kısımdaki hafif bir sapma daha sonra zımparalanabilir ve gizlenebilir.

Her şeyin olması gerektiği gibi olduğundan memnunsanız, o zaman yerinde düzeltmenin zamanı geldi. Küpü açın ve yapıştırıcı seçiminiz için düz bir şekilde yatırın. Geçmişte Tinsol 12 kullandım. Akrilik yapıştırmak ve çok iyi bir iş çıkarmak için tasarlanmıştır, ancak çalışması hoş değildir ve kullanımdan önce soğutmayı gerektirir. Ayrıca esintili bir günde dışarıda kullanmanızı ve yapıştırılan kısımları en az 24 saat dışarıda veya bir kulübede bırakmanızı tavsiye ederim.

Kristal berraklığında iki parçalı bir epoksi gayet iyi çalışır, çok daha hoş ve çalışmak daha bağışlayıcıdır. Çalışmak için hala iyi havalandırılmış bir alan kullanmanız gerekiyor, ancak açık bir pencerenin yanında çalışan herhangi bir duman fark etmedim. Bağlantısı Tinsol12 kadar güçlü değil, ancak küpünüzü tırmıklamayı planlamıyorsanız, yeterince güçlü olmalıdır.

Eski bir cd üzerine biraz goril epoksi karıştırdım ve birleşecekleri tüm karelerin kenarlarından birine ince bir tabaka uygulamak için bir bambu yaverinin hareketli ucunu kullandım. Dağıtacağı için çok fazla kullanmaktan kaçının.

Oldukça hızlı bir şekilde ayarlandığı için bu aşamanın fotoğraflarını alamadığım için üzgünüm.

Yapıştırıcı yerine oturduğunda, kutuyu tekrar oluşturmak için kareleri katlayın ve hepsini bir arada tutmak için sarkan maskeleme bandı parçasını kullanın.

Yaklaşık 5 dakika sonra bandı çıkarmak için yeterince güçlü hissedilirse. Epoksinin bir kısmının dışarı fırlaması ihtimaline karşı bandı mümkün olan en kısa sürede çıkarmayı seviyorum. Bir kez tamamen yapıştırıldığında, bandı almak çok daha zordur.

Adım 4: Dokunmatik Sensör

Küpün Mk1 versiyonu bir titreşim sensörü kullandı. Bu işe yaradı ama ideal değildi çünkü bir kez etkinleştirmek zor olabilirdi, özellikle modu değiştirmek için elime alıp biraz fazla hızlı bir şekilde tekrar bıraktıysam. Tasarım, bir düğmenin herhangi bir yere yerleştirilmesine gerçekten izin vermiyor, bu nedenle tek mantıklı şey dokunmatik kontrolü kullanmaktı.

MTCH101, iş için mükemmel bir çip gibi görünüyordu.

Kapasitif bir sensör olduğu için herhangi bir şeyle doğrudan temasa gerek yok, bu yüzden küpün kapağı olacak şeyi aldım, koruyucu tabakayı içeriden çıkardım, ardından iç kısmına 0.31 mm emaye bakır tel yerleştirdim ve yerine delik açtım. Kalıcı olarak tutmak için biraz Gorilla Epoksi karıştırmadan önce maskeleme bandı. PCB'ye inmek için yeterli kuyruk bıraktığınızdan emin olun.

MTCH101 Saptama Çıkışı pimi Aktif-Düşük'tür, bu nedenle 5V ile ekstra ped arasındaki dokunsal bir anahtar, küpün modunu değiştirmek için pim 7'nin yakınında da çalışır.

Epoksi sertleştiğinde, küpün üst kısmı biraz daha epoksi ile gövdeye yapıştırılabilir.

Adım 5: PCB ve Lehimleme

PCB'lerin uzun yıllar boyunca aktarılan derin bir elektronik anlayışına sahip olanlar için ayrılmış bir şey olduğunu her zaman hayal etmiştim. Kendi panolarınızı tasarlamanın ve profesyonelce yaptırmanın gerçekten kolay ve ucuz olduğu ortaya çıktı.

Diğerlerinin açıklama konusunda benim yapabileceğimden çok daha iyi bir iş çıkarmış olması biraz ayrıntı gerektirdiğinden, buradaki sürece çok fazla girmeyeceğim. Ancak temel adımlar şunlardır:

Test etmek için devrenizi bir ekmek tahtası üzerine kurun. Tüm bileşenleri bir şema üzerinde düzenleyin Şemayı bir PCB'ye dönüştürün, Tüm bileşenleri istediğiniz gibi yerleştirin ve bağlantıları oluşturun. siparişi ver

Sürecin en zor kısmı panolarınızın gelmesini beklemektir.

JLCPCB'yi kullandım. 10 panonun toplam maliyeti 10 sterlinin biraz altındaydı ve gelmesi bir haftadan biraz fazla sürdü. Kaliteyi karşılaştıracak hiçbir şeyim yok ama gerçekten güzel görünüyorlar.

Küpün daha büyük bir versiyonunu yapma seçeneğine sahip olmak istedim, bu yüzden PCB'ye ekstra LED ped halkaları ekledim. LED'leri 3 halkadan herhangi birine lehimleyebilir veya daha küçük tasarımlar için olanları kesebilirim. JLCPCB, 100 mm x 100 mm'ye kadar her boyuttaki tahta için aynı fiyatı uygular.

Lehimleme

Tüm bileşenleri elle lehimlemek mümkündür. 0603 kapasitörleri ve dirençleri küçük ama esnektir, bu nedenle biraz pratikle kolaylıkla yapılabilir. MTCH101 çipi için de aynı. Sahip olduğum sorun SK2812 LED'leriydi, elle lehimlenecek kadar büyükler ama ısıya biraz fazla duyarlı olduklarını gördüm. SMD parçaları için tasarlanmış bir şeye yatırım yapmaya karar vermeden önce sanırım en az 10 kişiyi öldürdüm.

İleriye dönük en iyi yoldan emin değildim, o zaman kararımı Lidl'de satılık bir mini fırın bulduğumda verdim. Yeniden akıtmak için mükemmel bir fırın olmasa da ihtiyaçlarım için yeterince iyi ve daha doğru sıcaklık kontrolü için birkaç değişiklikle LED'leri öldürmez.

Yine bir tost makinesi fırınını veya mini fırını yeniden akışlı fırına dönüştürme işlemi bu zorlu çalışmanın kapsamını biraz aşıyor ancak benzer bir şey yapmak istiyorsanız orada bol miktarda bilgi var.

PCB'yi yeniden akıtmak için gereken diklikler şunlardır:

Lehimin doğru şekilde yapışmasını engelleyebilecek herhangi bir gresi çıkarmak için PCB'yi alkolle hızlı bir şekilde temizleyin. PCB üzerindeki pedlere lehim pastası sürün ve ardından bileşenleri uygulayın. Tahtayı fırına yerleştirin ve yeniden akıtın.

Kart soğuduğunda, açık delik IC tutucusuna ve büyük kapasitöre manuel olarak lehimleyebilirsiniz.

Işık sadece benim tarafımdan kullanılacağı ve sık sık açılıp kapanmayacağı için bu sefer 1000uf kondansatör takmadım. Ayrıca LED'ler işini yaparken küpün içinde bir gölge oluşturur.

1000uf kapasitör, LED'leri ve mikro denetleyiciyi bir ani akımdan kurtarmak için orada. Yüklemenizi öneririm, ancak neye taktığınıza dikkat ederseniz, biraz isteğe bağlıdır. Bu konu hakkında daha fazla bilgi için Adafruit NeoPixel Überguide'ı okumanızı tavsiye ederim.

learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberg…

6. Adım: Kod

Kodu AtTiny85'e yükleyin.

İşte nasıl yapılacağına dair harika bir rehber!

www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/

Ardından ATTiny'yi PCB üzerindeki IC soketine yerleştirin

7. Adım: Hepsini Bir Araya Getirmek

PCB'nin altında tek bir direnç var, ayrıca IC'den gelen bacaklar ve kondansatör biraz dışarı çıkıyor. PCB'nin düz durabilmesi için akrilik alt parçasına bazı girintiler oymak için bir Dremel kullandım.

Dremel dışarıdayken, güç kablosu için küpün yan tarafında yaklaşık 6 mm yukarıda küçük bir delik açtım ve kabloları soymadan ve kalaylamadan önce ittim. Veri hatlarına sahip birçok USB kablosu, gerektiğinde hangisi olduğunu bulmak için bir multimetre kullanın.

PCB'yi aşağıda tutmak için küçük bir sıcak tutkal bloğu kullanın (güçlü bir tutuş oluşturduğu için sıcak tutkalın fikir olduğunu buldum, ancak gerekirse çıkarılabilir) ve güç kablolarını lehimleyin. Ekstra destek için biraz sıcak tutkal kullandım.

Bir sonraki adım, sensör kablosunu sensör pedine lehimlemektir.

Küpe altını sabitlemeden önce, her şeyin beklendiği gibi çalıştığından emin olmak için bazı testler yapmak iyi bir fikirdir.

Her şey beklendiği gibi çalışıyorsa, son adım küpün altını yerine yapıştırmaktır. Normalde bunun için silikon dolgu macunu kullanıyorum çünkü yine iyi tutuyor ama gerekirse çıkarılabilir.

Takın ve keyfini çıkarın

8. Adım: Diğer Seçenekler ve Son Düşünceler

Bunun geliştiği süre boyunca, birkaç varyasyon buldum. Bunlardan biri, üstünde akrilik bir küp bulunan ahşap bir tabandır. Diğeri arkada LED'leri olan ahşap bir çerçeve ve ayrıca LED bant kullanılan uzun bir versiyon. Ayrıca şu anda benzer bir tasarım kullanan bir saat üzerinde çalışıyorum.

Arka görüşün her zaman 2020 olduğunu söylüyorlar ve MkIII'e gitmeye karar verirsem farklı yapabileceğim birkaç şey var.

Bunlardan ilki 0805 pasif olarak değişiyor. 0603'ler iyidir, ancak daha küçük daha büyük bileşenler için yeterli alan vardır ve gerektiğinde yeniden işlenmesi biraz daha kolaydır.

Ayrıca sensörün durumuyla ilgili bazı görsel geri bildirimler için fazladan bir LED eklemeyi düşünüyordum. MTCH101, 20 mA'ya kadar batma yeteneğine sahiptir, bu nedenle yüksek değerli dirençli bir led, çipin 4 pinine doğrudan bağlı bir sorun olmaz.

PCB'nin diğer halkalarına da bazı pedler eklerdim, böylece kesilirse başka projeler için kullanılabilirler. Ayrıca PCB'yi harici LED şeritler veya halkalarla kullanmak için bazı pedler.

Umarım bu zorlu süreçten keyif almışsınızdır.