LED -kubuslamp: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hierdie lamp is 'n byproduk van die 172 pixel klokprojek wat ek geskep het. Dit gebeur toe ek die string LED's toets, my maat sien dit en hou van hoe dit lyk. Ek het die klok klaargemaak en toe met hierdie projek begin. Dit was nogal 'n stadige projek; tussenin het ander dinge gebeur wat dit mettertyd kon laat ontwikkel.

Die oorspronklike konsep was 'n bietjie meer as 'n meter lank, dit het 3 knoppies en 'n potensiometer gebruik om dit te beheer. Dit het ontwikkel tot 'n kleiner, maar soortgelyke ontwerp wat 'n enkele roterende enkodeerder gebruik het. Die feestyd kom toe en ek het 'n paar van die beheerkonsepte geleen vir die ATTiny 85 beheerde feestelike ligte. Uiteindelik het ons dit; 'N Oulike kubus van 50 mm met 'n enkele aanraakgevoelige bediening.

Dit sou maklik gewees het om 'n goedkoop LED -kontroleerder by eBay te koop, in 'n boks te steek en dit klaar te noem. Ek wou egter iets hê wat nie nodig was om op te stel of te koppel nie, en wat my sou toelaat om te besluit hoe die LED's hulle gedra. Ek kan beslis nie die lig verander vanuit die gemak van my bank nie, maar ek gee nie om nie. Dit gesê, ek dink dat die volgende evolusie moontlik die ATTiny 85 kan verruil vir iets soos die ESP8266, sodat ek voordeel kan trek uit die draadlose beheerder, maar ook handmatige beheer kan behou.

Dit was vir my baie belangrik dat die lig aktief was, maar nie afleidend nie, maar in die wit modus kom 'n bietjie kleur stadig op 'n ewekansige punt op die lamp voor en dan net so stadig verdwyn. Dit was belangrik dat dit nie u aandag sou trek nie, maar elke keer as u na die lamp kyk, sou dit net 'n bietjie anders wees.

Voorrade

Die kubus is gemaak van 3 mm ryp, opaal akrielblad. Ek het bedrieg en bestel dat dit in vierkante gesny is wat die regte grootte het vir wat ek wil hê. Ek het 'n paar ekstra bygevoeg as ek 'n fout gemaak het (ek het). Dit werk baie goed, maar dit is nie lekker om te gebruik nie; ek het die een hier gemaak met behulp van gorilla epoxy. Die band is nie so sterk soos die tinsol 12 nie, maar moet sterk genoeg wees sonder die regtig nare dampe.

Die LED's is SK6812, dit is die RGBWW (warmwit) opsie.

Die mikrobeheerder is 'n ATTiny 85

Die aanraakbeheerder is 'n MTCH101

Daar is 'n paar passiewe komponente:

• 13X 0603 0.1uf kapasitors
• 2X 4.7k 0603 weerstande
• 2X 10k 0603 weerstande
• 1X 470 ohm 0603 weerstand
• 1X 1000uf kapasitor

Alhoewel dit moontlik sou wees om dit op ProtoBoard te laat doen, is die aflaai van PCB's en iets waaroor ek wou leun.

Ou usb -kabel om te sny vir 'n kragkabel

Warm gom word gebruik om die PCB in die finale produk vas te hou, en met 'n silikoon seëlaar kan u die onderkant van die kubus vassteek. Beide warm gom van silikoon is goed om akriel vas te plak, maar dit is ook nie baie goed nie. Dit maak 'n band wat sterk genoeg is om alles op sy plek te hou, maar so sterk dat dit nie later uitmekaar gehaal kan word as dit nodig is nie.

200 mm van 0,31 mm Geëmailleerde koperdraad. (jy kan omtrent enige draad hier gebruik, solank dit nie so groot is dat dit 'n skaduwee in die kubus skep nie)

Die mikrobeheerder

Ek het dit al voorheen gesê en ek sal dit weer sê. Ek hou baie van die ATTiny 85 Micro Controller. Hulle is pragtig, maklik om te gebruik, maklik om te programmeer en lyk amper onvernietigbaar.

Dus, natuurlik het ek een vir hierdie projek gebruik. Die kode wat dit uitvoer, is redelik basies. 'N Onderbreking word aan die raaksensor gekoppel. As die pen afgetrek word, voeg die ISR 1 by 'n toonbank. Die hooflus loop dan die sublus wat ooreenstem met die tellernommer. Op hierdie manier kan u animasies met 'n paar reëls kode byvoeg of verwyder.

Ek het hierdie kode nou al vir ongeveer 8 maande sonder probleme op 'n ATTiny85.

Stap 1: Gereedskap en verbruiksgoedere

Dit is moontlik om al die komponente met die hand te soldeer, maar die SK2612's is redelik sensitief. Ek het 'n hele paar mense doodgemaak voordat ek 'n mini -oond in Lidl gevind het wat ek in 'n reflo -oond omskep het.

Ek het 'n frees en 'n afskraper van 45 grade gebruik om al die rande van die akriel te sny. U kan dit oorslaan en vierkantige verbindings aan u kubus of 3D -druk hê.

Ander gereedskap wat gebruik word, sluit in:

• Warm gom geweer
• Soldeerbout
• Klein vorm mes
• Maskeerband
• 'N Paar basiese handgereedskap. snippies en klein paaltjies.
• Arduino Uno of soortgelyke plus broodplank- en springdrade vir die oplaai van kode na ATTiny85
• Hack Saw
• Soldeerpasta
• Soldeer

• Multi meter

Stap 2: Sny die akriel

Dit was moeilik om 'n betroubare metode te vind om die hoek van 45 grade op die kante van die akriel te sny. Ek dink dit sou baie makliker wees om 'n tafelsaag met die regte hoek op te stel, maar ek het ongelukkig net 'n router, so wat ek gedoen het.

Ek het 'n stuk hout gebruik met 'n reguit rand vasgemaak aan my werkbank om 'n mal te maak. Die reguit rand is baie belangrik, aangesien die laer van die afskorting langs dit rol. Dit is dan 'n geval om 'n stuk akrielblad rondom die stuk te plak waarin ek die hoek wou sny om dit stil te hou en die korrekte hoogte van die onderkant van die router te skep.

Ek het my warm lijmpistool aan die brand gesteek toe ek hierdie een doen, en ek het besluit om warm gom te gebruik om die steunstukke vas te hou. Normaalweg sou ek dubbelzijdige kleeflint gebruik het. Beide opsies werk goed.

Dit is dan 'n bietjie probeer en fout om die router op presies die regte hoogte te hoog te stel, te hoog en dit laat 'n vierkantige rand op die akriel, te laag en dit neem te veel af

Gebruik 'n bietjie maskeerband om seker te maak dat niks kan beweeg nie, laat die router vinnig draai en draai die router glad langs die rand van die akriel, draai die stuk en herhaal totdat u al 6 gesny het met 'n hoek van 45 grade 4 rande (5 stukke en 3 rande as u die kubus in iets wil monteer)

Stap 3: Maak die kubus

Sodra al die akriel gesny is, is die vorming van die kubus reguit, maar die dosis verg 'n bietjie aandag aan detail.

Neem 'n lengte maskeerband met 2 stukke aan die ente om dit reguit en styf vas te hou. Plaas dit 'n paar millimeter weg van en parallel met 'n reguit rand met die taai kant na bo. Die band hou alles bymekaar totdat die epoxy vas is, sodat ek twee stukke oorvleuel om 'n goeie eweredige druk te verseker. Ek gebruik my silikoon mat as my reguit rand, maar 'n liniaal werk net so goed of miskien beter.

Verwyder vervolgens die beskermende film van die akriel en plaas een van die vierkante na die een kant van die band om seker te maak dat dit netjies teen die reguit rand sit en dat die hoek van 45 grade skuins is. Plaas dan 'n tweede vierkant langs die eerste en maak seker dat die rande net raak en dat die bokant styf teen die reguit rand is. Herhaal vir die derde en vierde vierkant.

As u bly is dat hulle netjies sit, draai dit alles om en sny die band aan die een kant af sodat dit verby die einde van die akriel kan gaan. U behoort nou alles saam te vou en 'n netjiese boks te vorm. Vir die finale afwerking is dit belangrik dat die bokant van die boks so na as perfek is, maar 'n effense afwyking aan die onderkant kan afgeskuur en later weggesteek word.

As u bly is dat alles reg is soos dit moet, is dit tyd om dit reg te maak. Maak die kubus oop en lê plat, gereed vir die keuse van gom. Ek het in die verlede Tinsol 12 gebruik. Dit is ontwerp om akriel te bind en 'n baie goeie taak te gee, maar dit is onaangenaam om mee te werk en vereis verkoeling voor gebruik. Ek sal ook aanbeveel dat u dit op 'n winderige dag buite gebruik en die vasgemaakte dele minstens 24 uur buite of in 'n skuur laat.

'N Kristalhelder tweedelige epoxy werk baie goed, is baie mooier en meer vergewensgesind om mee te werk. U moet nog steeds 'n goed geventileerde area gebruik om in te werk, maar ek het geen dampe by 'n oop venster opgemerk nie. Die band is nie so sterk soos Tinsol12 nie, maar tensy u van plan is om u kubus te gooi, behoort dit sterk genoeg te wees.

Ek het 'n bietjie gorilla -epoksie op 'n ou CD gemeng en die aksie -einde van 'n bamboeshout gebruik om 'n fyn laag langs een van die rande van al die vierkante waar hulle mekaar ontmoet, aan te bring. Vermy die gebruik van te veel, want dit sal uitspruit.

Ek is jammer dat ek geen foto's van hierdie stadium gekry het nie, aangesien dit redelik vinnig opgestel is.

Sodra die gom vas is, vou die vierkante om weer die boks te vorm en gebruik die oorhangende stuk maskeerband om dit bymekaar te hou.

As dit na ongeveer 5 minute sterk genoeg voel om die band te verwyder. Ek hou daarvan om die band so gou as moontlik te verwyder as 'n deel van die epoksie daaruit spat. Sodra dit heeltemal gebind is, is dit baie moeiliker om die band te kry.

Stap 4: Die aanraaksensor

Die Mk1 -weergawe van die kubus het 'n vibrasiesensor gebruik. Dit het goed gewerk, maar was nie ideaal nie, want dit kan moeilik wees om dit net een keer te laat aktiveer, veral as ek dit optel om die modus te verander en dit dan net 'n bietjie te vinnig weer neer te sit. Die ontwerp laat nie regtig toe dat 'n knoppie oral geplaas word nie, so die enigste logiese ding was om aanraakbeheer te gebruik.

Die MTCH101 lyk na die perfekte chip vir die werk.

Aangesien dit 'n kapasitiewe sensor is, hoef u nie direk met enigiets kontak te maak nie, so ek het die deksel van die kubus geneem, die beskermende laag van binne verwyder en toe 'n 0,31 mm geëmailleerde koperdraad om die binnekant vasgemaak en dit vasgemaak plakband voordat u 'n bietjie Gorilla Epoxy meng, sodat u dit permanent kan hou. Maak seker dat u genoeg stert agterlaat om by die PCB af te kom.

Die MTCH101 Detect Output-pen is aktief-laag, so 'n tasbare skakelaar tussen 5V en die ekstra pad sal ook naby pen 7 werk om die modus van die kubus te verander

Sodra die epoksie genees is, kan die bokant van die kubus met 'n bietjie meer epoksie aan die liggaam geheg word.

Stap 5: Die PCB en soldeer

Ek het my altyd gedink PCB's is iets wat gereserveer is vir diegene met 'n diepgaande begrip van elektronika wat oor baie jare oorgedra is. Dit blyk dat dit eintlik baie maklik en goedkoop is om u eie planke te ontwerp en professioneel te laat vervaardig.

Ek sal hier nie te diep in die proses ingaan nie, aangesien dit 'n bietjie detail vereis dat ander dit baie beter gedoen het as wat ek kon verduidelik. Maar die basiese stappe is:

Bou u kring op 'n broodbord om dit te toets. Lê al die komponente op 'n skematiese omskep Skakel die skematiese om in 'n PCB, plaas al die komponente soos u dit wil hê en skep die verbindings. Plaas die bestelling

Die moeilikste deel van die proses wag op u planke.

Ek het JLCPCB gebruik. Die totale koste vir 10 borde was 'n bietjie minder as £ 10 en dit het net meer as 'n week geneem om aan te kom. Ek het niks om die kwaliteit mee te vergelyk nie, maar dit lyk baie mooi.

Ek wou die opsie hê om 'n groter weergawe van die kubus te maak, en ek het 'n paar ekstra ringe LED -kussings by die printplaat gevoeg. Ek kan LED's op enige van die drie ringe soldeer of die afsny vir kleiner ontwerpe. JLCPCB hef dieselfde prys vir enige grootte bord tot 100 mm x 100 mm.

Soldeer

Dit is moontlik om al die komponente met die hand te soldeer. Die 0603 -kondensators en -weerstande is klein, maar veerkragtig, sodat u maklik kan oefen. Dieselfde geld vir die MTCH101 -chip. Die probleem wat ek gehad het, was die SK2812 LED's; hulle is groot genoeg om met die hand te soldeer, maar ek het gevind dat hulle 'n bietjie te sensitief was vir die hitte. Ek vermoed dat ek ten minste 10 doodgemaak het voordat ek besluit het om te belê in iets wat ontwerp is vir SMD -onderdele.

Ek was nie seker oor die beste pad vorentoe nie, toe is my besluit geneem toe ek 'n mini -oond te koop vind by Lidl. Alhoewel dit nie die perfekte oond is om te refloei nie, is dit goed genoeg vir my behoeftes en met 'n paar aanpassings vir meer akkurate temperatuurbeheer, vermoor dit nie die LED's nie.

Die proses om 'n broodrooster of 'n mini -oond in 'n herlaai -oond te verander, is 'n bietjie buite die omvang van hierdie onaantasbare, maar daar is baie inligting daaroor as u iets soortgelyks wil maak.

Die steile stappe wat nodig is om die PCB te herlaai, is:

Maak die PCB vinnig skoon met alkohol om enige vet te verwyder wat kan voorkom dat die soldeer korrek vassit. Smeer soldeerpasta op die pads op die PCB en pas dan die komponente toe. Plaas die bord in die oond en vul weer.

Sodra die bord koel is, kan u die IC -houer en 'n groot kapasitor met die hand soldeer.

Ek het hierdie keer nie die 1000uf -kondensator geïnstalleer nie, aangesien die lig slegs deur my gebruik sal word en nie gereeld aan- en uitskakel nie. Dit skep ook 'n skaduwee binne die kubus terwyl die LED's hul ding doen.

Die 1000uf -kondensator is daar om die LED's en mikrobeheerder te red van 'n stroom inloop. Ek beveel aan dat u dit installeer, maar dit is ietwat opsioneel as u versigtig is waarmee u dit aansluit. Vir meer inligting oor hierdie onderwerp, beveel ek aan dat u die Adafruit NeoPixel Überguide lees

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

Stap 6: Kode

Laai die kode op na die AtTiny85.

Hier is 'n goeie gids oor hoe u dit moet doen!

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

Plaas dan in ATTiny in die IC -aansluiting op die PCB

Stap 7: Alles saamvoeg

Daar is 'n enkele weerstand aan die onderkant van die PCB plus die bene van die IC en die kapasitor steek 'n bietjie uit. Ek gebruik 'n Dremel om 'n paar uitsparings in die onderste stuk akriel te sny sodat die PCB plat kan sit.

Terwyl die Dremel uit was, het ek ook 'n klein gaatjie aan die kant van die kubus in die middel geboor, ongeveer 6 mm hoog vir die kragkabel, en dit deurgedruk voordat ek die drade gestroop en gebind het. Baie USB -kabels het data lyne, gebruik 'n multimeter om uit te werk, wat nodig is.

Gebruik 'n klein klontjie warm gom om die PCB vas te hou (ek het gevind dat warm gom 'n goeie idee is, aangesien dit 'n sterk houvas kan skep, maar dit kan verwyder word indien nodig) en soldeer die kragdrade daaraan. Ek het 'n bietjie warm gom gebruik vir ekstra ondersteuning.

Die volgende stap is om die sensordraad aan die sensorblok te soldeer.

Voordat u die onderkant aan die kubus vasmaak, is dit 'n goeie idee om 'n bietjie te toets om seker te maak dat alles werk soos verwag.

As alles werk soos verwag, is die laaste stap om die onderkant van die kubus vas te hou. Ek gebruik gewoonlik silikoon seëlaar hiervoor, want dit hou weer goed vas, maar kan verwyder word indien nodig.

Koppel aan en geniet

Stap 8: Ander opsies en laaste gedagtes

Ek het gedurende die tyd wat dit ontwikkel het, met 'n paar variasies vorendag gekom. Een daarvan is 'n houtbasis met 'n akrielblokkie aan die bokant. Die ander een is 'n houtraamwerk met LED's agter en ook 'n lang weergawe met LED -band. Ek werk tans ook aan 'n horlosie met 'n soortgelyke ontwerp.

Hulle sê agteruitkyk is altyd 2020 en daar is 'n paar dinge wat ek anders kan doen as ek besluit om vir MkIII te gaan

Die eerste daarvan verander na 0805 passiewe. 0603's is goed, maar daar is genoeg ruimte vir die kleinere groter komponente, en dit is 'n bietjie makliker om te herwerk indien nodig.

Ek het ook daaraan gedink om 'n ekstra LED by te voeg vir visuele terugvoer oor die toestand van die sensor. Die MTCH101 kan tot 20 mA sink, dus 'n LED met 'n hoë ish -waardeweerstand sou nie 'n probleem wees wat direk aan pin 4 van die chip gekoppel is nie.

Ek dink ek sal ook 'n paar pads by die ander ringe van die PCB voeg, sodat dit vir ander projekte gebruik kan word as dit afgesny word. En ook 'n paar pads vir die gebruik van die PCB met eksterne LED -stroke of ringe.

Ek hoop dat u hierdie onaantasbare geniet het.