In diesem Artikel erklärt uns der Assistent, wie ein LED-Stimmungswürfel mit Arduino- und WS2812-LEDs erstellt wird.
Werkzeuge und Materialien:
- WS2812 LEDs - 96 Stk.;
- Leiterplatten - 6 Stk.;
-Arduino Nano;
- Stromversorgung 5V 1A;
-Lötzubehör;
-Computer mit Software;
-Iron;
-3D Drucker;
Erster Schritt: Planen
In seinem Projekt verwendet der Master adressierbare WS2812-LEDs. Die LEDs sind in Kaskade geschaltet, was bedeutet, dass Sie mit nur einer Signalleitung / einem Draht vom Mikrocontroller so viele LEDs wie nötig steuern können. Dies erleichtert die Verkabelung erheblich.
LEDs werden von Arduino Nano gesteuert.
Schritt zwei: PCB
Für das Design der Leiterplatte verwendete der Master das EasyEDA-Programm, da es für Anfänger geeignet ist.
Die LED hat 4 Kontakte:
VDD - 5 V.
DOUT - Ausgangssignal
VSS - Erde
DIN - Eingangssignal
Wie bereits erwähnt, sind die LEDs kaskadiert, was bedeutet, dass das Signal vom Mikrocontroller zur ersten LED am DIN-Pin kommt. Vom DOUT-Pin geht das Signal zum DIN-Pin der zweiten LED.
Bei der Konstruktion von Leiterplatten plante der Master, diese manuell zu löten, sodass zwischen den LEDs genügend Platz für einen Lötkolben blieb.
Der Meister hat das Board nicht selbst gemacht, sondern auf JLCPCB bestellt.
Sie können die Datei herunterladen, um das Board unten zu erstellen.
Schematic_Cube Lamp_Sheet_1_20191213095045.pdf
Schritt drei: Platinenmontage
Zuerst begann der Master, die LEDs einzeln manuell mit einem Lötkolben zu löten. Das Ergebnis war nicht sehr gut. Das Löten der Installation von 96 LEDs war nicht nur ein mühsamer Prozess, sondern sie wurden auch beim Löten überhitzt.
Dann beschloss der Meister, den anderen Weg zu gehen.
Die am weitesten verbreitete Methode zum Löten von SMD-Bauteilen ist das Reflow-Löten. Bei diesem Verfahren wird Lötpaste (eine Mischung aus Lötmittel und Flussmittel) auf die Pads auf einer Leiterplatte aufgetragen und die Komponenten darauf platziert. Die Lötpaste wird dann durch Erhitzen in einem Reflow-Ofen geschmolzen oder "geschmolzen". Dies ist eine schnelle und genaue Methode, wenn alles richtig gemacht wird.
Die Verwendung dieser Methode bedeutet jedoch, dass ein Ofen zum Aufschmelzen benötigt wird und der Master ihn nicht hatte.
Dann erinnerte er sich an das Projekt von Moritz Koenig, bei dem er ein altes Eisen verwendete.
Der Meister hatte ein Bügeleisen, dessen Sohle bei maximaler Einstellung ungefähr 220 ° C erreichte. Die von ihm gekaufte Lötpaste schmilzt bei 183 ° C.
Wenn Sie sich das Diagramm der Schmelztemperatur aus der LED-Tabelle ansehen, sehen Sie, dass die maximale Temperatur (Tp) 10 Sekunden lang 240 ° C beträgt. Das Eisen hält nicht ein bisschen aus, aber der Meister beschloss, es zu versuchen.
Er trug die Paste mit einem Zahnstocher auf die Pads auf und platzierte die Komponenten. Dann legte er das Brett wie auf dem Foto gezeigt auf das Bügeleisen und schaltete es ein. Als das ganze Lot geschmolzen war, schaltete er das Bügeleisen aus und entfernte die Platte. Überraschenderweise verlief alles so, wie es sollte.
Schritt vier: 3D - Drucken und Erstellen eines Würfels
Um den Würfel zusammenzubauen, druckte der Master die Teile zuerst auf einem 3D-Drucker. Es ist notwendig, den Rahmen und sechs Paneele sowie die Details der Basis zu drucken.
Dateien zum Drucken können unten heruntergeladen werden.
Skeleton.stl
Holder.stl
Base.stl
Stand.stl
Cover.stl
Jetzt müssen Sie die Bretter auf die Paneele kleben und die Paneele in die Öffnungen des Rahmens einbauen. Führen Sie die Installation wie auf dem Foto durch.
Fünfter Schritt: Arduino
Als nächstes verbindet der Master den Würfel mit dem Arduino und dem Netzteil.
Schritt sechs: Code
Als nächstes müssen Sie installieren Fastled mit dem Dispatcher. Öffnen Sie DemoReel100 anhand von Beispielskizzen. Datei> Beispiele> FastLED> DemoReel100.
Nehmen Sie vor dem Herunterladen des Codes die folgenden Änderungen vor:
Definieren Sie DATA_PIN (den Pin auf dem Arduino, mit dem der DIN-Würfel verbunden ist) für den von Ihnen ausgewählten. In diesem Fall digitaler Kontakt 4.
Definieren Sie LED_TYPE als WS2812.
Setzen Sie NUM_LEDS auf 96.
Klicken Sie auf Hochladen.
Jetzt können Sie den Cube aktivieren. In Zukunft plant der Master, den ESP8266 mit dem Arduino zu verbinden und eine Internetverbindung herzustellen. In der neuen Firmware ist geplant, das Leuchten des Würfels abhängig vom Ereignis im Leben des Autors zu ändern.
Der gesamte Prozess der Herstellung eines solchen Würfels ist im Video zu sehen.