LED humörlampa: 9 steg (med bilder)

Innehållsförteckning:

Steg 1: Saker du behöver
Steg 2: Planen
Steg 3: PCB -design
Steg 4: Montering av kretskort
Steg 5: Montera kuben
Steg 6: Montering av basen
Steg 7: Dags för kodning
Steg 8: Njut
Steg 9: Framtidsplaner

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

Jag stötte nyligen på en LED Cube av Greg Davill. Det är ett fantastiskt konstverk. Att bli inspirerad av det, till och med jag ville göra något sådant. Men den här var på väg ut ur min liga. Jag bestämde mig för att ta ett steg i taget och gjorde en betydligt mindre version av LED Cube som en humörlampa. Det kan vara en bra utgångspunkt att lära sig om hårdvaran, som mestadels är lysdioder och mikrokontroller, och programvara för att styra dem (skapa animationer).

I denna instruktionsbok kommer jag att visa dig hur jag gjorde en LED -kub med de populära WS2812 -lysdioderna.

Låt oss börja

Steg 1: Saker du behöver

96x WS2812 lysdioder

6x kretskort

1x Arduino Nano

1x 5V/1A strömförsörjning

Steg 2: Planen

Planen är att göra en stämningslampa. Jag ville hålla det enkelt och därför bestämde jag mig för att använda de populära WS2812 individuellt adresserbara lysdioderna. Lysdioderna är anslutna i kaskad vilket innebär att du kan styra så många lysdioder du vill med bara en signalledning/ledning från mikrokontrollern. Detta gör kablarna mycket enkla.

Lysdioderna finns endast i SMD -format. Så nästa steg blir att designa kretskorten.

Nästa steg är att designa och 3D -skriva ut en struktur för att hålla kretskorten i form av en kub.

Lysdioderna kommer att styras med Arduino Nano. Det sista steget blir att designa och 3D -skriva ut ett hölje för Arduino.

Steg 3: PCB -design

Du kan använda vilken programvara du vill för att designa PCB. Jag använder EasyEDA eftersom det är lämpligt för nybörjare som jag. Jag har bifogat schemat. Klicka här för att ladda ner Gerber -filer för kretskortet.

LED har 4 stift:

VDD - 5V
DOUT - Signal Out
VSS - mark
DIN - Signal In

Som tidigare nämnts är lysdioderna anslutna i kaskad vilket innebär att signalen kommer IN från mikrokontrollern till den första lysdioden vid DIN -stiftet. Från DOUT -stiftet går signalen till DIN -stiftet på den andra lysdioden.

När jag utformade kretskortet hade jag tänkt att lödas för hand och därför har jag haft tillräckligt med utrymme mellan lysdioderna för att lödkolven ska nå kuddarna. Men senare, som du kommer att se, gick jag med återflödeslödning med min provisoriska installation eftersom denna metod är snabb och snygg (och tillfredsställande att titta på) om den görs korrekt.

När du har slutfört designen av kretskortet, få det tillverkat av tillverkaren du väljer. Jag valde JLCPCB på grund av dess snabba service.

Steg 4: Montering av kretskort

Till en början började jag lödda LED -lamporna en efter en för hand. Resultatet var inte bra och lysdioderna blev överhettade vilket inte är ett bra tecken. Det är också en tidskrävande process och lödning av 96 lysdioder kommer att kräva mycket tid.

Den mest använda metoden för lödning av SMD -komponenter kallas Reflow -lödning. I denna metod appliceras lödpasta (en blandning av löd och flussmedel) på plattorna på kretskortet och komponenterna placeras på den. Lödpastan görs sedan för att smälta eller "återflöda" genom att värma den i en återflödningsugn. Detta är en snabb och snygg metod om den görs korrekt.

Att använda denna metod innebär att jag skulle behöva en Reflow Ugn. Men då kom jag ihåg ett projekt av Moritz König där han använde ett gammalt plattjärn och Wemos för att kontrollera temperaturen. Det enda jag hade till hands var ett plattjärn som fortfarande användes. Temperaturen på järnet nådde cirka 220 grader celsius vid maximal inställning och lödpastan jag köpte smälter vid 183 grader. Om vi tittar på återlödningstemperaturprofilen från databladet för LED kan vi se att den maximala temperaturen (Tp) är 240 grader i 10 sekunder. Allt ser lovande ut och så jag provade.

Jag applicerade pastan på kuddarna med en tandpetare och placerade komponenterna. Placeringen är inte kritisk eftersom lodet drar komponenterna på plats när det smälter. Jag placerade kretskortet på strykjärnet som på bilden och slog på strykjärnet. Jag stängde av strykjärnet när allt löd har smält och tog bort kretskortet från järnet.

Det fungerade en behandling!

Steg 5: Montera kuben

Jag 3D -skrivit ut en struktur för att hålla kretskorten på plats. 3D -filerna har bifogats här. Du måste skriva ut 1x skelett och 6x hållare. Fäst hållarna på baksidan av kretskortet med hjälp av lim som visas på bilden. PCB kan sedan knäppas på plats på skelettstrukturen. Det är en friktionspassning. Slipning kan krävas.

Gör ledningarna som visas i layouten. Lödning kan vara lite knepig här.

Steg 6: Montering av basen

3D -filer för basen har bifogats här. Basen kommer att rymma Arduino Nano. Det kommer att gå totalt tre ledningar till kuben, dvs. DIN, 5V och GND. Jag driver kuben via en USB -telefonladdare. Se till att den kan hantera minst 1A.

DIN -stift kan anslutas till någon av de digitala stiften på Arduino. Jag valde D4.

Steg 7: Dags för kodning

För tillfället kommer jag att använda en exempelskiss från FastLED -biblioteket. Installera biblioteket med Library Manager. Öppna DemoReel100 från exempelskisserna. Arkiv> Exempel> FastLED> DemoReel100

Gör följande ändringar innan du laddar upp koden:

Definiera DATA_PIN (pin på Arduino till vilken DIN på kuben är ansluten) till vad du än har valt. I mitt fall 4 (Digital Pin 4)
Definiera LED_TYPE som WS2812
Definiera NUM_LEDS som 96

Och tryck på Ladda upp!

Steg 8: Njut

Slå på lampan och njut av att stirra på den!

Tack för att du håller dig till slutet. Hoppas ni alla älskar det här projektet och lärde er något nytt idag. Låt mig veta om du gör en själv. Prenumerera på min YouTube -kanal för fler sådana projekt. Tack igen!