3D Digital Sand: 11 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул долбоор менин DotStar LED кубумдун уландысы, анда мен айнек ПХБга тиркелген SMD диоддорун колдондум. Бул долбоорду бүтүргөндөн көп өтпөй, мен Adafruit анимацияланган LED кумуна туш болдум, ал акселерометрди жана LED матрицасын колдонуп, кум бүртүкчөлөрүнүн кыймылын симуляциялайт. Бул долбоорду акселерометр менен жупташкан LED кубумдун чоңураак версиясын куруу менен үчүнчү өлчөмгө жайылтуу жакшы идея болот деп ойлогом. Мен ошондой эле кубду эпоксидик чайырга куюп көргүм келди.

Эгерде сиз кубдун аракетин көргүңүз келсе, видеону аягына чейин жылдырыңыз.

1 -кадам: Билл материалдар

Төмөнкү тизмеде сүрөттө көрсөтүлгөндөй кубду куруу үчүн керектүү материалдар камтылган

• 144 даана SK6805-2427 LED (мис. Aliexpress)
• микроскоптун слайддары (мис. amazon.de)
• жез лента (0.035 x 30 мм) (мис. ebay.de)
• TinyDuino негизги комплект - литий версиясы
• акселерометр модулу (мис. ASD2511-R-A TinyShield же GY-521)
• PCB прототиби (30 x 70 мм) (мис. amazon.de)
• тунук куюу чайыры (мис. conrad.de же amazon.de)
• 3D басылган корпус

Курулуш үчүн зарыл болгон кошумча материалдар жана шаймандар

• Ысык аба ширетүүчү темир
• жакшы учу бар кадимки ширетүүчү темир
• 3D принтер
• лазердик принтер
• Dupont бириктиргичтери
• жука зым
• PCB баш казыктары
• төмөн температурадагы паста
• PCB этчанты (мис. Темир хлориди)
• Металл айнек үчүн UV тазалоочу клей (мис. NO61)
• жалпы максаттагы клей (мис. UHU Харт)
• силикон пломба
• тонер которуу кагазы
• ацетон

2 -кадам: Айнек ПКБ жасоо

Бул процесс менин мурунку DotStar LED кубумда кеңири сүрөттөлгөн, андыктан мен кадамдарды кыскача карап өтөм.

1. Микроскоптун слайддарын узундугу 50,8 мм болгон бөлүктөргө бөлүңүз. Менде туура узундукка жетүүгө жардам берүү үчүн 3D басып чыгарылды (тиркелген.stl файлын караңыз). Сизге 6дан 8ге чейин жасоо үчүн сунуштаган 4 слайд керек болот.
2. Жез фольганы айнек субстратка чаптаңыз. Мен UV6 айыктыруучу клейди NO61 колдондум.
3. Тиркелген PDF файлын лазердик принтердин жардамы менен тонер берүү кагазына PCB дизайны менен басып чыгарыңыз. Андан кийин жеке бөлүктөрүн кесип.
4. PCB дизайнын жез капталганга өткөрүп бериңиз. Мен бул үчүн ламинатор колдондум.
5. Мисалы, жезди этч. темирдин хлориди
6. Тонерди ацетон менен алып салыңыз

3 -кадам: Solder LED

Менин DotStar LED кубумда мен APA102-2020 светодиоддорун колдондум жана планда ушул долбоордо бир эле типтеги LED ди колдонуу керек болчу. Бирок, светодиоддордун жеке төшөктөрүнүн ортосундагы аралык аз болгондуктан, ширетүүчү көпүрөлөрдү түзүү абдан оңой. Бул мени ар бир светодиодду кол менен ширетүүгө мажбур кылды жана мен чындыгында бул долбоордо ушундай кылдым. Тилекке каршы, мен долбоорду дээрлик бүтүргөндөн кийин, кээ бир ширетүүчү көпүрөлөр же начар байланыштар пайда боло баштады, бул мени кайрадан баарын ажыратууга мажбур кылды. Мен андан кийин кичине чоңураак SK6805-2427 светодиоддоруна өтүүнү чечтим, алар башка блокноттун жайгашуусуна ээ, бул аларды ширетүүнү оңойлотот.

Мен бардык подкладкаларды эритүүчү паста пастасы менен жаап, андан кийин үстүнө диоддорду койдум. Тиркелген схемага шилтеме берүү менен LEDлердин туура багытталышына кам көрүңүз. Андан кийин мен ПКБны биздин ашкананын ысык табагына коюп, аны эрип кеткенге чейин кылдаттык менен жылыттым. Бул жакшы иштеди, мен ысык абадагы ширетүүчү темирим менен бир аз гана иштөөгө туура келди. LED матрицасын текшерүү үчүн мен Adafruit NeoPixel strandtest мисалында иштеген Arduino Nano колдондум жана аны Dupont зымдары аркылуу матрицага туташтырдым.

4 -кадам: Төмөнкү ПХБны даярдаңыз

Төмөнкү ПХБ үчүн мен прототип тактасынан 30 х 30 мм кесимди кесип алдым. Мен андан кийин айнек ПКБлар туташтырыла турган жерге пин төбөлөрүн коштум. VCC жана GND төөнөгүчтөрү күмүштөлгөн жез зымдын кичинекей бөлүгү аркылуу туташкан. Анан калгандардын бардыгын тешик аркылуу мөөр менен мөөрлөдүм, анткени антпесе эпоксидик чайыр куюу процессинде өтүп кетет.

5 -кадам: Glass PCBлерди тиркеңиз

LED матрицаларын астынкы ПХБга туташтыруу үчүн мен дагы бир жолу UVдан тазалоочу клей колдонгом, бирок илешкектүүлүгү жогору (NO68). Туура тегиздөө үчүн мен 3D басылган джигди колдондум (тиркелген.stl файлын караңыз). Айнек ПКБлар желимделгенден кийин дагы эле бир аз ийкемдүү болуп калды, бирок алар төөнөгүчтөрдүн башына кошулгандан кийин катуу болуп калды. Бул үчүн мен кадимки ширетүүчү темиримди жана кадимки ширетүүчүмдү колдондум. Дагы бир жолу, ширетүүдөн кийин ар бир матрицаны текшерүү. Жеке матрицалардын Din менен Dout ортосундагы байланыштар түбүндөгү пин баштарына туташкан Дюпонт зымдары менен жүргүзүлгөн.

6 -кадам: Электрониканы чогултуу

Мен турак жайдын өлчөмүн мүмкүн болушунча кичине кылгым келгендиктен, кадимки Arduino Nano же Micro колдонгум келген жок. Бул 1/2 дюймдук LED кубик бирден бирден мага TinyDuino такталары жөнүндө маалымат берди, бул проект үчүн идеалдуу көрүндү. Менде процессор тактасы, программалоо үчүн USB калканы, тышкы туташуулар үчүн прото тактасы, ошондой эле Кичинекей кайра заряддалуучу LiPo батареясы. Артка кылчайганда, мен дагы эле жаткан GY-521 модулун колдонуунун ордуна, алар сунуштаган 3 октук акселерометр калканы сатып алмакмын. Бул курулуштун схемасы абдан оңой жана төмөндө тиркелген. Мен TinyDuino процессор тактасына бир аз өзгөртүүлөрдү киргиздим, ал жерде батарейкадан кийин тышкы коммутаторду коштум. Процессор тактасында буга чейин которгуч бар, бирок ал кыска Корпустун ичине орнотуу. Прото тактасына жана GY-521 модулуна туташуу, бул жерде эң тыгыз дизайнга жол бербеген, бирок зымдарды түз ширетүүгө караганда көбүрөөк ийкемдүүлүктү камсыз кылуучу пин баштары колдонулат. прото тактасынын түбүндөгү зымдардын/казыктардын узундугу мүмкүн болушунча кыска болушу керек, антпесе сиз аны процессордун үстүнө туташтыра албайсыз.

7 -кадам: Кодду жүктөө

Электрониканы чогулткандан кийин, тиркелген кодду жүктөп, баары иштеп жаткандыгын текшере аласыз. Код акселерометрди чайкоо аркылуу кайталана турган төмөнкү анимацияларды камтыйт.

• Rainbow: FastLED китепканасынан Rainbow анимациясы
• Digital Sand: Бул Adafruits анимацияланган LED кум кодунун үч өлчөмгө чейин кеңейтилиши. LED пикселдери акселерометрдин окуу маанилерине ылайык жылат.
• Жамгыр: пикселдер акселерометр менен өлчөнгөн эңкейишке ылайык өйдөдөн ылдый түшөт
• Confetti: FastLED китепканасынан жылмакай өчүп калган туш келди түстөр

8 -кадам: Кастинг

Эми LED матрицасын чайырга куюу убактысы келди. Менин мурунку конструкциямдагы комментарийде айтылгандай, resinf жана айнектин сынуу көрсөткүчтөрү айнек көрүнбөс үчүн дал келсе жакшы болмок. Чайырдын эки компонентинин тең сынуу көрсөткүчтөрүнө караганда, бул экөөнүн аралашуу рационун бир аз өзгөртүү аркылуу мүмкүн деп ойлодум. Бирок, кээ бир сыноолорду жүргүзгөндөн кийин, мен чайырдын катуулугун бузбай туруп, сынуу индексин өзгөртө албаганымды байкадым. Бул өтө деле жаман эмес, анткени айнек жөн эле көрүнүп турат жана аягында чайырдын бетин катуулатууга бел байладым. Бул көк катары колдонула турган туура материалды табуу үчүн да маанилүү болгон. Мен lonesoulsurferдин чайыры кубу сыяктуу окшош долбоорлорго куйгандан кийин калыпты кетирүүнүн кыйынчылыктары жөнүндө окуп жаттым. Өзүмдүн кээ бир ийгиликсиз сыноолордон кийин, мен эң жакшы ыкма 3D формасын басып чыгаруу жана андан кийин силикон пломба менен каптоо экенин билдим. Мен жөн эле 30x30x60 мм кутучанын бир катмарын "сырткы контурду спиралдаштыруу" жөндөөсүн басып чыгардым (.stl файлы тиркелет). Ички бетине жука катмар силикон катмары менен каптоо кийин калыпты кетирүүнү абдан оңой кылат. Калып түбүндөгү ПХБга силикон пломба менен да тиркелген. Тешик жок экенин текшериңиз, албетте, чайыр өтөт жана чайырда аба көбүкчөлөрү пайда болот. Тилекке каршы, менде кичинекей агып кетүү болгон, менимче, көктүн дубалынын жанында пайда болгон кичинекей аба көбүкчөлөрү үчүн жооптуу.

9 -кадам: Жылтыратуу

Көктү алып салгандан кийин, кубдун жылмакай силикон капталган бетине байланыштуу абдан ачык көрүнүшү мүмкүн. Бирок, силикон катмарынын калыңдыгынын өзгөрүшүнөн улам кээ бир мыйзам бузуулар болгон. Адгезиядан улам үстүңкү бети четине карай кыйшайып калган. Ошондуктан, мен формасын 240 кумдуу кумдуу кагазды нымдуу тегиздөө менен тазаладым. Башында, менин планым бардыгын түбөлүккө майдалоого өтүү менен жок кылуу болчу, бирок аягында мен кубдун бети ого бетер кооз көрүнөт деп чечтим, ошондуктан 600 грит менен аяктадым.

10 -кадам: Турак жайга кирүү

Электроника үчүн корпус Autodesk Fusion 360 менен иштелип чыккан, андан кийин 3D басылган. Мен которгуч үчүн дубалга тик бурчтуу тешикти коштум жана артындагы кээ бир тешиктерди G3-521 модулун M3 бурамалары менен орнотуу үчүн коштум. TinyDuino процессор тактасы астыңкы табакка жабыштырылган, андан кийин M2.2 бурамалары менен корпуска бекитилген. Башында мен күйгүзгүчтү ысык клей менен корпуска орноттум, андан кийин GY-521 модулу орнотулду, андан кийин протобор жана батарея кылдаттык менен киргизилди. LED матрицасы Dupont коннекторлору аркылуу прото тактасына тиркелген жана процессор тактасын ылдыйдан эле туташтырса болот. Акыры мен LED матрицасынын түбүндөгү ПХБны жалпы максаттагы клей (UHU Hart) менен корпуска чаптадым.

11 -кадам: Бүткөн куб

Акырында куб бүттү жана сиз жарык шоудан ырахат ала аласыз. Анимацияланган кубдун видеосун текшериңиз.