Dette projekt bruger SMD-LED'er, der er knyttet til glasprintede kredsløbskort. Lysdioderne slukkes og lyser og simulerer sandens bevægelse i henhold til 3D-terningens placering i rummet.
Nedenfor er en video 3D-terning i aktion.



Følgende liste inkluderer de nødvendige materialer til at bygge en terning:



144 stk SK6805-2427 LED'er ( )






boliger

Yderligere materialer og værktøjer, der kræves til projektet

Hårtørrer
regelmæssig tynd spids loddejern
3d printer
laserprinter

tynd tråd
PCB-stifter
loddemasse med lav temperatur
jernchlorid

almindelig lim (f.eks. UHU Hart)
silikone fugemasse
fotopapir
acetone

Gennemsigtig PCB-fremstilling

Det åbenlyse problem med printkort er, at de ikke er gennemsigtige. I det følgende beskrives detaljeret, hvordan man fremstiller gennemsigtige trykte kredsløbskort.
Først skal du skære mikroskopglassene i firkantede stykker ved hjælp af en 50,8 mm glasskærer.



Se denne video for at forstå, hvordan du gør det.



Den vedhæftede .stl-fil har modellen skabelon for at gøre det lettere at måle den ønskede længde. Du har brug for 4 briller, men det er bedre at gøre med en margen på 6 - 8 stykker
.
Skær derefter kobberbåndet i stykker, der er lidt større end de skårne glassubstrater.

Rengør underlaget og kobberfolien med alkohol eller acetone, og lim dem derefter sammen. Sørg for, at der ikke er nogen luftbobler inde. Brug Norland NO81, som er en hurtig UV-lim, der anbefales til limning af metal til glas. Slib den ene side af kobberfolien med sandpapir for at gøre det grovere. For at hærde klæbemidlet kan du bruge en UV-lampe til at kontrollere pengesedler.



Når klæbemidlet er sat i, skal folien klippes langs kanten af ​​glassubstratet.

Billedet viser et trykt kredsløbskort og en stencil til loddemasse fra en forfatters projekt.



Overfør printkortets design fra fotopapir til kobber på enhver måde, der er praktisk for dig. Du kan bruge LUT eller den metode, som jeg beskrev her.




Ets derefter kobberet. (Det er muligt med jernchlorid. Jeg bruger en blanding af peroxid, citron og almindeligt salt).

Fjern toner ved hjælp af Acetone

Forfatteren bruger store lysdioder SK6805-2427, hvilket i høj grad letter deres lodning.
Dæk alle kontaktpuder med loddetemperatur ved lav temperatur, og installer derefter lysdioderne ovenpå, husk at overvåge den korrekte orientering af lysdioderne, jf. Det vedlagte diagram.



For at lodde de installerede LED'er satte forfatteren de trykte kredsløbskort i ovnen og opvarmede dem, indtil loddet smeltede. Det var sandt, at jeg stadig måtte bruge en hårtørrer senere, da ikke alle lysdioder loddes godt.



For at teste LED-matrixen kan du bruge Arduino Nano at indlæse skitsen i Strandtest Adafruit NeoPixel og tilslut den til matrixen ved hjælp af Dupont-stikket.

Til det nederste trykte kredsløbskort har du brug for et stykke brødpapirtrykt printkort, der måler 30x30 mm. Lod så derpå flere pin-tip, hvorefter de glasprintede kredsløb vil blive fastgjort. VCC- og GND-stifterne blev forbundet ved hjælp af et lille stykke fortinnet kobbertråd. Luk derefter alle resterende gennem huller med lodde, for ellers kan epoxy lække under hældning.



For at fastgøre LED-matrixen til den nederste PCB skal du bruge UV-lim, men med en højere viskositet (NO68). Brug en speciel skabelon til korrekt justering af trykte kredsløbskort (se den vedhæftede .stl-fil). Efter limning på basen svingede de glasprintede kredsløb sig lidt, men blev hårdere, efter at de blev loddet til resultaterne på brødbrættet. For at gøre dette skal du bare bruge dit almindelige loddejern og almindelige loddejere. Igen er det dejligt at kontrollere hver matrix efter lodning. Forbindelserne mellem Din og Dout af de enkelte matrixer blev foretaget ved hjælp af Dupont-stik, der var forbundet med stifterne på bunden af ​​brødbrættet.




Da det er nødvendigt at gøre kassestørrelsen så lille som muligt, bruges TinyDuino. er et Arduino-kompatibelt bord i en ultrakompakt pakke. Forestil dig at være i stand til at få den fulde kraft af en Arduino Uno i 1/4 størrelse! Basissættet, der inkluderer et processorkort, med et USB-stik til programmering, et protokort til eksterne forbindelser samt et lille LiPo-batteri. Forfatteren skulle også købe et 3-akset accelerometer, der tilbydes til brug med TinyDuino, i stedet for GY-521-modulet, som han brugte i dette projekt. Dette ville gøre kredsløbet endnu mere kompakt og reducere de krævede dimensioner af sagen. Diagrammet for denne samling er ganske enkelt og er vist nedenfor.



Nogle ændringer blev foretaget på TinyDuino-processorkortet, hvor en ekstern switch blev tilføjet efter batteriet. Der er allerede en switch på processorkortet, det var bare kort at passe ind i sagen. Forbindelser til brødbrættet og GY-521-modulet foretages ved hjælp af pin-lugs, der ikke tillader det mest kompakte design, men giver større fleksibilitet end direkte lodning af ledninger. Længden på ledninger / kontakter i bunden af ​​brødbrættet skal være så kort som muligt, ellers kan du ikke længere tilslutte den til toppen af ​​processorkortet.

Efter du har samlet elektronik, kan du downloade den vedhæftede kode og kontrollere, at alt fungerer. Koden inkluderer følgende animationer, som du kan gentage ved at ryste accelerometeret.

Rainbow: Rainbow-animation fra biblioteket FastLED
Digital sand: Dette er en udvidelse Adafruits animeret ledesand i tre dimensioner. LED-pixels bevæger sig i henhold til de værdier, der læses fra accelerometeret.
Regn: pixels falder fra top til bund afhængigt af skråningen målt ved accelerometeret
Konfetti: tilfældige farvede pletter, der blinker og falmer ud af biblioteket FastLED

samling

Det var vigtigt at finde et passende materiale, der kunne bruges som en form. Efter nogle mislykkede forsøgstests fandt forfatteren, at den bedste måde er at udskrive en tredimensionel form og derefter dække med silikoneforsegling. Udskriv et lag fra en 30 x 30 x 60 mm-boks vha. Parameteren "spiraliser ydre kontur" i Cura-filen (.stl-fil). Dæk det derefter med et tyndt lag silikone indeni, hvilket gør det meget let at fjerne formen efter hældning. Formen blev fastgjort til det nederste kredsløbskort også ved hjælp af silikone tætningsmasse.Sørg for, at der ikke er nogen huller, så harpiksen ikke kan lække ud, og der dannes ikke hulrum.

Når du har fjernet formen, kan du se, at terningen ser meget gennemsigtig ud på grund af den glatte overflade af silikoneformen. Der vil dog være nogle uregelmæssigheder forbundet med en ændring i tykkelsen af ​​silikonelaget. Den øvre overflade kan også deformeres tættere på kanterne.



Derfor polerede forfatteren alle bulerne med sandpapir. Det var oprindeligt planlagt at polere terningen, i sidste ende blev det besluttet, at terningen ser bedre ud med en mat overflade.



Elektronikskabet blev udviklet ved hjælp af Autodesk Fusion 360 og derefter trykt på en 3D-printer. Et rektangulært hul i væggen til kontakten og flere huller i ryggen til installation af GY-521-modulet ved hjælp af M3-skruerne. Fastgør TinyDuino-processorkortet til bundpladen, som derefter låses sagen med M2.2-skruerne. Installer først afbryderen i etuiet ved hjælp af varm lim, installer derefter GY-521-modulet, og indsæt derefter pakningen og batteriet forsigtigt.



LED-matrixen blev fastgjort til brødbrættet ved hjælp af Dupont-stikkene, og processorkortet kan ganske enkelt tilsluttes nedenunder. Til sidst limes det nederste trykte kredsløbskort på LED-matrixen til huset ved hjælp af universallim (UHU Hart).



Filer til udskrivning og firmware: