Cubo Infinity "Fácil": 14 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Cubos infinitos e icosaedros são coisas que sempre chamaram minha atenção. No entanto, eles sempre pareceram muito difíceis de fazer, por causa da estrutura relativa complexa. Este cubo infinito, no entanto, tem uma moldura impressa em uma única peça. Tornando a construção muito mais forte e fácil do que a maioria dos outros projetos. O tamanho do cubo é escolhido de forma que apenas 1M de faixa de LED seja necessário para todo o cubo, mantendo o custo baixo. Estou muito feliz com o resultado desse projeto e espero que vocês gostem também!

Etapa 1: Materiais / Ferramentas

Materiais:

• 1 metro ws2812b 144LED / m IP30 $ 8,69
• microcontrolador (Arduino) $ 2,58
• 6 quadrados de plexiglass (91 * 91 * 3 mm)
• filme espelho US $ 2,19 (o produto chegou em má qualidade, não posso recomendar encomendá-lo no Ali)
• fio (para conectar pedaços de tiras de LED) $ 1,61
• Moldura impressa em 3D
• água com sabão (isso é mesmo um material?)
• Fonte de alimentação de 5 V $ 4,86 (10 A se você quiser que todos os LEDs sejam brancos, mas 5 A deve servir na maioria dos casos)

Ferramentas:

• Ferro de solda
• segunda cola
• cola quente (opcional)
• descascadores de arame
• Alicate pequeno (para ajudar na soldagem em cantos apertados)
• Impressora 3D (ou alguém disposto a ajudá-lo com a impressão da moldura)

Etapa 2: o quadro

Esta é a parte mais importante deste projeto. A peça é impressa em um de seus cantos para que haja menos diferença nas linhas de camada e porque "teoricamente" não é necessário suporte quando impressa nesta orientação. No entanto, depois que essa impressão falhou uma vez, decidi adicionar suportes de qualquer maneira. Os suportes são, na verdade, desenhados no modelo porque um fatiador não pode gerá-los de forma eficiente para um modelo como este ("v3 v11.stl" tem suporte, v3 v12.stl "não tem suporte).

Devido à orientação, um espaço 180 * 160 * 180 é necessário para imprimir um cubo 114 * 114 * 114. Demorei 10h para imprimir e são necessários aproximadamente 65g de filamento para o modelo.

Etapa 3: Fiação de LED

É importante entender como os fios precisam ser soldados antes de realmente soldá-los, uma vez que não há muito espaço para trabalhar. O desenho acima (que representa o cubo) deve dar uma ideia de como tudo é soldado.

5 fios passam pelo buraco no cubo. Dois pares de 5V e GND, um para alimentar o início da faixa de LED (na camada inferior) e um para alimentar a extremidade (na camada superior). Isso não é apenas alimentar a tira nas duas extremidades, mas na verdade é necessário para eliminar a necessidade de juntas de solda mais complexas. O outro fio que entra é a linha de dados, esta é a linha que envia dados para todos os LEDs para especificar a cor deles.

Se você seguir a linha verde, poderá ver a ordem em que as seções da tira de 12 LEDs estão conectadas entre si (elas são numeradas em ordem na imagem). Nas partes onde a linha verde passa ao lado de um pedaço de tira de LED, significa que ela está passando por baixo da tira (A moldura tem espaço para esses fios).

No esboço, você pode ver que há três partes, o quadrado central, o quadrado externo e as 4 peças do meio que estão entre os dois quadrados. As 4 peças do meio obtêm seus 5V do quadrado externo e seu GND do quadrado central.

Observe que os fios que alimentam o quadrado externo entram na camada inferior e passam pela estrutura (atrás de uma parte da faixa de LED) até a camada superior.

Etapa 4: Etapa 1 de soldagem

Vou dividir esta seção em subetapas para explicar tudo melhor. Numerei as partes da faixa de LED da imagem acima para explicar tudo melhor.

Foi assim que eu fiz, se você tiver um jeito melhor, é só usar o seu.

Preste atenção à direção das peças da tira de LED! Colocar uma peça incorretamente pode causar muitos problemas

Etapa 1: Como precisamos de seções de 12 LEDs, você deve começar cortando a faixa de LED em 12 pedaços de 12 LEDs cada. Em seguida, conecte 3 fios à parte 1, certifique-se de conectá-los no lado Din. Adicione mais 2 fios para conectar ao V5 e GND na parte 12 ao lado Dout, os fios desse lado precisam ser pelo menos 12 cm mais longos, pois precisam passar pela estrutura, os fios não precisam ser soldados à parte 12 ainda. Passe todos os 5 fios que conectam essas peças através do orifício. Em seguida, retire a tampa da fita adesiva e cole a parte 1 na moldura, não se preocupe, a fita não cola muito bem, as partes serão posteriormente coladas com cola.

Etapa 5: Etapa 2 de soldagem

Preste atenção à direção das peças da tira de LED! Colocar uma peça incorretamente pode causar muitos problemas

Passo 2: Agora as partes 2-3 serão adicionadas, o mesmo processo pode ser repetido para 4, 5 e 6, 7. Primeiro, um fio precisa ser soldado ao Din da parte 3, este fio precisa ter 15 cm ou mais longo e é o que vai para o Dout da parte 2 (linha azul na imagem). Este fio será cortado mais tarde. Depois de soldar o fio, remova a tampa de fita adesiva dessa parte e coloque-a no chão.

Em seguida, conecte o Dout op parte 1 com o Din da parte 2, para fazer isso, pode ser necessário puxar um pouco a parte 1 do quadro. precisa ser um fio muito curto com um pedaço de isolamento no meio. Remova a fita da parte 2 e coloque-a em sua posição, certifique-se de que o fio azul passe por trás dela.

Agora apare o fio conectado ao Din da parte 3 e solde-o ao Dout da parte 2. Para soldar isso, é muito provável que você tenha que remover a parte 2 da estrutura novamente para obter algum espaço. Este é um canto muito estreito e o fio que está embaixo da parte 2 precisará fazer uma curva fechada de 180 graus para se conectar ao Dout da parte 2 (isso pode ser visto na imagem 4).

Agora conecte o V5 da parte 1 e da parte 3, um fio curto pode ser necessário para fazer isso.

Finalmente, pegue um pequeno pedaço de fio para conectar o GND das partes 1, 2 e 3 entre si. Se a almofada de 5 V da parte 2 estiver no caminho, você pode simplesmente cortar o canto dessa parte diagonalmente para remover a almofada de solda.

Verifique se há shorts se você acha que pode ter cometido um erro.

Agora repita para as partes 4, 5 e 6, 7:)

Etapa 6: Etapa 3 de soldagem

Preste atenção à direção das peças da tira de LED! Colocar uma peça incorretamente pode causar muitos problemas

passo 3: Neste momento, as partes 1 a 7 devem ser colocadas para baixo, certifique-se de verificar tudo três vezes porque você não pode testá-lo facilmente porque as partes 2, 4 e 6 ainda não têm 5V. Conecte os fios 5V e GND que passam pelo orifício até a parte 12. Remova a tampa da fita adesiva da parte 12 e coloque-a para baixo. certifique-se de que os fios passam bem pela calha no local da parte 8 (que ainda não foi colocada). Você pode puxar os fios um pouco mais através do orifício para que eles se encaixem melhor. Em seguida, conecte o Din da parte 8 ao Dout da parte 7, assim como na etapa anterior. em seguida, conecte o GND da parte 7 com a parte 8.

(Na imagem acima, ainda não adicionei a parte 12, eu a adicionei, mas não tenho uma imagem dela.)

Etapa 7: Etapa 4 de soldagem

Preste atenção à direção das peças da tira de LED! Colocar uma peça incorretamente pode causar muitos problemas

Etapa 4: Você está quase terminando, apenas as partes 9, 10 e 11 precisam ser colocadas. A soldagem desses deve ser direta, apenas certifique-se de soldar o Dout de uma peça ao Din da próxima primeiro, uma vez que é difícil acessar depois. Não esqueça de conectar os 5V desta camada com os 5V das partes 2, 4, 6 e 8.

Para testar se todos os LEDs funcionam, usei o código a seguir. Ele passará por todos os LEDs, um por um. Se algo não funcionar, você pode usar um multímetro para descobrir o que está errado.

#include #define LED_PIN 7 #define NUM_LEDS 144 CRGB leds [NUM_LEDS]; contador interno; void setup () {FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); contador = 0; } void loop () {contador = (contador + 1)% 144; leds [contador] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); atraso (20); leds [contador] = CRGB (0, 0, 0); }

Como apenas um LED é alimentado por vez, esse código pode ser alimentado por meio do Arduino. Isso significa que a fonte de alimentação externa não é necessária para executar este código, você pode apenas conectar o 5V e o GND da tira ao Arduino.

Etapa 8: colar os LEDs na estrutura

Como mencionado antes, a fita adesiva na tira em si não adere bem ao PLA. É por isso que levantei um pouco todas as tiras de LED e coloquei um pouco de cola por baixo delas e pressionei para baixo depois.

Tenha cuidado para não derramar essa cola. Além de grudar as mãos, vai deixar manchas na moldura

Etapa 9: Corte de quadrados de acrílico (se você não os tivesse cortado)

Em vez de cortar o acrílico em quadrados de 91 mm, usei uma régua e uma faca para fazer linhas no acrílico nos pontos onde queria quebrá-lo. Depois de fazer uma linha no acrílico com a faca, coloquei a linha na beirada de uma mesa para quebrar a peça na linha. Isso não é muito preciso e pode resultar em bordas um pouco desiguais, mas há espaço para alguns mm de erro, então não importa muito.

(Já apliquei filme em dois quadrados da imagem)

Etapa 10: Aplicação de filme de espelho

Aqui está um link para alguém explicando como fazer isso, para resumir:

1. Limpe o acrílico, remova fibras ou poeira
2. Aplique água com sabão no acrílico
3. remova o plástico do filme
4. coloque o filme no acrílico
5. remova as bolhas e o sabão do centro para fora com um cartão de plástico
6. bordas aparadas

Certifique-se de remover todas as partículas antes de aplicar o filme, isso faz uma diferença significativa em sua aparência

Etapa 11: Colocando Espelhos na Estrutura

Antes de colocar qualquer espelho na moldura, certifique-se de que o lado do espelho esteja bem limpo; esse lado será colocado para dentro e não poderá ser limpo posteriormente.

Coloquei os espelhos em pares opostos apenas para verificar se eles estavam andando perfeitamente da mesma maneira. Na verdade, isso é muito fácil de conseguir, pois o quadro deve cuidar do alinhamento. Fixei os espelhos com uma segunda cola na moldura (cola quente pode ser melhor para isso, não mancha o PLA). O lado do espelho voltado para dentro porque é o lado mais frágil e dessa forma a luz não precisa passar por uma camada de acrílico antes de ser refletida novamente.

Etapa 12: Eletrônica

Comecei limpando os fios que saíam do cubo, isso só faz com que tudo pareça um pouco mais organizado na minha opinião. Como este projeto é apenas um Arduino com uma faixa de LED, tudo é bastante simples. 5 V da fonte de alimentação deve ser conectado aos 5 V do cubo e aos 5 V do Arduino. O GND da fonte de alimentação precisa ser conectado ao GND do cubo e ao GND do Arduino. Certifique-se de obter a polaridade correta, verifique isso com um multímetro se necessário antes de ligá-lo, caso contrário, você pode fritar seu Arduino. Para evitar isso, você também pode alimentar o Arduino através do conector de alimentação, mas será necessário um conector extra para fazer isso. Agora só falta conectar o Din do cubo a um pino do Arduino, acabei usando o pino 5, mas isso não importa muito. Simples né ?!

nota: a terceira imagem é apenas um esquema que encontrei online, o resistor lá não é necessário. Você pode decidir incluí-lo, no entanto,

Etapa 13: Código:)

O código que usei até agora era bastante simples, apenas peguei alguns códigos da biblioteca de exemplos de LEDs rápidos e alterei alguns números para executar neste cubo (o código original que usei pode ser encontrado aqui). Antes de conectar o Arduino ao seu PC usando a porta USB, certifique-se de desconectar a conexão de 5 V entre a fonte de alimentação e o Arduino.

Acabei escrevendo um código que tem várias animações, algumas delas podem ser vistas no vídeo acima.:

Não copie e cole a partir disso, ele não será executado devido à forma como o instructables cola o código

#include #define LED_PIN 5 #define NUM_LEDS 144 CRGB leds [NUM_LEDS];

void setup () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // preenche todo o preto FastLED.show (); } void loop () {onesnake (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // rainbow (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); brilhos (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (duração interna) {tempo de início longo sem sinal; startTime = milis (); localização interna = 1; int nextpath = 1; cantos inteiros [8] [3] = {{-7, 8, 1}, {-1, 2, 3}, {-3, 4, 5}, {-5, 6, 7}, {-8, -12, 9}, {-2, -9, 10}, {-4, -10, 11}, {-6, -11, 12}}; int ledsInSnake [48]; cor int = 0; for (int i = 0; imillis ()) {if (location> 0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); para (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (cor / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (localização-1) * 12 + i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (cor / 10, 255, 255); FastLED.show (); atraso (20); }} if (localização <0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); para (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (cor / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (localização + 1) * - 12 + 11-i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (cor / 10, 255, 255); FastLED.show (); atraso (20); }} próximo caminho = aleatório (0, 2); para (int i = 0; i <8; i ++) {// diffen 8 if (cantos [0] == - localização || cantos [1] == - localização || cantos [2] == - localização) {if (corners [nextpath]! = - location) {location = corners [nextpath]; } else {localização = cantos [nextpath + 1]; } pausa; }}

FastLED.show ();

atraso (20); }} void fadeFromCenter (int duration) {unsigned long startTime; startTime = milis (); contador interno = 0; while (startTime + duration> millis ()) {counter = (counter + 1)% 255; for (int i = 0; i <12; i ++) {for (int j = 0; jmillis ()) {contador = (contador + 1)% 255; para (int i = 0; i

void rainbow (duração int) {

unsigned long startTime; startTime = milis (); contador interno = 0; while (startTime + duration> millis ()) {counter = (counter + 1)% 255; para (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i * 5 + contador)% 255, 255, 255); } FastLED.show (); atraso (20); }} void sparkles (duração interna) {unsigned long startTime; startTime = milis (); int COMPRIMENTO = 40; intermitente interno [COMPRIMENTO]; cor int = 0; para (int i = 0; imillis ()) {cor = (cor + 5)% 2550; leds [piscar [0] = CHSV (255, 255, 0); para (int i = 0; i <COMPRIMENTO; i ++) {if (i! = 0) {leds [pisca = CHSV (cor / 10, 255, (i * 255) / COMPRIMENTO); piscar [i-1] = piscar ; }} piscar [LENGTH-1] = aleatório (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); atraso (50); }}

Etapa 14: Aproveite o seu incrível cubo infinito

Espero que tenha gostado deste instrutível. Em caso afirmativo, vote em mim no concurso e me dê algum feedback, gostaria de ouvir suas idéias para projetos ou melhorias nesta construção. Obrigado por ler!

Segundo prêmio no concurso Make it Glow