Cubo de LED Arduino RGB simples (3x3x3): 18 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Eu estive olhando para cubos de LED e percebi que a maioria deles eram complicados ou caros. Depois de olhar vários cubos diferentes, finalmente decidi que meu Cubo de LED deveria ser:

• fácil e simples de construir
• acessível
• muito estiloso e extravagante

Depois de ter construído vários cubos de LED Arduino, posso dizer com alegria que criei um cubo extraordinário de aparência muito legal que se encaixa nos meus objetivos.

Agora neste Instructable, vou mostrar como construir seu próprio RGB LED Cube.

Tempo requerido:

cerca de um fim de semana

Custo:

20-50 $ dependendo de onde você compra.

Etapa 1: Equipamentos e Materiais

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Alicate de corte (para cortar o fio)
• Alicate de ponta fina (para dobrar os LEDs e o fio)
• Impressora 3D (OPCIONAL)
• Mãos que ajudam (não é necessário, mas definitivamente aconselhável)

Partes:

• 27 LEDs ws2812b

  • Amazon (50pcs)
  • Aliexpress (50pcs)

• 1 x 150 Ohm Resistor

  • Amazon (200pcs)
  • Aliexpress (100pcs)

• 1 x Arduino Nano

  • Amazon (3pcs)
  • Ali Express
• um rolo de fio de cobre folheado a prata

  ~ 2 $ em sua loja de artesanato local

• Cola

• prototipagem de placa pcb / folha de plástico

  • Amazonas
  • Ali Express

O custo total deste cubo 3x3x3 é de cerca de 18 $ se você comprar tudo no Aliexpress.

Programas:

• Arduino IDE (gratuito)
• CUDA (ou seu próprio Slicer para sua impressora 3D)

Etapa 2: Preparação para soldar

Primeiro temos que criar um modelo, então será mais fácil soldar os LEDs juntos. Usei uma placa de prototipagem pcb para isso e marquei dois furos para os pinos do meio do LED, que são para fonte de alimentação (como pode ser visto no gráfico).

Quando construí uma versão 5x5x5 deste cubo, usei uma folha de plástico para o modelo, que também funcionou muito bem. Se você usar plástico ou madeira, deve fazer o par de orifícios com cerca de 2, 4 cm (ou 0, 95 polegadas) de distância.

Etapa 3: Dobrar e colocar os LEDs

Peças necessárias para esta etapa:

• 27 ws2812b LEDs de 8 mm
• fio de cobre folheado a prata
• prototipagem de placa pcb

Nesta etapa você deve dobrar os pinos de 18 LEDs como mostrado na imagem acima. Os 9 LEDs restantes devem ser dobrados para que o "lado plano" fique voltado para a outra direção. Depois disso, 9 LEDs com o lado plano do mesmo lado devem ser colocados na placa de ensaio / folha de plástico.

Além disso, 18 pedaços de arame devem ser cortados. Eles devem ser cerca de 2 cm mais longos do que os LEDs. Para mim, isso acabou sendo cerca de 6 cm (ou 2, 4 polegadas).

Etapa 4: Soldar o poder

Agora você solda a ponta do pedaço de arame no LED superior, conforme mostrado na primeira foto. Em seguida, você solda o fio aos LEDs abaixo. Certifique-se de que nenhum fio esteja se tocando, ou então haverá um curto-circuito; em seguida, solde os outros fios aos LEDs.

Etapa 5: soldando os pinos de dados

Isso deve ser fácil. Você só precisa alinhar os pinos de dados dos LEDs e soldá-los como mostrado na imagem.

Etapa 6: Removendo os LEDs e cortando os pinos de LED

Você pode remover os LEDs do modelo simplesmente empurrando-os sobre uma superfície plana, conforme mostrado na figura um.

Depois de remover os LEDs, você deve cortar as pontas restantes dos pinos de LED. Depois disso, ele deve se parecer com as figuras 3 e 4.

Etapa 7: Soldar as linhas de dados das camadas juntas

Primeiro você deve colocar as camadas verticais previamente soldadas na forma. Enquanto se certifica de que a distância entre as linhas é igual, você solda os pinos de dados juntos, conforme mostrado nas fotos.

Etapa 8: Conectando os fios de alimentação

Agora você dobra as pontas do fio de cobre folheado a prata, conforme mostrado nas fotos. É muito importante cruzar os fios para que o GND seja conectado ao GND e de 5V a 5V.

Os fios nas camadas externas devem ser dobrados para fora.

Depois de dobrar todos os fios, você os solda.

Etapa 9: Conectando os fios de energia Parte: II

Agora é hora de conectar os pinos de alimentação previamente soldados. Para fazer isso, você dobra dois pedaços de arame conforme mostrado nas fotos.

Obs: Certifique-se de que deixou bastante fio no canto esquerdo, pois é o que usaremos para conectar a nossa base.

Depois de dobrar o fio na forma correta, você os solda aos pinos.

Em seguida, solde uma peça adicional a um dos fios de alimentação (o vermelho na imagem)

Finalmente, você corta o resto dos pinos como mostrado na última imagem.

Etapa 10: Fiação de dados Parte I: Dobrando os pinos de LED

Nesta etapa, você só precisa dobrar todos os pinos de dados restantes, conforme mostrado na imagem.

Etapa 11: Parte II da fiação de dados: conectando a primeira à segunda camada

Depois de dobrar os pinos dos leds ws2812b, você irá conectar o Data OUT da primeira camada ao Data IN da segunda.

Para fazer isso, você deve dobrar um pedaço de arame no formato mostrado na figura 2, que será usado para conectar as camadas conforme desenhado na primeira figura.

A próxima etapa é soldar uma extremidade do fio ao pino Data OUT da primeira camada. O pino Data OUT é o pino no lado plano do LED.

A outra extremidade é então soldada ao Data IN da segunda camada, que é um dos pinos do LED anteriormente dobrados no lado redondo do LED.

Etapa 12: Fiação de dados Parte III: Conectando a segunda à terceira camada

Em seguida, você conecta a segunda à terceira camada.

Assim como na etapa anterior, você agora dobra um pedaço de fio no formato mostrado na figura 2. O fio deve ser dobrado dessa forma para não obstruir a luz dos LEDs e garantir uma aparência elegante do cubo.

Você então começa a soldar a extremidade curta do fio ao pino Data OUT da segunda camada e a outra extremidade ao pino do LED Data IN (aquele no lado redondo).

Depois de fazer isso, você corta a ponta restante do fio.

Etapa 13: Fiação de dados Parte IV: Soldando o último LED

Para terminar a fiação de dados, você agora tem que dobrar o pino Data OUT no lado plano do LED da camada superior (como mostrado na primeira imagem) para que ele toque o pino de aterramento.

Em seguida, você solda os pinos e corta a extremidade restante.

Etapa 14: Fiação de dados V: Resultado concluído

Agora você concluiu a construção do próprio cubo de LED. Aqui estão algumas fotos de referência, caso você tenha problemas para entender as etapas anteriores.

Etapa 15: impressão 3D da base

Para este Instructable projetei uma base simples, mas elegante, que também serve como o caso do Arduino nano, mas se quiser, agradeceria se você compartilhasse suas ideias / arquivos para outro case. De qualquer forma, agora você precisa de uma impressora 3D. Se você não tiver um em casa, pode ir ao seu maker space local. Vinculei os arquivos abaixo para você, então você só precisa fazer o seguinte:

1. Baixe os dois arquivos.stl abaixo
2. Importe-os para o software de corte que você ou o espaço do seu criador usam
3. Fatie-os usando as configurações abaixo
4. Converter para gcode
5. Comece a imprimir

Configurações do Slicer:

• Altura da camada: 0,1 mm
• Infill> 20%
• Contagem de linha de parede> 2
• Configurações de velocidade de impressão de alta qualidade (depende da sua impressora)

Você só precisa imprimir cada parte uma vez! Depois de iniciar uma impressão, sugiro que você relaxe, ou continue com as outras etapas, pois as impressões levam cerca de 2 a 3 horas combinadas.

Se você não possui ou tem acesso a uma impressora 3D, sugiro que construa uma caixa simples, usando acrílico ou madeira por exemplo, como na foto acima.

Etapa 16: conectando seu cubo ao Arduino Nano

Peças necessárias para esta etapa:

• Arduino Nano
• Resistor 150 Ohm
• cubo de LED previamente soldado
• Fio de cobre placa de prata

Agora dobre os pinos de seu cubo de led como na imagem acima.

Depois disso, você pode enfiá-los nos orifícios da base impressa em 3D.

Então você solda o GND dos LEDs (o pino que vai para o lado plano dos LEDs) ao GND do Arduino, e os 5V dos LEDs ao VIN.

O Data IN do primeiro LED deve ser soldado ao resistor de 150 Ohm e o resistor ao D4 no Arduino.

Etapa 17: Fechar a base

Antes de fechar a base, coloque um pouco de cola na superfície.

Ao fechar a base, certifique-se de que a porta USB do Arduino esteja em seu orifício.

Etapa 18: programe seu Arduino

Agora você concluiu o processo de construção do seu cubo de LEDs RGB Arduino. Agora é hora de programá-lo. Para fazer isso, você deve seguir estas etapas:

1. Baixe o IDE Arduino
2. Baixe a biblioteca FastLED
3. Importe a biblioteca FastLED. Aqui está um ótimo Instructable para isso
4. Baixe um dos meus exemplos abaixo ou comece a programar você mesmo. Eu adoraria ver algumas de suas idéias. (Observação: não defina o brilho acima de 40, porque pode estar usando mais ampere do que os 200mA máximos para os quais o Arduino nano está classificado.)
5. Compilar e fazer upload do código: Agora você pode fazer upload do seu código simplesmente clicando na seta no canto superior esquerdo. Certifique-se de que "Arduino Nano" e sua porta correta estão selecionados no ponto de menu "Ferramentas".