مكعب إنفينيتي "سهل": 14 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مكعبات اللانهاية والأشكال العشرية الوجوه هي الأشياء التي لفتت انتباهي دائمًا. ومع ذلك ، بدا دائمًا أنه من الصعب جدًا صنعها ، بسبب الإطار النسبي المعقد. ومع ذلك ، يحتوي هذا المكعب اللامتناهي على إطار مطبوع في قطعة واحدة. جعل البناء أقوى بكثير وأسهل من معظم المشاريع الأخرى. يتم اختيار حجم المكعب ، لذلك هناك حاجة إلى متر واحد فقط من شريط LED للمكعب بأكمله ، مما يجعل التكلفة منخفضة. أنا سعيد جدًا بكيفية ظهور هذا المشروع وآمل أن يعجبك أيضًا!

الخطوة 1: المواد / الأدوات

المواد:

• 1 متر ws2812b 144LED / م IP30 $ 8.69
• متحكم (اردوينو) 2.58 دولار
• 6 مربعات زجاج شبكي (91 * 91 * 3 مم)
• فيلم مرآة 2.19 دولار (وصل المنتج بجودة سيئة ، لا يمكنني أن أوصي بطلبه على علي)
• سلك (لتوصيل قطع شريط LED) 1.61 دولار
• إطار مطبوع ثلاثي الأبعاد
• الماء والصابون (هل هذا حتى مادة؟)
• مزود طاقة 5 فولت 4.86 دولار (10 أمبير إذا كنت تريد أن تكون جميع مصابيح LED بيضاء ، ولكن 5A يجب أن تكون جيدة في معظم الحالات)

أدوات:

• لحام حديد
• الغراء الثاني
• الغراء الساخن (اختياري)
• أدوات تقشير الأسلاك
• كماشة صغيرة (للمساعدة في اللحام في الزوايا الضيقة)
• طابعة ثلاثية الأبعاد (أو شخص ما على استعداد لمساعدتك في طباعة الإطار)

الخطوة الثانية: الإطار

هذا هو الجزء الأكثر أهمية في هذا المشروع. تتم طباعة الجزء على أحد أركانه ، لذلك يكون الاختلاف أقل في خطوط الطبقة ولأنه "من الناحية النظرية" لا حاجة إلى دعم عند الطباعة بهذا الاتجاه. ومع ذلك ، بعد فشل هذه الطباعة بمجرد أن قررت إضافة دعم على أي حال. يتم رسم الدعامات بالفعل في النموذج لأن أداة التقطيع لا يمكنها إنشاؤها بكفاءة لطراز مثل هذا ("v3 v11.stl" به دعامات ، v3 v12.stl "لا يحتوي على دعم).

نظرًا للاتجاه ، هناك حاجة إلى مساحة 180 * 160 * 180 لطباعة 114 * 114 * 114 مكعب. استغرق الأمر 10 ساعات للطباعة وهناك حاجة إلى 65 جرامًا تقريبًا من الفتيل للنموذج.

الخطوة 3: أسلاك LED

من المهم أن نفهم كيف يجب لحام الأسلاك قبل لحامها فعليًا نظرًا لعدم وجود مساحة كبيرة للعمل بها. يجب أن يمنحك الرسم أعلاه (الذي يمثل المكعب) فكرة عن كيفية لحام كل شيء.

5 أسلاك تمر عبر الفتحة في المكعب. زوجان من 5V و GND ، أحدهما لتشغيل بداية شريط LED (في الطبقة السفلية) والآخر لتشغيل النهاية (في الطبقة العليا). هذا لا يقتصر فقط على تشغيل الشريط من طرفين ، بل إنه ضروري بالفعل للتخلص من الحاجة إلى مفاصل لحام أكثر تعقيدًا. السلك الآخر الذي يدخل هو خط البيانات ، هذا هو الخط الذي يرسل البيانات إلى جميع مصابيح LED لتحديد لونها.

إذا اتبعت الخط الأخضر ، يمكنك رؤية الترتيب الذي تتصل به أقسام الشريط المكونة من 12 مصباحًا مع بعضها البعض (مرقمة بالترتيب على الصورة). في الأجزاء التي يمتد فيها الخط الأخضر بجوار قطعة من شريط LED ، فهذا يعني أنه يعمل أسفل الشريط (الإطار به مساحة لهذه الأسلاك).

في الرسم ، يمكنك أن ترى أن هناك ثلاثة أجزاء ، المربع المركزي ، والمربع الخارجي ، والقطع الأربع الوسطى الواقعة بين المربعين. تحصل القطع الأربعة الوسطى على 5 فولت من المربع الخارجي و GND من المربع المركزي.

لاحظ أن الأسلاك التي تشغل المربع الخارجي تأتي في الطبقة السفلية وتنتقل عبر الإطار (خلف جزء من شريط LED) إلى الطبقة العليا.

الخطوة 4: اللحام الخطوة 1

سأقوم بتقسيم هذا القسم إلى خطوات فرعية لشرح كل شيء بشكل أفضل. لقد قمت بترقيم أجزاء شريط LED في الصورة أعلاه لشرح كل شيء بشكل أفضل.

هذه هي الطريقة التي فعلت بها هذا ، إذا كان لديك طريقة أفضل ، فقط استخدم طريقتك الخاصة.

تأكد من الانتباه إلى اتجاه قطع شريط LED! قد يؤدي وضع قطعة واحدة بشكل غير صحيح إلى الكثير من المتاعب

الخطوة 1: نظرًا لأننا نحتاج إلى أقسام من 12 مصباحًا LED ، يجب أن تبدأ بقطع شريط LED إلى 12 قطعة من 12 مصباحًا لكل منها. بعد ذلك ، قم بتوصيل 3 أسلاك بالجزء 1 ، وتأكد من توصيلها على جانب الدين. أضف سلكين إضافيين للاتصال بـ V5 و GND في الجزء 12 إلى جانب Dout ، يجب أن تكون الأسلاك لهذا الجانب أطول بمقدار 12 سم على الأقل نظرًا لأنها تحتاج إلى المرور عبر الإطار ، ولا يلزم لحام الأسلاك لفصلها 12 حتى الآن. قم بتشغيل جميع الأسلاك الخمسة التي تربط هذه القطع من خلال الفتحة. ثم قم بإزالة غطاء الشريط اللاصق وألصق الجزء 1 بالإطار ، ولا تقلق ، فالشريط لا يلتصق جيدًا ، وسيتم لاحقًا إرفاق الأجزاء بالغراء.

الخطوة 5: اللحام الخطوة 2

تأكد من الانتباه إلى اتجاه قطع شريط LED! قد يؤدي وضع قطعة واحدة بشكل غير صحيح إلى الكثير من المتاعب

الخطوة 2: الآن ستتم إضافة الأجزاء 2-3 ، ويمكن تكرار نفس العملية لـ 4 و 5 و 6 و 7. أولاً ، يجب أن يتم لحام السلك بالجزء 3 ، يجب أن يكون هذا السلك 15 سم أو أطول وهو الذي ينتقل إلى Dout من الجزء 2 (الخط الأزرق في الصورة). سيتم قطع هذا السلك لاحقًا. بعد لحام السلك ، قم بإزالة غطاء الشريط اللاصق من هذا الجزء وضعه لأسفل.

بعد ذلك ، قم بتوصيل Dout op part 1 مع Din من الجزء 2 ، للقيام بذلك ، قد تحتاج إلى سحب الجزء 1 قليلاً من الإطار. يجب أن يكون هذا سلكًا قصيرًا جدًا به قطعة عازلة في المنتصف. قم بإزالة الشريط من الجزء 2 وضعه في مكانه ، وتأكد من أن السلك الأزرق يمر خلفه.

الآن قم بقص السلك المتصل بـ Din من الجزء 3 وقم بتوصيله إلى Dout من الجزء 2. ولحام هذا ، من المحتمل جدًا أن تضطر إلى إزالة الجزء 2 من الإطار مرة أخرى للحصول على بعض المساحة. هذه زاوية ضيقة للغاية وسيحتاج السلك الموجود أسفل الجزء 2 إلى إجراء انعطاف حاد بمقدار 180 درجة للاتصال بـ Dout من الجزء 2 (يمكن رؤية ذلك في الصورة 4).

الآن قم بتوصيل V5 من الجزء 1 والجزء 3 ، قد تكون هناك حاجة إلى سلك قصير للقيام بذلك.

أخيرًا ، خذ قطعة صغيرة من الأسلاك لتوصيل GND للأجزاء 1 و 2 و 3 مع بعضها البعض. إذا كانت الوسادة 5V للجزء 2 في طريقك ، فيمكنك فقط قطع زاوية ذلك الجزء قطريًا لإزالة وسادة اللحام.

تحقق من السراويل القصيرة إذا كنت تعتقد أنك قد ارتكبت خطأ.

كرر الآن الجزء 4 و 5 و 6 و 7:)

الخطوة 6: اللحام الخطوة 3

تأكد من الانتباه إلى اتجاه قطع شريط LED! قد يؤدي وضع قطعة واحدة بشكل غير صحيح إلى الكثير من المتاعب

الخطوة 3: الآن يجب وضع الجزء 1 إلى 7 لأسفل ، تأكد من فحص كل شيء ثلاث مرات لأنه لا يمكنك اختباره بسهولة لأن الأجزاء 2 و 4 و 6 لا تحتوي على 5 فولت حتى الآن. قم بتوصيل الأسلاك 5V و GND التي تمر عبر الفتحة بالجزء 12. قم بإزالة غطاء الشريط اللاصق من الجزء 12 وضعه لأسفل. تأكد من أن الأسلاك تسير بشكل جيد عبر الحضيض في مكان الجزء 8 (الذي لم يتم وضعه بعد). يمكنك سحب الأسلاك قليلاً من خلال الفتحة لجعلها مناسبة بشكل أفضل. بعد ذلك ، قم بتوصيل Din من الجزء 8 إلى Dout من الجزء 7 ، تمامًا كما في الخطوة السابقة. ثم قم بتوصيل GND للجزء 7 بالجزء 8.

(في الصورة أعلاه ، لم أقم بإضافة الجزء 12 بعد ، لقد قمت بإضافته ولكن ليس لدي صورة عنه.)

الخطوة 7: اللحام الخطوة 4

تأكد من الانتباه إلى اتجاه قطع شريط LED! قد يؤدي وضع قطعة واحدة بشكل غير صحيح إلى الكثير من المتاعب

الخطوة 4: لقد أوشكت على الانتهاء ، فقط الجزء 9 و 10 و 11 تحتاج إلى وضعها في الأسفل. يجب أن يكون اللحام مستقيمًا للأمام ، فقط تأكد من لحام Dout قطعة واحدة بدين الأول التالي ، حيث يصعب الوصول إليه بعد ذلك. لا تنس توصيل 5V لهذه الطبقة بـ 5V للجزء 2 و 4 و 6 و 8.

لاختبار ما إذا كانت جميع مصابيح LED تعمل ، استخدمت الكود التالي. سوف تمر عبر جميع مصابيح LED واحدة تلو الأخرى. إذا لم ينجح شيء ما ، يمكنك استخدام مقياس متعدد لمعرفة الخطأ.

# تضمين # تعريف LED_PIN 7 # تعريف NUM_LEDS 144 مصباح LED CRGB [NUM_LEDS] ؛ عداد int إعداد باطل () {FastLED.addLeds (المصابيح ، NUM_LEDS) ؛ عداد = 0 ؛ } حلقة فارغة () {عداد = (عداد + 1)٪ 144 ؛ المصابيح [العداد] = CRGB (255 ، 0 ، 0) ؛ FastLED.show () ، تأخير (20) ؛ المصابيح [العداد] = CRGB (0 ، 0 ، 0) ؛ }

نظرًا لأنه يتم تشغيل مؤشر LED واحد فقط في كل مرة ، يمكن تشغيل هذا الرمز من خلال Arduino. هذا يعني أن مصدر الطاقة الخارجي غير مطلوب لتشغيل هذا الرمز ، يمكنك فقط توصيل 5V و GND للشريط بـ Arduino.

الخطوة 8: لصق مصابيح LED بالإطار

كما ذكرنا من قبل ، فإن الشريط اللاصق الموجود على الشريط نفسه لا يلتصق جيدًا بـ PLA. هذا هو السبب في أنني رفعت جميع قطع شريط LED قليلاً ووضعت بعض الغراء الثاني تحتها وضغطت عليها بعد ذلك.

احرص على عدم سكب هذا الصمغ. إلى جانب لصق يديك معًا ، فإنه سيترك بقعًا على الإطار

الخطوة 9: قص مربعات الأكريليك (إذا لم يكن لديك قصها)

بدلاً من قطع الأكريليك في مربعات بحجم 91 مم ، استخدمت مسطرة وسكينًا لعمل خطوط في الأكريليك عند النقاط التي أردت كسرها فيها. بعد عمل خط في الأكريليك بالسكين ، وضعت الخط على حافة الطاولة لكسر القطعة على الخط. هذا ليس دقيقًا للغاية وقد ينتج عنه حواف غير متساوية بعض الشيء ، ولكن هناك مجال لخطأ بضعة مم ، لذا لا يهم كثيرًا.

(لقد قمت بالفعل بتطبيق الفيلم على مربعين في الصورة)

الخطوة 10: تطبيق فيلم المرآة

إليك رابط لشخص يشرح كيفية القيام بذلك ، لتلخيصه:

1. نظف الأكريليك وأزل الألياف أو الغبار
2. ضع الماء والصابون على الأكريليك
3. إزالة البلاستيك من الفيلم
4. ضع الفيلم على الأكريليك
5. قم بإزالة الفقاعات والصابون من المنتصف للخارج باستخدام بطاقة بلاستيكية
6. تقليم الحواف

تأكد من إزالة جميع الجسيمات قبل وضع الفيلم ، فهذا يحدث فرقًا كبيرًا في شكله الجيد

الخطوة 11: وضع المرايا في الإطار

قبل وضع أي مرايا في الإطار ، تأكد من تنظيف جانب المرآة جيدًا ، وسيتم وضع هذا الجانب للداخل ولا يمكن تنظيفه بعد ذلك.

لقد وضعت المرايا في أزواج متعارضة فقط للتأكد من أنها تسير بشكل مثالي بنفس الطريقة. من السهل جدًا تحقيق ذلك نظرًا لأن الإطار يجب أن يعتني بالمحاذاة. لقد أرفقت المرايا ببعض الغراء الثاني بالإطار (قد يكون الغراء الساخن أفضل لهذا ، فهو لا يلوث PLA). جانب المرآة مواجه للداخل لأن هذا هو الجانب الأكثر هشاشة ، وبهذه الطريقة لا يتعين على الضوء أن ينتقل عبر طبقة من الأكريليك قبل أن ينعكس مرة أخرى.

الخطوة 12: الإلكترونيات

لقد بدأت بتنظيف الأسلاك التي كانت تخرج من المكعب ، وهذا يجعل كل شيء يبدو أكثر إتقانًا في رأيي. نظرًا لأن هذا المشروع هو مجرد Arduino مع شريط LED ، فكل شيء بسيط للغاية. يجب توصيل 5 فولت من مصدر الطاقة بـ 5 فولت للمكعب و 5 فولت من Arduino. يجب توصيل GND من مصدر الطاقة بـ GND للمكعب و GND الخاص بـ Arduino. تأكد من حصولك على القطبية الصحيحة ، وتحقق من ذلك باستخدام مقياس متعدد إذا لزم الأمر قبل تشغيله ، وإلا يمكنك قلي Arduino. لتجنب ذلك ، يمكنك أيضًا تشغيل Arduino من خلال موصل الطاقة ، لكنك ستحتاج إلى موصل إضافي للقيام بذلك. الآن الشيء الوحيد المتبقي هو توصيل Din of the cube بدبوس على Arduino ، انتهى بي الأمر باستخدام الدبوس 5 ، لكن هذا لا يهم حقًا. بسيط أليس كذلك ؟!

ملاحظة: الصورة الثالثة هي مجرد مخطط وجدته عبر الإنترنت ، ليست هناك حاجة للمقاوم. يمكنك أن تقرر إدراجه رغم ذلك ،

الخطوة 13: الكود:)

كان الكود الذي استخدمته حتى الآن بسيطًا للغاية ، لقد أخذت للتو بعض الرموز من مكتبة أمثلة LED السريعة وغيرت بعض الأرقام لتشغيلها على هذا المكعب (يمكن العثور على الكود الأصلي الذي استخدمته هنا). قبل توصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام منفذ USB ، تأكد من فصل اتصال 5 فولت بين مصدر الطاقة و Arduino.

انتهى بي الأمر بكتابة رمز يحتوي على العديد من الرسوم المتحركة ، ويمكن رؤية بعضها في الفيديو أعلاه:

لا تنسخ اللصق من هذا ، فلن يتم تشغيله بسبب الطريقة التي تلصق بها التعليمات البرمجية

# تضمين # تعريف LED_PIN 5 # تعريف NUM_LEDS 144 مصباح LED CRGB [NUM_LEDS] ؛

الإعداد باطل() {

FastLED.addLeds (المصابيح ، NUM_LEDS) ، fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // ملء كل الأسود FastLED.show () ؛ } حلقة باطلة () {نيسنيك (10000) ؛ fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ fadeFromCenter (10000) ؛ fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // قوس قزح (5000) ؛ fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ بريق (10000) ؛ fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ // loopThroughColors (5000) ؛ fill_solid (المصابيح ، NUM_LEDS ، CRGB (0 ، 0 ، 0)) ؛ } الأفعى الباطلة (مدة العدد) {وقت البدء الطويل بدون توقيع؛ startTime = ميلي () ، موقع int = 1 ؛ int nextpath = 1 ؛ زوايا int [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] ؛ اللون int = 0 ؛ لـ (int i = 0؛ imillis ()) {if (location> 0) {for (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {color = (color + 5)٪ 2550؛ المصابيح [ledsInSnake [0] = CHSV (255، 255، 0) ؛ لـ (int j = 0؛ j <48؛ j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10، 255، (j * 255) / 48) ؛ ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j] ؛ }} ledsInSnake [47] = (الموقع -1) * 12 + i ؛ المصابيح [ledsInSnake [47] = CHSV (اللون / 10 ، 255 ، 255) ؛ FastLED.show () ، تأخير (20) ؛ }} if (location <0) {for (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {color = (color + 5)٪ 2550؛ المصابيح [ledsInSnake [0] = CHSV (255، 255، 0) ؛ لـ (int j = 0؛ j <48؛ j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10، 255، (j * 255) / 48) ؛ ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j] ؛ }} ledsInSnake [47] = (الموقع + 1) * - 12 + 11-i ؛ المصابيح [ledsInSnake [47] = CHSV (اللون / 10 ، 255 ، 255) ؛ FastLED.show () ، تأخير (20) ؛ }} nextpath = random (0، 2) ؛ لـ (int i = 0؛ i <8؛ i ++) {// مختلف 8 if (الزوايا [0] == - الموقع || الزوايا [1] == - الموقع || الزوايا [2] == - الموقع) {إذا (الزوايا [nextpath]! = - الموقع) {الموقع = الزوايا [nextpath] ؛ } else {location = corners [nextpath + 1] ؛ } استراحة؛ }}

FastLED.show () ،

تأخير (20) ؛ }} fadeFromCenter (مدة int) {unsigned long startTime؛ startTime = ميلي () ، عداد int = 0 ؛ while (startTime + period> millis ()) {counter = (counter + 1)٪ 255 ؛ لـ (int i = 0؛ i <12؛ i ++) {for (int j = 0؛ jmillis ()) {counter = (counter + 1)٪ 255؛ لـ (int i = 0 ؛ i

قوس قزح باطل (مدة كثافة العمليات) {

startTime طويل بدون توقيع ؛ startTime = ميلي () ، عداد int = 0 ؛ while (startTime + period> millis ()) {counter = (counter + 1)٪ 255 ؛ لـ (int i = 0 ؛ i <NUM_LEDS ؛ i ++) {المصابيح = CHSV ((i * 5 + عداد)٪ 255 ، 255 ، 255) ؛ } FastLED.show () ، تأخير (20) ؛ }} بريق فارغ (مدة كثافة العمليات) {وقت طويل بدون توقيع؛ startTime = ميلي () ، الطول الداخلي = 40 ؛ وميض int [الطول] ؛ اللون int = 0 ؛ لـ (int i = 0 ؛ imillis ()) {color = (color + 5)٪ 2550 ؛ المصابيح [وميض [0] = CHSV (255 ، 255 ، 0) ؛ لـ (int i = 0؛ i <LENGTH؛ i ++) {if (i! = 0) {leds [blink = CHSV (color / 10، 255، (i * 255) / LENGTH) ؛ وميض [i-1] = وميض ؛ }} وميض [LENGTH-1] = عشوائي (0 ، NUM_LEDS) ، FastLED.show () ، تأخير (50) ؛ }}

الخطوة 14: استمتع بمكعب إنفينيتي الرائع

آمل أن تكون قد أحببت هذه التعليمات. إذا كان الأمر كذلك ، فالرجاء التصويت لي في المسابقة وإعطائي بعض الملاحظات ، وأود أن أسمع أفكارك حول المشاريع أو التحسينات على هذا البناء. شكرا للقراءة!

الجائزة الثانية في مسابقة Make it Glow