مكعب اردوينو RGB LED بسيط (3x3x3): 18 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

لقد كنت أبحث في مكعبات LED ولاحظت أن معظمها كانت إما معقدة أو باهظة الثمن. بعد النظر إلى الكثير من المكعبات المختلفة ، قررت أخيرًا أن يكون مكعب LED الخاص بي:

• سهل وبسيط البناء
• يمكن شؤاءه
• أنيقة جدا وباهظة

بعد بناء العديد من مكعبات Arduino LED ، يمكنني أن أقول بسعادة إنني صنعت مكعبًا رائعًا ومظهرًا رائعًا يناسب أهدافي.

الآن في Instructable ، سأوضح لك كيفية بناء مكعب RGB LED الخاص بك.

الوقت اللازم:

عن عطلة نهاية الأسبوع

كلفة:

20-50 دولارًا حسب المكان الذي تشتري منه.

الخطوة 1: المعدات والمواد

أدوات:

• لحام حديد
• كماشة قطع (لقطع السلك)
• كماشة إبرة الأنف (لثني المصابيح والأسلاك)
• طابعة ثلاثية الأبعاد (اختياري)
• يد المساعدة (ليس ضروريًا ولكنه مستحسن بالتأكيد)

القطع:

• 27 × ws2812b المصابيح

  • Amazon (50 قطعة)
  • Aliexpress (50 قطعة)

• 1 × 150 أوم المقاوم

  • Amazon (200 قطعة)
  • Aliexpress (100 قطعة)

• 1 × اردوينو نانو

  • أمازون (3 قطع)
  • أليكسبريس

• لفة من الأسلاك النحاسية المطلية بالفضة

  ~ 2 دولار في متجر الحرف المحلي الخاص بك

• صمغ

• النماذج الأولية لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور / ورقة من البلاستيك

  • أمازون
  • أليكسبريس

تبلغ التكلفة الإجمالية لهذا المكعب 3x3x3 حوالي 18 دولارًا إذا اشتريت كل شيء من Aliexpress.

برمجة:

• Arduino IDE (مجاني)
• CUDA (أو أداة التقطيع الخاصة بك للطابعة ثلاثية الأبعاد)

الخطوة 2: التحضير للحام

أولاً ، يتعين علينا إنشاء قالب ، لذلك سيكون من الأسهل لحام مصابيح LED معًا. لقد استخدمت لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور للنماذج الأولية لهذا وقمت بتمييز فتحتين للمسامير الوسطى لمصباح LED ، وهي مخصصة لإمداد الطاقة (كما هو موضح في الرسم).

عندما صنعت نسخة 5 × 5 × 5 من هذا المكعب ، استخدمت ورقة بلاستيكية للقالب ، والتي عملت أيضًا بشكل جيد جدًا. إذا كنت تستخدم البلاستيك أو الخشب ، يجب أن تحفر زوجًا من الثقوب بعيدًا عن بعضهما بحوالي 2 أو 4 سم (أو 0 ، 95 بوصة).

الخطوة 3: الانحناء ووضع المصابيح

الأجزاء المطلوبة لهذه الخطوة:

• 27 ws2812b 8mm المصابيح
• سلك نحاسي مطلي بالفضة
• النماذج الأولية مجلس ثنائي الفينيل متعدد الكلور

في هذه الخطوة ، يجب عليك ثني دبابيس 18 مصباحًا كما هو موضح في الصورة أعلاه. يجب ثني المصابيح التسعة المتبقية بحيث يكون "الجانب المسطح" مواجهًا للاتجاه الآخر. بعد ذلك ، يجب وضع 9 مصابيح LED مع الجانب المسطح على نفس الجانب على لوح التجارب / لوح من البلاستيك.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب قطع 18 قطعة من الأسلاك. يجب أن تكون أطول بحوالي 2 سم من مصابيح LED الخاصة بك. بالنسبة لي ، اتضح أن هذا كان حوالي 6 سم (أو 2 ، 4 بوصات).

الخطوة 4: لحام الطاقة

الآن يمكنك لحام طرف قطعة السلك بمصباح LED العلوي كما هو موضح في الصورة الأولى. ثم تقوم بلحام السلك بمصابيح LED أدناه. تأكد من عدم ملامسة الأسلاك لبعضها البعض ، وإلا سيكون هناك ماس كهربائي ؛ ثم قم بتوصيل الأسلاك الأخرى بمصابيح LED.

الخطوة 5: لحام دبابيس البيانات

يجب أن يكون هذا سهلاً. عليك فقط محاذاة دبابيس البيانات من مصابيح LED ولحامها معًا كما هو موضح في الصورة.

الخطوة 6: إزالة مصابيح LED وقطع دبابيس LED

يمكنك إزالة مصابيح LED من القالب عن طريق دفعها ببساطة على سطح مستو كما هو موضح في الصورة الأولى.

بعد إزالة مصابيح LED ، يجب عليك قطع الأطراف المتبقية من دبابيس LED. بعد ذلك يجب أن تبدو كما في الصورة 3 و 4.

الخطوة 7: لحام خطوط البيانات للطبقات معًا

أولاً ، يجب عليك وضع الطبقات العمودية الملحومة مسبقًا في الشكل. أثناء التأكد من أن المسافة بين الصفوف متساوية ، يمكنك لحام دبابيس البيانات معًا كما هو موضح في الصور.

الخطوة الثامنة: توصيل أسلاك الكهرباء

الآن تقوم بثني أطراف السلك النحاسي المطلي بالفضة كما هو موضح في الصور. من المهم جدًا عبور الأسلاك بحيث يتم توصيل GND بـ GND ، ومن 5 فولت إلى 5 فولت.

يجب ثني الأسلاك الموجودة على الطبقات الخارجية للخارج.

بعد ثني جميع الأسلاك ، تواصل لحامها معًا.

الخطوة 9: توصيل أسلاك الطاقة الجزء: II

حان الوقت الآن لتوصيل دبابيس الطاقة الملحومة مسبقًا. لتحقيق ذلك ، تقوم بثني قطعتين من الأسلاك كما هو موضح في الصور.

ملاحظة: تأكد من وجود الكثير من الأسلاك في الزاوية اليسرى ، لأن هذا هو ما سنستخدمه للاتصال بقاعدتنا.

بعد ثني السلك بالشكل الصحيح ، يمكنك لحامه بالدبابيس.

ثم قم بلحام قطعة إضافية بأحد أسلاك الطاقة (القطعة الحمراء في الصورة)

أخيرًا ، قمت بقص باقي المسامير كما هو موضح في الصورة الأخيرة.

الخطوة 10: توصيل البيانات الجزء الأول: ثني دبابيس LED

في هذه الخطوة ، عليك فقط ثني جميع دبابيس البيانات المتبقية كما هو موضح في الصورة.

الخطوة 11: توصيل البيانات الجزء الثاني: توصيل الطبقة الأولى بالطبقة الثانية

بعد ثني دبابيس ws2812b المصابيح ، ستقوم الآن بتوصيل Data OUT من الطبقة الأولى إلى Data IN للطبقة الثانية.

لتحقيق ذلك ، يجب عليك ثني قطعة من السلك بالشكل الموضح في الصورة 2 ، والتي سيتم استخدامها لتوصيل الطبقات كما هو مرسوم في الصورة الأولى.

تتمثل الخطوة التالية في لحام أحد طرفي السلك بدبوس Data OUT للطبقة الأولى. دبوس Data OUT هو الدبوس الموجود على الجانب المسطح من LED.

يتم بعد ذلك لحام الطرف الآخر بـ Data IN للطبقة الثانية ، والتي تعد واحدة من دبابيس LED المنحنية سابقًا على الجانب الدائري من LED.

الخطوة 12: توصيل البيانات الجزء الثالث: توصيل الطبقة الثانية بالطبقة الثالثة

بعد ذلك ، تقوم بتوصيل الطبقة الثانية بالطبقة الثالثة.

تمامًا كما في الخطوة السابقة ، تقوم الآن بثني قطعة من السلك بالشكل كما هو موضح في الصورة 2. يجب أن ينثني السلك بهذه الطريقة حتى لا يعيق ضوء المصابيح ولضمان مظهر أنيق للمكعب.

تبدأ بعد ذلك في لحام الطرف القصير من السلك بدبوس Data OUT للطبقة الثانية والطرف الآخر بدبوس Data IN LED (الطرف الموجود على الجانب الدائري).

بعد القيام بذلك ، قمت بقص الطرف المتبقي من السلك.

الخطوة 13: توصيل أسلاك البيانات الجزء الرابع: لحام مؤشر LED الأخير

لإنهاء توصيل أسلاك البيانات ، يجب عليك الآن ثني دبوس Data OUT على الجانب المسطح من الطبقة العلوية LED (كما هو موضح في الصورة الأولى) بحيث يلامس الدبوس الأرضي.

يمكنك بعد ذلك لحام الدبابيس معًا وقطع الطرف المتبقي.

الخطوة 14: توصيل البيانات V: النتيجة المكتملة

لقد انتهيت الآن من بناء مكعب LED نفسه. إليك بعض الصور المرجعية إذا واجهت مشاكل في فهم الخطوات من قبل.

الخطوة 15: طباعة ثلاثية الأبعاد للقاعدة

بالنسبة إلى Instructable ، قمت بتصميم قاعدة بسيطة ولكنها أنيقة ، والتي تعمل أيضًا كحالة Arduino nano ، ولكن إذا كنت ترغب في ذلك ، فسأكون ممتنًا إذا شاركت أفكارك / ملفاتك في غلاف آخر. على أي حال ، تحتاج الآن إلى الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد. إذا لم يكن لديك واحد في المنزل ، فيمكنك الانتقال إلى مساحة التصنيع المحلية. لقد قمت بربط الملفات أدناه ، لذا عليك فقط القيام بما يلي:

1. قم بتنزيل ملفي stl. من الأسفل
2. قم باستيرادها إلى برنامج التقطيع الذي تستخدمه أنت أو صانع المساحة لديك
3. قم بتقطيعها باستخدام الإعدادات أدناه
4. تحويل إلى gcode
5. ابدأ الطباعة

إعدادات القطاعة:

• ارتفاع الطبقة: 0.1 مم
• إنفيل> 20٪
• عدد خطوط الجدار> 2
• إعدادات سرعة طباعة عالية الجودة (تعتمد على طابعتك)

ما عليك سوى طباعة كل جزء مرة واحدة! بعد بدء الطباعة ، أقترح الاسترخاء أو الاستمرار في الخطوات الأخرى ، حيث تستغرق المطبوعات حوالي 2-3 ساعات معًا.

إذا لم يكن لديك طابعة ثلاثية الأبعاد أو لا يمكنك الوصول إليها ، أقترح عليك إنشاء علبة بسيطة ، باستخدام الأكريليك أو الخشب على سبيل المثال ، كما في الصورة أعلاه.

الخطوة 16: توصيل المكعب الخاص بك بـ Arduino Nano

الأجزاء المطلوبة لهذه الخطوة:

• اردوينو نانو
• 150 أوم المقاوم
• مكعب LED ملحوم مسبقًا
• الأسلاك النحاسية الفضية

الآن ثني دبابيس المكعب الخاص بك كما في الصورة أعلاه.

بعد ذلك يمكنك لصقها من خلال فتحات القاعدة المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

ثم تقوم بتلحيم GND لمصابيح LED (الدبوس الذي يذهب إلى الجانب المسطح من مصابيح LED) إلى GND في Arduino ، و 5 V من مصابيح LED إلى VIN.

يجب أن يتم لحام البيانات IN الخاصة بمصباح LED الأول بالمقاوم 150 أوم والمقاوم بـ D4 على Arduino.

الخطوة 17: أغلق القاعدة

قبل إغلاق القاعدة ، أضف بعض الغراء على السطح.

أثناء إغلاق القاعدة ، تأكد من وجود منفذ USB الخاص بـ Arduino في الفتحة الخاصة به.

الخطوة 18: برمجة Arduino الخاص بك

لقد انتهيت الآن من عملية بناء مكعب Arduino RGB LED الخاص بك. حان الوقت الآن لبرمجتها. للقيام بذلك ، يجب اتباع الخطوات التالية:

1. قم بتنزيل Arduino IDE
2. قم بتنزيل مكتبة FastLED
3. استيراد مكتبة FastLED. إليك تعليمات رائعة لذلك
4. قم بتنزيل أحد الأمثلة الخاصة بي من الأسفل أو ابدأ البرمجة بنفسك. أود أن أرى بعض أفكارك. (ملاحظة: لا تقم بتعيين السطوع على 40 ، لأنه قد يستخدم أمبير أكثر من 200 مللي أمبير كحد أقصى تم تقييم Arduino nano له.)
5. تجميع الكود وتحميله: الآن يمكنك تحميل الكود الخاص بك ببساطة عن طريق النقر على السهم في الزاوية اليسرى العليا. تأكد من تحديد "Arduino Nano" والمنفذ الصحيح في نقطة القائمة "أدوات".