3D сандық құм: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл жоба DotStar LED текшесінің жалғасы, онда мен шыны ПХД бекітілген SMD светодиодтарын қолдандым. Бұл жобаны аяқтағаннан кейін көп ұзамай мен құм түйірлерінің қозғалысын модельдеу үшін акселерометр мен жарықдиодты матрицаны қолданатын Adafruit анимациялық жарықдиодты құмды кездестірдім. Мен бұл жобаны акселерометрмен жұптастырылған жарықдиодты текшенің үлкен нұсқасын құру арқылы үшінші өлшемге кеңейту жақсы идея болар еді деп ойладым. Мен текшені эпоксидті шайырға құйып көргім келді.

Егер сіз текшені іс жүзінде көргіңіз келсе, бейнеге дейін төмен қарай жылжытыңыз.

1 -қадам: материалдар туралы есеп

Келесі тізім суретте көрсетілгендей текшені құруға қажетті материалдарды қамтиды

• 144 дана SK6805-2427 жарық диодтары (мысалы, aliexpress)
• микроскоп слайдтары (мысалы, amazon.de)
• мыс таспа (0,035 x 30 мм) (мысалы, ebay.de)
• TinyDuino негізгі жиынтығы - литий нұсқасы
• акселерометр модулі (мысалы, ASD2511-R-A TinyShield немесе GY-521)
• ПХД прототипі (30 x 70 мм) (мысалы, amazon.de)
• мөлдір құю шайыры (мысалы, conrad.de немесе amazon.de)
• 3D басып шығарылған корпус

Құрылысқа қажет қосымша материалдар мен құралдар

• Ыстық ауа дәнекерлейтін темір
• ұсақ ұшы бар қалыпты дәнекерлеу үтігі
• 3D принтері
• лазерлік принтер
• Дюпон қосқыштары
• жұқа сым
• ПХД тақырыбының түйреуіштері
• төмен температуралы дәнекерлеу пастасы
• ПХД этанттары (мысалы, темір хлориді)
• Металл шыныға арналған ультракүлгін сәулелендіретін желім (мысалы, NO61)
• жалпы мақсаттағы желім (мысалы, UHU Hart)
• силиконды тығыздағыш
• тонер тасымалдау қағазы
• ацетон

2 -қадам: Шыны ПХД жасау

Бұл процесс менің DotStar LED текшесіндегі алдыңғы нұсқаулықта егжей -тегжейлі сипатталған, сондықтан мен қадамдарды қысқаша қарастырамын.

1. Микроскоптың слайдтарын ұзындығы 50,8 мм бөліктерге кесіңіз. Менде дұрыс ұзындыққа қол жеткізуге көмектесу үшін 3D -джиген басып шығарылды (қоса берілген.stl файлын қараңыз). Сізге 6-8 дана жасау үшін 4 слайд қажет.
2. Мыс фольганы шыны субстратқа жабыстырыңыз. Мен ультракүлгін сәулемен емдейтін NO61 желімін қолдандым.
3. Тіркелген pdf файлын PCB көмегімен лазерлік принтердің көмегімен тонер тасымалдау қағазына басып шығарыңыз. Содан кейін жеке бөліктерді кесіңіз.
4. ПХД дизайнын мыс қаптамаға ауыстырыңыз. Мен осы мақсатта ламинаторды қолдандым.
5. Мыс көмегімен мыс шығарыңыз. темір хлориді
6. Тонерді ацетонмен алып тастаңыз

3 -қадам: Жарықдиодты дәнекерлеу

Менің DotStar LED текшесінде мен APA102-2020 жарық диодтарын қолдандым және жоспарда дәл осы типтегі жарықдиодты қолдану жоспарланған болатын. Светодиодтардың жеке жастықшалары арасындағы қашықтық аз болғандықтан дәнекерлеу көпірлерін жасау өте оңай. Бұл мені әр жарықдиодты қолмен дәнекерлеуге мәжбүр етті, мен бұл жобада дәл солай жасадым. Өкінішке орай, мен жобаны аяқтағаннан кейін кенеттен көпірлер немесе нашар байланыстар пайда болды, бұл мені қайтадан бөлшектеуге мәжбүр етті. Содан кейін мен сәл үлкенірек SK6805-2427 светодиодтарына көшуді шештім, олар басқа дәнекерлеу схемасына ие, бұл оларды дәнекерлеуді әлдеқайда жеңілдетеді.

Мен барлық жастықшаларды төмен балқитын дәнекерленген пастамен жауып қойдым, содан кейін жарықдиодты үстіне қойдым. Қосылған схемаға сүйене отырып, жарық диодтарының дұрыс бағытталуына назар аударыңыз. Осыдан кейін мен ПХД -ны ас үйіміздің ыстық табағына салып, дәнекер ерігенше мұқият қыздырдым. Бұл жақсы жұмыс істеді, мен ыстық ауамен дәнекерлейтін үтікпен аз ғана өңдеуім керек болды. Жарықдиодты матрицаны сынау үшін мен Adafruit NeoPixel strandtest мысалында жұмыс істейтін Arduino Nano қолдандым және оны Dupont сымдары арқылы матрицаға қостым.

4 -қадам: төменгі ПХД дайындаңыз

Төменгі ПХД үшін мен прототип тақтасынан 30 х 30 мм бөлікті кесіп алдым. Содан кейін мен оған түйреуіштердің жоғарғы бөлігін дәнекерледім, содан кейін шыны ПХД қосылады. VCC және GND түйреуіштері күмістелген мыс сымының кішкене бөлігі арқылы қосылды. Содан кейін мен тесіктердің барлығын дәнекермен тығыздап қойдым, әйтпесе құю процесінде эпоксидті шайыр өтеді.

5 -қадам: Шыны ПХД бекітіңіз

Жарықдиодты матрицаларды астыңғы ПХД -ға бекіту үшін мен қайтадан УК -ға төзімді желімді қолдандым, бірақ тұтқырлығы жоғары (NO68). Дұрыс сәйкестендіру үшін мен 3D басып шығарылған джигсті қолдандым (қоса берілген.stl файлын қараңыз). Шыны ПХД желімдегеннен кейін, олар сәл қозғалмалы болды, бірақ олар түйреуіштердің бастарына дәнекерленгеннен кейін қаттырақ болды. Бұл үшін мен қарапайым дәнекерлеу үтікті және қарапайым дәнекерлегішті қолдандым. Дәнекерлеуден кейін әр матрицаны сынап көру жақсы. Жеке матрицалардың Din және Dout арасындағы байланыстар төменгі жағындағы түйреуіштер қосылатын Dupont сымдары арқылы жүзеге асырылды.

6 -қадам: Электрониканы жинаңыз

Мен тұрғын үйдің өлшемін мүмкіндігінше кішірейткім келгендіктен, қарапайым Arduino Nano немесе Micro қолданғым келмеді. Бұл 1/2 дюймдік LED текшесі 49 -дан маған TinyDuino тақталарынан хабардар етті, олар бұл жобаға өте ыңғайлы болып көрінді. Менде процессор тақтасы, бағдарламалауға арналған USB қалқаны, сыртқы байланыстарға арналған прото тақта бар негізгі жинақ бар. Кішкене зарядталатын LiPo аккумуляторы. Артқа қарап, мен GY-521 модулін пайдаланудың орнына олар ұсынатын 3 осьті акселерометр қалқанын сатып алуым керек еді. Бұл құрылыстың схемасы өте қарапайым және төменде берілген. Мен TinyDuino процессорлық тақтасына біраз өзгеріс енгіздім, мен батареядан кейін сыртқы қосқышты қостым. корпустың ішіне кіргізу. Прото тақта мен GY-521 модуліне қосылымдар, бұл конструкцияға мүмкіндік бермейді, бірақ сымдарды тікелей дәнекерлеуге қарағанда икемділікті қамтамасыз етеді. прото тақтаның төменгі жағындағы сымдардың/түйреуіштердің ұзындығы мүмкіндігінше қысқа болуы керек, әйтпесе оны процессор тақтасының жоғарғы жағына қосуға болмайды.

7 -қадам: кодты жүктеңіз

Электрониканы жинағаннан кейін, сіз берілген кодты жүктей аласыз және бәрі жұмыс істейтінін тексере аласыз. Кодта акселерометрді сілкіп қайталауға болатын келесі анимациялар бар.

• Радуга: FastLED кітапханасынан кемпірқосақ анимациясы
• Сандық құм: бұл Adafruits анимациялық жарықдиодты құм кодының үш өлшемді кеңейтімі. Жарық диодты пиксельдер акселерометрден оқу мәндеріне сәйкес жылжиды.
• Жаңбыр: пикселдер акселерометрмен өлшенетін көлбеу бойынша жоғарыдан төмен қарай төмен түседі
• Конфетти: FastLED кітапханасынан біртіндеп жыпылықтайтын және кездейсоқ түсті бояулар

8 -қадам: Кастинг

Енді жарықдиодты матрицаны шайырға құю уақыты келді. Алдыңғы конструкциямдағы түсініктемеде айтылғандай, әйнек көрінбейтін етіп резин мен стаканның сыну көрсеткіштері сәйкес келсе жақсы болар еді. Шайырдың екі компонентінің де сыну көрсеткіштеріне сүйене отырып, бұл екеуінің араластыру рационын сәл өзгерту арқылы мүмкін деп ойладым. Алайда, тестілеуден кейін мен шайырдың қаттылығын бұзбай, сыну көрсеткішін айтарлықтай өзгерте алмайтынымды білдім. Бұл өте жаман емес, өйткені әйнек өте жақсы көрінеді және соңында мен шайырдың бетін тегістеуге тырыстым. Көгеру ретінде қолданылатын дұрыс материалды табу да маңызды болды. Мен лонзульсерфтің шайырлы текшесі сияқты ұқсас жобаларға түсіргеннен кейін, қалыпты кетірудің қиындықтары туралы оқыдым. Сәтсіз сынақтардан кейін мен 3D пішімді басып шығару, содан кейін силиконды тығыздағышпен қаптаудың ең жақсы әдісі екенін білдім. Мен Cura -дағы «сыртқы контурды спиральдау» параметрін қолдана отырып, 30 x 30 x 60 мм қораптың бір қабатын басып шығардым (.stl файлы қоса берілген). Оны ішкі жағынан силиконмен жұқа қабатпен қаптағаннан кейін қалыпты кетіру өте оңай болады. Пішін ПХД төменгі жағына силиконды тығыздағышпен бекітілген. Ешқандай тесік жоқ екеніне көз жеткізіңіз, өйткені шайыр ағып кетеді, сонымен қатар шайырда ауа көпіршіктері пайда болады. Өкінішке орай, менде кішкене ағып кету болды, ол менің ойымша, көгеру қабырғасының жанында пайда болған ұсақ ауа көпіршіктері үшін жауапты.

9 -қадам: жылтырату

Пішінді алып тастағаннан кейін, пішіннің силиконмен қапталған тегіс бетіне байланысты текше өте айқын көрінеді. Алайда силикон қабатының қалыңдығының өзгеруіне байланысты кейбір заң бұзушылықтар болды. Жоғарғы беті адгезияға байланысты шетіне қарай қисайған. Сондықтан мен пішінді 240 құмды тегістеу қағазын пайдаланып дымқыл тегістеу арқылы тазарттым. Бастапқыда менің жоспарым ұсақ түйіршіктерге көшу арқылы бәрін жою еді, бірақ соңында мен текшенің беті тегістелгеннен жақсы көрінеді деп шештім, сондықтан мен 600 гритпен аяқтадым.

10 -қадам: тұрғын үйге кіру

Электроникаға арналған корпус Autodesk Fusion 360 көмегімен жасалған, содан кейін 3D басып шығарылған. Мен қабырғаға қосқыш үшін тікбұрышты тесік және артқы жағындағы кейбір тесіктерді G3-521 модулін орнату үшін M3 бұрандаларын қолдандым. TinyDuino процессорлық тақтасы төменгі тақтаға бекітілген, содан кейін корпусқа M2.2 бұрандалары арқылы бекітілген. Алдымен мен коммутаторды ыстық желімнің көмегімен корпусқа орнаттым, содан кейін GY-521 модулі орнатылды, содан кейін протоблок пен батарея мұқият енгізілді. Жарық диодты матрица Dupont коннекторларының көмегімен прото -тақтаға бекітілген және процессор тақтасын төменнен қосуға болады. Ақырында мен жалпы мақсаттағы желімді (UHU Hart) пайдаланып, жарықдиодты матрицаның төменгі ПХД -ын корпусқа жапсырдым.

11 -қадам: Аяқталған текше

Ақырында текше аяқталды және сіз жарық шоуын тамашалай аласыз. Анимациялық текшенің бейнесін тексеріңіз.