GlassCube - Шыны ПХД 4x4x4 жарықдиодты текше: 11 қадам (суреттермен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Бұл веб -сайтта менің бірінші нұсқаулығым шыны ПХД қолданылған 4x4x4 жарықдиодты текше болды. Әдетте, мен бір жобаны екі рет жасағанды ұнатпаймын, бірақ жақында мен француздың Heliox өндірушісінің бейнесін таптым, ол мені түпнұсқалық текшенің үлкен нұсқасын жасауға шабыттандырды. Heliox өзінің бейнежазбасында шыны ПХД өндірудің қарапайым процесін ұсынады, ол жалтыратуды қажет етпейді, бірақ оның орнына өздігінен жабысатын мыс фольгадан іздерді кесу үшін плоттерді қолданады, содан кейін шыны субстратқа жіберіледі. Плоттер қымбат емес және басқа жобалар үшін де пайдалы болуы мүмкін болғандықтан, мен бұл процесті өзім үшін сынап көрдім.

Менің түпнұсқа текшемнің үлкен нұсқасынан басқа, бұл нұсқада SAMD21 микроконтроллеріне негізделген лазерлік акрилден жасалған корпус қолданылады. Текшені Arduino IDE көмегімен бағдарламалауға болады, сонымен қатар CircuitPython -мен үйлесімді.

GlassCube жинағы енді Tindie -де де бар.

Егер сіз жинақты сатып алған болсаңыз, онда тек жарық диодты дәнекерлеу керек (5 -қадам), корпусты жинау (8 -қадам) және қабаттарды өзара қосу (9 -қадам)

Жабдықтар

• 64 дана - WS2812B 5050 SMD жарықдиодты шамдар (мысалы, aliexpress)
• 4 дана - 100 x 100 x 2 мм шыны табақ (мен тек 0,20 EUR/дана тұратын шынымен арзан неміс жеткізушісін таптым)
• 2 дана - өздігінен жабысатын мыс фольгадан жасалған А4 парақтары (мысалы, амазонка)
• 1 орам - плоттерлік қағаз (мысалы, амазонка)
• 1 жиынтық - лазерлік акрил (төменде қараңыз)
• 1 реттелетін ПХД (төменде қараңыз)
• 4 дана M2x8 бұрандалар + гайкалар

Барлық материалдардың жалпы құны - лазерлік қызмет пен ПХД өндірісін қосқанда шамамен 100 евро.

Құралдар

• Силуэт портреті 2 плоттері (мысалы, амазонка)
• лазерлік кескіш немесе онлайн лазерлік қызмет (мен snijlab.nl қолданамын)
• дәнекерленген темір
• SMD дәнекерлеуге арналған жылу плитасы немесе қайта ағызу пеші (немесе қолмен дәнекерлеудің озық дағдылары)

1 -қадам: АЖЖ дизайны

GlassCube корпусы мен ПХД өлшемдері Fusion360 -та жасалған, мен дизайнды төменде тіркедім.

Шеткі бағаналар мен үстіңгі тақтай қалыңдығы 3 мм мөлдір акрилден жасалған. Жарық диодтары бар қабаттар қалыңдығы 2 мм қалқымалы әйнектен жасалған. Төменгі тақта - бұл арнайы дайындалған ПХД.

2 -қадам: жарықдиодты ПХД дизайны

Мен Eagle -ді шыны ПХД макетін жобалау үшін қолдандым. Іздерді плоттермен кесу дәл емес, өйткені оларды тонермен жіберу әдісімен тегістеу минималды із енін шектейді. Мен іздердің әр түрлі енін сынап көрдім және 32 миллиметр ең кіші өлшем болатынын анықтадым, ол жіңішке іздер болып табылады, олар көбінесе сызба кезінде тазартылады.

Мыс фольгадан іздерді кесу үшін тақтаның орналасуын dxf түрлендіруге тура келді. Мен мұны қалай дұрыс жасау керектігін білу үшін біраз уақыт алдым, сондықтан қадамдарды егжей -тегжейлі қарастыруға рұқсат етіңіз

1. Eagle -де ашық тақтаның макеті
2. жоғарғы қабаттан басқа барлық қабаттарды жасырыңыз
3. Файл-> Басып шығару түймесін басыңыз, содан кейін Файлға басып шығару (pdf) таңдаңыз
4. Inkscape -те pdf файлын ашыңыз
5. бір ізді белгілеу үшін жолды бұру құралын қолданыңыз, содан кейін E dit-> Дәл солды таңдау>> Инсульт стилін таңдаңыз, бұл барлық іздерді белгілеуі керек (бірақ алаңдарды емес)
6. P-a-> Stroke to Path бұл жолдың құрылымын жаңа жолдарға түрлендіреді
7. жолды таңдау құралын таңдап, содан кейін ctrl+a пернесін басу арқылы барлық жолдарды (жастықшаларды қоса) белгілеңіз
8. P ath-> Union түймесін басыңыз, бұл барлық жолдарды біріктіріп, «толтырылған» аймақтардың ішіндегі кез келген қиықтарды алып тастауы керек
9. Файл-> Басқаша сақтау түймешігін басып, файл пішімі ретінде *.dxf таңдаңыз

Dxf файлын мына жерден табуға болады GitHub.

3 -қадам: мыс фольга кесу

Dxf файлы А4 форматындағы өздігінен жабысатын мыс фольгадан Siluet Portrait 2 плоттерімен кесілген. Мыс парақтары алдымен өздігінен жабысатын матаға бекітілді. Мен кесу үшін қолданған бағдарламалық жасақтама параметрлерін қоса берілген суреттен көруге болады.

Кесілгеннен кейін артық фольганы мұқият алып тастау керек. Кесілген фольгаға зақым келтірмеу үшін мен келесі қадамдар үшін кескіш төсенішке бүкіл А4 парағын қалдырдым.

4 -қадам: Мыс фольга беру

Кесілген фольга өздігінен жабысатын фольга болып табылатын трансферлік қағаздың көмегімен шыны пластинаға берілді. Тасымалдау қағазы мыс фольгаға бекітіледі, содан кейін баяу тазартылады, осылайша мыс фольга тасымалдау парағына жабысып қалады. Содан кейін ол шыны субстратқа бекітіледі және тасымалдау қағазы баяу тазартылады, осылайша мыс фольга шыны пластинаға жабысады.

Тақтаның орналасуында шыны пластинадағы фольганы дұрыс туралауға көмектесетін жоғарғы сол және оң жақ бұрыштарда екі маркер бар. Маркерлерді бекіткеннен кейін шыны пластинадан қайтадан алып тастауға болады.

5 -қадам: светодиодтарды дәнекерлеу

SMD жарықдиодты шыны пластинаға қолмен дәнекерленген. Мен оларды жылу плитасын (шын мәнінде менің пешім) пайдаланып бекітуге тырыстым, бірақ суретте көрсетілгендей, бұл жақсы идея емес болып шықты. Егер сізде жаңартылатын пеш болса, оны сынап көруге болады, бірақ қолданылатын әйнектің түріне байланысты оның қыздыру кезінде сыну қаупі бар.

Светодиодтардың бағдарына қатысты екі түрлі орналасу бар. Текшенің бірінші және үшінші қабаты үшін бағдар екінші және төртінші қабатқа қарағанда өзгеше болады. Осылайша қабаттарды кейінірек өзара қосу оңайырақ болады.

6 -қадам: Микроконтроллер ПХД

Arduino Nano сияқты коммерциялық даму тақтасына сүйенудің орнына, мен светодиоды басқару үшін Eagle -де арнайы ПХД жасадым. Менің артықшылығым - тақтаны текшеге жақсы сәйкес келетін етіп пішімдей алдым. Тақта ATSAMD21E18 микроконтроллеріне негізделген, ол Adafruit's Trinklet M0 -де қолданылатынмен бірдей. Мен бұл MCU -ды таңдадым, себебі оның түпнұсқалық USB -і бар және бағдарламалау үшін FTDI чипі қажет емес. Сондай -ақ, Adafruit Arduino IDE және CircuitPython үйлесімді жүктеушілерді ұсынады.

Тақта туралы бір ескерту - бұл 3.3V логикасымен жұмыс істейді, ал WS2812B 5В -да қолданылуы керек, алайда көптеген адамдар 3.3В -пен жұмыс жасауға болатынын көрсетті.

Мен PCBWay.com сайтынан ПХД алдым, GberHub есептік жазбасынан Gerber файлдары мен БМ табуға болады.

Кейбір дағдылармен, бұл ПХД -дегі SMD компоненттерін қолмен дәнекерлеуге болады, бірақ жылу плитасы немесе қайта ағызатын пеш жақсы жұмыс істейді.

7 -қадам: жүктеуші жүктеледі

Мен Adafruit ұсынған UF2 жүктеушісін Trinket M0 тақталары үшін қолдандым. MCU J-Link құралының көмегімен жыпылықтады. Жүктеушіні қалай жыпылықтау керектігі туралы толық нұсқауларды Adafruit веб -сайтынан табуға болады. Adafruits UF2-SAMD жүктеушісінің артықшылығы-бірінші орнатудан кейін MCU флэш-диск ретінде пайда болады және сіз оны қайта жыпылықтау үшін UF2 файлын алынбалы дискіге апара аласыз. Бұл өте оңай етеді, мысалы. Arduino IDE мен CircuitPython арасында ауысу.

8 -қадам: Ласеркут корпусы

Текше корпусы қалыңдығы 3 мм мөлдір акрилден кесілген. Мен лазермен кесудің онлайн қызметін қолдандым (snijlab.nl). Сәйкес dxf файлдарын менің GitHub есептік жазбамнан да табуға болады. Корпус 4 тірек пен үстіңгі тақтадан тұрады. Бекіткіштер 4 дана M2x8 бұрандалар мен гайкалар көмегімен төменгі ПХД -ге бекітіледі.

9 -қадам: қабаттарды қосу

Корпус жиналғаннан кейін мен қабаттарды шыны ПХД дискілеріне дәнекерлеу арқылы жалғадым. Бұл өте нәзік процедура болып шықты және акрилді жағу немесе жастықшаларды жырту қаупі бар. Назар аударыңыз, GND және VCC түйреуіштері әр қабатта позицияны ауыстырады, сондықтан сымдар қиылысуы керек. Сымдар жастықшаларды жұлып алмау үшін мен оларды дәнекерлегеннен кейін ыстық желімнің кішкене тамшысымен бекіттім. Бірінші қабат төменгі ПХД -ге Dupont коннекторымен қосылды, бірақ сымдарды ПХД -ге тікелей дәнекерлеуге болады.

10 -қадам: кодты жүктеу

Мен текшені бағдарламалау үшін CircuitPython (4.x нұсқасы) қолдандым. CircuitPython жүктеушісін орнатқаннан кейін кодты тікелей MCU флэш -дискісіне сақтау арқылы іске қосуға болады. Ешқандай компиляция қажет емес, мысалы: кодты қайта ашып, оны өңдеңіз.

Әзірге мен бірнеше негізгі анимация жасадым, бірақ кез келген адамға кодты кеңейту оңай болуы керек. Кодты GitHub -дан табуға болады, оны іске қосу үшін мұнда Adafruit Neopixel және фантастикалық LED кітапханалары қажет.

11 -қадам: Аяқталған текше

Мен текшенің көрінісіне өте ризамын, шыны ПХД мен акрил корпусы жақсы жұмыс істейді. Алғаш рет MCU тақтасын жасау өте қызықты болды, және мен оны бірінші рет жасағанына таң қалдым. Менде қосалқы ПХД мен акрил бөлшектері болғандықтан, мен текшені Tindie -де DIY жиынтығы ретінде қол жетімді еткім келеді. Сондықтан, егер сізді қызықтыратын болса, оны іздеңіз немесе маған жеке хабарлама жазыңыз.

Егер сізге осы нұсқаулық ұнайтын болса, мені жарқырататын конкурсқа дауыс беріңіз.

«Жарқырайды» конкурсында екінші орын