In questo articolo, la procedura guidata ci spiegherà come realizzare un cubo mood LED utilizzando i LED Arduino e WS2812.
Strumenti e materiali:
- LED WS2812 - 96 pezzi .;
- Circuiti stampati - 6 pezzi .;
-Arduino nano;
- Alimentazione 5V 1A;
-Accessori per saldatura;
-Computer con software;
-Ferro;
-3D stampante;
Primo passo: pianificare
Nel suo progetto, il master utilizza LED WS2812 indirizzabili. I LED sono collegati in cascata, il che significa che è possibile controllare tutti i LED necessari con una sola linea / filo di segnale dal microcontrollore. Questo rende il cablaggio molto più semplice.
I LED saranno controllati da Arduino Nano.
Fase due: PCB
Per la progettazione del circuito stampato, il master ha utilizzato il programma EasyEDA, poiché è adatto ai principianti.
Il LED ha 4 contatti:
VDD - 5 V
DOUT - segnale di uscita
VSS - Terra
DIN - segnale di ingresso
Come accennato in precedenza, i LED sono collegati in cascata, il che significa che il segnale proviene dal microcontrollore al primo LED sul pin DIN. Dal pin DOUT, il segnale passa al pin DIN del secondo LED.
Durante la progettazione di circuiti stampati, il master ha pianificato di saldarli manualmente, quindi tra i LED ha lasciato abbastanza spazio per un saldatore.
Il master non ha creato lui stesso la scheda, ma ha ordinato su JLCPCB.
Puoi scaricare il file per creare la scheda qui sotto.
Schematic_Cube Lamp_Sheet_1_20191213095045.pdf
Fase tre: montaggio della scheda
Innanzitutto, il master ha iniziato a saldare manualmente i LED uno ad uno con un saldatore. Il risultato non è stato molto buono, non solo la saldatura dell'installazione di 96 LED è stata un processo laborioso, ma si è surriscaldata anche durante la saldatura.
Quindi il maestro decise di andare dall'altra parte.
Il metodo più utilizzato per la saldatura di componenti SMD è chiamato Reflow Soldering. In questo metodo, la pasta di saldatura (una miscela di saldatura e flusso) viene applicata ai cuscinetti su un circuito stampato e i componenti vengono posizionati su di esso. La pasta di saldatura viene quindi fusa o "fusa" riscaldandola in un forno di riflusso. Questo è un metodo rapido e preciso, se tutto è fatto correttamente.
Ma l'uso di questo metodo significa che ci vorrà una fornace per il riflusso, e il maestro non ce l'ha.
Quindi ha ricordato il progetto di Moritz Koenig, in cui ha usato un ferro vecchio.
Il maestro aveva un ferro da stiro, la cui suola, al massimo delle impostazioni, raggiungeva circa 220 ° C. La pasta per saldatura che ha acquistato si scioglie a 183 ° C.
Guardando il grafico della temperatura di riflusso dalla tabella LED, puoi vedere che la temperatura massima (Tp) è di 240 ° C per 10 secondi. Il ferro non regge un po ', ma il maestro ha deciso di provare.
Ha applicato la pasta sui cuscinetti con uno stecchino e ha posizionato i componenti. Quindi mise la tavola sul ferro, come mostrato nella foto, e l'accese. Quando tutta la saldatura si sciolse, spense il ferro e rimosse la tavola. Sorprendentemente, tutto si è rivelato come dovrebbe.
Quarto passaggio: 3D - Stampa e costruisci un cubo
Per assemblare il cubo, il master ha prima stampato le parti su una stampante 3D. È necessario stampare la cornice e sei pannelli e i dettagli della base.
I file per la stampa possono essere scaricati di seguito.
Skeleton.stl
Holder.stl
Base.stl
Stand.stl
Cover.stl
Ora è necessario incollare i pannelli sui pannelli e installare i pannelli nelle aperture del telaio. Effettuare l'installazione, come nella foto.
Quinto passo: Arduino
Successivamente, il master collega il cubo ad Arduino e all'alimentatore.
Passaggio 6: codice
Successivamente è necessario installare FastLED utilizzando il dispatcher. Apri DemoReel100 da schizzi di esempio. File> Esempi> FastLED> DemoReel100.
Prima di scaricare il codice, apportare le seguenti modifiche:
Definire DATA_PIN (il pin su Arduino a cui è collegato il cubo DIN) a quello selezionato. In questo caso, contatto digitale 4.
Definire LED_TYPE come WS2812.
Impostare NUM_LEDS su 96.
E fai clic su Carica.
Ora puoi abilitare il cubo. In futuro, il master prevede di collegare ESP8266 ad Arduino e stabilire una connessione a Internet. Nel nuovo firmware, si prevede di cambiare il bagliore del cubo in base all'evento nella vita dell'autore.
L'intero processo di creazione di un tale cubo può essere visto nel video.