Acest proiect utilizează LED-uri SMD atașate pe plăci de circuit imprimat din sticlă. LED-urile se sting și se aprind, simulând mișcarea nisipului, în funcție de poziția cubului 3D în spațiu.
Mai jos, un cub 3D video în acțiune.



Următoarea listă include materialele necesare pentru construirea unui cub:



144 buc LED-uri SK6805-2427 ( )






carcasă

Materiale și instrumente suplimentare necesare proiectului

Uscător de păr
fier de lipit cu vârf subțire obișnuit
Imprimantă 3d
imprimantă cu laser

sârmă subțire
Pinii PCB
pasta de lipit la temperatura joasa
clorură ferică

clei obișnuit (de exemplu, UHU Hart)
material de etanșare siliconic
hârtie foto
acetonă

Fabricarea PCB transparentă

Problema evidentă a plăcilor de circuit imprimat este că acestea nu sunt transparente. Următoarele descrie în detaliu cum se realizează plăci de circuite imprimate transparente.
În primul rând, trebuie să tăiați lamelele microscopului în bucăți pătrate folosind un freză de sticlă de 50,8 mm.



Urmărește acest videoclip pentru a înțelege cum să faci.



Fișierul .stl atașat are modelul șablon, pentru a facilita măsurarea lungimii dorite. Veți avea nevoie de 4 pahare, dar este mai bine să faceți cu o marjă de 6 - 8 bucăți
.
După aceea, tăiați banda de cupru în bucăți care sunt puțin mai mari decât substraturile de sticlă tăiate.

Curățați suportul și folia de cupru cu alcool sau acetonă, apoi lipiți-le împreună. Asigurați-vă că nu există bule de aer în interior. Folosiți Norland NO81, care este un adeziv rapid UV recomandat pentru lipirea metalului la sticlă. Șlefuiește o parte a foliei de cupru cu șmirghel pentru a o face mai dură. Pentru a vindeca adezivul, puteți utiliza o lampă UV pentru a verifica bancnotele.



După ce s-a stabilit adezivul, tăiați folia de-a lungul marginii substratului de sticlă.

Fotografia prezintă o placă de circuit tipărit și un stencil pentru pasta de lipit din proiectul unui autor.



Transferați designul plăcii de circuit imprimat din hârtie foto în cupru, în orice mod convenabil pentru dvs. Puteți utiliza LUT sau metoda descrisă de mine aici.




Apoi, etichetați cuprul. (Este posibil cu clorură ferică. Folosesc un amestec de peroxid, lămâie și sare obișnuită).

Îndepărtați tonerul folosind acetonă

Autorul folosește LED-uri mari SK6805-2427, ceea ce facilitează foarte mult lipirea lor.
Acoperiți toate plăcuțele de contact cu lipit de temperatură scăzută, apoi instalați LED-urile deasupra, amintind să respectați orientarea corectă a LED-urilor, cu referire la diagrama atașată.



Pentru a lipi LED-urile instalate, autorul a introdus plăcile de circuit în cuptor și le-a încălzit până la topirea lipitului. Adevărat, am mai trebuit să folosesc un uscător de păr mai târziu, deoarece nu toate LED-urile s-au lipit bine.



Pentru a testa matricea LED, puteți utiliza Arduino Nano pentru a încărca schița în Strandtest Adafruit NeoPixel și conectați-o la matrice utilizând conectorul Dupont.

Pentru placa de circuit imprimat de jos, veți avea nevoie de o bucată dintr-o placă de circuit imprimat de panou de dimensiuni 30x30 mm. Apoi lipesteți-l pe câteva vârfuri cu știfturi, unde după aceea vor fi atașate plăci de circuite imprimate din sticlă. Pinii VCC și GND au fost conectați folosind o mică bucată de sârmă de cupru cosită. Apoi, închideți tot ceea ce a rămas prin găuri cu lipit, deoarece altfel, epoxidicul ar putea scurge în timpul turnării.



Pentru a atașa matricea LED la PCB-ul de jos, utilizați adeziv UV, dar cu o vâscozitate mai mare (NO68). Pentru alinierea corectă a plăcilor de circuit imprimat, utilizați un șablon special (consultați fișierul .stl atașat). După lipirea de bază, plăcile de circuit din sticlă s-au balansat puțin, dar au devenit mai dure după ce au fost lipite de constatările de pe panoul de pescuit. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să folosiți fierul de lipit și lipitul obișnuit. Din nou, este plăcut să verificați fiecare matrice după lipire. Conexiunile dintre Din și Dout ale matricilor individuale au fost realizate cu ajutorul conectorilor Dupont conectați la pinii de pe fundul plăcii de panou.




Deoarece este necesar ca dimensiunea carcasei să fie cât mai mică, se folosește TinyDuino. este o placă compatibilă Arduino într-un pachet ultra-compact. Imaginați-vă că puteți obține întreaga putere a unui Arduino Uno în dimensiunea 1/4! Kitul de bază, care include o placă de procesor, cu conector USB pentru programare, proto-placă pentru conexiuni externe, precum și o baterie LiPo mică. Autorul urma să cumpere și un accelerometru pe 3 axe, care este oferit pentru utilizare cu TinyDuino, în locul modulului GY-521 pe care l-a folosit în acest proiect. Acest lucru ar face circuitul și mai compact și ar reduce dimensiunile necesare ale carcasei. Diagrama acestui ansamblu este destul de simplă și este prezentată mai jos.



S-au făcut unele modificări la placa de procesare TinyDuino, în care a fost adăugat un comutator extern după baterie. Există deja un comutator pe placa procesorului, a fost doar scurt pentru a se încadra în carcasă. Conexiunile la placa de pană și modulul GY-521 se realizează folosind ghiocei care nu permit designul cel mai compact, dar oferă o flexibilitate mai mare decât lipirea directă a firelor. Lungimea firelor / contactelor din partea inferioară a plăcii de panou ar trebui să fie cât mai scurtă, altfel nu o mai poți conecta la partea superioară a plăcii procesorului.

Dupa ce ai adunat electronică, puteți descărca codul atașat și verificați dacă totul funcționează. Codul include următoarele animații pe care le puteți repeta agitând accelerometrul.

Rainbow: animație Rainbow din bibliotecă FastLED
Nisip digital: este o extensie Nisip cu led animat Adafruits în trei dimensiuni. Pixelii LED se vor deplasa în funcție de valorile citite de la accelerometru.
Ploaie: pixelii cad de sus în jos în funcție de panta măsurată de accelerometru
Confetti: pete colorate aleatoare care clipesc și se estompează din bibliotecă FastLED

asamblare

A fost important să găsim un material adecvat care să poată fi folosit ca matriță. După câteva teste nereușite, autorul a descoperit că cea mai bună modalitate este de a imprima o formă tridimensională și apoi de a acoperi cu etanșant siliconic. Imprimați un strat dintr-o cutie de 30 x 30 x 60 mm utilizând parametrul „spiralizat contur exterior” din fișierul Cura (fișier .stl). Apoi acoperiți-l cu un strat subțire de silicon în interior, ceea ce va face foarte ușor să îndepărtați mucegaiul după turnare. Matrița a fost atașată pe placa de circuite inferioară folosind și etanșant din silicon.Asigurați-vă că nu există găuri, astfel încât rășina să nu se scurgă și să nu se formeze goluri.

După îndepărtarea matriței, puteți vedea că cubul arată foarte transparent datorită suprafeței netede a matriței din silicon. Cu toate acestea, vor exista unele nereguli asociate cu modificarea grosimii stratului de silicon. De asemenea, suprafața superioară poate fi deformată mai aproape de margini.



Prin urmare, autorul a lustruit toate umflăturile cu șmirghel. Inițial, a fost planificat să lustruiască cubul, în cele din urmă, s-a decis ca cubul să arate mai bine cu o suprafață mată.



Carcasa electronică a fost dezvoltată folosind Autodesk Fusion 360, apoi imprimată pe o imprimantă 3D. O gaură dreptunghiulară în perete pentru comutator și mai multe găuri în spate pentru a instala modulul GY-521 folosind șuruburile M3. Atașați placa procesorului TinyDuino pe placa de jos, care apoi blocați carcasa cu șuruburile M2.2. Mai întâi, instalați întrerupătorul în carcasă cu lipici fierbinte, apoi instalați modulul GY-521, apoi introduceți cu grijă garnitura și bateria.



Matricea LED a fost atașată pe placa de bord cu ajutorul conectorilor Dupont, iar placa procesorului poate fi conectată pur și simplu de jos. În cele din urmă, lipici placa de circuit imprimată de jos a matricei LED pe carcasă folosind lipici universal (UHU Hart).



Fișiere pentru imprimare și firmware: