Masz dość kostek LED? Zróbmy kulkę LED. A Mistrz powie nam, jak to zrobić.
Aby stworzyć taką piłkę, potrzebujemy:
Narzędzia i materiały:
- szczypce;
-Szczypce;
-Stacje lutownicze;
- pęsety;
Drukarka 3D;
- drut mosiężny 0,8 mm;
- Akcesoria do lutowania;
- Płyta ESP32 z obsługą baterii;
- WS2812b RGB LED - 200 szt .;
-LiPo bateria 1000 mAh;
Krok pierwszy: szablon
Mistrz wydrukował szablon na drukarce 3D. Jedna półkula składa się z sześciu części. Ponadto trzy części są identyczne z pozostałymi trzema częściami. Poniżej znajdują się linki do plików. Są tylko trzy pliki, musisz wydrukować dwie identyczne części.
ring.stl
templateA.stl
templateB.stl
Krok drugi: Pierścienie
Kula składa się z 11 pierścieni LED, każdy pierścień składa się z dwóch drutów i kilku diod LED. Aby uzyskać pełną kulę, potrzebujesz 22 pierścieni z drutu. Pierścienie mają różne rozmiary. Mistrz zrobił szablon na kartce papieru. Wymiary są przybliżone i będą zależeć od dokładności gięcia pierścieni. Mistrz użył do tego celu specjalnej giętarki, ale możesz użyć dowolnego obiektu o odpowiedniej średnicy.
Rings.svg
Krok trzeci: Montaż półkuli
Złóż półkulę i umieść w niej metalowy pierścień. Następnie musisz przylutować diody LED do pierścienia. Dolny pierścień zawiera osiem diod LED. Czarodziej najpierw oznaczył wszystkie piny GND czarnym markerem. Umieść wszystkie diody LED tak, aby pin GND był umieszczony na dole, a VCC na górze.
Musisz więc zamontować sześć pierścieni.
8 diod LED
14 diod LED
18 diod LED
20 diod LED
24 diody LED
26 diod LED
Zauważ, że potrzebujesz tylko jednego szóstego pierścienia dla całej kuli - jest to środkowy pierścień. Druga półkula będzie miała pięć pierścieni.
WS2812b LED to indywidualnie adresowalna dioda LED RGB. Mówiąc najprościej, potrzebujesz tylko jednego drutu, aby zapalić go w dowolnym kolorze tęczy. W przeciwieństwie do klasycznych diod LED, w których jasność diod LED jest regulowana ilością przepływającego prądu, WS2812b otrzymuje stałą moc, a światło jest kontrolowane przez sygnał cyfrowy.Dioda LED ma cztery wyjścia, dwa do zasilania i dwa do sterowania diodami LED (jedno wejście DIN przewodu sygnałowego, drugie wyjście DOUT do następnej LED).
Krok czwarty: Instalacja DIN i DOUT
Teraz musisz również podłączyć 2 inne przewody LED - DIN i DOUT. DIN znajduje się obok pinu GND, a DOUT obok pinu VCC. Mistrz użył do podłączenia przewodów o długości 5 mm. Bardzo ważne jest również, aby zrobić to dobrze. Upewnij się, że przewody danych nie dotykają uziemienia ani pierścieni zasilania. Uważaj, aby nie przylutować pinów danych do pierścieni zasilania.
Zamontuj jeden pierścień po drugim, zacznij od dołu. Górny i dolny pierścień są połączone za pomocą zworek półkolistych. Takie zworki dodają wytrzymałości konstrukcji.
Krok piąty: Testowanie
Teraz możesz usunąć półkulę z formy i przystąpić do instalacji drugiej połowy.
Po wytworzeniu drugiej półkuli mistrz przeprowadza testy.
Najpierw sprawdza za pomocą multimetru, czy nie ma zwarcia między przewodem zasilającym a przewodem uziemiającym. Następnie lutuje dwa krótkie przewody do każdej z półkul uziemiających i przewodu zasilającego. Podłącz przewody zasilające do styku 3,3 V ESP32 i uziemienia.
W rezultacie wszystkie diody LED są podłączone do jednego długiego obwodu. Następnie potrzebujesz mniejszego pierścienia (5 sztuk) i podłącz jego DIN do pinu IO21 płyty ESP32, DOUT do DIN drugiej półkuli. Następnie włącz płytę ESP32 i pobierz kod.
Jeśli niektóre diody LED nie świecą, musisz naprawić instalację.
Krok piąty: Instalowanie mikrokontrolera i baterii
Z płytki należy odlutować przełącznik i przylutować dwa przewody do miejsca styków.
W rogach planszy znajdują się 3 lub 4 otwory na śruby, mistrz cynuje je lutem.
Następnie musisz umieścić płytkę na mniejszej półkuli, aby złącze USB i akumulator były skierowane poza kulę przez najmniejszy pierścień. Przylutuj kawałek drutu między narożnikiem a dolnym pierścieniem. Przeciąga dwa przewody przełącznika przez otwór i lutuje do nich wcześniej wlutowany przełącznik. Przełącznik ma metalową obudowę, lutuje go do małego pierścienia, aby był dostępny, ale nie przeszkadza w toczeniu się kuli. Uważaj, aby nie zwierać przewodów.
Następnie musisz wziąć kawałek prostego drutu i przylutować go do styku 3,3 V na płycie ESP32. Następnie przylutuj drugi koniec do ostatniego (plus) pierścienia kuli. Mistrz wzmocnił również wewnętrzną strukturę, lutując kilka kawałków drutu między pierścieniami uziemiającymi a zaciskami płyty GND. Następnie należy podłączyć główny styk DIN do styku IO21 ESP32, podłączyć akumulator i sprawdzić działanie urządzenia.
Jeśli wszystko działa, możesz przymocować baterię za pomocą kleju do tylnej części płyty ESP32.
Krok szósty: Zgromadzenie końcowe
Teraz musisz go uziemić, dodać krótki drut między otworami montażowymi płyty ESP32 i najbliższym stykiem GND na płycie - zapewni to uziemienie dla drugiej półkuli.
Następnie przylutuj zworki łączące DOUT pierwszej półkuli z DIN drugiej półkuli. Wytnij druty o długości 2 mm i przylutuj je do górnego pierścienia drugiej półkuli.
Siódmy krok: kod
Teraz musisz przesłać plik. ino dla projektu Arduino IDE Kreator używa biblioteki https://github.com/Makuna/NeoPixelBus do sterowania paskiem LED. Ma ładny interfejs i obsługę animacji.
Aby móc kontrolować animację, stworzył tabelę z 11 rzędami i 26 kolumnami. Dlatego dokładnie wiadomo, w jaki sposób diody LED są umieszczone na kuli, i możliwe jest zaświecenie dokładnie takiej diody, która jest potrzebna.
Obecnie istnieje kilka animacji:
koło pionowe
koło poziome
pionowa tęcza
pozioma tęcza
tęcza
losowy obraz
Mistrz musiał ograniczyć jasność diod LED do około 20% pełnej mocy. Diody LED to 194, a przy pełnej mocy zużywają 10A.
Wszystko jest gotowe.
Cały proces wytwarzania takiej kuli LED można zobaczyć na filmie.