GlassCube - 4x4x4 LED Cube በ Glass PCBs ላይ: 11 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:30

በዚህ ድር ጣቢያ ላይ ለመጀመሪያ ጊዜ አስተማሪዬ መስታወት ፒሲቢዎችን በመጠቀም 4x4x4 LED Cube ነበር። በተለምዶ ፣ እኔ ተመሳሳይ ፕሮጀክት ሁለት ጊዜ መሥራት አልወድም ፣ ግን በቅርቡ ይህንን የፈረንሣይ ሰሪ ሄሊዮክስ ቪዲዮን አገኘሁ ፣ እሱም የመጀመሪያውን የመጀመሪያውን ኩቤዬን ትልቅ ስሪት እንድሠራ ያነሳሳኝ። በቪዲዮዋ ውስጥ ሄሊዮክስ መቀባትን የማያካትት የመስታወት ፒሲቢዎችን ለማምረት በጣም ቀለል ያለ አሰራርን ታመጣለች ነገር ግን ይልቁንስ ወደ መስታወት substrate ከሚተላለፈው ከራስ-ታጣቂ የመዳብ ወረቀት ዱካዎቹን ለመቁረጥ ሴራ ይጠቀማል። ሴረኞች ያን ያህል ውድ ስላልሆኑ ለሌሎች ፕሮጀክቶችም ጠቃሚ ሊሆኑ ስለሚችሉ እኔ ሂደቱን ለራሴ ለመሞከር አንድ አግኝቻለሁ።

የእኔ የመጀመሪያ ኩብ ትልቅ ስሪት ከመሆኑ በተጨማሪ ይህ ስሪት በ SAMD21 ማይክሮ መቆጣጠሪያ እና ከላስተር አክሬሊክስ በተሠራ መኖሪያ ላይ የተመሠረተ ብጁ ፒሲቢን ይጠቀማል። ኩቤው በአርዱዲኖ አይዲኢ ፕሮግራም ሊደረግለት ይችላል እንዲሁም ከ CircuitPython ጋር ተኳሃኝ ነው።

የ GlassCube ኪት አሁን በቲንዲ ላይም ይገኛል።

ኪትዎን ከገዙ ፣ ኤልኢዲዎቹን (ደረጃ 5) ብቻ መሸጥ አለብዎት ፣ ቤቱን (ደረጃ 8) ያሰባስቡ እና ንብርብሮችን (ደረጃ 9) ያገናኙ።

አቅርቦቶች

• 64 pcs - WS2812B 5050 SMD LEDs (ለምሳሌ aliexpress)
• 4 ኮምፒዩተሮች - 100 x 100 x 2 ሚሜ የመስታወት ሳህን (0.20 ዩሮ/ፒሲ ብቻ የሚከፍል ይህንን በእውነት ርካሽ የጀርመን አቅራቢ አግኝቻለሁ)
• 2 ኮምፒተሮች - A4 ሉሆች ራስን የሚለጠፍ የመዳብ ወረቀት (ለምሳሌ አማዞን)
• 1 ጥቅል - የሸፍጥ ማስተላለፊያ ወረቀት (ለምሳሌ አማዞን)
• 1 ስብስብ - lasercut acrylic (ከዚህ በታች ይመልከቱ)
• 1 ብጁ ፒሲቢ (ከዚህ በታች ይመልከቱ)
• 4 pcs M2x8 ብሎኖች + ለውዝ

የእቃ ማጠጫ አገልግሎትን እና ፒሲቢን ማምረት ጨምሮ የሁሉም ቁሳቁሶች አጠቃላይ ወጪዎች ወደ 100 ዩሮ ገደማ ነው።

መሣሪያዎች

• Silhouette Portrait 2 ሴራ (ለምሳሌ አማዞን)
• የሌዘር መቁረጫ ወይም የመስመር ላይ ላስቼት አገልግሎት (እኔ snijlab.nl ን እጠቀማለሁ)
• ብየዳ ብረት
• ለኤስኤምዲ መሸጫ (ወይም የላቀ የእጅ መሸጫ ክህሎቶች) የሙቀት ሳህን ወይም የእድሳት ምድጃ

ደረጃ 1: CAD ንድፍ

የ GlassCube የቤቶች እና የ PCB ልኬቶች በ Fusion360 ውስጥ የተቀየሱ ናቸው ፣ ከዚህ በታች ያለውን ንድፍ አያይዣለሁ።

የጠርዙ ዓምዶች እና የላይኛው ሳህን ከ 3 ሚሊ ሜትር ውፍረት ካለው ግልፅ አክሬሊክስ የተሠሩ ናቸው። ከኤልዲዎቹ ጋር ያሉት ንብርብሮች ከ 2 ሚሊ ሜትር ውፍረት ካለው ተንሳፋፊ መስታወት የተሠሩ ናቸው። የታችኛው ጠፍጣፋ ብጁ የተሰራ ፒሲቢ ነው።

ደረጃ 2 የ LED PCB ዲዛይን

እኔ የመስታወት ፒሲቢዎችን አቀማመጥ ለመንደፍ ንስርን እጠቀም ነበር። ዱካዎቹን በሸፍጥ (ፕላስተር) መቁረጥ ፣ በቶነር ማስተላለፊያ ዘዴ የመለጠፍ ያህል ትክክለኛ ስላልሆነ አነስተኛ የመከታተያው ስፋት ውስን ነው። የተለያዩ የመከታተያ ስፋቶችን ሞክሬ 32 ሴራ በማሴር ጊዜ ብዙውን ጊዜ እንደ ቀጫጭን ዱካዎች ልጠቀምበት የምችለው አነስተኛ መጠን መሆኑን አገኘሁ።

ዱካዎቹን ከመዳብ ወረቀት ላይ ለመቁረጥ የቦርዱ አቀማመጥ ወደ dxf መለወጥ ነበረበት። ይህንን በትክክል እንዴት ማድረግ እንደሚቻል ለማወቅ ትንሽ ጊዜ ወስዶብኛል ስለዚህ ደረጃዎቹን በዝርዝር እንድለፍ ፍቀድልኝ

1. ንስር ውስጥ ክፍት የቦርድ አቀማመጥ
2. ከላይኛው ሽፋን በስተቀር ሁሉንም ንብርብሮች ይደብቁ
3. ጠቅ ያድርጉ ፋይል-> አትም ከዚያ ወደ ፋይል አትም (pdf) ን ይምረጡ
4. Inkscape ውስጥ pdf ይክፈቱ
5. አንድ ዱካ ምልክት ለማድረግ የመንገድ ማቋረጫ መሣሪያውን ይጠቀሙ እና ኢ dit-> ተመሳሳይ ይምረጡ-> የጭረት ዘይቤን ጠቅ ያድርጉ ይህ ሁሉንም ዱካዎች ምልክት ማድረግ አለበት (ግን ንጣፎችን አይደለም)
6. ጠቅ ያድርጉ ፒ አት-> ስትሮክ ወደ መንገድ ይህ የመንገዱን ዝርዝር ወደ አዲስ ዱካዎች ይለውጣል
7. የመንገዱን ምርጫ መሣሪያ በመምረጥ እና ከዚያ ctrl+a ን በመጫን ሁሉንም ዱካዎች (ፓዳዎችን ጨምሮ) ላይ ምልክት ያድርጉ
8. ጠቅ ያድርጉ P አት-> ህብረት ይህ ሁሉንም ዱካዎች ማዋሃድ እና በ ‹በተሞሉ› አካባቢዎች ውስጥ ማንኛውንም የተቆራረጡ መስመሮችን ማስወገድ አለበት
9. ጠቅ ያድርጉ ፋይል-> እንደ አስቀምጥ እና *.dxf ን እንደ ፋይል ቅርጸት ይምረጡ

የ dxf ፋይል እዚህ በ GitHub ላይ ሊገኝ ይችላል።

ደረጃ 3 የመዳብ ፎይልን መቁረጥ

የዲኤክስኤፍ ፋይል ከኤ 4 ወረቀቶች ከራስ-ተለጣፊ የመዳብ ወረቀት ከ Silhouette Portrait 2 plotter ጋር ተቆርጧል። የመዳብ ወረቀቶች በመጀመሪያ ከተካተቱት የራስ-ተለጣፊ የመቁረጫ ምንጣፍ ጋር ተያይዘዋል። ለመቁረጥ የተጠቀምኩባቸው የሶፍትዌር ቅንብሮች ከተያያዘው ሥዕል ውስጥ ሊታዩ ይችላሉ።

ከመጠን በላይ ፎይል ከተቆረጠ በኋላ በጥንቃቄ መወገድ አለበት። የተቆረጠውን ፎይል ላለመጉዳት መላውን የ A4 ሉህ በሚከተሉት ደረጃዎች በመቁረጫ ምንጣፉ ላይ ተውኩት።

ደረጃ 4 የመዳብ ፎይልን ማስተላለፍ

የተቆረጠው ፎይል ሌላ የራስ-ተጣጣፊ ፎይል የሆነውን የማስተላለፊያ ወረቀት በመጠቀም ወደ መስታወቱ ሳህን ላይ ተላል wasል። የማስተላለፊያው ወረቀት ከመዳብ ወረቀት ጋር ተያይ andል ከዚያም የመዳብ ወረቀቱ ከዝውውር ወረቀቱ ጋር ተጣብቆ እንዲቆይ ቀስ በቀስ ይላጫል። ከዚያ ከመስተዋቱ ወለል ጋር ይያያዛል እና በዚህ ጊዜ የመዳብ ወረቀት በመስታወት ሳህኑ ላይ እንዲጣበቅ የማስተላለፊያው ወረቀት ቀስ ብሎ ይላጫል።

የቦርዱ አቀማመጥ ከላይ በግራ እና በቀኝ ማዕዘኖች ውስጥ ሁለት ጠቋሚዎች ያሉት ሲሆን ይህም በመስታወቱ ሰሌዳ ላይ ያለውን ፎይል በትክክል ለማስተካከል ይረዳል። ጠቋሚዎቹን ካያያዙ በኋላ እንደገና ከመስተዋት ሳህኑ ሊወገድ ይችላል።

ደረጃ 5 - ኤልዲዎቹን መሸጥ

የ SMD LED ዎች በእጅ በመስታወት ሳህን ላይ ተሽጠዋል። እኔ ደግሞ የሙቀት ሳህን (በእውነቱ ምድጃዬ) በመጠቀም እነሱን ለማያያዝ ሞክሬ ነበር ነገር ግን ስዕሉ እንደሚያሳየው ይህ ጥሩ ሀሳብ አልሆነም። ትክክለኛ የማገገሚያ ምድጃ ካለዎት መሞከር ጠቃሚ ሊሆን ይችላል ፣ ግን በሚጠቀመው የመስታወት ዓይነት ላይ በመመርኮዝ በማሞቅ ጊዜ ሊሰበር የሚችል ከባድ አደጋ አለ።

የ LEDs አቅጣጫን በተመለከተ ሁለት የተለያዩ አቀማመጦች አሉ። ለመጀመሪያው እና ለሦስተኛው የኩብ ንብርብር አቀማመጥ ከሁለተኛው እና ከአራተኛው ንብርብር የተለየ ይሆናል። በዚህ መንገድ ንብርብሮችን በኋላ ማገናኘት ቀላል ነው።

ደረጃ 6 ማይክሮ መቆጣጠሪያ ፒሲቢ

እንደ አርዱዲኖ ናኖ ባለው የንግድ ልማት ቦርድ ላይ ከመታመን ፣ ኤልዲዎቹን ለመቆጣጠር በንስር ውስጥ ብጁ ፒሲቢን ዲዛይን አደረግሁ። ተጓዳኝነቱ ወደ ኪዩቡ በጥሩ ሁኔታ እንዲገጥም ቦርዱን መቅረጽ መቻሌ ነው። ቦርዱ በ ATSAMD21E18 ማይክሮ መቆጣጠሪያ ላይ የተመሠረተ ነው ፣ እሱም በአዳፍ ፍሬው ትሬሌት ኤም 0 ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው። እኔ ይህንን MCU መርጫለሁ ምክንያቱም ቤተኛ ዩኤስቢ ስላለው እና ለፕሮግራም የ FTDI ቺፕ አያስፈልገውም። እንዲሁም አዳፍ ፍሬዝ ከ Arduino IDE እንዲሁም ከ CircuitPython ጋር ተኳሃኝ የሆኑ ቡት ጫadersዎችን ይሰጣል።

ስለ ቦርዱ አንድ ማስታወሻ ከ 3.3 ቪ ሎጂክ ጋር እንደሚሠራ WS2812B ከ 5 ቪ ጋር ጥቅም ላይ መዋል አለበት ፣ ሆኖም ግን ፣ ብዙ ሰዎች ከ 3.3 ቪ ጋር መሥራትም እንደሚቻል አሳይተዋል።

የእኔ PCBs ከ PCBWay.com አግኝቻለሁ የገርበር ፋይሎች እና ቦኤም በ GitHub መለያዬ ላይ ሊገኙ ይችላሉ።

በአንዳንድ ችሎታዎች ፣ በዚህ ፒሲቢ ላይ ያሉት የ SMD ክፍሎች በእጅ ሊሸጡ ይችላሉ ፣ ምንም እንኳን የሙቀት ሳህን ወይም የእድሳት ምድጃ በእርግጥ በተሻለ ሁኔታ ይሠራል።

ደረጃ 7 - ቡት ጫerውን ማብራት

እኔ ለአዳፍሬስት የተሰጠውን የ UF2 ማስነሻ ጫን ለእነ ትሪኔት ኤም 0 ቦርዶቻቸው እጠቀም ነበር። በጄ-ሊንክ መሣሪያ እገዛ MCU ብልጭ ድርግም ብሏል። የማስነሻ ጫloadውን እንዴት እንደሚያበሩ ዝርዝር መመሪያዎች በአዳፍሩስ ድር ጣቢያ ላይ ሊገኙ ይችላሉ። ስለ Adafruits UF2-SAMD bootloader ትልቁ ነገር የመጀመሪያው ከተጫነ በኋላ MCU እንደ ፍላሽ አንፃፊ ብቅ ይላል እና እንደገና ለማንፀባረቅ የ UF2 ፋይልን ወደ ተንቀሳቃሽ ድራይቭ ላይ መጎተት ይችላሉ። ይህ ለምሳሌ በጣም ቀላል ያደርገዋል። በ Arduino IDE እና CircuitPython መካከል ይቀያይሩ።

ደረጃ 8 - Lasercut Housing

የኩቤው መኖሪያ ከ 3 ሚሊ ሜትር ውፍረት ካለው ግልፅ አክሬሊክስ ተቆርጧል። የመስመር ላይ ሌዘር የመቁረጥ አገልግሎትን (snijlab.nl) እጠቀም ነበር። ተጓዳኝ የ dxf ፋይሎች በእኔ GitHub መለያ ላይም ሊገኙ ይችላሉ። መኖሪያ ቤቱ 4 ልጥፎችን እና የላይኛው ሳህንን ያካትታል። ልጥፎቹ 4 ኮምፒዩተሮችን የ M2x8 ብሎኖች እና ለውዝ በመጠቀም ከታች ካለው ዋናው ፒሲቢ ጋር ተያይዘዋል።

ደረጃ 9 - ንብርብሮችን ማገናኘት

መኖሪያ ቤቱ ከተሰበሰበ በኋላ ሽቦዎቹን በመስታወት ፒሲቢዎች ላይ በማሸጊያዎቹ ላይ በማሸጋገር ሽፋኖቹን አገናኘሁ። ይህ በጣም ረጋ ያለ ሂደት ሆነ እና አክሬሊክስን ወይም የመዳብ ንጣፎችን የመቀደድ አደጋ አለ። የ GND እና የቪሲሲ ፒን ሽቦዎች በእያንዳንዱ ንብርብር ላይ ቦታዎችን እንደሚቀይሩ ልብ ይበሉ ስለዚህ ሽቦዎቹ መሻገር አለባቸው። ሽቦዎቹ ከመዳብ ንጣፎች ላይ እንዳይሰነጣጠሉ ከሽያጭ በኋላ በትንሽ የሙቀት ጠብታ አስተካክዬአቸዋለሁ። የመጀመሪያው ንብርብር ከዲፒንት አያያዥ ጋር ከታችኛው ፒሲቢ ጋር ተገናኝቷል ነገር ግን ሽቦዎቹ በቀጥታ ወደ ፒሲቢ ሊሸጡ ይችላሉ።

ደረጃ 10 - ኮዱን በመስቀል ላይ

እኔ ኩብ ፕሮግራም ለማድረግ CircuitPython (ስሪት 4.x) ተጠቀምኩ። አንዴ የ CircuitPython bootloader ን ከጫኑ በኋላ በቀጥታ ወደ MCU ፍላሽ አንፃፊ በማስቀመጥ ኮዱን ማሄድ ይችላሉ። አስፈላጊ ማጠናቀር የለም ፣ ለምሳሌ ፣ ለምሳሌ ኮዱን እንደገና ይክፈቱ እና ያርትዑ።

እስካሁን እኔ አንዳንድ መሰረታዊ እነማዎችን ፈጠርኩ ግን ለማንም ሰው ኮዱን ለማራዘም በአንፃራዊነት ቀላል መሆን አለበት። ኮዱ በእኔ GitHub ላይ ሊገኝ ይችላል ፣ እሱን ለማስኬድ እዚህ የተገኙትን Adafruit Neopixel እና የጌጥ ሊድ ቤተ -መጽሐፍት ይፈልጋል።

ደረጃ 11: የተጠናቀቀ ኩብ

በኩቤው እይታ በጣም ደስተኛ ነኝ ፣ የመስታወት ፒሲቢዎች እና አክሬሊክስ ቤቶች በጥሩ ሁኔታ አብረው ይሰራሉ። የራሴን የ MCU ቦርድ ለመጀመሪያ ጊዜ መፍጠርም አስደሳች ነበር እናም በመጀመሪያው ሙከራ ላይ መሥራቱ በጣም አስገርሞኛል። አንዳንድ ትርፍ ፒሲቢዎች እና አክሬሊክስ ክፍሎች ስላሉኝ ይህንን ኩብ በቲንዲ ላይ እንደ DIY ኪት እንዲገኝ እፈልጋለሁ። ስለዚህ ፍላጎት ካለዎት እሱን ይቀጥሉ ወይም የግል መልእክት ይጻፉልኝ።

እንዲሁም ይህንን ትምህርት ሰጪ ከወደዱ እባክዎን በ Make it Glow ውድድር ውስጥ ለእኔ ድምጽ ይስጡኝ።

በድምቀት ፍጠር ውድድር ውስጥ ሯጭ