Tento projekt používá SMD LED diody připojené ke skleněným deskám plošných spojů. LED diody zhasnou a rozsvítí se, simulují pohyb písku, podle polohy 3D krychle v prostoru.
Níže je uvedena 3D kostka videa v akci.



Následující seznam obsahuje materiály potřebné k vytvoření krychle:



144 ks SK6805-2427 LED ( )






Bydlení

Další materiály a nástroje potřebné pro projekt

Vysoušeč vlasů
běžná páječka s tenkou špičkou
3D tiskárna
laserová tiskárna

tenký drát
Kolíky PCB
nízkoteplotní pájecí pasta
chlorid železitý

běžné lepidlo (např. UHU Hart)
silikonový tmel
fotografický papír
aceton

Průhledná výroba DPS

Zřejmý problém s deskami plošných spojů je v tom, že nejsou průhledné. Následující text podrobně popisuje, jak vyrobit průhledné desky s plošnými spoji.
Nejprve musíte pomocí mikroskopické řezačky oříznout mikroskopické sklíčka na čtvercové kusy.



Podívejte se na toto video, abyste pochopili, jak to udělat.



Připojený soubor .stl obsahuje model šablonu, aby se usnadnilo měření požadované délky. Budete potřebovat 4 sklenice, ale je lepší dělat s okrajem 6 - 8 kusů
.
Poté rozřežte měděnou pásku na kousky, které jsou o něco větší než řezané skleněné substráty.

Očistěte zadní a měděnou fólii alkoholem nebo acetonem a poté je slepte. Ujistěte se, že uvnitř nejsou žádné vzduchové bubliny. Používejte Norland NO81, což je rychlé UV lepidlo doporučené pro lepení kovu ke sklu. Na jednu stranu měděné fólie se přelije brusný papír, aby byl drsnější. K vytvrzení lepidla můžete pomocí bankovek zkontrolovat UV lampu.



Po zaschnutí lepidla ořízněte fólii podél okraje skleněného substrátu.

Fotografie ukazuje desku s plošnými spoji a šablonu pro pájecí pastu z jednoho autora projektu.



Přeneste design desky plošných spojů z fotografického papíru na měď jakýmkoli způsobem, který je pro vás vhodný. Můžete použít LUT nebo metodu, kterou jsem popsal zde.




Poté leptejte měď. (Je to možné u chloridu železitého. Používám směs peroxidu, citronu a běžné soli).

Vyjměte toner pomocí acetonu

Autor používá velké LED SK6805-2427, což výrazně usnadňuje jejich pájení.
Zakryjte všechny kontaktní podložky pájkou při nízké teplotě a poté LED diody nainstalujte na horní část, nezapomeňte dodržet správnou orientaci LED, viz připojený diagram.



Pro pájení nainstalovaných LED diod autor umístil desky s obvody do trouby a zahříval je, dokud se pájka neroztavila. Pravda, stále jsem musel použít fén, protože ne všechny LED diody byly pájeny dobře.



K testování matice LED můžete použít Arduino Nano načte náčrt do Strandtest Adafruit NeoPixel a připojte ji k matici pomocí konektoru Dupont.

Pro spodní desku s plošnými spoji budete potřebovat kus desky s plošnými spoji o rozměrech 30x30 mm. Pak k ní připájejte několik špendlíkových hrotů, na které se poté připojí skleněné desky s plošnými spoji. Kolíky VCC a GND byly spojeny pomocí malého kusu pocínovaného měděného drátu. Poté všechny pájecí otvory uzavřete pájecími otvory, protože jinak může epoxid během lití vytéct.



Pro připojení matice LED ke spodní desce plošných spojů použijte UV lepidlo, ale s vyšší viskozitou (NO68). Pro správné zarovnání desek plošných spojů použijte speciální šablonu (viz soubor Připojený .stl). Po nalepení na základnu se desky skleněných obvodů trochu pohnuly, ale poté, co byly připájeny k nálezům na prkénku, začaly být tvrdší. K tomu použijte běžnou páječku a běžnou pájku. Po pájení je opět dobré zkontrolovat každou matici. Spojení mezi Din a Dout jednotlivých matic bylo provedeno pomocí konektorů Dupont připojených ke kolíkům na spodní straně prkénku.




Protože je nutné co nejmenší velikost pouzdra použít, používá se TinyDuino. je deska kompatibilní s Arduino v ultra kompaktním balení. Představte si, že můžete získat plnou sílu Arduino Uno ve velikosti 1/4! Základní sada, která zahrnuje procesorovou desku, s USB konektorem pro programování, proto-desku pro externí připojení a malou LiPo baterii. Autor také chtěl koupit tříosý akcelerometr, který je nabízen pro použití s ​​TinyDuino, místo modulu GY-521, který použil v tomto projektu. Tím by byl obvod ještě kompaktnější a snížily by se požadované rozměry pouzdra. Schéma této sestavy je poměrně jednoduché a je uvedeno níže.



Některé změny byly provedeny na procesorové desce TinyDuino, kde byl po baterii přidán externí přepínač. Na procesorové desce je již přepínač, bylo to jen krátké, aby se vešlo do pouzdra. Připojení k prkénku a modulu GY-521 se provádí pomocí kolíkových výstupků, které neumožňují nejkompaktnější design, ale poskytují větší flexibilitu než přímé pájení vodičů. Délka vodičů / kontaktů ve spodní části prkénku by měla být co nejkratší, jinak ji již nemůžete připojit k horní straně desky procesoru.

Poté, co jste shromáždili elektronika, můžete si stáhnout přiložený kód a ověřit, že všechno funguje. Kód zahrnuje následující animace, které můžete opakovat třepáním akcelerometru.

Rainbow: Duhová animace z knihovny Píchl
Digital Sand: Toto je rozšíření Animovaný olovnatý písek Adafruits ve třech rozměrech. LED pixely se budou pohybovat podle hodnot načtených z akcelerometru.
Déšť: pixely padají shora dolů v závislosti na sklonu měřeném akcelerometrem
Konfety: náhodně zbarvená místa, která blikají a mizí z knihovny Píchl

Shromáždění

Bylo důležité najít vhodný materiál, který by mohl být použit jako forma. Po několika neúspěšných zkušebních testech autor zjistil, že nejlepším způsobem je vytisknout trojrozměrný tvar a poté přikrýt silikonovým tmelem. Vytiskněte jednu vrstvu z rámečku 30 x 30 x 60 mm pomocí parametru „spiralizovat vnější obrys“ v souboru Cura (soubor .stl). Poté ji zakryjte tenkou vrstvou silikonu uvnitř, což usnadní odlévání formy po nalití. Forma byla připevněna ke spodní desce plošných spojů také pomocí silikonového tmelu.Ujistěte se, že neexistují žádné otvory, aby pryskyřice nemohla vytéct a nevytvářely se dutiny.

Po odstranění formy vidíte, že krychle vypadá velmi transparentně díky hladkému povrchu silikonové formy. Se změnou tloušťky silikonové vrstvy však budou existovat určité nepravidelnosti. Horní povrch může být také deformován blíže k okrajům.



Proto autor vyleštil všechny hrboly brusným papírem. Původně bylo plánováno leštění krychle, nakonec bylo rozhodnuto, že krychle vypadá lépe s matným povrchem.



Kryt elektroniky byl vyvinut pomocí aplikace Autodesk Fusion 360 a poté vytištěn na 3D tiskárně. Obdélníkový otvor ve zdi pro spínač a několik otvorů v zadní části pro instalaci modulu GY-521 pomocí šroubů M3. Připojte desku procesoru TinyDuino ke spodní desce, která pak skříňku zamkne šrouby M2.2. Nejprve nainstalujte spínač do pouzdra pomocí horkého lepidla, poté nainstalujte modul GY-521 a poté opatrně vložte těsnění a baterii.



Matice LED byla připojena k prkénku pomocí konektorů Dupont a procesorovou desku lze jednoduše připojit zespodu. Nakonec přilepte spodní desku plošných spojů matice LED k pouzdru pomocí univerzálního lepidla (UHU Hart).



Soubory pro tisk a firmware: