Este proyecto utiliza LED SMD conectados a placas de circuito impreso de vidrio. Los LED se apagan y se iluminan, simulando el movimiento de la arena, de acuerdo con la posición del cubo 3D en el espacio.
Debajo, un cubo 3D de video en acción.



La siguiente lista incluye los materiales necesarios para construir un cubo:



144 piezas SK6805-2427 LED ( )






Vivienda

Materiales y herramientas adicionales necesarios para el proyecto.

Secador de pelo
soldador de punta fina regular
Impresora 3d
impresora laser

alambre delgado
Pines PCB
pasta de soldadura a baja temperatura
cloruro férrico

pegamento regular (por ejemplo, UHU Hart)
sellador de silicona
papel fotográfico
acetona

Fabricación transparente de PCB

El problema obvio con las placas de circuito impreso es que no son transparentes. A continuación se describe en detalle cómo hacer placas de circuito impreso transparentes.
Primero debe cortar los portaobjetos del microscopio en pedazos cuadrados con un cortador de vidrio de 50.8 mm.



Mire este video para entender cómo hacerlo.



El archivo .stl adjunto tiene el modelo plantilla, para facilitar la medición de la longitud deseada. Necesitará 4 vasos, pero es mejor hacerlo con un margen de 6 a 8 piezas.
.
Después de eso, corte la cinta de cobre en pedazos que sean un poco más grandes que los sustratos de vidrio tallado.

Limpie el respaldo y la lámina de cobre con alcohol o acetona, y luego péguelos. Asegúrese de que no haya burbujas de aire adentro. Use Norland NO81, que es un pegamento UV rápido recomendado para unir metal con vidrio. Lije un lado de la lámina de cobre con papel de lija para hacerlo más áspero. Para curar el adhesivo, puede usar una lámpara UV para verificar los billetes.



Después de que el adhesivo se haya fraguado, corte la lámina a lo largo del borde del sustrato de vidrio.

La foto muestra una placa de circuito impreso y una plantilla para soldadura en pasta del proyecto de un autor.



Transfiera el diseño de la placa de circuito impreso del papel fotográfico al cobre de la manera que le resulte más conveniente. Puedes usar LUT o el método que describí aqui.




A continuación, grabe el cobre. (Es posible con cloruro férrico. Utilizo una mezcla de peróxido, limón y sal común).

Retire el tóner con acetona

El autor utiliza LED grandes SK6805-2427, lo que facilita enormemente su soldadura.
Cubra todas las almohadillas de contacto con soldadura a baja temperatura y luego instale los LED en la parte superior, recordando observar la orientación correcta de los LED, refiriéndose al diagrama adjunto.



Para soldar los LED instalados, el autor puso las placas de circuito impreso en el horno y las calentó hasta que la soldadura se derritió. Es cierto que aún tenía que usar un secador de pelo más tarde, ya que no todos los LED se soldaron bien.



Para probar la matriz de LED, puede usar Arduino Nano para cargar el boceto en Strandtest Adafruit NeoPixel y conéctelo a la matriz usando el conector Dupont.

Para la placa de circuito impreso inferior, necesita un trozo de placa de circuito impreso de tablero de 30x30 mm. Luego suelde varias puntas de clavija, donde luego se unirán las placas de circuito impreso de vidrio. Los pines VCC y GND se conectaron utilizando un pequeño trozo de alambre de cobre estañado. Luego cubra todos los orificios pasantes restantes con soldadura, porque de lo contrario el epóxico podría tener fugas durante el vertido.



Para unir los conjuntos de LED a la PCB inferior, use pegamento UV, pero con una viscosidad más alta (NO68). Para una alineación adecuada de las placas de circuito impreso, use una plantilla especial (consulte el archivo adjunto .stl). Después de pegar a la base, las placas de circuito de vidrio se balancearon un poco, pero se volvieron más duras después de soldarse a los hallazgos en el tablero. Para hacer esto, solo use su soldador regular y soldadura regular. Nuevamente, es bueno verificar cada matriz después de soldar. Las conexiones entre Din y Dout de las matrices individuales se realizaron utilizando conectores Dupont conectados a los pines en la parte inferior de la placa de pruebas.




Como es necesario que el tamaño de la caja sea lo más pequeño posible, se utiliza TinyDuino. es una placa compatible con Arduino en un paquete ultracompacto. ¡Imagina poder obtener toda la potencia de un Arduino Uno en tamaño 1/4! El kit básico, que incluye una placa de procesador, con un conector USB para programación, una placa de conexión para conexiones externas, así como una pequeña batería LiPo. El autor también iba a comprar un acelerómetro de 3 ejes, que se ofrece para usar con TinyDuino, en lugar del módulo GY-521 que utilizó en este proyecto. Esto haría el circuito aún más compacto y reduciría las dimensiones requeridas de la caja. El diagrama de este ensamblaje es bastante simple y se proporciona a continuación.



Se realizaron algunos cambios en la placa del procesador TinyDuino, donde se agregó un interruptor externo después de la batería. Ya hay un interruptor en la placa del procesador, fue corto para caber en la carcasa. Las conexiones a la placa de pruebas y al módulo GY-521 se realizan utilizando terminales de clavija que no permiten el diseño más compacto, pero proporcionan una mayor flexibilidad que la soldadura directa de cables. La longitud de los cables / contactos en la parte inferior de la placa de prueba debe ser lo más corta posible; de ​​lo contrario, ya no podrá conectarla a la parte superior de la placa del procesador.

Después de que coleccionaste electrónica, puede descargar el código adjunto y verificar que todo funcione. El código incluye las siguientes animaciones que puede repetir agitando el acelerómetro.

Rainbow: animación del arco iris de la biblioteca Fastled
Arena digital: esta es una extensión Adafruits animada arena led en tres dimensiones Los píxeles del LED se moverán de acuerdo con los valores leídos desde el acelerómetro.
Lluvia: los píxeles caen de arriba a abajo dependiendo de la pendiente medida por el acelerómetro
Confeti: manchas de colores al azar que parpadean y desaparecen de la biblioteca Fastled

Asamblea

Era importante encontrar un material adecuado que pudiera usarse como molde. Después de algunas pruebas de prueba fallidas, el autor descubrió que la mejor manera es imprimir una forma tridimensional y luego cubrir con sellador de silicona. Imprima una capa desde un cuadro de 30 x 30 x 60 mm utilizando el parámetro "espiralizar contorno exterior" en el archivo Cura (archivo .stl). Luego cúbralo con una capa delgada de silicona en el interior, lo que hará que sea muy fácil quitar el molde después de verterlo. El molde se unió a la placa de circuito inferior también usando sellador de silicona.Asegúrese de que no haya agujeros para que la resina no se escape y no se formen huecos.

Después de quitar el molde, puede ver que el cubo se ve muy transparente debido a la superficie lisa del molde de silicona. Sin embargo, habrá algunas irregularidades asociadas con un cambio en el grosor de la capa de silicona. Además, la superficie superior puede deformarse más cerca de los bordes.



Por lo tanto, el autor pulió todos los golpes con papel de lija. Originalmente se planeó pulir el cubo, al final, se decidió que el cubo se ve mejor con una superficie mate.



El gabinete electrónico se desarrolló utilizando Autodesk Fusion 360 y luego se imprimió en una impresora 3D. Un orificio rectangular en la pared para el interruptor y varios orificios en la parte posterior para instalar el módulo GY-521 utilizando los tornillos M3. Conecte la placa del procesador TinyDuino a la placa inferior, que luego bloquea la carcasa con los tornillos M2.2. Primero, instale el interruptor en la caja con pegamento caliente, luego instale el módulo GY-521 y luego inserte cuidadosamente la junta y la batería.



La matriz de LED se conectó a la placa de pruebas utilizando los conectores Dupont, y la placa del procesador se puede conectar simplemente desde abajo. Finalmente, pegue la placa de circuito impreso inferior de la matriz de LED a la carcasa con pegamento universal (UHU Hart).



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