Projek ini menggunakan LED SMD yang dipasang pada papan litar bercetak kaca. LED mematikan dan menyala, meniru pergerakan pasir, mengikut kedudukan kiub 3D di ruang angkasa.
Di bawah, kiub 3D video dalam tindakan.



Senarai berikut merangkumi bahan yang diperlukan untuk membina kiub:



144 pcs SK6805-2427 LED ( )






Perumahan

Bahan dan alat tambahan yang diperlukan untuk projek ini

Pengering rambut
besi pematerian tip tipis
Pencetak 3d
pencetak laser

wayar nipis
Pin PCB
pes solder suhu rendah
ferric chloride

Gam tetap (mis. UHU Hart)
silikon sealant
kertas foto
aseton

Pengilangan PCB telus

Masalah jelas dengan papan litar bercetak adalah bahawa mereka tidak telus. Berikut ini menerangkan secara terperinci cara membuat papan litar bercetak yang telus.
Mula-mula anda mesti memotong slaid mikroskop ke dalam kepingan persegi menggunakan pemotong kaca 50.8 mm.



Tonton video ini untuk memahami cara melakukannya.



Fail .stl yang dilampirkan mempunyai model itu templat, untuk menjadikannya lebih mudah untuk mengukur panjang yang diingini. Anda memerlukan 4 gelas, tetapi lebih baik dilakukan dengan margin 6 - 8 buah
.
Selepas itu, potong pita tembaga ke dalam kepingan yang sedikit lebih besar daripada substrat kaca potong.

Membersihkan kerajang dan tembaga dengan alkohol atau aseton, kemudian gamkan bersama-sama. Pastikan tiada buih udara di dalamnya. Gunakan Norland NO81, yang merupakan gam UV cepat yang disyorkan untuk mengikat logam ke kaca. Pasir satu sisi kerajang tembaga dengan kertas pasir untuk menjadikannya lebih keras. Untuk menyembuhkan pelekat, anda boleh menggunakan lampu UV untuk memeriksa wang kertas.



Selepas pelekat telah ditetapkan, potong foil di sepanjang pinggir substrat kaca.

Foto ini menunjukkan papan litar bercetak dan stensil untuk pes pateri dari satu projek pengarang.



Pindahkan reka bentuk papan litar bercetak dari kertas foto ke tembaga dengan cara yang mudah untuk anda. Anda boleh menggunakan LUT atau kaedah yang saya nyatakan di sini.




Seterusnya, pasang tembaga. (Ia boleh dilakukan dengan ferric chloride. Saya menggunakan campuran peroksida, limau dan garam biasa).

Keluarkan Toner Menggunakan Acetone

Penulis menggunakan LED besar SK6805-2427, yang sangat memudahkan pematerian mereka.
Tutup semua pad kenalan dengan solder suhu rendah, dan kemudian pasangkan LED di atas, ingat untuk mematuhi orientasi LED yang betul, merujuk kepada gambarajah yang dilampirkan.



Untuk menyerang LED yang dipasang, penulis meletakkan papan litar dalam oven dan memanasnya sehingga solder cair. Benar, saya masih terpaksa menggunakan pengering rambut di kemudian hari, kerana tidak semua LED dipamerkan dengan baik.



Untuk menguji matriks LED, anda boleh gunakan Arduino Nano untuk memuat lakaran ke dalam Strandtest Adafruit NeoPixel dan sambungkannya ke matriks menggunakan penyambung Dupont.

Untuk bahagian bawah papan litar bercetak, anda memerlukan sekeping papan litar bercetak roti berukuran 30x30 mm. Kemudian solder kepadanya beberapa tips pin, di mana selepas itu papan litar bercetak kaca akan dilampirkan. VCC dan pin GND disambung menggunakan sekeping tembaga kecil tembaga. Kemudian tutup semua yang tersisa melalui lubang dengan solder, kerana jika tidak, epoksi mungkin bocor semasa menuang.



Untuk melampirkan matriks LED ke PCB bawah, gunakan gam UV, tetapi dengan kelikatan yang lebih tinggi (NO68). Untuk penjajaran litar papan litar yang betul, gunakan templat khas (lihat fail .stl yang Dilampirkan). Selepas melekat pada pangkalan, papan litar kaca bergoyang sedikit, tetapi menjadi lebih sukar selepas mereka disolder pada penemuan pada papan roti. Untuk melakukan ini, gunakan besi pematerian biasa dan solder biasa. Sekali lagi, ia adalah baik untuk memeriksa setiap matriks selepas pematerian. Sambungan antara Din dan Dout matriks individu dibuat menggunakan penyambung Dupont yang disambungkan ke pin di bahagian bawah papan roti.




Oleh kerana perlu untuk membuat saiz kes sekecil mungkin, TinyDuino digunakan. adalah papan serasi Arduino dalam pakej ultra-kompak. Bayangkan dapat memperoleh kuasa penuh Arduino Uno dalam saiz 1/4! Kit asas, termasuk papan pemproses, dengan penyambung USB untuk pengaturcaraan, papan proto untuk sambungan luaran, serta bateri LiPo kecil. Penulis juga akan membeli pecutan 3-paksi, yang ditawarkan untuk digunakan dengan TinyDuino, bukannya modul GY-521 yang digunakannya dalam projek ini. Ini akan membuat litar lebih padat dan mengurangkan dimensi yang diperlukan dalam kes itu. Gambarajah perhimpunan ini agak mudah dan diberikan di bawah.



Beberapa perubahan telah dibuat kepada lembaga pemproses TinyDuino, di mana suis luaran telah ditambahkan selepas bateri. Terdapat suis pada papan pemproses, ia hanya pendek untuk dimuatkan ke dalam kes itu. Sambungan ke papan roti dan modul GY-521 dibuat dengan menggunakan pisau pin yang tidak membenarkan reka bentuk yang paling padat, tetapi memberikan fleksibiliti yang lebih besar daripada pematerian kabel secara langsung. Panjang wayar / kenalan di bahagian bawah papan roti sepatutnya secepat mungkin, jika tidak, anda tidak boleh lagi menyambungkannya ke bahagian atas papan pemproses.

Selepas anda mengumpul elektronik, anda boleh memuat turun kod yang dilampirkan dan mengesahkan bahawa semuanya berfungsi. Kod ini termasuk animasi berikut yang boleh anda ulangi dengan menjejaki pecutan.

Rainbow: animasi Rainbow dari perpustakaan Fastled
Pasir Digital: Ini adalah lanjutan Adafruits pasir yang diketuai animasi dalam tiga dimensi. Piksel LED akan bergerak mengikut nilai yang dibaca dari pecutan.
Hujan: piksel jatuh dari atas ke bawah bergantung pada cerun yang diukur oleh pecutan
Confetti: tempat berwarna rawak yang berkelip dan pudar di luar perpustakaan Fastled

Perhimpunan

Adalah penting untuk mencari bahan yang sesuai yang boleh digunakan sebagai acuan. Selepas beberapa ujian percubaan yang tidak berjaya, penulis mendapati bahawa cara terbaik ialah mencetak bentuk tiga dimensi dan kemudian tutup dengan sealant silikon. Cetak satu lapisan dari kotak 30 x 30 x 60 mm menggunakan parameter "spiral luar luar" dalam fail Cura (.stl file). Kemudian tutupnya dengan lapisan nipis silikon di dalam, yang akan menjadikannya sangat mudah untuk mengeluarkan acuan selepas menuang. Acuan telah dilampirkan ke papan litar bawah juga menggunakan sealant silikon.Pastikan tiada lubang supaya resin tidak boleh bocor dan lompang tidak terbentuk.

Selepas mengeluarkan acuan, anda dapat melihat bahawa kubus kelihatan sangat telus kerana permukaan licin acuan silikon. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa penyelewengan yang berkaitan dengan perubahan dalam ketebalan lapisan silikon. Juga, permukaan atas mungkin cacat berhampiran dengan tepi.



Oleh itu, penulis menggilap semua benjolan dengan kertas pasir. Ia pada mulanya dirancangkan untuk menggilap kiub, pada akhirnya, ia telah memutuskan bahawa kubus kelihatan lebih baik dengan permukaan matte.



Penutupan elektronik telah dibangunkan menggunakan Autodesk Fusion 360, dan kemudian dicetak pada pencetak 3D. Lubang segi empat tepat di dinding untuk suis dan beberapa lubang di belakang untuk memasang modul GY-521 menggunakan skru M3. Lampirkan papan pemproses TinyDuino ke plat bawah, yang kemudiannya mengunci kes dengan skru M2.2. Pertama, pasangkan suis dalam kes menggunakan gam panas, kemudian pasang modul GY-521, dan kemudian masukkan gasket dan bateri dengan berhati-hati.



Matriks LED dilampirkan pada papan suapan menggunakan penyambung Dupont, dan papan pemproses hanya boleh disambungkan dari bawah. Akhir sekali, gam papan litar cetakan bawah matriks LED ke perumahan menggunakan gam sejagat (UHU Hart).



Fail untuk percetakan dan firmware: