Šajā projektā tiek izmantotas SMD gaismas diodes, kas piestiprinātas pie stikla iespiedshēmas plates. Gaismas diodes izslēdzas un iedegas, imitējot smilšu kustību atbilstoši 3D kuba novietojumam telpā.
Zemāk video 3D kubs darbībā.



Šajā sarakstā ir materiāli, kas nepieciešami kuba izveidošanai:



144 gab SK6805-2427 gaismas diodes ( )






Mājoklis

Projektam nepieciešamie papildu materiāli un rīki

Matu fēns
parasts plāns galu lodāmurs
3d printeris
lāzera printeris

plāns vads
PCB tapas
zemas temperatūras lodēšanas pasta
dzelzs hlorīds

parastā līme (piemēram, UHU Hart)
silikona hermētiķis
fotopapīrs
acetons

Caurspīdīgu PCB ražošana

Drukāto shēmu plates acīmredzamā problēma ir tā, ka tās nav caurspīdīgas. Tālāk ir sīki aprakstīts, kā izgatavot caurspīdīgas iespiedshēmas plates.
Vispirms mikroskopa priekšmetstikliņus jāsadala kvadrātveida gabalos, izmantojot 50,8 mm stikla griezēju.



Noskatieties šo video, lai saprastu, kā to izdarīt.



Pievienotajā .stl failā ir modeli veidni, lai būtu vieglāk izmērīt vēlamo garumu. Jums būs vajadzīgas 4 glāzes, bet labāk to darīt ar rezervi 6 - 8 gab
.
Pēc tam sagrieziet vara lenti gabalos, kas ir nedaudz lielāki nekā sagriezti stikla substrāti.

Notīriet pamatni un vara foliju ar spirtu vai acetonu un pēc tam salīmējiet tos kopā. Pārliecinieties, ka iekšpusē nav gaisa burbuļu. Izmantojiet Norland NO81, kas ir ātra UV līme, kas ieteicama metāla savienošanai ar stiklu. Vara folijas vienu pusi noslīpējiet ar smilšpapīru, lai tā būtu raupjāka. Lai sacietētu līmi, banknošu pārbaudei varat izmantot UV lampu.



Pēc tam, kad līme ir izveidojies, nogrieziet foliju gar stikla pamatnes malu.

Fotoattēlā parādīta iespiedshēmas plate un trafarets lodēšanas pastas iegūšanai no viena autora projekta.



Pārnesiet drukātās shēmas plates dizainu no fotopapīra uz vara, jebkurā jums ērtā veidā. Jūs varat izmantot LUT vai metodi, kuru es aprakstīju šeit.




Pēc tam kodiniet varu. (Tas ir iespējams ar dzelzs hlorīdu. Es izmantoju peroksīda, citrona un parastā sāls maisījumu).

Noņemiet toneri, izmantojot acetonu

Autore izmanto lielus gaismas diodes SK6805-2427, kas ievērojami atvieglo to lodēšanu.
Pārklājiet visus kontaktu spilventiņus ar lodēšanu zemā temperatūrā un pēc tam uzstādiet gaismas diodes augšpusē, atceroties ievērot pareizo gaismas diožu orientāciju, ievērojot pievienoto diagrammu.



Lai lodētu uzstādītās gaismas diodes, autors ievietoja shēmas plates cepeškrāsnī un sildīja tās, līdz lodēt izkusa. Tiesa, vēlāk man joprojām bija jāizmanto fēns, jo ne visi gaismas diodes bija labi lodēti.



Lai pārbaudītu LED matricu, varat to izmantot Arduino Nano, lai ielādētu skici Straftest Adafruit NeoPixel un savienojiet to ar matricu, izmantojot Dupont savienotāju.

Apakšējā iespiedshēmas plates gadījumā jums būs nepieciešams maizes plates iespiedshēmas plates gabals, kura izmērs ir 30x30 mm. Tad pielodējiet tam vairākus tapu padomus, kur pēc tam tiks piestiprinātas stikla iespiedshēmas plates. VCC un GND tapas tika savienotas, izmantojot nelielu konservēta vara stieples gabalu. Pēc tam visus atlikušos caurumus aizveriet ar lodēšanu, jo pretējā gadījumā epoksīds var noplūst ielejot.



Lai piestiprinātu LED matricu pie apakšējās PCB, izmantojiet UV līmi, bet ar augstāku viskozitāti (NO68). Lai pareizi izlīdzinātu iespiedshēmas plates, izmantojiet īpašu veidni (skat. Pievienoto .stl failu). Pēc līmēšanas pie pamatnes stikla shēmas plates nedaudz sašūpojās, bet kļuva cietākas pēc tam, kad tās bija pielodētas pie atradumiem uz maizes dēļa. Lai to izdarītu, vienkārši izmantojiet parasto lodāmuru un parasto lodmetālu. Atkal ir patīkami pārbaudīt katru matricu pēc lodēšanas. Savienojumi starp atsevišķo matricu Din un Dout tika veikti, izmantojot Dupont savienotājus, kas savienoti ar tapām maizes dēļa apakšā.




Tā kā korpuss ir jāpadara pēc iespējas mazāks, tiek izmantots TinyDuino. ir Arduino savietojama tāfele īpaši kompaktā iepakojumā. Iedomājieties, kā varētu iegūt pilnu Arduino Uno jaudu 1/4 izmērā! Pamata komplekts, kurā ietilpst procesora plate, ar USB savienotāju programmēšanai, proto-plate ārējiem savienojumiem, kā arī neliels LiPo akumulators. Autors arī plānoja iegādāties 3 asu akselerometru, kas tiek piedāvāts lietošanai ar TinyDuino, tā moduļa GY-521 vietā, kuru viņš izmantoja šajā projektā. Tas padarītu ķēdi vēl kompaktāku un samazinātu nepieciešamos lietas izmērus. Šīs montāžas shēma ir diezgan vienkārša, un tā ir sniegta zemāk.



Dažas izmaiņas tika veiktas TinyDuino procesora panelī, kur pēc akumulatora tika pievienots ārējs slēdzis. Procesora panelī jau ir slēdzis, tas bija tikai īss, lai ietilptu korpusā. Savienojumi ar maizes dēli un GY-521 moduli tiek veikti, izmantojot tapu stiprinājumus, kas nepieļauj viskompaktāko dizainu, bet nodrošina lielāku elastību nekā tieša vadu lodēšana. Vadu / kontaktu garumam maizes dēļa apakšā jābūt pēc iespējas īsākam, pretējā gadījumā to vairs nevar savienot ar procesora plates augšpusi.

Pēc tam, kad esat savācis elektronika, varat lejupielādēt pievienoto kodu un pārbaudīt, vai viss darbojas. Kodā ietilpst šādas animācijas, kuras varat atkārtot, pakratot akselerometru.

Varavīksne: Varavīksnes animācija no bibliotēkas Gavēni
Digital Sand: Šis ir paplašinājums Adafruits animētās led smiltis trīs dimensijās. LED pikseļi pārvietosies atbilstoši vērtībām, kas nolasītas no akselerometra.
Lietus: pikseļi krīt no augšas uz leju atkarībā no slīpuma, ko mēra ar akselerometru
Konfeti: nejauši krāsaini plankumi, kas mirgo un izzūd no bibliotēkas Gavēni

Montāža

Bija svarīgi atrast piemērotu materiālu, kuru varētu izmantot kā veidni. Pēc dažiem neveiksmīgiem izmēģinājumu testiem autore secināja, ka labākais veids ir izdrukāt trīsdimensiju formu un pēc tam pārklāt ar silikona hermētiķi. Izdrukājiet vienu kārtu no 30 x 30 x 60 mm kastes, izmantojot Cura faila parametru “spirālizēt ārējo kontūru” (.stl fails). Pēc tam iekšpusē pārklājiet to ar plānu silikona kārtu, kas pēc ieliešanas ļoti viegli noņems veidni. Veidne tika piestiprināta pie apakšējās shēmas plates, izmantojot arī silikona hermētiķi.Pārliecinieties, ka nav caurumu, lai sveķi nevarētu izplūst un neveidotos tukšumi.

Pēc pelējuma noņemšanas var redzēt, ka kubs izskatās ļoti caurspīdīgs, pateicoties silikona veidnes gludajai virsmai. Tomēr ar silikona slāņa biezuma izmaiņām būs saistītas dažas neatbilstības. Arī augšējā virsma var būt deformēta tuvāk malām.



Tāpēc autore visus izciļņus noslīpēja ar smilšpapīru. Sākotnēji bija plānots pulēt kubu, galu galā tika nolemts, ka kubs izskatās labāk ar matētu virsmu.



Elektronikas korpuss tika izstrādāts, izmantojot Autodesk Fusion 360, un pēc tam tika izdrukāts uz 3D printera. Taisnstūra caurums sienā slēdzim un vairāki caurumi aizmugurē, lai uzstādītu GY-521 moduli, izmantojot M3 skrūves. Pievienojiet TinyDuino procesora plati apakšējai plāksnei, kas pēc tam nofiksē korpusu ar M2.2 skrūvēm. Vispirms uzstādiet slēdzi korpusā, izmantojot karstu līmi, pēc tam uzstādiet GY-521 moduli un pēc tam uzmanīgi ievietojiet blīvi un akumulatoru.



LED matrica tika piestiprināta pie maizes tāfeles, izmantojot Dupont savienotājus, un procesora plati var vienkārši savienot no apakšas. Visbeidzot, ar universālo līmi (UHU Hart), pielīmējiet korpuss LED matricas iespiesto shēmu.



Faili drukāšanai un programmaparatūrai: