โครงงานนี้ใช้หลอดไฟ LED SMD ที่ติดกับแผงวงจรพิมพ์แก้ว ไฟ LED จะดับและสว่างขึ้นเพื่อจำลองการเคลื่อนที่ของทรายตามตำแหน่งของลูกบาศก์ 3D ในอวกาศ
ด้านล่างเป็นวิดีโอ 3 มิติที่ใช้งานจริง



รายการต่อไปนี้รวมถึงวัสดุที่จำเป็นในการสร้างคิวบ์:



144 ชิ้น หลอดไฟ LED SK6805-2427 ( )






การเคหะ

วัสดุและเครื่องมือเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับโครงการ

ไดร์เป่าผม
หัวแร้งบัดกรีแบบปลายบาง
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์เลเซอร์

ลวดเส้นเล็ก
หมุด PCB
วางประสานอุณหภูมิต่ำ
เฟอริกคลอไรด์

กาวธรรมดา (เช่น UHU Hart)
กาวซิลิโคน
กระดาษภาพถ่าย
อาซิโตน

การผลิต PCB แบบโปร่งใส

ปัญหาที่ชัดเจนเกี่ยวกับแผงวงจรพิมพ์คือพวกเขาไม่โปร่งใส ข้อมูลต่อไปนี้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทำแผงวงจรพิมพ์แบบโปร่งใส
ก่อนอื่นคุณต้องตัดสไลด์กล้องจุลทรรศน์เป็นชิ้นสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยใช้มีดแก้วขนาด 50.8 มม.



ดูวิดีโอนี้เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำ



ไฟล์. stl ที่แนบมามี รูปแบบ แม่แบบเพื่อให้ง่ายต่อการวัดความยาวที่ต้องการ คุณจะต้องใส่แว่นตา 4 อัน แต่จะดีกว่าถ้าทำกับขอบ 6 - 8 ชิ้น
.
หลังจากนั้นให้ตัดเทปทองแดงเป็นชิ้นที่มีขนาดใหญ่กว่าพื้นผิวกระจกตัดเล็กน้อย

ทำความสะอาดแผ่นฟอยล์ด้านหลังและทองแดงด้วยแอลกอฮอล์หรืออะซิโตนแล้วทากาวเข้าด้วยกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีฟองอากาศอยู่ภายใน ใช้ Norland NO81 ซึ่งเป็นกาว UV ที่แนะนำสำหรับการยึดติดกับโลหะกับกระจก แซนด์ด้านหนึ่งของฟอยล์ทองแดงด้วยกระดาษทรายเพื่อให้หยาบขึ้น เพื่อรักษากาวคุณสามารถใช้หลอด UV เพื่อตรวจธนบัตร



หลังจากที่กาวติดตั้งแล้วให้ตัดฟอยล์ตามขอบของพื้นผิวแก้ว

ภาพถ่ายแสดงแผงวงจรพิมพ์และลายฉลุสำหรับวางประสานจากโครงการของผู้เขียนคนหนึ่ง



ถ่ายโอนการออกแบบแผงวงจรพิมพ์จากกระดาษภาพถ่ายไปยังทองแดงในวิธีที่สะดวกสำหรับคุณ คุณสามารถใช้ LUT หรือวิธีที่ฉันอธิบาย ที่นี่.




ถัดไปจำหลักทองแดง (เป็นไปได้กับเฟอริกคลอไรด์ฉันใช้ส่วนผสมของเปอร์ออกไซด์มะนาวและเกลือธรรมดา)

ลบโทนเนอร์โดยใช้อะซิโตน

ผู้เขียนใช้ไฟ LED ขนาดใหญ่ SK6805-2427 ซึ่งช่วยให้การบัดกรีของพวกเขาสะดวกยิ่งขึ้น
ครอบคลุมแผ่นสัมผัสทั้งหมดด้วยหัวแร้งอุณหภูมิต่ำแล้วติดตั้ง LED ที่ด้านบนอย่าลืมสังเกตการวางแนวที่ถูกต้องของไฟ LED อ้างอิงแผนภาพที่แนบมา



ในการบัดกรีไฟ LED ที่ติดตั้งผู้เขียนวางแผงวงจรในเตาอบและทำให้ร้อนจนกว่าบัดกรีจะละลาย จริงฉันยังคงต้องใช้เครื่องเป่าผมในภายหลังเนื่องจากไฟ LED ไม่บัดกรีทั้งหมด



เพื่อทดสอบเมทริกซ์ LED คุณสามารถใช้ Arduino นาโนโหลดร่างเข้าไป Strandtest Adafruit NeoPixel และเชื่อมต่อกับเมทริกซ์โดยใช้ตัวเชื่อมต่อ Dupont

สำหรับแผงวงจรด้านล่างคุณจะต้องใช้แผงวงจรพิมพ์ขนาด 30x30 มม. จากนั้นประสานไปยังเคล็ดลับขาหลายที่หลังจากนั้นจะติดแผงวงจรพิมพ์แก้ว หมุด VCC และ GND เชื่อมต่อกันด้วยลวดทองแดงกระป๋องขนาดเล็ก จากนั้นให้ปิดที่เหลือทั้งหมดผ่านรูด้วยหัวแร้งเพราะมิฉะนั้นอีพอกซีอาจรั่วระหว่างการเท



ในการแนบเมทริกซ์ LED เข้ากับ PCB ด้านล่างให้ใช้กาวยูวี แต่มีความหนืดสูงกว่า (NO68) สำหรับการจัดตำแหน่งแผงวงจรพิมพ์ที่เหมาะสมให้ใช้เทมเพลตพิเศษ (ดูที่ไฟล์แนบ. stl) หลังจากติดกาวเข้ากับฐานแล้วแผงวงจรแก้วก็แกว่งไปมาเล็กน้อย แต่ก็ยิ่งแกร่งขึ้นหลังจากที่พวกเขาถูกบัดกรีไปที่การค้นพบบนเขียงหั่นขนม ในการทำเช่นนี้เพียงใช้หัวแร้งธรรมดาและหัวแร้งธรรมดา อีกครั้งมันเป็นเรื่องดีที่จะตรวจสอบแต่ละเมทริกซ์หลังจากการบัดกรี การเชื่อมต่อระหว่าง Din และ Dout ของแต่ละเมทริกซ์ทำโดยใช้ตัวเชื่อมต่อ Dupont ที่เชื่อมต่อกับหมุดที่ด้านล่างของเขียงหั่นขนม




เนื่องจากจำเป็นต้องทำให้ขนาดเคสเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จึงใช้ TinyDuino เป็นบอร์ดที่เข้ากันได้กับ Arduino ในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ ลองนึกภาพความสามารถในการใช้ Arduino Uno ให้เต็มขนาด 1/4! ชุดพื้นฐานซึ่งประกอบด้วยบอร์ดโปรเซสเซอร์พร้อมตัวเชื่อมต่อ USB สำหรับการเขียนโปรแกรมบอร์ดโปรโตสำหรับการเชื่อมต่อภายนอกรวมถึงแบตเตอรี่ LiPo ขนาดเล็ก ผู้เขียนกำลังจะซื้อ accelerometer 3 แกนซึ่งมีให้สำหรับใช้กับ TinyDuino แทนโมดูล GY-521 ที่เขาใช้ในโครงการนี้ สิ่งนี้จะทำให้วงจรกะทัดรัดยิ่งขึ้นและลดขนาดที่ต้องการของเคส แผนภาพของการชุมนุมนี้ค่อนข้างง่ายและได้รับด้านล่าง



มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกับบอร์ดตัวประมวลผล TinyDuino ซึ่งมีการเพิ่มสวิตช์ภายนอกหลังจากแบตเตอรี่ มีสวิตช์อยู่บนบอร์ดตัวประมวลผลแล้วมันสั้นมากเพื่อให้เข้ากับเคส การเชื่อมต่อกับเขียงหั่นขนมและโมดูล GY-521 นั้นทำขึ้นโดยใช้ขายึดที่ไม่อนุญาตให้มีการออกแบบที่กะทัดรัดที่สุด แต่ให้ความยืดหยุ่นมากกว่าการบัดกรีสายไฟโดยตรง ความยาวของสายไฟ / หน้าสัมผัสที่ด้านล่างของเขียงหั่นขนมควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ไม่เช่นนั้นคุณจะไม่สามารถเชื่อมต่อกับด้านบนของบอร์ดโปรเซสเซอร์ได้อีกต่อไป

หลังจากที่คุณรวบรวม อิเล็กทรอนิกส์คุณสามารถดาวน์โหลดรหัสที่แนบมาและยืนยันว่าทุกอย่างทำงานได้ รหัสประกอบด้วยภาพเคลื่อนไหวต่อไปนี้ที่คุณสามารถทำซ้ำได้ด้วยการเขย่า accelerometer

Rainbow: ภาพเคลื่อนไหว Rainbow จากห้องสมุด FastLED
Digital Sand: นี่เป็นส่วนเสริม Adafruits ภาพเคลื่อนไหวนำทราย ในสามมิติ พิกเซล LED จะเคลื่อนที่ตามค่าที่อ่านจากมาตรวัดความเร่ง
ฝนตก: พิกเซลตกจากบนลงล่างขึ้นอยู่กับความลาดชันที่วัดโดยมาตรวัดความเร่ง
Confetti: จุดสีแบบสุ่มที่กระพริบและหายไปจากห้องสมุด FastLED

การชุมนุม

การหาวัสดุที่เหมาะสมที่สามารถใช้เป็นแม่พิมพ์เป็นสิ่งสำคัญ หลังจากการทดสอบการทดลองที่ไม่ประสบความสำเร็จผู้เขียนพบว่าวิธีที่ดีที่สุดคือการพิมพ์รูปทรงสามมิติแล้วปิดด้วยกาวซิลิโคน พิมพ์หนึ่งเลเยอร์จากกล่องขนาด 30 x 30 x 60 มม. โดยใช้พารามิเตอร์“ spiralize outer contour” ในไฟล์ Cura (ไฟล์. stl) จากนั้นหุ้มด้วยซิลิโคนบาง ๆ ที่อยู่ด้านในซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการถอดแม่พิมพ์หลังจากเท แม่พิมพ์ติดอยู่กับแผงวงจรด้านล่างด้วยการใช้ซิลิโคนเคลือบหลุมร่องฟันตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีหลุมเพื่อให้เรซินไม่สามารถรั่วไหลออกมาและไม่เกิดช่องว่าง

หลังจากถอดแม่พิมพ์ออกคุณจะเห็นได้ว่าลูกบาศก์นั้นดูโปร่งใสมากเนื่องจากพื้นผิวที่เรียบของแม่พิมพ์ซิลิโคน อย่างไรก็ตามจะมีความผิดปกติบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงความหนาของชั้นซิลิโคน นอกจากนี้พื้นผิวด้านบนอาจผิดรูปใกล้กับขอบมากขึ้น



ดังนั้นผู้เขียนขัดกระแทกทั้งหมดด้วยกระดาษทราย ตอนแรกมันถูกวางแผนที่จะขัดคิวบ์ในตอนท้ายมันก็ตัดสินใจแล้วว่าลูกบาศก์นั้นดูดีกว่าด้วยพื้นผิวด้าน



ตู้อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาโดยใช้ Autodesk Fusion 360 จากนั้นพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ รูสี่เหลี่ยมในผนังสำหรับสวิตช์และหลายรูที่ด้านหลังเพื่อติดตั้งโมดูล GY-521 โดยใช้สกรู M3 ต่อบอร์ดโปรเซสเซอร์ TinyDuino เข้ากับแผ่นด้านล่างซึ่งล็อคตัวเรือนด้วยสกรู M2.2 ขั้นแรกให้ติดตั้งสวิตช์ในกรณีที่ใช้กาวร้อนแล้วติดตั้งโมดูล GY-521 แล้วใส่ปะเก็นและแบตเตอรี่อย่างระมัดระวัง



เมทริกซ์ LED ถูกแนบกับเขียงหั่นขนมโดยใช้ตัวเชื่อมต่อ Dupont และบอร์ดโปรเซสเซอร์สามารถเชื่อมต่อได้จากด้านล่าง ในที่สุดให้กาวแผงวงจรด้านล่างของเมทริกซ์ LED ไปยังที่อยู่อาศัยโดยใช้กาวสากล (UHU Hart)



ไฟล์สำหรับการพิมพ์และเฟิร์มแวร์: