4x4x4 DotStar LED კუბი მინის PCB– ზე: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ პროექტის შთაგონება სხვა პატარა LED კუბურებიდან მოდის, როგორიცაა HariFun და nqtronix. ორივე ეს პროექტი იყენებს SMD LED- ებს კუბის ასაშენებლად მართლაც მცირე ზომებით, თუმცა ინდივიდუალური LED- ები დაკავშირებულია მავთულხლართებით. ჩემი იდეა იყო ნაცვლად იმისა, რომ LED- ები დამეყენებინა PCB- ზე, როგორც ეს განკუთვნილი იყო ზედაპირზე დასამაგრებელი ნაწილებისთვის. ეს ასევე გადაჭრის LED- ების მოწესრიგების პრობლემას მატრიცაში იმავე დისტანციებით, რაც ხშირად შეიძლება სახიფათო იყოს მათი სადენებით შეერთებისას. PCB– ების აშკარა პრობლემა ის არის, რომ ისინი გაუმჭვირვალეა და, შესაბამისად, ცალკეული ფენები იმალებოდა ერთმანეთის უკან. ამის გათვალისწინებით ვთვალიერებდი ინტერნეტში, მე წავაწყდი CNLohr– ის მითითებებს, თუ როგორ უნდა გამჭვირვალე მინის PCB– ები. ასე გამიჩნდა იდეა შუშის PCB- ებზე დამონტაჟებული SMD LED- ებიდან პატარა კუბის გაკეთება. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის მსოფლიოში ყველაზე პატარა LED კუბი (ეს სათაური ალბათ მაინც nqtronix- ს ეკუთვნის), მე ვფიქრობ, რომ შუშის PCB- ები სასიამოვნო ახალ შეხებას მატებს უკვე არსებული LED კუბების მრავალფეროვნებას.

ნაბიჯი 1: მასალების შედგენა

LED კუბი შედგება რამდენიმე მასალისგან, როგორც ქვემოთ ჩამოთვლილია

• მიკროსკოპის სლაიდები (25.4 x 76.2 x 1 მმ), მაგ. amazon.de
• სპილენძის ლენტი (0.035 x 30 მმ), მაგ. ebay.de
• DotStar მიკრო LED- ები (APA102-2020), მაგ. ადაფრუტი ან ალიექსპრესი
• PCB დაფის პროტოტიპი (50 x 70 მმ), მაგ. amazon.de
• არდუინო ნანო, მაგ. amazon.de
• PCB გამყოფი, მაგ. amazon.de ან aliexpress

მიკროსკოპის სლაიდები იქნება PCB– ის სუბსტრატი. მე გადავწყვიტე მათი მოჭრა კვადრატულ ნაწილებად 25.4 x 25.4 მმ ზომის. სპილენძის კილიტა უნდა იყოს საკმარისად თხელი გრავირებისთვის, ხოლო 1 მლ (0.025 მმ) ჩვეულებრივ სტანდარტულია PCB– ებისთვის, 0.035 მმ სისქე კარგად მუშაობს. რა თქმა უნდა სპილენძის ფირის სიგანე უნდა იყოს 25.4 მმ -ზე მეტი შუშის სუბსტრატის დასაფარავად. მე გადავწყვიტე გამოვიყენო DotStar LED- ები 2020 წლის პატარა პაკეტში. ამ LED- ებს აქვთ ჩამონტაჟებული კონტროლერი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მიმართოთ ყველა LED- ს ერთი მონაცემთა ხაზით, ანუ არ არის საჭირო ცვლის რეგისტრები ან ჩარლიპლექსი. როგორც ჩანს, არსებობს DotStar LED- ების ბალიშის ორი განსხვავებული ფორმატი (იხ. ზემოთ). PCB განლაგება, რომელიც მე შევიმუშავე არის ის, რაც ნაჩვენებია მარცხნივ. კუბისთვის დაგჭირდებათ 64 ები, მე შევუკვეთე 100 ცალი სათადარიგო ნაწილები, რომლებიც ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მომავალი პროექტებისთვის. ყველაფერი დამონტაჟდება PCB დაფის პროტოტიპზე, რომელიც უნდა იყოს საკმარისად დიდი ისე, რომ არდუინო ნანო მოერგოს მას. 50 x 70 მმ ორმხრივი დაფისგან დავჭერი უფრო პატარა ნაჭერი (ცალმხრივიც იმუშავებს). PCB spacers იქნება კვარცხლბეკის ბაზაზე. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ თხელი მავთულები PCB პროტოტიპზე კავშირების დასამყარებლად და შესაძლოა ტესტირებისთვის "დიუპონის კაბელები".

კუბის დასამზადებლად ასევე დაგჭირდებათ შემდეგი ქიმიკატები

• რკინის ქლორიდის ხსნარი
• აცეტონი
• ეპოქსიდური წებო, მაგ. ნორლანდი NO81 ან NO61
• soldering პასტა
• ნაკადი
• ზოგადი დანიშნულების წებო, მაგ. უჰუ ჰარტი

შუშის სუბსტრატების სპილენძის ამოსაღებად მე მივიღე 40% რკინის ქლორიდის ხსნარი ელექტრონიკის ადგილობრივი მაღაზიიდან. მე გამოვიყენე რკინის ქლორიდი, რადგან ის იაფი და ადვილად ხელმისაწვდომია, თუმცა, არსებობს უარყოფითი მხარეები და თქვენ ასევე უნდა გაითვალისწინოთ სხვა ეჩანტები, როგორიცაა ნატრიუმის პერსულფატი. მიმოხილვა სხვადასხვა etchants და მათი დადებითი და უარყოფითი მხარეები შეგიძლიათ იხილოთ აქ. მე გავაკეთე PCB ტონერის გადაცემის მეთოდით და გამოვიყენე აცეტონი ტონერის ამოღების შემდეგ. შუშის სუბსტრატზე სპილენძის კილიტა რომ წებოთ, თქვენ უნდა მიიღოთ გამჭვირვალე ეპოქსიდური წებო, რომელიც ტემპერატურისადმი მდგრადია (შედუღების გამო) და იდეალურად მდგრადია აცეტონის მიმართ. აღმოვაჩინე, რომ განსაკუთრებით ძნელია ამ უკანასკნელის პოვნა, თუმცა, ეპოქსიდთა უმეტესობა რბილი წინააღმდეგობა აქვს აცეტონს, რაც საკმარისია ჩვენი მიზნისთვის, რადგან ჩვენ მხოლოდ ზედაპირის გაწმენდა გვიწევს. მე გადავწყვიტე გამოვიყენო UV სამკურნალო ეპოქსია Norland NO81, ძირითადად იმიტომ, რომ ვმუშაობ კომპანიაში, რომელიც ყიდის ნივთებს. დასასრულს მე არ ვიყავი ძალიან ბედნიერი, რადგან ეპოქსია არ იყო ძალიან კარგად გამყარებული შუშის სუბსტრატზე, თუმცა ის განსაკუთრებით განკუთვნილია მინაზე ლითონის შესაერთებლად. თავის სახელმძღვანელოში CNLohr იყენებს ამ ეპოქსიას, რომლის ალტერნატივადაც გსურთ განვიხილოთ. PCB– ზე LED- ების დასაყენებლად დაგჭირდებათ შედუღების პასტა, მე გირჩევთ ერთს დაბალი დნობის წერტილით, რათა შეამციროთ სტრესი LED- ებისა და ეპოქსიდებისთვის. თქვენ ასევე უნდა მიიღოთ გარკვეული ნაკადი შედუღების ხიდების დასაფიქსირებლად. დაბოლოს, ჩვენ დაგვჭირდება წებოვანი შუშის PCB– ების ბაზაზე დასაწებებლად. მე გამოვიყენე ზოგადი დანიშნულების წებოვანი UHU Hart, მაგრამ შეიძლება უკეთესი ვარიანტები იყოს.

გარდა ამისა, თქვენ დაგჭირდებათ შემდეგი ინსტრუმენტები ამ მშენებლობისთვის.

• ლაზერული პრინტერი
• ლამინირება
• მინის საჭრელი
• ცხელი ჰაერის შედუღების სადგური
• soldering რკინის პატარა წვერი

ლაზერული პრინტერი საჭიროა ტონერის გადაცემის მეთოდისთვის, ჭავლური პრინტერი აქ არ იმუშავებს. მე გამოვიყენე ლამინატორი ტონერის სპილენძზე გადასატანად. მიუხედავად იმისა, რომ ამის გაკეთება რკინითაც არის შესაძლებელი, აღმოვაჩინე, რომ ლამინატორი უკეთეს შედეგს იძლევა. ცხელი ჰაერის შესადუღებელი სადგური განკუთვნილია SMD LED- ების დასაყენებლად, ასევე შესაძლებელია (და შესაძლოა უფრო მოსახერხებელიც) ამის გაკეთება ცხელი ფირფიტით ან რეფლუქს ღუმელით, მაგრამ თქვენ შეიძლება კვლავ დაგჭირდეთ ცხელი ჰაერის გამაგრილებელი სადგური გადამუშავებისთვის. გარდა ამისა, გამწოვი რკინა მცირე წვერით რეკომენდირებულია შედუღების ხიდების დასაფიქსირებლად და კავშირების დასადგენად ძირითად PCB- ზე. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ მინის საჭრელი მიკროსკოპის სლაიდების კვადრატულ ნაწილებად დაჭრისთვის.

ნაბიჯი 2: ბეჭდვა PCB განლაგება

DotStar LED- ები დამონტაჟდება 4 იდენტურ PCB- ზე, რომელთაგან თითოეული შეიცავს 4x4 LED- ების მასივს. მე გავაკეთე PCB– ების განლაგება Eagle– ით და ექსპორტი გავაკეთე pdf ფაილში. შემდეგ მე დავასახელე განლაგება, დავალაგე რამოდენიმე ერთ გვერდზე და ასევე დავამატე ნიშნები მათი ამოჭრის შემდეგ. ეს pdf ფაილი შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ქვემოთ. მე ასევე დავურთე Eagle ფაილები იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ რაიმე ცვლილებები შეიტანოთ დაფის განლაგებაში. გარდა ამისა, მე გავაკეთე განლაგება solder stencil რომელიც შეიძლება etched იმავე სპილენძის კილიტა. შაბლონი არჩევითია, მაგრამ ეს აადვილებს გამდნარი პასტის გავრცელებას PCB– ზე. როგორც უკვე აღვნიშნეთ განლაგება უნდა იყოს დაბეჭდილი ლაზერული პრინტერით. თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ჩვეულებრივი ქაღალდი, მაგრამ ნაცვლად უნდა გამოიყენოთ რაიმე სახის პრიალა ქაღალდი. არსებობს სპეციალური სახის ტონერის გადაცემის ქაღალდი (იხ. მაგ. აქ), მაგრამ ბევრი ადამიანი იყენებს ქაღალდს ჟურნალებიდან (მაგ. IKEA კატალოგი). ტონერის გადაცემის ქაღალდის უპირატესობა ის არის, რომ უფრო ადვილია ქაღალდის ამოღება სპილენძიდან გადატანის შემდეგ. მე შევეცადე ეს ტონერის გადაცემის ქაღალდი და ასევე რამდენიმე ჟურნალის გვერდი და აღმოვაჩინე, რომ ჟურნალის გვერდები კიდევ უფრო კარგად მუშაობდა. ჩემი ტონერის გადაცემის ქაღალდის პრობლემა ის იყო, რომ ტონერი ხანდახან იშლებოდა ადრე, მაგ. ინდივიდუალური განლაგების ამოჭრისას მე გირჩევთ გამოიყენოთ სხვა ბრენდი. CNLohr– ის უკვე ნახსენები გაკვეთილში ის იყენებს ამ ბრენდს, რომელიც შეიძლება უკეთესად იმუშაოს. PCB– ების განლაგების დაბეჭდვისა და შაბლონის შედუღების შემდეგ ამოჭერით ისინი ზუსტი დანით. პრინციპში, თქვენ გჭირდებათ მხოლოდ ოთხი PCB განლაგება და ერთი შაბლონი, მაგრამ ნამდვილად სასარგებლოა მინიმუმ ორჯერ მეტი, ვიდრე ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ყველა გადარიცხვა იმუშავებს.

ნაბიჯი 3: მინაზე დაფარული სპილენძის დამზადება

თავიდან თქვენ უნდა გაჭრათ მიკროსკოპის სლაიდები კვადრატულ ნაწილებად შუშის საჭრელის გამოყენებით. მოხერხებულად შეგიძლიათ იხილოთ YouTube– ზე თითქმის ყველაფრის სახელმძღვანელო. "მიკროსკოპის სლაიდების მოჭრის" ძებნით მე ვიპოვე ეს გაკვეთილი, რომელიც გიჩვენებთ როგორ კეთდება. ცოტა სახიფათოა, რომ ეს ლამაზად იმუშაოს და მე დავკარგე ბევრი მიკროსკოპის სლაიდი, მაგრამ თუ თქვენ შეუკვეთეთ 100 ცალი, როგორც მე, თქვენ საკმარისზე მეტი უნდა გქონდეთ. კიდევ ერთხელ, მე გირჩევთ გააკეთოთ მინიმუმ ორჯერ მეტი სუბსტრატი, ვიდრე საჭიროა (დაახლოებით 8-10), ვიდრე თქვენ ალბათ დაუშვებთ შეცდომებს გზაზე. ამის შემდეგ სპილენძის ლენტი გაჭერით ნაწილებად, რომლებიც ოდნავ აღემატება კვადრატულ შუშის სუბსტრატებს. გაასუფთავეთ როგორც სუბსტრატი, ასევე სპილენძის კილიტა ალკოჰოლით ან აცეტონით და შემდეგ ერთმანეთთან მიამაგრეთ. დარწმუნდით, რომ არ არის ჰაერის ბუშტუკები წებოს შიგნით. როგორც უკვე აღვნიშნე, მე გამოვიყენე Norland NO81, რომელიც არის ულტრაიისფერი სხივების გამამხნევებელი წებო, რომელიც რეკომენდირებულია მინაზე ლითონის შესაერთებლად. მე ასევე მივყევი CNLohr– ის მითითებებს და გავამკაცრე სპილენძის კილიტა, რათა ის უკეთესად მიეკრო მინას. რეტროსპექტული თვალსაზრისით, მე ალბათ ამას გავაკეთებ უხეშობის გარეშე, რადგან ამან გამოიწვია შუქის გადაცემა PCB– ებით ოდნავ დიფუზურად და მე მირჩევნია, რომ ისინი უფრო მკაფიოდ გამოიყურებოდეს. გარდა ამისა, მე არ ვიყავი კმაყოფილი იმით, თუ რამდენად კარგად წებოვდა ჭიქა მინაზე და აღმოვაჩინე, რომ კიდეები ზოგჯერ იხსნება. არ ვარ დარწმუნებული, ეს გამოწვეული იყო არასათანადო შეხორცებით თუ თავად წებოს გამო. მომავალში აუცილებლად გამოვცდი სხვა ბრენდებს. სამკურნალოდ გამოვიყენე ულტრაიისფერი ნათურა ბანკნოტების შესამოწმებლად, რომლებსაც შემთხვევით ჰქონდა გამოსხივების პიკი ტალღის სწორ სიგრძეზე (365 ნმ). გაჯანსაღების შემდეგ მე მოვიცილე გადაფარებული სპილენძი ზუსტი დანით. იყიდება solder stencil მე ასევე მოჭრილი ზოგიერთი დამატებითი ცალი სპილენძის კილიტა გარეშე gluing მათ სუბსტრატს.

ნაბიჯი 4: PCB განლაგების გადატანა

ახლა ლაზერული ანაბეჭდის ტონიკი უნდა გადავიდეს სპილენძზე, რაც ხდება სითბოს და ზეწოლის შედეგად. თავიდან ვცადე ეს რკინით, მაგრამ შემდეგ გამოვიყენე ლამინატორი. ზემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ორივე ტექნიკის შედარებას PCB განლაგების ადრინდელ ვერსიასთან. როგორც ჩანს ლამინატორმა გაცილებით უკეთესი შედეგი გამოიღო. ადამიანების უმეტესობა იყენებს მოდიფიცირებულ ლამინატორს, რომელიც შეიძლება გაცხელდეს უფრო მაღალ ტემპერატურაზე. თავის სახელმძღვანელოში CNLohr პირველად იყენებს ლამინატორს და შემდეგ ასევე ათბობს მას რკინით. მე უბრალოდ გამოვიყენე სტანდარტული ლამინატორი და უთო, რომელიც მშვენივრად მუშაობდა. გადასატანად, ლაზერული ანაბეჭდი სპილენძზე გადმოვიღე და დავაფიქსირე წებოვანი ლენტით. შემდეგ დავკეცე იგი ქაღალდის პატარა ნაჭრებად და გავატარე ლამინიატორში დაახლოებით 8-10-ჯერ, როცა თავდაყირა ვტრიალებდი ყოველი სირბილის შემდეგ. ამის შემდეგ ლაზერული ანაბეჭდით ჩავასხი სუბსტრატი წყლის თასში და დავტოვე გაჟღენთილი რამდენიმე წუთის განმავლობაში, შემდეგ ფრთხილად მოვხსენი ქაღალდი. თუ იყენებთ ტონერის გადასატან ქაღალდს, ქაღალდი ჩვეულებრივ ადვილად იშლება ნარჩენების დატოვების გარეშე. ჟურნალის ქაღალდისთვის მომიწია ცალი თითის ნაზად მოშორება დარჩენილი ქაღალდი. თუ გადაცემა ვერ მოხერხდა, შეგიძლიათ უბრალოდ ამოიღოთ ტონერი სპილენძიდან აცეტონით და სცადოთ ხელახლა. Solder stencil განლაგება გადავიდა შიშველი სპილენძის კილიტა იმავე გზით.

ნაბიჯი 5: სპილენძის გრავირება

ახლა დროა სპილენძის გრავირება. ამ პროცესის დროს სპილენძი ამოიღება სუბსტრატიდან იმ რეგიონების გარდა, სადაც ის დაცულია ტონერით. იმისათვის, რომ დაიცვათ სპილენძის კილიტა უკანა მხარეზე, შეგიძლიათ უბრალოდ შეღებოთ იგი მუდმივი მარკერით. უნდა აღვნიშნო, რომ თქვენ, რა თქმა უნდა, უნდა მიიღოთ გარკვეული დამცავი ზომები ეტლანტთან მუშაობისას, როგორიცაა რკინის ქლორიდი. მიუხედავად იმისა, რომ რკინის ქლორიდი არ იწვის თქვენს კანზე, ის მაინც გამოიმუშავებს უსიამოვნო ყვითელ-ყავისფერ ლაქებს, ამიტომ ხელთათმანები აუცილებლად გირჩევთ. ასევე თქვენ ალბათ არ გაგიკვირდებათ ის ფაქტი, რომ მჟავა საზიანოა თქვენი თვალებისთვის, ასე რომ თქვენ უნდა ატაროთ დამცავი სათვალე. რამდენადაც მე მესმის, გრავირების დროს არ წარმოიქმნება გაზი, მაგრამ თქვენ მაინც გინდათ ამის გაკეთება კარგად ვენტილირებად ადგილას, რადგან სუფთა ჰაერი ყოველთვის კარგია თქვენთვის;-) შეავსეთ რკინის ქლორიდის ხსნარი პატარა კონტეინერში (შეგიძლიათ დაიცვათ თქვენი სამუშაო ადგილი შემთხვევითი დაღვრისგან მოათავსეთ იგი შემდეგ უფრო დიდ კონტეინერში). PCB– ების ჩადგმისას, მე კვლავ მივყევი CNLohr– ის მითითებებს და სუბსტრატები სახეზე ჩამოვუშვი თხევადში, რათა ისინი დარჩნენ თავზე მცურავზე. ეს არის ძალიან მოსახერხებელი, რადგან თქვენ ზუსტად იცით როდის დასრულდება გრავირება, რასაც სხვაგვარად ვერ ხედავთ ყავისფერ ხსნარში, რომელიც კიდევ უფრო ბნელდება გრავირების დროს. გარდა ამისა, ის ასევე ინარჩუნებს გარკვეულ კონვექციას სუბსტრატების ქვემოთ. ჩემთვის შეღებვის პროცესი დაახლოებით 20 წუთი გაგრძელდა. ყველა არასასურველი სპილენძის ამოჭრის შემდეგ, ჩამოიბანეთ PCB წყლით და გაშრეთ. თქვენ უნდა დარჩეთ ლამაზი გამჭვირვალე მინის PCB. ბოლო რაც უნდა გააკეთოთ არის ტონერის ამოღება სპილენძის კვალიდან აცეტონით. უბრალოდ ნაზად გაწურეთ ზედაპირი მასთან ერთად, რადგან აცეტონი ასევე დაესხმება წებოს. გთხოვთ, არ ჩამოიბანოთ გამოყენებული რკინის ქლორიდი კანალიზაციაში, რადგან ის საზიანოა გარემოსთვის (და, შესაძლოა, ასევე გაამჟღავნოს თქვენი მილები). შეაგროვეთ ყველაფერი კონტეინერში და სწორად გადაყარეთ.

ნაბიჯი 6: LED- ების შედუღება

თქვენი აღჭურვილობისა და SMD შედუღების უნარ -ჩვევებიდან გამომდინარე, შემდეგი ნაწილი შეიძლება საკმაოდ შრომატევადი იყოს. პირველ რიგში, თქვენ უნდა მიიღოთ შედუღების პასტა PCB– ის ბალიშებზე, სადაც LED- ები იქნება დაკავშირებული. თუ თქვენ გაქვთ ამოტვიფრული შაბლონი, შეგიძლიათ მიამაგროთ იგი PCB- ზე წებოვანი ლენტით და შემდეგ გულუხვად გაანაწილეთ პასტა მთელზე. ალტერნატიულად, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ კბილის ჩხირი, რათა თითოეულ ბალიშზე მოათავსოთ მცირე რაოდენობით გამდნარი პასტა. ამის შემდეგ ჩვეულებრივი რამ იქნება LED- ების განთავსება და შემდეგ ყველაფერი ჩადება შევსების ღუმელში (= ტოსტერი ღუმელში მრავალი ელექტრონული მოყვარულისთვის) ან ცხელ თეფშზე. თუმცა, მე აღმოვაჩინე, რომ ეს ზოგადად გამოიმუშავებს შედუღების ხიდებს, რომელთა ამოღება ძალიან ძნელია შემდეგ, რადგან თქვენ ვერ შეხვალთ LED- ების ქვემოთ მდებარე ბალიშებზე. ამ მიზეზით, მე ჯერ გავადნე გამათბობელი ჩემი ცხელი საჰაერო სადგურით, შემდეგ კი გავამაგრე ყველა გამწოვი ხიდი გამაგრილებელი რკინით, ნაკადად და გამდნარი ლენტებით, ზედმეტი შედუღების მოსაშორებლად. შემდეგ LED- ები სათითაოდ შევაერთე ცხელი ჰაერით. რა თქმა უნდა, უფრო სწრაფი მეთოდი იქნება ცხელი ფირფიტის ან ღუმელის გამოყენება, მაგრამ ჩემი მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ PCB ყოველი ნაბიჯის შემდეგ. ასევე ჩემთვის შედუღებას თითქმის აქვს მედიტაციური განწყობა;-). გაუფრთხილდით LED- ების შედუღებას სწორ ორიენტაციაში, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ სქემატურში. ტესტირებისთვის მე გამოვიყენე "ყველაზე უცნაური" მაგალითი adafruit DotStar ბიბლიოთეკიდან და დავუკავშირე SDI, CKI და GND მავთულები, როგორც ზემოთ ნაჩვენებია. გამოდის, რომ VCC კავშირი არ არის საჭირო LED- ების განათებისთვის, მაგრამ მე დავინახე, რომ პირველი LED- ის წითელი და ლურჯი ფერი ყოველთვის ერთდროულად ანათებდა. ეს არ იყო შემთხვევა, როდესაც VCC ასევე დაკავშირებულია, თუმცა, ძნელია ოთხივე მავთულის დაკავშირება, თუ ხელების ნორმალური რაოდენობა გაქვთ;-).

ნაბიჯი 7: მოამზადეთ ბაზის PCB

მას შემდეგ რაც დაასრულებთ ყველა შუშის PCB- ებს LED- ებთან ერთად, დროა მოამზადოთ ქვედა PCB, სადაც ისინი დამონტაჟდება. მე დავჭრა ნაჭერი 18x19 პროტოტიპის PCB– ის ხვრელებით, რომელიც იძლევა საკმარის ადგილს ყველა კომპონენტის დასამაგრებლად და ყველა საჭირო კავშირისთვის და ასევე აქვს ოთხი ხვრელი გაბურღული კიდეებზე, სადაც PCB სტეიტერები შეიძლება იყოს დამაგრებული. შეიძლება PCB კიდევ უფრო პატარა გახდეს არდუინო მიკრო ნაცვლად არდუინო ნანოსა და მცირე დიამეტრის მქონე გამყოფების არჩევით. PCB- ის სქემა ნაჩვენებია ზემოთ. თავდაპირველად თქვენ უნდა შეაერთოთ arduino– ს ქინძისთავები PCB– ზე arduino– ზე დამაგრების გარეშე, რადგან ზოგიერთი მავთული არდუინოს ქვემოთ უნდა იყოს (რა თქმა უნდა, მე ეს პირველად გავაკეთე არასწორად). ასევე დარწმუნდით, რომ ქინძისთავების უფრო გრძელი მხარე მოპირკეთებულია PCB– სთვის (ანუ არდუინო მიმაგრდება უფრო გრძელ მხარეს). შემდეგ გამოიყენეთ თხელი მავთული, რათა დაამყაროთ კავშირები, როგორც ეს მოცემულია სქემატურ სქემაში. ყველა მავთული გადის PCB– ის ბოლოში, მაგრამ არის შეკრული ზედა ნაწილში. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ ასევე უნდა შექმნათ ოთხი შედუღების ხიდი, რათა დაამყაროთ კავშირი VCC, GND, SDI და CKI არდუინოს ქინძისთავებთან. VCC იქნება დაკავშირებული arduino 5 V პინთან, GND to GND, SDI to D10 და CKI to D9. გაყვანილობა იმაზე ოდნავ ბინძური აღმოჩნდა, ვიდრე მეგონა, თუმცა შევეცადე ყველაფერი მომეწყო ისე, რომ რაც შეიძლება ნაკლები კავშირი დაგჭირდეს.

ნაბიჯი 8: მიამაგრეთ შუშის PCB- ები

საბოლოოდ შეგიძლიათ შეკრების ბოლო ეტაპის გაკეთება, ანუ შუშის სუბსტრატების მიმაგრება ბაზაზე. მე დავიწყე წინა ფენით, რომელიც მდებარეობს ბაზის გვერდით, რომელიც უფრო ახლოს არის არდუინოსთან. ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ყველა ფენა მას შემდეგ, რაც იგი დამონტაჟებულია, რადგან სიგნალი გადის წინადან უკნიდან. თუმცა, როგორც solder ბალიშები წინაშე წინ ეს ხდის soldering სხვა ფენების ცოტა ართულებს, როგორც თქვენ უნდა მიაღწიოს მათ შორის თქვენი soldering რკინის. PCB- ის დასამაგრებლად, მცირე ზომის წებოვანი (UHU Hart) შევიტანე შუშის PCB- ების ქვედა კიდეზე (სადაც ბალიშები მდებარეობს), შემდეგ კი მტკიცედ დავაჭირე იგი ძირს და დაველოდე სანამ გონივრულად კარგად არ ჩერდებოდა. ამის შემდეგ, მე დავამატე კიდევ რამდენიმე წებო ბოლოში PCB– ის უკანა მხარეს (შედუღების ბალიშების საპირისპიროდ). სიმართლე გითხრათ, მე არ ვარ 100% -ით კმაყოფილი შედეგით, რადგან მე ვერ მოვახერხე PCB- ების ზუსტად ვერტიკალურად დაყენება. შეიძლება უკეთესი იყოს რაიმე სახის ჯაგის გაკეთება, რათა უზრუნველყოს, რომ ფენები დარჩეს ვერტიკალურად, სანამ წებო მთლიანად არ გაშრება. თითოეული ფენის დამონტაჟების შემდეგ მე ვაკეთებ გამწოვებელ კავშირებს ბოლოში მოთავსებულ ექვს ბალიშზე გულუხვი რაოდენობის პასტაზე ისე, რომ ისინი დაუკავშირდნენ ქვედა პლეიბორდის შესაბამის შედუღების წერტილებს. შედუღების მიზნით მე არ გამოვიყენე ცხელი ჰაერი, არამედ ჩემი ჩვეულებრივი გამაგრილებელი რკინა. გაითვალისწინეთ, რომ ბოლო ფენისთვის თქვენ მხოლოდ ოთხი ბალიში უნდა დააკავშიროთ. ყოველი ფენის დამონტაჟების შემდეგ მე შევამოწმე კუბი "strandtest" მაგალითის კოდით. აღმოჩნდა, რომ, მიუხედავად იმისა, რომ მე ყოველ ფენას წინასწარ ვამოწმებდი, იყო ცუდი კავშირები და მომიწია ორი LED- ის ხელახლა გაყიდვა. ეს განსაკუთრებით მაღიზიანებდა, ვინაიდან ერთი მათგანი მეორე ფენაში იყო და მე შუალედში უნდა მივსულიყავი ჩემი სითბოს იარაღით. როგორც კი ყველაფერი მუშაობთ, მშენებლობა დასრულდება. გილოცავთ!

ნაბიჯი 9: კოდის ატვირთვა

მე უბრალოდ გავაკეთე ესკიზის მარტივი მაგალითი რამდენიმე ანიმაციით, რომელიც ნაჩვენებია ზემოთ ვიდეოში. კოდი იყენებს FastLED ბიბლიოთეკას და ემყარება DemoReel100 მაგალითს. მე ნამდვილად მომწონს ეს ბიბლიოთეკა, რადგან ის უკვე უზრუნველყოფს ფუნქციებს ფერისა და სიკაშკაშის შესამცირებლად, რაც აადვილებს შესანიშნავი გარეგნობის ანიმაციების შექმნას. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ თქვენ განაგრძოთ კიდევ რამდენიმე ანიმაციის შექმნა და შესაძლოა გაუზიაროთ თქვენი კოდი კომენტარების განყოფილებაში. მაგალითის ესკიზში მე დავადგინე საერთო სიკაშკაშე რაღაც დაბალი მნიშვნელობის გამო ორი მიზეზის გამო. პირველ რიგში, სრული სიკაშკაშის დროს LED- ები შემაშფოთებლად კაშკაშაა. მეორეც, ყველა 64 LED- ს სრული სიკაშკაშე შეუძლია პოტენციურად გაცილებით მეტი დენის დახატვა, ვიდრე arduino 5 V პინს შეუძლია უსაფრთხოდ წყარო (200 mA).

ნაბიჯი 10: Outlook

არის რამოდენიმე რამ, რისი გაუმჯობესებაც შესაძლებელია ამ ბულდში, რომელთა უმეტესობა უკვე აღვნიშნე. მთავარი, რისი შეცვლაც მსურს, არის პროფესიონალური PCB ბაზისთვის დამზადება. ეს საშუალებას მოგცემთ გახადოთ ბაზა უფრო პატარა და გამოიყურებოდეთ ლამაზად და ასევე თავიდან აიცილოთ ხელების გაყვანილობის შემაშფოთებელი პროცესი. მე ასევე მჯერა, რომ შუშის PCB დიზაინი საშუალებას მისცემს მთელი კუბის შემდგომ მინიატურირებას. Nqtronix წერს, რომ ის არის მსოფლიოში ყველაზე უმცირესი LED კუბური (nqtronix) წერს, რომ იგი თავდაპირველად გეგმავდა მსოფლიოში ყველაზე პატარა RGB LED- ების გამოყენებას 0404 ზომით, მაგრამ მან ვერ მოახერხა მათზე მავთულის შემაერთებელი. მინის PCB– ების გამოყენებით მართლაც შეიძლებოდა მიგვეღო მსოფლიოში ყველაზე პატარა LED კუბი. ამ შემთხვევაში მე ალბათ ყველაფერს ეპოქსიდურ ფისში ჩავასხავ კუბის მსგავსი nqtronix– ით.