Keine Lust mehr auf LED-Würfel? Lassen Sie uns eine LED-Kugel machen. Und der Meister wird uns sagen, wie es geht.
Um einen solchen Ball zu machen, brauchen wir Folgendes
Werkzeuge und Materialien:
- Zangen;
-Nipper;
-Lötstationen;
- Pinzette;
-3D Drucker;
- Messingdraht 0,8 mm;
-Lötzubehör;
- ESP32-Karte mit Batterieunterstützung;
- WS2812b RGB-LEDs - 200 Stück;
-LiPo Batterie 1000 mAh;
Erster Schritt: Vorlage
Der Master druckte die Vorlage auf einem 3D-Drucker. Eine Halbkugel besteht aus sechs Teilen. Darüber hinaus sind die drei Teile mit den anderen drei Teilen identisch. Unten finden Sie Links zu Dateien. Es gibt nur drei Dateien, Sie müssen zwei identische Teile drucken.
ring.stl
templateA.stl
templateB.stl
Schritt zwei: Ringe
Die Kugel besteht aus 11 LED-Ringen, jeder Ring besteht aus zwei Drahtringen und einer Anzahl von LEDs. Für eine vollständige Kugel benötigen Sie 22 Drahtringe. Ringe haben unterschiedliche Größen. Der Meister machte eine Vorlage auf einem Stück Papier. Die Abmessungen sind ungefähr und hängen von der Genauigkeit der Biegung der Ringe ab. Der Meister verwendete zu diesem Zweck eine spezielle Biegemaschine, aber Sie können jedes Objekt verwenden, dessen Durchmesser geeignet ist.
rings.svg
Schritt drei: Montage der Hemisphäre
Bauen Sie die Halbkugel zusammen und legen Sie den Metallring hinein. Als nächstes müssen Sie die LEDs an den Ring löten. Der untere Ring enthält acht LEDs. Der Assistent umriss zuerst alle GND-Pins mit einer schwarzen Markierung. Platzieren Sie alle LEDs so, dass der GND-Pin unten und der VCC oben platziert ist.
Sie müssen also sechs Ringe montieren.
8 LEDs
14 LEDs
18 LEDs
20 LEDs
24 LEDs
26 LEDs
Beachten Sie, dass Sie nur einen sechsten Ring für die gesamte Kugel benötigen - dies ist der mittlere Ring. Die zweite Hemisphäre wird fünf Ringe haben.
Die WS2812b-LED ist eine individuell adressierbare RGB-LED. Einfach ausgedrückt, Sie benötigen nur einen Draht, um ihn mit einer Regenbogenfarbe zu beleuchten. Im Gegensatz zu klassischen LEDs, bei denen die Helligkeit der LEDs durch die Menge des fließenden Stroms reguliert wird, erhält der WS2812b eine konstante Leistung und das Licht wird durch ein digitales Signal gesteuert.Die LED verfügt über vier Ausgänge, zwei für die Stromversorgung und zwei für die Steuerung der LEDs (ein DIN-Eingang des Signalkabels, der zweite DOUT-Ausgang zur nächsten LED).
Schritt vier: Installation von DIN und DOUT
Jetzt müssen Sie auch 2 andere LED-Drähte anschließen - DIN und DOUT. DIN befindet sich neben dem GND-Pin und DOUT befindet sich neben dem VCC-Pin. Der Master verwendete für den Anschluss 5 mm lange Drähte. Es ist auch sehr wichtig, es richtig zu machen. Stellen Sie sicher, dass die Datenkabel nicht die Masse oder die Stromringe berühren. Achten Sie darauf, die Datenstifte nicht an die Stromringe anzulöten.
Montieren Sie einen Ring nach dem anderen und beginnen Sie von unten. Der obere und der untere Ring werden mit halbkreisförmigen Jumpern verbunden. Solche Jumper geben der Struktur Festigkeit.
Fünfter Schritt: Testen
Jetzt können Sie die Halbkugel aus der Form nehmen und mit der Installation der zweiten Hälfte fortfahren.
Nach der Herstellung der zweiten Hemisphäre führt der Master Tests durch.
Zunächst wird mit einem Multimeter nach einem Kurzschluss zwischen dem Stromkabel und dem Erdungskabel gesucht. Dann werden zwei kurze Drähte an jede der Erdungshalbkugeln und an das Stromkabel gelötet. Schließen Sie die Stromkabel an den 3,3-V-Pin des ESP32 und an Masse an.
Dadurch sind alle LEDs an einen langen Stromkreis angeschlossen. Als nächstes benötigen Sie einen kleineren Ring (5 Stück) und verbinden dessen DIN mit dem IO21-Pin der ESP32, DOUT-Platine mit dem DIN der zweiten Hemisphäre. Schalten Sie als Nächstes die ESP32-Karte ein und laden Sie den Code herunter.
Wenn einige der LEDs nicht leuchten, müssen Sie die Installation reparieren.
Fünfter Schritt: Installieren des Mikrocontrollers und der Batterie
Von der Platine müssen Sie den Schalter ablöten und zwei Drähte an die Stelle der Kontakte löten.
In den Ecken der Platine befinden sich 3 oder 4 Löcher für Schrauben, die der Master mit Lötmittel verzinnt.
Als nächstes müssen Sie die Platine in der kleineren Halbkugel platzieren, sodass der USB- und Batterieanschluss durch den kleinsten Ring aus der Kugel herausgeführt wird. Löten Sie ein Stück Draht zwischen der Ecke und dem unteren Ring. Er zieht die beiden Drähte des Schalters durch das Loch und verlötet den zuvor gelöteten Schalter mit ihnen. Der Schalter hat ein Metallgehäuse, das an einen kleinen Ring gelötet wird, damit er zugänglich ist, aber das Rollen der Kugel nicht beeinträchtigt. Achten Sie darauf, die Drähte nicht kurzzuschließen.
Als nächstes müssen Sie ein Stück geraden Draht nehmen und an den 3,3-V-Pin auf der ESP32-Platine anlöten. Löten Sie dann das andere Ende an den letzten (Plus-) Ring der Kugel. Der Master verstärkte auch die interne Struktur, indem er mehrere Drahtstücke zwischen die Erdungsringe und die Anschlüsse der GND-Platine löte. Als nächstes müssen Sie den Haupt-DIN-Pin mit dem IO21-Pin des ESP32 verbinden, den Akku anschließen und den Betrieb des Geräts überprüfen.
Wenn alles funktioniert, können Sie den Akku mit Klebstoff auf der Rückseite der ESP32-Platine befestigen.
Schritt sechs: Endmontage
Jetzt müssen Sie es erden und einen kurzen Draht zwischen den Befestigungslöchern der ESP32-Platine und dem nächsten GND-Stift auf der Platine anbringen. Dadurch wird die zweite Hemisphäre geerdet.
Löten Sie anschließend die Jumper, die den DOUT der ersten Hemisphäre mit dem DIN der zweiten Hemisphäre verbinden. Schneiden Sie die 2 mm langen Drähte ab und löten Sie sie an den oberen Ring der zweiten Hemisphäre.
Siebter Schritt: Code
Jetzt müssen Sie die Datei hochladen. ino für das Projekt Arduino IDE Der Assistent verwendet die Bibliothek https://github.com/Makuna/NeoPixelBus, um den LED-Streifen zu steuern. Es hat eine schöne Oberfläche und Animationsunterstützung.
Um die Animation steuern zu können, erstellte er eine Tabelle mit 11 Zeilen und 26 Spalten. Somit ist genau bekannt, wie sich die LEDs auf der Kugel befinden, und es ist möglich, genau die LED zu leuchten, die benötigt wird.
Derzeit gibt es mehrere Animationen:
vertikaler Kreis
horizontaler Kreis
vertikaler Regenbogen
horizontaler Regenbogen
Regenbogen
zufälliges Bild
Der Master musste die Helligkeit der LEDs auf ca. 20% der vollen Leistung begrenzen. Die LEDs sind 194 und verbrauchen bei voller Leistung 10A.
Alles ist fertig.
Der gesamte Herstellungsprozess einer solchen LED-Kugel ist im Video zu sehen.