Този проект използва SMD светодиоди, прикрепени към стъклени печатни платки. Светодиодите се изключват и светват, симулирайки движението на пясък, според позицията на 3D куба в пространството.
По-долу, видео 3D куб в действие.



Следващият списък включва материалите, необходими за изграждането на куб:



144 бр SK6805-2427 светодиоди ( )






жилище

Допълнителни материали и инструменти, необходими за проекта

Сешоар
редовно поялник с тънък връх
3d принтер
лазерен принтер

тънка тел
PCB щифтове
нискотемпературна паста за запояване
железен хлорид

редовно лепило (например UHU Hart)
силиконов уплътнител
фотохартия
ацетон

Прозрачно производство на печатни платки

Очевидният проблем с печатни платки е, че те не са прозрачни. По-долу е описано подробно как да направите прозрачни печатни платки.
Първо трябва да изрежете слайдовете на микроскопа на квадратни парчета с помощта на резачка за стъкло 50,8 мм.



Гледайте това видео, за да разберете как да го направите.



Прикаченият .stl файл има модела шаблон, за да се улесни измерването на желаната дължина. Ще ви трябват 4 чаши, но е по-добре да направите с марж от 6 - 8 броя
.
След това нарежете медната лента на парчета, които са малко по-големи от нарязаните стъклени основи.

Почистете подложката и медното фолио с алкохол или ацетон и след това ги залепете. Уверете се, че вътре няма въздушни мехурчета. Използвайте Norland NO81, което е бързо UV лепило, препоръчително за залепване на метал към стъклото. Пяснете едната страна на медното фолио с шкурка, за да стане по-груба. За да втвърдите лепилото, можете да използвате UV лампа, за да проверите банкнотите.



След като лепилото е настроено, отрежете фолиото по ръба на стъкления субстрат.

Снимката показва печатна платка и шаблон за паста за спойка от един авторски проект.



Прехвърлете дизайна на печатната платка от фотохартия в мед по всеки удобен за вас начин. Можете да използвате LUT или метода, който описах тук.




След това издълбайте медта. (Възможно е с железен хлорид. Използвам смес от пероксид, лимон и обикновена сол).

Премахване на тонер с помощта на ацетон

Авторът използва големи светодиоди SK6805-2427, което значително улеснява запояването им.
Покрийте всички подложки с нискотемпературна спойка и след това инсталирайте светодиодите отгоре, като не забравяте да спазвате правилната ориентация на светодиодите, визирайки приложената схема.



За да спойка инсталираните светодиоди, авторът постави платките във фурната и ги загрее, докато спойка не се разтопи. Вярно е, че все пак трябваше да използвам сешоар по-късно, тъй като не всички светодиоди спойкаха добре.



За да тествате LED матрицата, можете да използвате Arduino Нано, за да зареди скицата в Най-странният Adafruit NeoPixel и го свържете към матрицата с помощта на Dupont конектора.

За долната печатна платка ще ви трябва парче печатна платка с размери 30x30 mm. След това спойка към него няколко върха на щифтове, където след това ще бъдат прикрепени стъклопечатаните платки. Винтовете VCC и GND бяха свързани с помощта на малко парче калайдисана медна тел. След това покрийте всички останали през дупки с спойка, защото в противен случай епоксидът може да изтече по време на изливането.



За да прикрепите LED матрицата към долната платка, използвайте UV лепило, но с по-висок вискозитет (NO68). За правилното подравняване на печатни платки използвайте специален шаблон (вижте прикачения файл .stl). След залепването към основата стъклените печатни платки се люлееха малко, но станаха по-строги, след като бяха споени с откритията на дъската. За да направите това, просто използвайте своя обикновен поялник и обикновен спойка. Отново е хубаво да проверявате всяка матрица след запояване. Връзките между Din и Dout на отделните матрици са направени с помощта на Dupont конектори, свързани към щифтовете в долната част на дънната платка.




Тъй като е необходимо размерът на кутията да бъде възможно най-малък, се използва TinyDuino. е съвместима с Arduino платка в ултра компактен пакет. Представете си, че можете да получите пълната мощност на Arduino Uno в размер 1/4! Основният комплект, който включва процесорна платка, с USB конектор за програмиране, прото борд за външни връзки, както и малка LiPo батерия. Авторът също щеше да купи триосен акселерометър, който се предлага за използване с TinyDuino, вместо модула GY-521, който той използва в този проект. Това ще направи схемата още по-компактна и ще намали необходимите размери на кутията. Диаграмата на този монтаж е доста проста и е дадена по-долу.



Някои промени бяха направени в процесорната платка TinyDuino, където след батерията беше добавен външен превключвател. На платката на процесора вече има превключвател, беше просто кратко да се побере в кутията. Връзките към дъската и модула GY-521 се извършват с помощта на щифтове, които не позволяват най-компактен дизайн, но осигуряват по-голяма гъвкавост от директно запояване на проводници. Дължината на проводниците / контактите в долната част на дънната платка трябва да бъде възможно най-кратка, в противен случай вече не можете да я свържете към горната част на процесорната платка.

След като сте събрали електроника, можете да изтеглите прикачения код и да се уверите, че всичко работи. Кодът включва следните анимации, които можете да повторите, като разклатите акселерометъра.

Rainbow: Rainbow анимация от библиотеката FastLED
Цифров пясък: Това е разширение Адафрути анимиран оловен пясък в три измерения. LED пикселите ще се движат според стойностите, отчетени от акселерометъра.
Дъжд: пикселите падат отгоре надолу в зависимост от наклона, измерен от акселерометъра
Конфети: случайни цветни петна, които мигат и избледняват от библиотеката FastLED

монтаж

Важно беше да се намери подходящ материал, който да се използва като калъп. След няколко неуспешни пробни тестове авторът установява, че най-добрият начин е да отпечатате триизмерна форма и след това да покриете със силиконов уплътнител. Отпечатайте един слой от кутия 30 x 30 x 60 mm, като използвате параметъра „спирализирайте външния контур“ във файла Cura (.stl файл). След това го покрийте с тънък слой силикон вътре, което ще улесни премахването на матрицата след изливането. Формата беше прикрепена към дънната платка също с помощта на силиконов уплътнител.Уверете се, че няма дупки, така че смолата да не изтича и да не се образуват празнини.

След като премахнете формата, можете да видите, че кубът изглежда много прозрачен поради гладката повърхност на силиконовата форма. Ще има обаче някои нередности, свързани с промяна в дебелината на силиконовия слой. Също така горната повърхност може да се деформира по-близо до краищата.



Затова авторът полира всички неравности с шкурка. Първоначално беше планирано да полирате куба, в крайна сметка беше решено кубът да изглежда по-добре с матова повърхност.



Корпусът на електрониката е разработен с помощта на Autodesk Fusion 360 и след това отпечатан на 3D принтер. Правоъгълен отвор в стената за превключвателя и няколко отвора отзад за инсталиране на модула GY-521 с помощта на винтовете M3. Прикрепете платката на процесора TinyDuino към долната плоча, която след това фиксира кутията с винтовете M2.2. Първо, инсталирайте превключвателя в случая, като използвате горещо лепило, след това инсталирайте модула GY-521 и след това внимателно поставете уплътнението и батерията.



LED матрицата беше прикрепена към дънната платка с помощта на съединителите Dupont, а процесорната платка може просто да бъде свързана отдолу. Накрая залепете долната печатна платка на LED матрицата към корпуса с помощта на универсално лепило (UHU Hart).



Файлове за печат и фърмуер: