Уморени от LED кубчета? Нека направим LED топка. И Учителят ще ни каже как да го направим.
Така че, за да направим такава топка, се нуждаем от следното
Инструменти и материали:
- Клещи;
-Kusachki;
-Паялни станции;
- пинсети;
-3D принтер;
- месингова тел 0.8 мм;
-Паялни аксесоари;
- платка ESP32 с поддръжка на батерията;
- WS2812b RGB светодиоди - 200 бр .;
-LiPo батерия 1000 mAh;
Първа стъпка: Шаблон
Майсторът отпечата шаблона на 3D принтер. Едно полукълбо се състои от шест части. Освен това трите части са идентични с останалите три части. По-долу са линкове към файлове. Има само три файла, трябва да отпечатате две еднакви части.
ring.stl
templateA.stl
templateB.stl
Втора стъпка: Пръстени
Сферата се състои от 11 LED пръстена, всеки пръстен се състои от два телени пръстена и редица светодиоди. За цялостна сфера ви трябват 22 жични пръстена. Пръстените имат различни размери. Майсторът направи шаблон върху лист хартия. Размерите са приблизителни и ще зависят от точността на огъване на пръстените. Майсторът използва специална машина за огъване за тази цел, но можете да използвате всеки предмет, подходящ по диаметър.
rings.svg
Трета стъпка: Сглобяване на полукълбо
Сглобете полукълбото и поставете металния пръстен вътре. След това трябва да спойкате светодиодите към пръстена. В долния пръстен се помещават осем светодиода. Съветникът първо очерта всички GND пинове с черен маркер. Поставете всички светодиоди, така че GND щифтът да бъде поставен отдолу, а VCC - отгоре.
Така че трябва да монтирате шест пръстена.
8 светодиода
14 светодиода
18 светодиода
20 светодиода
24 светодиода
26 светодиода
Обърнете внимание, че ви е необходим само един шести пръстен за цялата сфера - това е средният пръстен. Второто полукълбо ще има пет пръстена.
Светодиодът WS2812b е индивидуално адресируем RGB светодиод. Просто казано, имате нужда само от една жица, за да я осветите с всеки цвят на дъгата. За разлика от класическите светодиоди, при които яркостта на светодиодите се регулира от количеството на протичащия ток, WS2812b получава постоянна мощност, а светлината се управлява от цифров сигнал.Светодиодът има четири изхода, два за захранване и два за управление на светодиодите (един DIN вход на сигналния проводник, вторият DOUT изход към следващия светодиод).
Четвърта стъпка: Монтаж на DIN и DOUT
Сега също трябва да свържете 2 други LED проводника - DIN и DOUT. DIN е разположен до GND щифта, а DOUT е до VCC щифта. Майсторът използвал проводници с дължина 5 мм за свързване. Също така е много важно да го направите правилно. Уверете се, че проводниците за данни не докосват земята или захранващите пръстени. Внимавайте да не споявате щифтовете за данни към захранващите пръстени.
Монтирайте един пръстен след друг, започнете от дъното. Горните и долните пръстени са свързани с помощта на полукръгли джъмпери. Такива джъмпери ще дадат сила на конструкцията.
Стъпка пета: Тестване
Сега можете да премахнете полусферата от формата и да продължите с монтажа на втората половина.
След производството на второто полукълбо майсторът извършва тестване.
Първо, той проверява с мултицет за късо съединение между захранващия проводник и заземяващия проводник. Тогава тя продава две къси проводници към всяко от заземяващите полукълба и захранващия проводник. Свържете захранващите проводници към 3,3V щифт на ESP32 и заземете.
В резултат на това всички светодиоди са свързани към една дълга верига. След това се нуждаете от по-малък пръстен (5 броя) и свържете неговия DIN към IO21 щифта на ESP32, DOUT дъската към DIN на второто полукълбо. След това включете платката ESP32 и изтеглете кода.
Ако някои от светодиодите не светят, тогава трябва да поправите инсталацията.
Стъпка пета: Инсталиране на микроконтролера и батерията
От платката трябва да развиете превключвателя и да спойкате два проводника до мястото на контактите.
В ъглите на дъската има 3 или 4 отвора за винтове, майсторът ги изравнява с спойка.
След това трябва да поставите платката в по-малкото полукълбо, така че USB и батерийният конектор да бъдат насочени извън сферата през най-малкия пръстен. Полейте парче тел между ъгъла и долния пръстен. Той дърпа двата проводника на превключвателя през дупката и продава припоявания преди това превключвател към тях. Превключвателят има метален калъф, припои го на малък пръстен, така че да е достъпен, но не пречи на търкалянето на топката. Внимавайте да не късите проводници.
След това трябва да вземете парче права жица и да я спойкате към 3,3 V щифт на платката ESP32. След това спойка другия край към последния (плюс) пръстен на сферата. Майсторът също укрепи вътрешната конструкция чрез запояване на няколко парчета тел между заземяващите пръстени и изводите на GND дъската. След това трябва да свържете основния щифт на DIN към щифта IO21 на ESP32, да свържете батерията и да проверите работата на устройството.
Ако всичко работи, можете да прикрепите батерията с лепило към гърба на платката ESP32.
Стъпка шеста: Заключително събрание
Сега трябва да го заземите, добавете къс проводник между монтажните отвори на платката ESP32 и най-близкия GND щифт на платката - това ще осигури заземяване на второто полукълбо.
След това, спойка джъмперите, свързващи DOUT на първото полукълбо с DIN на второто полукълбо. Изрежете проводниците с дължина 2 мм и ги спойкайте към горния пръстен на второто полукълбо.
Седма стъпка: код
Сега трябва да качите файла. ino за проекта Arduino IDE. Помощникът използва https://github.com/Makuna/NeoPixelBus библиотеката за управление на LED лентата. Има приятен интерфейс и поддръжка за анимация.
За да може да контролира анимацията, той направи таблица с 11 реда и 26 колони. По този начин е точно известно как са разположени светодиодите на сферата и е възможно да светне точно този светодиод, който е необходим.
В момента има няколко анимации:
вертикален кръг
хоризонтален кръг
вертикална дъга
хоризонтална дъга
дъга
случайна картина
Майсторът трябваше да ограничи яркостта на светодиодите до около 20% от пълната мощност. Светодиодите са 194, а при пълна мощност консумират 10А.
Всичко е готово.
Целият процес на производство на такава LED сфера може да видите във видеото.