Dette prosjektet bruker SMD-lysdioder festet til glassprintede kretskort. Lysdiodene slås av og lyser, og simulerer sandens bevegelse, i henhold til 3D-kubens plassering i rommet.
Under, en video 3D-kube i aksjon.



Følgende liste inneholder materialene som trengs for å bygge en kube:



144 stk SK6805-2427 LED ( )






bolig

Ytterligere materialer og verktøy som kreves for prosjektet

Hårføner
vanlig tynnspiss loddejern
3d-skriver
laserskriver

tynn ledning
PCB-pinner
loddepasta med lav temperatur
jernklorid

vanlig lim (f.eks. UHU Hart)
silikon fugemasse
fotopapir
aceton

Gjennomsiktig PCB-produksjon

Det åpenbare problemet med kretskort er at de ikke er transparente. Følgende beskriver i detalj hvordan du lager transparente kretskort.
Først må du skjære mikroskopglassene i firkantede biter ved å bruke en 50,8 mm glaskutter.



Se denne videoen for å forstå hvordan du gjør det.



Den vedlagte .stl-filen har modellen mal, for å gjøre det lettere å måle ønsket lengde. Du trenger 4 glass, men det er bedre å gjøre med en margin på 6 - 8 stykker
.
Deretter kutter du kobberteipen i biter som er litt større enn de kuttede glassunderlagene.

Rengjør underlaget og kobberfolien med alkohol eller aceton, og lim dem deretter sammen. Forsikre deg om at det ikke er luftbobler inne. Bruk Norland NO81, som er et raskt UV-lim som anbefales for å feste metall til glass. Slip den ene siden av kobberfolien med sandpapir for å gjøre den grovere. For å herde limet kan du bruke en UV-lampe til å sjekke sedler.



Etter at limet har satt seg, kutter du folien langs kanten av glassunderlaget.

Bildet viser et trykt kretskort og en sjablong for loddemasse fra den ene forfatterens prosjekt.



Overfør trykte kretskortdesign fra fotopapir til kobber på en hvilken som helst måte som passer deg. Du kan bruke LUT eller metoden som jeg beskrev her.




Deretter etser du kobberet. (Det er mulig med jernklorid. Jeg bruker en blanding av peroksyd, sitron og vanlig salt).

Fjern toner ved bruk av Acetone

Forfatteren bruker store lysdioder SK6805-2427, noe som i stor grad letter deres lodding.
Dekk til alle kontaktputer med loddetemperatur ved lav temperatur, og installer deretter lysdiodene på toppen, husk å overholde riktig retning til lysdiodene, med henvisning til det vedlagte diagrammet.



For å lodde de installerte lysdiodene, satte forfatteren kretskortene i ovnen og varmet dem til loddet smeltet. Det var sant at jeg fortsatt måtte bruke hårføner senere, siden ikke alle lysdioder loddet godt.



For å teste LED-matrisen kan du bruke Arduino Nano å laste skissen inn i Strandtest Adafruit NeoPixel og koble den til matrisen ved hjelp av Dupont-kontakten.

For det nederste trykte kretskortet trenger du et stykke brødbretttrykt kretskort som måler 30x30 mm. Lodd deretter til den flere pinnespisser, hvor etterpå de glassprintede kretskortene vil bli festet. VCC- og GND-pinnene ble koblet sammen ved hjelp av et lite stykke fortinnet kobbertråd. Lukk deretter alle gjenværende hull gjennom loddetinn, for ellers kan epoksyen lekke under hellingen.



For å feste LED-matrisen til den nederste PCB, bruk UV-lim, men med høyere viskositet (NO68). For en riktig justering av kretskort, bruk en spesiell mal (se vedlagt .stl-fil). Etter liming på basen svingte glasskretsplatene litt, men ble tøffere etter at de ble loddet til funnene på brødplaten. For å gjøre dette, bruk bare ditt vanlige loddejern og vanlig loddejern. Igjen, det er fint å sjekke hver matrise etter lodding. Forbindelsene mellom Din og Dout for de enkelte matriser ble gjort ved hjelp av Dupont-kontakter koblet til pinnene på bunnen av brødplaten.




Siden det er nødvendig å gjøre sakstørrelsen så liten som mulig, brukes TinyDuino. er et Arduino-kompatibelt brett i en ultrakompakt pakke. Se for deg å kunne få full kraft av en Arduino Uno i 1/4 størrelse! Basissettet, som inkluderer et prosessorkort, med en USB-kontakt for programmering, et protokort for eksterne tilkoblinger, samt et lite LiPo-batteri. Forfatteren skulle også kjøpe et 3-akset akselerometer, som tilbys for bruk med TinyDuino, i stedet for GY-521-modulen som han brukte i dette prosjektet. Dette vil gjøre kretsen enda mer kompakt og redusere de nødvendige dimensjonene på saken. Diagrammet for denne enheten er ganske enkelt og er gitt nedenfor.



Noen endringer ble gjort på TinyDuino-prosessorkortet, der en ekstern bryter ble lagt til etter batteriet. Det er allerede en bryter på prosessorbrettet, det var bare kort tid å passe inn i saken. Tilkoblinger til brødbordet og GY-521-modulen er laget ved hjelp av tappeklapper som ikke tillater den mest kompakte designen, men gir større fleksibilitet enn direkte lodding av ledninger. Lengden på ledningene / kontaktene i bunnen av brødplaten skal være så kort som mulig, ellers kan du ikke lenger koble den til toppen av prosessorbrettet.

Etter at du har samlet elektronikk, kan du laste ned den vedlagte koden og bekrefte at alt fungerer. Koden inkluderer følgende animasjoner som du kan gjenta ved å riste akselerometeret.

Rainbow: Rainbow-animasjon fra biblioteket FastLED
Digital Sand: Dette er en utvidelse Adafruits animert ledesand i tre dimensjoner. LED-piksler vil bevege seg i henhold til verdiene som leses fra akselerometeret.
Regn: piksler faller fra topp til bunn avhengig av skråningen målt av akselerometeret
Konfetti: tilfeldige fargede flekker som blinker og falmer ut av biblioteket FastLED

sammenstilling

Det var viktig å finne et passende materiale som kunne brukes som en form. Etter noen mislykkede prøvetester fant forfatteren at den beste måten er å trykke en tredimensjonal form og deretter dekke med silikonforsegling. Skriv ut ett lag fra en 30 x 30 x 60 mm boks ved å bruke “spiralize ytre kontur” -parameteren i Cura-filen (.stl-fil). Dekk den deretter til med et tynt lag silikon inni, noe som vil gjøre det veldig enkelt å fjerne formen etter å ha hellet. Formen ble festet til det nedre kretskortet ved bruk av silikonforsegling.Forsikre deg om at det ikke er hull, slik at harpiksen ikke kan lekke ut og at det ikke dannes tomrom.

Etter å ha fjernet formen, kan du se at kuben ser veldig gjennomsiktig ut på grunn av den glatte overflaten på silikonformen. Imidlertid vil det være noen uregelmessigheter forbundet med en endring i tykkelsen på silikonlaget. Den øvre overflaten kan også deformeres nærmere kantene.



Derfor polerte forfatteren alle ujevnheter med sandpapir. Det var opprinnelig planlagt å polere kuben, til slutt ble det bestemt at kuben ser bedre ut med en matt overflate.



Elektronikkskapet ble utviklet ved hjelp av Autodesk Fusion 360, og deretter skrevet ut på en 3D-skriver. Et rektangulært hull i veggen for bryteren og flere hull på baksiden for å installere GY-521-modulen ved hjelp av M3-skruene. Fest TinyDuino-prosessortavlen på bunnplaten, som deretter låser saken med M2.2-skruene. Først må du installere bryteren i saken med varmt lim, deretter installere GY-521-modulen, og sett deretter forsiktig pakningen og batteriet i.



LED-matrisen ble festet til brødplaten ved hjelp av Dupont-kontaktene, og prosessorkortet kan ganske enkelt kobles til nedenfra. Lim til slutt det nederste trykte kretskortet til LED-matrisen til huset ved bruk av universallim (UHU Hart).



Filer for utskrift og firmware: