自由曲面LED球体

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简介:自由形式LED球体

关于:白天是软件开发者,晚上是硬件制造商。

我的圣诞计划完成了!每个人都喜欢LED立方体。我想自己创造一个,但我想让它成为一个更大的挑战,因为我不受电路板的使用限制,我决定做一个LED球。

我花了24小时焊接,花了一个漫长的夜晚才完成。但这是值得的。点燃的时候很好,不点燃的时候更好。好好享受!

第一步:看视频!

查看LED球体视频的完整制作。它会让你对整个过程有一个清晰的概述。当然,它没有包含细节,但这将是太无聊了。下面这一页详细介绍了这些情况。看电视视频在这里走过台阶。

第二步:收集所有的工具和材料

工具:

  • 窄口钳
  • 圆嘴钳
  • 侧铣刀
  • 焊接台
  • 镊子
  • 折弯机哈哈,不是开玩笑。这对每个人来说都是一个阻碍。你只需要一些圆的物体在权利的直径-啤酒罐,喷雾罐。。。
  • 3D打印机

材料:

  • 0.8毫米铜线(你也可以用铜或钢,但他们有一些缺点)
  • 锡焊料
  • 助焊剂

电子元件:

第三步:模板是关键

如果没有合适的模板/夹具/模具,就不可能创建如此复杂的形状。我的设计是3D打印的。模板由4个部分组成,由两个环捆绑在一起-就像一个桶。这四个部分在这里至关重要。如果是一块完成的话,最后的半个球体就会卡在里面。模板是为球体的一半设计的。别担心,下半场你也可以用它。

这4件是两种,因为球体不是完全对称的。打印2个附加的STL文件以获得完整的模板。

第四步:从钢丝圈开始

球体由11个LED光环组成,每个光环由2根圆形导线和一些LED组成。对于整个球体,总共需要22个钢丝圈。不过,事情没那么简单。每个戒指的尺寸都不一样。为了方便你,我准备了一张纸,上面有一个半球的完整的圆环图。这并不完全准确。

请记住,球体的最终形状将主要取决于您在此阶段的弯曲精度。如果钢丝圈不是很圆很均匀,形状可能在末端弯曲。我用了我的线材弯曲机完美的形状。

步骤5:放置LED

将LED放入模板中最底部的环中。第一个由8个LED组成。我已经用黑色的永久性钢笔从底部标记了所有LED的GND引线,以便能够识别GND(VSS)引脚的位置。放置所有LED时,使GND引脚朝向内圈,VCC引导外圈。这很重要!每个戒指都是这样的!内线接地,外线供电。见上图。在插入之前,我将每个LED都浸在焊剂中,这样它就可以更好地固定在插槽中。

插入内环并将所有GND引脚焊接到内环上。插入外圈并将所有VCC引脚焊接到其上。VCC引脚位于与GND引脚成对角线的位置。确保环没有连接LED的任何数据(DIN和DOUT)引线。

重复上述步骤,直到你有6个戒指:

  1. 8个LED
  2. 14个LED
  3. 18个LED
  4. 20个LED
  5. 24个LED
  6. 26个LED

请注意,整个球体只需要一个第6个环-它是中间的环。所以只把它包括在两半中的一个——第一个是5个环,第二个是6个环。

WS2812b发光二极管

对于那些谁不熟悉这个LED。这是一个可独立寻址RGB LED。简单地说,你只需要一根电线就可以用任何颜色的彩虹照亮它。与传统的LED不同,WS2812b通过电流的大小来调节LED的亮度,而WS2812b是持续供电的,光线是通过数字信号来控制的。你告诉它应该显示什么颜色。你可能会问:所以它只需要3个线索的权利?第四根引线用于向链中的下一个LED提供控制信号。对!这是最好的功能。你可以有一条长长的带子,但仍然可以用一根电线控制所有的带子。您只需向链中的第一个LED提供其他LED的说明,它就会不断转发它们。(数据表)

步骤6:互连数据线

电线就是电线环,你已经有了。现在你还需要连接LED的另外两条引线-DIN和DOUT。DIN位于GND引脚旁边,DOUT位于VCC引脚旁边。我用了5毫米长的电线来做这项工作。这一点也非常重要。确保数据线没有接触到接地或电源环。确保不要将数据引脚焊接到电源环上。

一个接一个地做这个,从最里面的开始。当你到达一个点,你将互联的LED你开始与lat之一,它的时间跳到上面的环。我已经使用了C形跨接导线连接两个后续环的数据引脚。C形是必要的,因为你需要绕过地线和电源线。继续下一个铃声,直到你把所有的发光二极管连接成一条长蛇。最后你应该只有两条导线没有连接——一条在最上面的环上。这应该是整个半球的主要噪音。底部还有一个大头针。

第七步:连接电源线并重新开始

最后一步,在一个半球是互联环之间的电力线。不仅要把它们连接起来,还要创造一个结构,把环连在一起。我再次使用C形跨接导线连接相邻环的电源线和地线。在前3个小环上至少使用4个跳线,在大环上至少使用8个跳线。这个数量将确保球体足够坚固。

是时候放松了

现在是时候把半球从模子里拿出来了!经过这么长时间的焊接,这是最放松的部分。首先,取下将模具的4个部分固定在一起的塑料环。并开始牢固地移除每个部分。在这个过程中要非常小心,不要弄坏任何LED!

Happy with the first half-sphere? Good! Now start over and create the second half-sphere. Once again the half-sphere has a different number of rings. If you made the first one 6 rings, the second will be only 5 rings and vice versa.

第八步:测试半球

两个半球都准备好了吗?现在是在你把它们组装进球体之前测试它们的好时机。我知道马上完成很有诱惑力,但相信我你最好测试一下。

首先,用万用表做一个简单的测试,检查电源线和地线之间是否短路。然后将两根短线分别焊接到接地线和电源线上。将电源线连接到ESP32板的3.3V引脚并接地。

最后,所有LED都连接到一条长链上。这意味着半个球体也被锁起来了。取较小的一个(5个环),将其DIN连接到ESP32板的引脚IO21,将其DOUT连接到第二个半球的DIN。现在你只剩下一个未连接的LED引脚-在更大的球体上。那是链条上的最后一根引线。完成?启动ESP32板并上传本教程“代码”部分的代码。

所有指示灯都亮了吗?太好了!你完了。如果没有,链条在某个地方终止,检查冷接头或短路的LED。我花了一个小时来纠正我犯的所有错误。所以不要绝望!很难建造!你成功了!

步骤9:插入微控制器和电池

使用ESP32板。先旁路开/关开关。您将无法访问它,因为它将位于球体内部。把它从电路板上剥下来,用两根小铜线代替它。让他们挂起来,你会焊接他们时,微控制器被放入球体。

板的角上有3或4个螺孔。我们不会使用螺丝钉,而是用焊料填充孔,使它们稍后易于连接到球体结构-这些将被研磨!

取小半个球体,将微控制器放置在底部小环的中心,USB和电池连接器穿过最小的环朝向球体外。把角落的洞焊接到最小的环上-这是地面,记得吗?将两条开/关开关导线也从孔中拔出,并将先前拆下的开关焊接到它们上。开关有一个金属体,用它把它焊接到最小的环上。确保不要使开关线与结构短路!不要让电源开关悬在球体结构上-它不会滚动。

取一根直导线焊接到ESP32板上的3.3V引脚上。然后把另一端焊接到球体的最后一环上——这是能量,记得吗?我还通过在接地环和电路板GND引脚之间焊接一些直线来加强内部结构。一定要在电路板的背面留一个电池的空间!取一根铜线,将主DIN引脚连接到ESP32的IO21引脚。现在您有了半球设置。连接蓄电池并进行测试。

它还能用吗?很好!现在可以用一些粘合剂将电池连接到ESP32板的背面,并通过孔将其连接起来。

第十步:最后的焊接!

测试ESP32板上的螺孔是否实际接地。我必须添加一个短电线之间,它和最近的GND引脚的董事会-它将提供一个接地连接的第二个半球。

焊接短导线,将前半个球体的DOUT连接到后半个球体的DIN(与测试阶段所做的相同)。切割2毫米长的电线,并将其焊接到第二个半球的最上面的环上。我用了8根这样的电线。最上面的两个戒指都是能量,记得吗?所以把每个半球最上面的两个环焊接在一起是安全的。把半个球体放在一起焊接在一起。确保两个半球之间的空间是好的和均匀的。最后,用焊料将ESP32板螺孔与最小的接地线连接起来。

你现在有球了!触摸它。别动。感觉真好,不是吗?打开,行吗?

第11步:代码

下载Arduino IDE源代码. 我正在使用Neopix总线控制LED“条带”的库。它有一个非常好的界面和动画支持。

为了能够控制动画,我将LED映射到11行26列的表(数组数组)。通过这种方式,我可以确切地知道LED是如何放置在球体上的,并且可以点亮我想要的LED。

到目前为止,我已经准备了几个动画:

  • 垂直圆
  • 水平圆
  • 垂直彩虹
  • 水平彩虹
  • 彩虹
  • 随机模式

注意:我不得不将LED的亮度限制在满功率的20%左右。因为他们有194个,在满功率下,他们将消耗10安培。这块小木板承受不了。不用担心,如果你用了太多的权力,董事会开始重新启动,所以它不会损坏自己。

第12步:仅此而已!

希望你喜欢!这是一个相当有挑战性的工作,并在最后非常值得。LED球体即使不亮也非常漂亮。这将是我们圣诞树上的一个伟大的补充!

圣诞快乐!

别忘了分享你的作品!就像这篇文章。另外,考虑支持我帕特里翁或者买一些我的产品马口铁商店。

我是Jiri Praus。

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128次讨论

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塞尔霍

16天前

你不正常
这么长时间的工作。。。来自中国10欧元

0
jblakes34号

问题11个月前

所以我把前两排放在一起。8和14个LED。我把代码加载到我的Espressif ESP32上了。我想我有一个水平的彩虹图案。我如何让其他模式运行?谢谢jb

--加了2/9——我把球体的前半部分(6圈)和电容器放在一起,就是110个LED。它看起来不错,只是我仍然只得到彩虹图案。然后,我将一个包含84个相同LED的条带连接到半球的数据输出,以模拟半球的下半部分,希望所有的图案都能循环,但我仍然只能得到连续的彩虹图案。有人知道我是如何运行上面提到的所有模式的吗?
我订购了DFRobot Firebeetle ESP32板。我稍后会试试看它的表现是否有什么不同。

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威尔森3682

三个月前回答

要使代码循环成为唯一需要做的事情,请在这部分代码中将false改为true:
if(false&&(startMillis==0 | | startMillis+60000再把6万降到1万,持续10秒,看它变化得更频繁。

0
jblakes34号

问题10个月前

我把球体的前半部分(6圈)和电容器放在一起,就是110个LED。它看起来不错,除了我只得到彩虹图案。然后,我将一个包含84个相同LED的条带连接到半球的数据输出,以模拟半球的下半部分,希望所有的图案都能循环,但我仍然只能得到连续的彩虹图案。有人知道我是如何运行上面提到的所有模式的吗?
我订购了DFRobot Firebeetle ESP32板。我稍后会试试看它的表现是否有什么不同。

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奥索里奥杰

10个月前回答

我在建我的房子时也遇到了同样的事情。我还没有弄清楚如何在每种模式中循环。。。到目前为止,我发现要做的唯一一件事就是手动选择我想要的模式,然后将其上传到sphere。非常耗时和低效。
顺便问一下,你能上传一张你是如何将电容器连接到你的版本中的图片吗。我只在主电源点放了一个,有时打开球体时会出现白色。

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jblakes34号

10个月前回复

这显示了电容器的位置。它们是1206,所以不太小。如何手动选择要上载的不同模式?他们在哪里?我对代码本身了解不多。谢谢你的信息。

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奥索里奥杰

10个月前回复

很好的焊接工作,一切看起来都很干净。电容器很小,你一定花了不少时间才把它们都安装好。下次我得试一试。至于你的问题模式(动画)。我假设你已经下载了Arduino的源代码。
打开Arduino,然后加载Neosphere草图。向下滚动,直到您看到列出的几个动画。除一条外,所有的线都以双斜杠(//)开头。没有斜线的行是上载草图时运行的行。
要更改动画,只需在没有动画的行的开头放置一个双斜杠,然后从其他行中删除该双斜杠。这将更改正在加载的动画。
我不知道如何让他们骑自行车。。。我对此也有点生疏。让我知道结果如何,如果你有更多的问题,尽管问。

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奥索里奥杰

10个月前回复

顺便说一句。。。下面是Arduino文件的屏幕截图和高亮显示的活动动画。

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jblakes34号

10个月前回复

很酷。我要去工作。谢谢你的帮助。现在我需要学习更多关于代码的知识,让它在一段时间内完成一个模式,然后转移到另一个模式,等等,并创建自己的模式。

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奥索里奥杰

10个月前回复

很高兴能帮上忙。如果你知道如何让它在动画中循环,请告诉我。

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威尔森3682

4个月前回复

要使代码循环成为唯一需要做的事情,请在这部分代码中将false改为true:
if(false&&(startMillis==0 | | startMillis+60000再把6万降到1万,持续10秒,看它变化得更频繁。

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奥索里奥杰

4个月前回复

谢谢你的洞察力。我试试看。这一定会让球体更令人印象深刻。

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威尔森3682

4个月前回复

不客气!

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铁姆纳布96

4个月前

非常酷的项目!非常漂亮!祝贺 你!
但为什么要将LED的VCC连接到卡的3.3V而不是5V?在数据表上,他建议+3.5~+5.3。所以我不明白你的选择。。你能让我明白吗?谢谢你

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张磊

问题5个月前


你能分享每个铜环的大小吗?以及测试时使用的工具,而不是uno?非常感谢你!

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maik26101997年

问题5个月前

你好!3D打印使用了哪些参数?

如果我做这个,我想我会一次焊接一个环,然后测试,以确保每个WS2812b是好的,而不是焊接整个半球,结果发现一些坏的LED。

我想我也会用稍微粗一点的铜线把MCU外部连接起来,形成一个支架(用一个大小合适的3d打印盒来装电子产品)

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巴勃洛普夫

问题7个月前

有人有购买那种电线的链接吗?我从亚马逊买了一个线轴,结果它太软了。
谢谢:)

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西姆萨布雷

7个月前回答

我买了我的易趣网来自一家名为“wiredin”(未镀黄铜圆线)的公司。任何出售珠宝/工艺材料的商店都应该能够提供。祝你好运