Надоели светодиодные кубы? Давайте сделаем светодиодный шар. А как его сделать нам расскажет мастер-самодельщик.
Итак, для изготовления такого шара нужны следующие
Инструменты и материалы:
-Плоскогубцы;
-Кусачки;
-Паяльная станций;
-Пинцет;
-3D-принтер;
-Латунная проволока 0,8 мм;
-Паяльные принадлежности;
-Плата ESP32 с поддержкой батареи;
-Светодиоды WS2812b RGB — 200 шт.;
-LiPo аккумулятор 1000 мАч;
Шаг первый: шаблон
Шаблон мастер напечатал на 3D-принтере. Одна полусфера состоит из шести частей. Причем три части идентичны другим трем частям. Ниже приведены ссылки на файлы. Файлов всего три, печатать нужно по две одинаковых детали.
ring.stl
templateA.stl
templateB.stl
Шаг второй: кольца
Сфера состоит из 11 светодиодных колец, каждое кольцо состоит из двух проволочных колец и некоторого количества светодиодов. Для полной сферы понадобится 22 проволочных кольца. Кольца имеют разный размер. Мастер сделал шаблон на листе бумаги. Размеры приблизительны и будут зависеть от точности сгибания колец. Мастер для этой цели использовал специальный гибочный станок, но можно воспользоваться любым подходящим по диаметру предметом.
rings.svg
Шаг третий: сборка полусферы
Соберите полусферу и поместите внутрь металлическое кольцо. Дальше нужно припаять к кольцу светодиоды. На нижнем кольце размещается восемь светодиодов. Мастер сначала наметил черным маркером все выводы GND. Разместите все светодиоды таким образом, чтобы вывод GND были размещены снизу, а VCC сверху.
Так нужно смонтировать шесть колец.
8 светодиодов
14 светодиодов
18 светодиодов
20 светодиодов
24 светодиода
26 светодиодов
Обратите внимание, что нужно только одно шестое кольцо для всей сферы — это среднее кольцо. Вторая полусфера будет иметь пять колец.
Светодиод WS2812b LED — это индивидуально адресуемый светодиод RGB. Проще говоря, нужен только один провод, чтобы зажечь его любым цветом радуги. В отличие от классических светодиодов, в которых яркость светодиодов регулируется по величине протекающего тока, WS2812b получает постоянное питание, а управление светом осуществляется с помощью цифрового сигнала. Светодиод имеет четыре вывода, два для питания и два для управления светодиода (один DIN вход сигнального провода, второй DOUT выход к следующему светодиоду).
Шаг четвертый: монтаж DIN и DOUT
Теперь нужно также подключить 2 других провода светодиодов — DIN и DOUT. DIN расположен рядом с выводом GND, а DOUT — рядом с выводом VCC. Мастер использовал провода длиной 5 мм для соединения. Это также очень важно сделать правильно. Убедитесь, что провода данных не касаются заземления или силовых колец. Следите за тем, чтобы не припаивать контакты данных к кольцам питания.
Производите монтаж одного кольца за другим, начните с самого нижнего. Верхнее и нижнее кольца соединяются с помощью полукруглых перемычек. Такие перемычки придадут прочность конструкции.
Шаг пятый: тестирование
Теперь можно вынуть полусферу из формы и приступить к монтажу второй половинки.
После изготовления второй полусферы мастер производит тестирование.
Сначала проверяет мультиметром наличие короткого замыкания между проводом питания и проводом заземления. Затем припаивает два коротких провода к каждой из полусфер заземления и силового провода. Подключите провода питания к контакту 3.3В платы ESP32 и заземления.
В итоге все светодиоды подключаются к одной длинной цепи. Дальше нужно меньшее кольцо (5 штук) и подключить его DIN к выводу IO21 платы ESP32, DOUT к DIN второй полусферы. Дальше нужно включить плату ESP32 и загрузите код.
Если некоторые из светодиодов не горят, то нужно исправить монтаж.
Шаг пятый: установка микроконтроллера и батареи
С платы нужно выпаять переключатель и припаять на место контактов два провода.
В углах платы имеется 3 или 4 отверстия для винтов, мастер залуживает их припоем.
Дальше нужно в меньшую полусферу поместить плату так, чтобы разъем USB и батареи был направлен наружу из сферы через самое маленькое кольцо. Припаивает между углом и нижним кольцом кусочек проволоки. Протягивает два провода выключателя через отверстие и припаивает на них ранее распаянный выключатель. Переключатель имеет металлический корпус, припаивает его к маленькому кольцу так, чтобы к нему был доступ, но он не мешал шару катится. Следите за тем, чтобы не закорачивать провода.
Дальше нужно взять кусок прямой проволоки и припаять его к контакту 3,3 В на плате ESP32. Затем припаяйте другой конец к последнему (плюсовому) кольцу сферы. Мастер также усилил внутреннюю структуру, припаяв несколько кусков проволоки между кольцами заземления и выводами GND платы. Дальше нужно подключить главный DIN-контакт к IO21-контакту ESP32, подсоединить аккумулятор и проверьте работу устройства.
Если все работает можно прикрепить аккумулятор с помощью клея к задней части платы ESP32.
Шаг шестой: окончательная сборка
Теперь нужно заземлить добавить короткий провод между монтажными отверстиям платы ESP32 и ближайшим контактом GND платы — это обеспечит заземление для второй полусферы.
Дальше припаивает перемычки, соединяющие DOUT первой полусферы с DIN второй полусферы. Отрежьте провода длиной 2 мм и припаяйте их к верхнему кольцу второй полусферы.
Шаг седьмой: код
Теперь нужно загрузите файл. ino для проекта Arduino IDE. Мастер использует библиотеку https://github.com/Makuna/NeoPixelBus для управления светодиодной «полосой». У нее приятный интерфейс и поддержка анимации.
Чтобы иметь возможность управлять анимацией, он сделал таблицу из 11 строк и 26 столбцов. Таким образом, точно известно, как расположены светодиоды на сфере, и можно зажечь именно тот светодиод, который нужен.
На данный момент есть несколько анимаций:
вертикальный круг
горизонтальный круг
вертикальная радуга
горизонтальная радуга
радуга
случайная картина
Мастеру пришлось ограничить яркость светодиодов примерно до 20% от полной мощности. Светодиодов 194, и при полной мощности они потребляют 10А.
Все готово.
Весь процесс по изготовлению такой светодиодной сферы можно посмотреть на видео.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: