Dự án này sử dụng đèn LED SMD gắn vào bảng mạch in bằng kính. Đèn LED tắt và sáng lên, mô phỏng chuyển động của cát, theo vị trí của khối 3D trong không gian.
Dưới đây, một khối 3D video hoạt động.



Danh sách sau đây bao gồm các vật liệu cần thiết để xây dựng một khối:



144 chiếc Đèn LED SK6805-2427 ( )






Nhà ở

Vật liệu và công cụ bổ sung cần thiết cho dự án

Máy sấy tóc
đầu hàn mỏng thường xuyên
Máy in 3d
máy in laser

dây mỏng
Chân PCB
hàn nhiệt độ thấp dán
clorua sắt

keo thông thường (ví dụ: UHU Hart)
keo silicone
giấy ảnh
axetone

Sản xuất PCB trong suốt

Vấn đề rõ ràng với bảng mạch in là chúng không trong suốt. Dưới đây mô tả chi tiết cách làm bảng mạch in trong suốt.
Trước tiên, bạn phải cắt các phiến kính hiển vi thành các miếng vuông bằng dao cắt kính 50,8 mm.



Xem video này để hiểu làm thế nào để làm điều đó.



Tệp .stl đính kèm có mô hình mẫu, để dễ dàng đo chiều dài mong muốn. Bạn sẽ cần 4 ly, nhưng tốt hơn là nên làm với lề 6 - 8 miếng
.
Sau đó, cắt băng đồng thành các mảnh lớn hơn một chút so với đế thủy tinh cắt.

Làm sạch mặt sau và giấy đồng bằng cồn hoặc acetone, sau đó dán chúng lại với nhau. Hãy chắc chắn rằng không có bọt khí bên trong. Sử dụng Norland NO81, một loại keo UV nhanh được khuyên dùng để liên kết kim loại với thủy tinh. Đánh bóng một mặt của lá đồng bằng giấy nhám để làm cho nó cứng hơn. Để chữa keo, bạn có thể sử dụng đèn UV để kiểm tra tiền giấy.



Sau khi chất kết dính đã được đặt, cắt giấy bạc dọc theo mép của đế thủy tinh.

Bức ảnh cho thấy một bảng mạch in và một bản vẽ để dán hàn từ dự án của một tác giả.



Chuyển thiết kế bảng mạch in từ giấy ảnh sang đồng theo bất kỳ cách nào thuận tiện cho bạn. Bạn có thể sử dụng LUT hoặc phương pháp mà tôi đã mô tả ở đây.




Tiếp theo, khắc đồng. (Có thể với clorua sắt. Tôi sử dụng hỗn hợp peroxide, chanh và muối thông thường).

Loại bỏ mực bằng Acetone

Tác giả sử dụng đèn LED lớn SK6805-2427, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hàn của họ.
Che tất cả các miếng tiếp xúc bằng vật hàn nhiệt độ thấp, sau đó lắp đèn LED lên trên, nhớ quan sát hướng chính xác của đèn LED, tham khảo sơ đồ đính kèm.



Để hàn các đèn LED được lắp đặt, tác giả đặt các bảng mạch vào lò và làm nóng chúng cho đến khi hàn tan chảy. Đúng vậy, tôi vẫn phải sử dụng máy sấy tóc sau đó, vì không phải tất cả các đèn LED đều được hàn tốt.



Để kiểm tra ma trận LED, bạn có thể sử dụng Arduino Nano để tải bản phác thảo vào Strandtest Adaf nhung NeoPixel và kết nối nó với ma trận bằng đầu nối Dupont.

Đối với bảng mạch in phía dưới, bạn sẽ cần một miếng bảng mạch in bánh mì có kích thước 30x30 mm. Sau đó hàn vào nó một số đầu pin, sau đó các bảng mạch in bằng kính sẽ được gắn vào. Các chân VCC và GND được kết nối bằng một đoạn dây đồng nhỏ đóng hộp. Sau đó đóng tất cả các lỗ còn lại bằng vật hàn, vì nếu không thì epoxy có thể bị rò rỉ trong quá trình rót.



Để gắn ma trận LED vào PCB dưới cùng, sử dụng keo UV, nhưng có độ nhớt cao hơn (NO68). Để căn chỉnh chính xác các bảng mạch in, sử dụng một mẫu đặc biệt (xem tệp .stl đính kèm). Sau khi dán vào đế, các bảng mạch thủy tinh lắc lư một chút, nhưng trở nên cứng hơn sau khi chúng được hàn vào các phát hiện trên bảng. Để làm điều này, chỉ cần sử dụng sắt hàn thông thường và hàn thông thường. Một lần nữa, nó rất hay để kiểm tra từng ma trận sau khi hàn. Các kết nối giữa Din và Dout của các ma trận riêng lẻ được thực hiện bằng các đầu nối Dupont được kết nối với các chân ở dưới cùng của bảng.




Vì cần phải làm cho kích thước vỏ càng nhỏ càng tốt, TinyDuino được sử dụng. là một bo mạch tương thích với Arduino trong một gói siêu nhỏ gọn. Hãy tưởng tượng bạn có thể có được toàn bộ sức mạnh của Arduino Uno với kích thước 1/4! Bộ cơ bản, bao gồm bo mạch xử lý, với đầu nối USB để lập trình, bo mạch chủ cho các kết nối bên ngoài, cũng như pin LiPo nhỏ. Tác giả cũng sẽ mua một gia tốc kế 3 trục, được cung cấp để sử dụng với TinyDuino, thay vì mô-đun GY-521 mà ông đã sử dụng trong dự án này. Điều này sẽ làm cho mạch thậm chí gọn hơn và giảm kích thước yêu cầu của vỏ. Sơ đồ lắp ráp này khá đơn giản và được đưa ra dưới đây.



Một số thay đổi đã được thực hiện đối với bo mạch xử lý TinyDuino, trong đó một công tắc bên ngoài đã được thêm vào sau pin. Đã có một công tắc trên bo mạch xử lý, nó chỉ ngắn để phù hợp với vỏ máy. Các kết nối với bảng mạch và mô-đun GY-521 được thực hiện bằng cách sử dụng các chốt pin không cho phép thiết kế nhỏ gọn nhất, nhưng cung cấp tính linh hoạt cao hơn so với hàn trực tiếp dây. Chiều dài của dây / tiếp điểm ở dưới cùng của bảng mạch phải càng ngắn càng tốt, nếu không bạn không còn có thể kết nối nó với đầu bảng xử lý.

Sau khi bạn thu thập điện tử, bạn có thể tải xuống mã đính kèm và xác minh rằng mọi thứ đều hoạt động. Mã này bao gồm các hình ảnh động sau mà bạn có thể lặp lại bằng cách lắc gia tốc kế.

Rainbow: Hoạt hình cầu vồng từ thư viện Nhịn ăn
Cát kỹ thuật số: Đây là một phần mở rộng Adafruits cát hoạt hình dẫn trong ba chiều. Các pixel LED sẽ di chuyển theo các giá trị được đọc từ gia tốc kế.
Mưa: pixel rơi từ trên xuống dưới tùy thuộc vào độ dốc được đo bằng gia tốc kế
Confetti: các đốm màu ngẫu nhiên nhấp nháy và mờ dần khỏi thư viện Nhịn ăn

Hội

Điều quan trọng là tìm một vật liệu phù hợp có thể được sử dụng làm khuôn. Sau một số thử nghiệm thử nghiệm không thành công, tác giả nhận thấy rằng cách tốt nhất là in hình ba chiều và sau đó phủ bằng keo silicone. In một lớp từ hộp 30 x 30 x 60 mm bằng cách sử dụng tham số đường viền ngoài xoắn ốc hình xoắn ốc trong tệp Cura (tệp .stl). Sau đó phủ nó bằng một lớp silicon mỏng bên trong, nó sẽ giúp bạn dễ dàng tháo khuôn sau khi đổ. Khuôn được gắn vào bảng mạch phía dưới cũng sử dụng keo silicone.Hãy chắc chắn rằng không có lỗ để nhựa không thể rò rỉ ra ngoài và các lỗ rỗng không hình thành.

Sau khi tháo khuôn, bạn có thể thấy khối lập phương trông rất trong suốt do bề mặt nhẵn của khuôn silicon. Tuy nhiên, sẽ có một số bất thường liên quan đến sự thay đổi độ dày của lớp silicon. Ngoài ra, bề mặt trên có thể bị biến dạng gần hơn với các cạnh.



Do đó, tác giả đánh bóng tất cả các vết sưng bằng giấy nhám. Ban đầu nó được lên kế hoạch để đánh bóng khối lập phương, cuối cùng, người ta đã quyết định rằng khối này trông đẹp hơn với bề mặt mờ.



Vỏ điện tử được phát triển bằng Autodesk Fusion 360, sau đó được in trên máy in 3D. Một lỗ hình chữ nhật trên tường cho công tắc và một số lỗ ở phía sau để cài đặt mô-đun GY-521 bằng cách sử dụng vít M3. Gắn bo mạch xử lý TinyDuino vào tấm dưới cùng, sau đó khóa vỏ bằng vít M2.2. Đầu tiên, cài đặt công tắc trong trường hợp sử dụng keo nóng, sau đó cài đặt mô-đun GY-521, sau đó cẩn thận lắp miếng đệm và pin.



Ma trận LED được gắn vào bảng điều khiển bằng các đầu nối Dupont và bảng xử lý có thể được kết nối đơn giản từ bên dưới. Cuối cùng, dán bảng mạch in phía dưới của ma trận LED vào vỏ bằng keo vạn năng (UHU Hart).



Tập tin để in và phần sụn: