Статьи

« Назад

Светодиодный куб своими руками  03.01.2018 15:10

Сегодня выпускается множество вариантов светящейся мебели и декора, но всегда приятней, когда знаешь, что любуешься твореньем своих собственных рук. Поэтому наша компания LightHouse хочет помочь всем тем, кто настроился сделать что-то своими руками, но не имеет опыта в данной сфере. Именно для таких людей мы предлагаем подробную инструкцию по изготовлению светодиодного куба своими руками…

Готовим все необходимые элементы

Прежде, чем собирать, нужно подготовить все необходимое:

  1. Светодиоды. Какого они будут цвета и яркости, решайте сами, ориентируясь на личные предпочтения. По сути, можно взять любые, так как это будет пробный проект, а в дальнейшем подойти к выбору более тщательно, и учесть возможные места размещения нашего куба и прочие нюансы. Для стандартного куба 4х4х4 вам нужно 64 штуки, но стоит купить с запасом, на случай брака или выхода из строя в процессе сборки или эксплуатации.
  2. 4 резистора с номинальным напряжением 680 Ом.
  3. Микроконтроллер. Опять же, можно взять любой, но мы выбрали Arduino Nano 3.0, так как он подходит для наших целей, стоит недорого и приобрести его просто. Если не торопитесь, поищите б/у на интернет-площадках или барахолках, получится в несколько раз дешевле, чем в ближайшем магазине электроники.
  4. Источник питания. Вполне достаточно батарейки Крона на 12 вольт. Чтобы потом она не болталась, советуем купить специальный футляр вместо штатной клеммы (стоит порядка 50 рублей).
  5. Реле включения. Проще говоря, выключатель, в качестве которого сойдет обыкновенный 20-тирублевый тумблер или кнопка от сетевого фильтра. Здесь единственное условие – рабочее напряжение выключателя должно быть меньшим или равным напряжению батарейки.
  6. Соединительный провод. С учетом прочих составляющих нас вполне устраивает монтажный, сечением 0.14 мм2. Потребуется около 3 метров, что обойдется рублей в 30.
  7. Корпус. Можно сделать из подручных материалов или найти готовый, главное, чтобы он был не цельным, а имел крышечку, на которой сможет поместиться наш куб. Например, взять коробочку-футляр от бытового прибора или даже баночку из-под кофе либо чая. В общем, ориентируйтесь на выбранные размеры куба и то, что туда должны будут поместиться наши провода и рабочие компоненты.

Сборка куба

После того, как все необходимые компоненты вы приобрели, нашли или сделали, можно приступать к сборке светящейся основы. Чтобы было проще, собирать стоит по слоям, но прежде разберемся, где у светодиодов минус и плюс (катод и анод). Длинная ножка это плюс, короткая, соответственно, минус.

Чтобы в итоге все слои получились одинаковыми, нам потребуется шаблон. Для этого берем обычную дощечку или плотный пенопласт и рисуем на нем квадратную сетку 4х4 с размером стороны, аналогичной задуманному размеру граней куба. Но здесь следует помнить, что впоследствии нам нужно светодиоды спаивать между собой. Поэтому расстояние между соседними по вертикали и горизонтали точками пересечений должно быть одинаковым и чуть меньше длины анода (длиной ножки).

Когда сетка готова, в точках пересечений делаем отверстия и размещаем в них светодиоды. Затем, отгибаем аноды последовательно на соседние диоды, так чтобы у нас получилось два параллельных прямоугольника. После берем у пары лишних (бракованных) диодов еще две длинных ножки и делаем соединение между ближними (соседними) вершинами прямоугольников. Остается спаять все плюсы и один слой готов. Аккуратно, чтобы не повредить пайку, извлекаем диодную сетку из гнезд, и в описанный способ делаем еще три таких же слоя.

Обратите внимание – короткие ножки, то есть, наши минуса, должны находиться в одинаковом вертикальном положении, чтобы потом можно было спаять через них слои между собой! Иногда невозможно оставить ножки прямыми и расположить их по одной линии. Чтобы все получилось, просто отогните каждую ножку у самого диода в сторону, а потом на расстоянии миллиметра от внешнего диаметра головки снова выгните на вертикаль, и все будет нормально.

Когда все слои готовы, просто спаяйте последовательно минуса, образуя готовый куб с пятью цепями соединений – по одному для каждого слоя и общий для минуса. Причем ножки нижнего слоя у нас остаются торчать вниз, именно с их помощью мы закрепим куб на корпусе и заодно подключим к контроллеру.

Не расстраивайтесь, если какая-то сетка слоя или куб в целом получаются не особо ровными. Поверьте, с первого раза сделать идеально не выходит ни у кого, даже у таких опытных мастеров, как специалисты нашей компании ЛайтХаус. Со временем набьете руку, учтете все ошибки и сложные моменты, и кубики будут получаться замечательными!

Программируем «мозги»

После того, как куб подготовлен, пора записывать алгоритм, по которому будет работать наш куб, в память микроконтроллера. Для программиста это проблем не составит – он и алгоритм придумает, и как записать его знает. Для всех остальных расписываем пошаговую инструкцию:

  • Найдите в Интернете программу Arduino и скачайте ее на свой компьютер или ноутбук
  • Подключите контроллер Arduino Nano к нашему ПК посредством соединения через USB-микро
  • Запустите скачанную программу и выберите по вкладкам «инструменты», «плата», «Arduino Nano»
  • После этого последовательно щелкните на вкладки «инструменты», «процессор», «ATmega 328»
  • Дальше следует выбрать порт – мы в нашем случае использовали СОМ4, но у вас это может быть что-то другое, главное не выбирать первый в списке
  • Теперь активируйте скетч-загрузку и после того, как она будет закончена, отключите микроконтроллер от компьютера

Собираем все в единое целое

Для начала готовим корпус – делаем сбоку или в крышке небольшое отверстие для 4-х проводов, которые будем присоединять к плюсам. Также в крышке размечаем сетку и просверливаем небольшие отверстия под минуса нижнего ряда куба. Когда все готово, заводим катодные ножки в подготовленные отверстия и закрепляем куб на крышке. Можно это сделать с помощью тех же ножек, но лучше использовать дополнительные крепежи, и можно переходить к следующему этапу – присоединению микроконтроллера к кубу.

Минус

Если посмотреть на крышку изнутри, то перед нами будет квадрат из 16 точек со сторонами 4х4, расположенными в местах выходов катодов. Для большей понятности разметим эту сетку как шахматную доску, где левый нижний угол А1, следующий в ряду Б1, а по вертикали А2 и в подобной последовательности аж до правого верхнего угла, который по логике получается Г4.

После разметки начинаем соединять контакты контроллера выходами минусов по такой схеме – А1 к контакту ТХ1, Б1 к D5, В1 – D9, Г1 – D13. Следующий ряд – А2 на RX0, Б2 – D4, В2 – D8, Г2 – D12. Третий ряд – А3 к А5, Б3 – D3, В3 – D7, Г3 – D11. Последний – А4 сетки соединяем с А4 контроллера, Б4 – D2, В4 с D6 и Г4 с D10.

Плюс

После того, как с минусом закончили, переходим к плюсу. Для начала выберем точки крепления на кубе – поворачиваем его в вертикальное положение (корпус снизу) и берем на заметку ближнее к большому (под 4 провода) отверстию вертикальное ребро. Точки пайки будут находиться на четырех горизонтальных слоях между диодами ребра и первым диодом в сторону (вправо или влево не имеет значения).

Теперь, припаиваем к этим точкам 4 отрезка провода, и через резисторы присоединяем их к следующим контактам микроконтроллера – верхний слой к А0, второй сверху к А1, третий к А2 и нижний к А3.

Последним шагом станет установка питания: плюс батареи соединяем с тумблером, а затем с контактом UIN; минус припаиваем к контакту GND. Прячем начинку в корпус, включаем и наслаждаемся игрой света…

Однако, если у вас нет времени на самостоятельное изготовление, вы всегда можете приобрести куб в магазине Лайтхаус!

LED-luminous-cube-outdoor-luminous-furniture-creative-bar-stool-remote-control-colorful-charging-side-stool-15CM