Cubo infinito "fácil": 14 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Los cubos infinitos y los icosaedros son cosas que siempre me han llamado la atención. Sin embargo, siempre parecieron bastante difíciles de hacer, debido al marco relativamente complejo. Este cubo infinito, sin embargo, tiene un marco que está impreso en una sola pieza. Haciendo la construcción mucho más fuerte y más fácil que la mayoría de los otros proyectos. El tamaño del cubo se elige por lo que solo se necesita 1M de tira de LED para todo el cubo, manteniendo el costo bajo. ¡Estoy muy contento con el resultado de este proyecto y espero que a ti también te guste!

Paso 1: Materiales / Herramientas

Materiales:

• 1 metro ws2812b 144LED / m IP30 $ 8.69
• microcontrolador (Arduino) $ 2.58
• 6 cuadrados de plexiglás (91 * 91 * 3 mm)
• película de espejo $ 2.19 (el producto llegó en mala calidad, no puedo recomendar pedirlo en Ali)
• cable (para conectar piezas de tiras de LED) $ 1.61
• Marco impreso en 3D
• agua jabonosa (¿es esto incluso un material?)
• Fuente de alimentación de 5V $ 4.86 (10 A si desea que todos los LED sean blancos, pero 5A debería estar bien en la mayoría de los casos)

Instrumentos:

• Soldador
• segundo pegamento
• pegamento caliente (opcional)
• pelacables
• pinzas pequeñas (para ayudar a soldar en esquinas estrechas)
• Impresora 3d (o alguien dispuesto a ayudarlo a imprimir el marco)

Paso 2: el marco

Esta es la parte más importante de este proyecto. La pieza está impresa en una de sus esquinas por lo que hay menos diferencia en las líneas de capa y porque "teóricamente" no se necesita soporte cuando se imprime en esta orientación. Sin embargo, después de que esta impresión fallara, decidí agregar soportes de todos modos. Los soportes están realmente dibujados en el modelo porque una cortadora no puede generarlos de manera eficiente para un modelo como este ("v3 v11.stl" tiene soportes, v3 v12.stl "no tiene soportes).

Debido a la orientación, se necesita un espacio de 180 * 160 * 180 para imprimir un cubo de 114 * 114 * 114. Me tomó 10 horas imprimir y se necesitan aproximadamente 65 g de filamento para el modelo.

Paso 3: cableado de LED

Es importante comprender cómo se deben soldar los cables antes de soldarlos, ya que no hay mucho espacio para trabajar. El dibujo de arriba (que representa el cubo) debería darte una idea de cómo se suelda todo.

5 cables pasan a través del agujero en el cubo. Dos pares de 5V y GND, uno para alimentar el comienzo de la tira de LED (en la capa inferior) y otro para alimentar el final (en la capa superior). Esto no es solo alimentar la tira en dos extremos, esto es realmente necesario para eliminar la necesidad de uniones de soldadura más complejas. El otro cable que entra es la línea de datos, esta es la línea que envía datos a todos los LED para especificar el color de los mismos.

Si sigue la línea verde, puede ver el orden en que las secciones de tira de 12 LED están conectadas entre sí (están numeradas en orden en la imagen). En las partes donde la línea verde corre al lado de un trozo de tira de LED, significa que está corriendo por debajo de la tira (el marco tiene espacio para estos cables).

En el boceto, puede ver que hay tres partes, el cuadrado central, el cuadrado exterior y las 4 piezas del medio que están entre los dos cuadrados. Las 4 piezas del medio obtienen su 5V del cuadrado exterior y su GND del cuadrado central.

Tenga en cuenta que los cables que alimentan el cuadrado exterior entran en la capa inferior y atraviesan el marco (detrás de una parte de la tira de LED) hasta la capa superior.

Paso 4: Soldadura Paso 1

Voy a dividir esta sección en subpasos para explicar todo mejor. Numeré las partes de la tira de LED en la imagen de arriba para explicar todo mejor.

Así es como hice esto, si tienes una mejor manera, solo usa la tuya.

¡Asegúrese de prestar atención a la dirección de las piezas de la tira de LED! Colocar una pieza de forma incorrecta puede causarle muchos problemas

Paso 1: Dado que necesitamos secciones de 12 LED, debe comenzar cortando la tira de LED en 12 piezas de 12 LED cada una. A continuación, conecte 3 cables a la parte 1, asegúrese de conectarlos en el lado Din. Agregue 2 cables más para conectar al V5 y GND en la parte 12 al lado Dout, los cables para este lado deben ser al menos 12 cm más largos ya que deben pasar a través del marco, los cables no necesitan soldarse a la parte 12 todavía. Pase los 5 cables que conectan estas piezas a través del orificio. Luego retira la tapa de la cinta adhesiva y pega la parte 1 al marco, no te preocupes, la cinta no se pega muy bien, las partes luego se pegarán con pegamento.

Paso 5: Soldadura Paso 2

¡Asegúrese de prestar atención a la dirección de las piezas de la tira de LED! Colocar una pieza de forma incorrecta puede causarle muchos problemas

Paso 2: Ahora se agregarán las partes 2-3, el mismo proceso se puede repetir para 4, 5 y 6, 7. Primero, se debe soldar un cable al Din de la parte 3, este cable debe ser de 15 cm o más largo y es el que va al Dout de la parte 2 (línea azul en la imagen). Este cable se recortará más adelante. Después de soldar el cable, retire la cubierta de cinta adhesiva de esta parte y colóquela.

A continuación, conecte el Dout op parte 1 con el Din de la parte 2, para hacer esto, es posible que deba tirar un poco de la parte 1 del marco. debe ser un cable muy corto con un trozo de aislamiento en el medio. Retire la cinta de la parte 2 y colóquela en su posición, asegúrese de que el cable azul pase detrás de ella.

Ahora recorta el cable conectado al Din de la parte 3 y suéldalo al Dout de la parte 2. Para soldar esto, es muy probable que tengas que quitar la parte 2 del marco nuevamente para obtener algo de espacio. Esta es una esquina muy cerrada y el cable que está debajo de la parte 2 deberá hacer un giro brusco de 180 grados para conectarse al Dout de la parte 2 (esto se puede ver en la imagen 4).

Ahora conecte el V5 de la parte 1 y la parte 3, es posible que necesite un cable corto para hacer esto.

Finalmente, tome un pequeño trozo de cable para conectar el GND de las partes 1, 2 y 3 entre sí. Si la almohadilla de 5V de la parte 2 está en el camino, puede simplemente cortar la esquina de esa parte en diagonal para quitar la almohadilla de soldadura.

Busque pantalones cortos si cree que puede haber cometido un error.

Ahora repita para las partes 4, 5 y 6, 7:)

Paso 6: Soldadura Paso 3

¡Asegúrese de prestar atención a la dirección de las piezas de la tira de LED! Colocar una pieza de forma incorrecta puede causarle muchos problemas

Paso 3: En este momento, las partes 1 a 7 deben colocarse hacia abajo, asegúrese de verificar todo tres veces porque no puede probarlo fácilmente porque las partes 2, 4 y 6 aún no tienen 5V. Conecte los cables de 5V y GND que pasan por el orificio a la parte 12. Quite la cubierta de la cinta adhesiva de la parte 12 y colóquela. asegúrese de que los cables pasen bien por la canaleta en el lugar de la parte 8 (que aún no está colocada). Puede tirar de los cables un poco más a través del orificio para que encajen mejor. A continuación, conecte el Din de la parte 8 con el Dout de la parte 7, como en el paso anterior. luego conecte el GND de la parte 7 con la parte 8.

(En la imagen de arriba todavía no he agregado la parte 12, la agregué pero no tengo una imagen de ella).

Paso 7: Soldadura Paso 4

¡Asegúrese de prestar atención a la dirección de las piezas de la tira de LED! Colocar una pieza de forma incorrecta puede causarle muchos problemas

Paso 4: Ya casi ha terminado, solo es necesario colocar las partes 9, 10 y 11. Soldar estos debe ser sencillo, solo asegúrese de soldar el Dout de una pieza al Din del siguiente primero, ya que es difícil acceder después. No olvides conectar los 5V de esta capa con los 5V de la parte 2, 4, 6 y 8.

Para probar si todos los LED funcionan, utilicé el siguiente código. Pasará por todos los LED uno por uno. Si algo no funciona, puede usar un multímetro para averiguar qué está mal.

#incluir #definir LED_PIN 7 #definir NUM_LEDS 144 leds CRGB [NUM_LEDS]; int contador; configuración vacía () {FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); contador = 0; } bucle vacío () {contador = (contador + 1)% 144; leds [contador] = CRGB (255, 0, 0); FastLED.show (); retraso (20); leds [contador] = CRGB (0, 0, 0); }

Dado que solo se enciende un LED a la vez, este código se puede alimentar a través del Arduino. Esto significa que no se necesita la fuente de alimentación externa para ejecutar este código, solo puede conectar los 5V y GND de la tira al Arduino.

Paso 8: pegar los LED al marco

Como se mencionó anteriormente, la cinta adhesiva en la tira en sí no se adhiere bien al PLA. Es por eso que levanté un poco todas las piezas de la tira de LED y puse un segundo pegamento debajo de ellas y las presioné hacia abajo después.

Tenga cuidado de no derramar este pegamento. Además de juntar las manos dejará manchas en el marco

Paso 9: Cortar cuadrados acrílicos (si no los cortó)

En lugar de cortar el acrílico en cuadrados de 91 mm, usé una regla y un cuchillo para hacer líneas en el acrílico en los puntos donde quería romperlo. Después de hacer una línea en el acrílico con el cuchillo, coloqué la línea en el borde de una mesa para romper la pieza en la línea. Esto no es muy preciso y puede resultar en bordes un poco desiguales, pero hay espacio para un error de unos pocos mm, por lo que no importa mucho.

(Ya apliqué película a dos cuadrados en la imagen)

Paso 10: aplicación de película de espejo

Aquí hay un enlace a alguien que explica cómo hacer esto, para resumirlo:

1. Limpiar acrílico, quitar fibras o polvo
2. Aplicar agua con jabón al acrílico.
3. quitar el plástico de la película
4. coloque la película sobre el acrílico
5. Retire las burbujas y el jabón del centro hacia afuera con una tarjeta de plástico.
6. recortar bordes

Asegúrese de eliminar todas las partículas antes de aplicar la película, esto hace una diferencia significativa en lo bien que se ve

Paso 11: Colocación de espejos en el marco

Antes de colocar cualquier espejo en el marco, asegúrese de que el lado del espejo esté bien limpio, este lado se colocará hacia adentro y no se puede limpiar después.

Coloqué los espejos en pares opuestos solo para comprobar que se movían perfectamente de la misma manera. En realidad, esto es muy fácil de lograr, ya que el marco debe encargarse de la alineación. Adjunté los espejos con un segundo pegamento al marco (el pegamento caliente podría ser mejor para esto, no mancha el PLA). El lado del espejo hacia adentro porque es el lado más frágil y de esta manera la luz no tiene que viajar a través de una capa de acrílico antes de volver a reflejarse.

Paso 12: Electrónica

Comencé limpiando los cables que salían del cubo, esto solo hace que todo se vea un poco más ordenado en mi opinión. Dado que este proyecto es solo un Arduino con una tira de LED, todo es bastante simple. Los 5V de la fuente de alimentación deben conectarse a los 5V del cubo y a los 5V del Arduino. El GND de la fuente de alimentación debe estar conectado al GND del cubo y al GND del Arduino. Asegúrese de obtener la polaridad correcta, verifique esto con un multímetro si es necesario antes de encenderlo, de lo contrario, podría freír su Arduino. Para evitar esto, también puede alimentar el Arduino a través del conector de alimentación, pero necesitará un conector adicional para hacer esto. Ahora lo único que queda por hacer es conectar el Din del cubo a un pin en el Arduino, terminé usando el pin 5, pero esto realmente no importa. Simple, ¿verdad?

nota: la tercera imagen es solo un esquema que encontré en línea, la resistencia allí no es necesaria. Sin embargo, podrías decidir incluirlo,

Paso 13: Código:)

El código que usé hasta ahora era bastante simple, simplemente tomé un código de la biblioteca de ejemplo de LED rápido y cambié algunos números para ejecutar en este cubo (el código original que usé se puede encontrar aquí). Antes de conectar el Arduino a su PC usando el puerto USB, asegúrese de desconectar la conexión de 5V entre la fuente de alimentación y el Arduino.

Terminé escribiendo código que tiene múltiples animaciones, algunas de ellas se pueden ver en el video de arriba:

No copie y pegue de esto, no se ejecutará debido a la forma en que instructables pega el código

#incluir #definir LED_PIN 5 #definir NUM_LEDS 144 leds CRGB [NUM_LEDS];

configuración vacía () {

FastLED.addLeds (leds, NUM_LEDS); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // llena todo FastLED.show () negro; } bucle vacío () {una serpiente (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); fadeFromCenter (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // arcoiris (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); destellos (10000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); // loopThroughColors (5000); fill_solid (leds, NUM_LEDS, CRGB (0, 0, 0)); } void onesnake (duración int) {tiempo de inicio largo sin firmar; startTime = millis (); int ubicación = 1; int nextpath = 1; int esquinas [8] [3] = {{-7, 8, 1}, {-1, 2, 3}, {-3, 4, 5}, {-5, 6, 7}, {-8, -12, 9}, {-2, -9, 10}, {-4, -10, 11}, {-6, -11, 12}}; int ledsInSnake [48]; int color = 0; for (int i = 0; imillis ()) {if (ubicación> 0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); para (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (ubicación-1) * 12 + i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (color / 10, 255, 255); FastLED.show (); retraso (20); }} if (ubicación <0) {for (int i = 0; i <12; i ++) {color = (color + 5)% 2550; leds [ledsInSnake [0] = CHSV (255, 255, 0); para (int j = 0; j <48; j ++) {if (j! = 0) {leds [ledsInSnake [j] = CHSV (color / 10, 255, (j * 255) / 48); ledsInSnake [j-1] = ledsInSnake [j]; }} ledsInSnake [47] = (ubicación + 1) * - 12 + 11-i; leds [ledsInSnake [47] = CHSV (color / 10, 255, 255); FastLED.show (); retraso (20); }} nextpath = aleatorio (0, 2); for (int i = 0; i <8; i ++) {// differen 8 if (esquinas [0] == - ubicación || esquinas [1] == - ubicación || esquinas [2] == - ubicación) {if (esquinas [siguiente ruta]! = - ubicación) {ubicación = esquinas [siguiente ruta]; } else {ubicación = esquinas [nextpath + 1]; } rotura; }}

FastLED.show ();

retraso (20); }} void fadeFromCenter (int duración) {tiempo de inicio largo sin firmar; startTime = millis (); int contador = 0; while (startTime + duración> milis ()) {contador = (contador + 1)% 255; para (int i = 0; i <12; i ++) {para (int j = 0; jmillis ()) {contador = (contador + 1)% 255; para (int i = 0; i

arco iris vacío (duración int) {

unsigned long startTime; startTime = millis (); int contador = 0; while (startTime + duración> milis ()) {contador = (contador + 1)% 255; para (int i = 0; i <NUM_LEDS; i ++) {leds = CHSV ((i * 5 + contador)% 255, 255, 255); } FastLED.show (); retraso (20); }} void sparkles (int duración) {tiempo de inicio largo sin firmar; startTime = millis (); int LONGITUD = 40; int blink [LENGTH]; int color = 0; para (int i = 0; imillis ()) {color = (color + 5)% 2550; leds [parpadeo [0] = CHSV (255, 255, 0); for (int i = 0; i <LENGTH; i ++) {if (i! = 0) {leds [blink = CHSV (color / 10, 255, (i * 255) / LENGTH); parpadeo [i-1] = parpadeo ; }} parpadear [LENGTH-1] = aleatorio (0, NUM_LEDS); FastLED.show (); retraso (50); }}

Paso 14: ¡Disfruta de tu increíble cubo infinito

Espero que les haya gustado este instructivo. Si es así, vote por mí en el concurso y envíeme sus comentarios. Me gustaría escuchar sus ideas para proyectos o mejoras en esta compilación. ¡Gracias por leer!

Segundo premio en el concurso Make it Glow