Lámpara LED de estado de ánimo: 9 pasos (con imágenes)

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

Recientemente me encontré con un LED Cube de Greg Davill. Es una gran obra de arte. Inspirándome, incluso yo quería hacer algo así. Pero este estaba fuera de mi alcance. Decidí dar un paso a la vez e hice una versión mucho más pequeña de LED Cube como lámpara de humor. Puede ser un buen punto de partida para aprender sobre el hardware, que en su mayoría son LED y microcontroladores, y el software para controlarlos (creando animaciones).

En este Instructable, le mostraré cómo hice un cubo LED usando los populares LED WS2812.

¡Empecemos

Paso 1: Cosas que necesitará

LED 96x WS2812

6x PCB

1x Arduino Nano

Fuente de alimentación 1x 5V / 1A

Paso 2: el plan

El plan es hacer una lámpara de ambiente. Quería mantenerlo simple y, por lo tanto, decidí optar por los populares LED WS2812 direccionables individualmente. Los LED están conectados en cascada, lo que significa que puede controlar tantos LED como desee con solo una línea / cable de señal desde el microcontrolador. Esto facilita mucho el cableado.

Los LED están disponibles solo en formato SMD. Entonces, el siguiente paso será diseñar los PCB.

El siguiente paso es diseñar e imprimir en 3D una estructura para sujetar los PCB en forma de cubo.

Los LED se controlarán mediante Arduino Nano. El último paso será diseñar e imprimir en 3D un gabinete para Arduino.

Paso 3: Diseño de PCB

Puede utilizar cualquier software que desee para diseñar PCB. Estoy usando EasyEDA porque es adecuado para principiantes como yo. He adjuntado el esquema. Haga clic aquí para descargar archivos Gerber para la PCB.

El LED tiene 4 pines:

1. VDD - 5 V
2. DOUT - Salida de señal
3. VSS - Tierra
4. DIN - Entrada de señal

Como se mencionó anteriormente, los LED están conectados en cascada, lo que significa que la señal entra desde el microcontrolador al primer LED en el pin DIN. Desde el pin DOUT, la señal va al pin DIN del segundo LED.

Mientras diseñaba los PCB, había pensado en soldar a mano los LED y, por lo tanto, he dejado suficiente espacio entre los LED para que el soldador llegue a las almohadillas. Pero más tarde, como verá, opté por la soldadura por reflujo con mi configuración improvisada, ya que este método es rápido y ordenado (y satisfactorio de ver) si se hace correctamente.

Una vez que haya terminado de diseñar la PCB, hágalo fabricar con el fabricante de su elección. Elegí JLCPCB por su servicio rápido.

Paso 4: Montaje de los PCB

Al principio, comencé a soldar a mano los LED uno por uno. El resultado no fue bueno y los LED se sobrecalentaron, lo cual no es una buena señal. Además, es un proceso que requiere mucho tiempo y la soldadura de 96 LED requerirá mucho tiempo.

El método más utilizado para soldar componentes SMD se llama soldadura por reflujo. En este método, se aplica pasta de soldadura (una mezcla de soldadura y fundente) a las almohadillas de la PCB y se colocan los componentes sobre ella. A continuación, se hace que la pasta de soldadura se derrita o "refluya" calentándola en un horno de reflujo. Este es un método rápido y ordenado si se hace correctamente.

Usar este método significa que necesitaría un horno de reflujo. Pero luego recordé un proyecto de Moritz König en el que usaba una vieja plancha y Wemos para controlar la temperatura. Lo único que tenía a mano era una plancha que todavía se estaba usando. La temperatura de la plancha alcanzó unos 220 grados centígrados en su configuración máxima y la pasta de soldadura que compré se derrite a 183 grados. Echando un vistazo al perfil de temperatura de soldadura por reflujo de la hoja de datos de LED, podemos ver que la temperatura máxima (Tp) es de 240 grados durante 10 segundos. Todo parece prometedor, así que lo intenté.

Apliqué la pasta sobre las almohadillas con un palillo y coloqué los componentes. La ubicación no es crítica ya que la soldadura tira de los componentes en su lugar cuando se derrite. Coloqué el PCB en la plancha como se muestra en la foto y encendí la plancha. Apagué la plancha cuando toda la soldadura se había derretido y quité la PCB de la plancha.

¡Funcionó de maravilla!

Paso 5: ensamblar el cubo

Imprimí en 3D una estructura para mantener los PCB en su lugar. Los archivos 3D se han adjuntado aquí. Necesita imprimir 1x esqueleto y soporte 6x. Coloque los soportes en la parte posterior de la PCB con pegamento como se muestra en la imagen. Luego, los PCB se pueden encajar en su lugar en la estructura del esqueleto. Es un ajuste por fricción. Puede ser necesario lijar.

Realice el cableado como se muestra en el diseño. Soldar puede ser un poco complicado aquí.

Paso 6: Montaje de la base

Aquí se han adjuntado archivos 3D para la base. La base albergará el Arduino Nano. Habrá un total de 3 cables que van al cubo a saber. DIN, 5V y GND. Estoy alimentando el cubo a través de un cargador de teléfono USB. Asegúrese de que sea capaz de manejar al menos 1A.

El pin DIN se puede conectar a cualquiera de los pines digitales del Arduino. Elegí D4.

Paso 7: tiempo de codificación

Por ahora, usaré un boceto de ejemplo de FastLED Library. Instale la biblioteca usando el Administrador de bibliotecas. Abra el DemoReel100 de los bocetos de ejemplo. Archivo> Ejemplos> FastLED> DemoReel100

Antes de cargar el código, realice los siguientes cambios:

• Defina DATA_PIN (pin en Arduino al que está conectado DIN del cubo) a lo que haya elegido. En mi caso, 4 (Pin digital 4)
• Defina LED_TYPE como WS2812
• Defina NUM_LEDS como 96

¡Y presiona Subir!

Paso 8: ¡Disfruta

¡Enciende tu lámpara y disfruta mirándola!

Gracias por perseverar hasta el final. Espero que a todos les guste este proyecto y que hayan aprendido algo nuevo hoy. Avísame si haces uno para ti. Suscríbete a mi canal de YouTube para más proyectos de este tipo. ¡Gracias otra vez!

Paso 9: planes futuros

• Conectar el cubo a Internet (IoT) usando ESP8266 y notificarme cada vez que ocurra un 'evento'.
• Creando mis propias animaciones.

Finalista en el concurso Make it Glow