يستخدم هذا المشروع المصابيح SMD المتصلة بألواح الدوائر المطبوعة الزجاجية. تنطفئ المصابيح وتضيء ، مما يحاكي حركة الرمال ، وفقًا لموضع المكعب ثلاثي الأبعاد في الفضاء.
أدناه ، مكعب فيديو ثلاثي الأبعاد قيد التشغيل.



تتضمن القائمة التالية المواد اللازمة لبناء مكعب:



144 قطعة SK6805-2427 المصابيح ( )






الإسكان

المواد والأدوات الإضافية المطلوبة للمشروع

مجفف شعر
العادية لحام الحديد تلميح رقيقة
طابعة ثلاثية الأبعاد
طابعة ليزر

سلك رفيع
دبابيس ثنائي الفينيل متعدد الكلور
معجون لحام بدرجة حرارة منخفضة
كلوريد الحديديك

غراء عادي (مثل UHU Hart)
تسرب السيليكون
ورق الصور
الأسيتون

تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الشفاف

المشكلة الواضحة في لوحات الدوائر المطبوعة هي أنها غير شفافة. فيما يلي وصف تفصيلي لكيفية عمل ألواح دوائر مطبوعة شفافة.
أولاً ، يجب قطع شرائح المجهر إلى قطع مربعة باستخدام قاطعة زجاجية 50.8 مم.



شاهد هذا الفيديو لفهم كيفية القيام بذلك.



ملف .stl المرفق به النموذج قالب ، لتسهيل قياس الطول المطلوب. ستحتاج إلى 4 أكواب ، ولكن من الأفضل أن تفعل ذلك بهامش من 6 إلى 8 قطع
.
بعد ذلك ، قطع الشريط النحاسي إلى قطع أكبر قليلاً من ركائز الزجاج المقطوعة.

نظف الغلاف والرقائق النحاسية بالكحول أو الأسيتون ، ثم الصقها معًا. تأكد من عدم وجود فقاعات هواء في الداخل. استخدم نورلاند NO81 ، وهو غراء سريع للأشعة فوق البنفسجية يوصى به لربط المعدن بالزجاج. قم برمل جانب واحد من ورق النحاس بورق الصنفرة لجعله أكثر خشونة. لعلاج اللاصق ، يمكنك استخدام مصباح الأشعة فوق البنفسجية لفحص الأوراق النقدية.



بعد تثبيت المادة اللاصقة ، قص الورقة على طول حافة الركيزة الزجاجية.

تُظهر الصورة لوحة دوائر مطبوعة واستنسل للصق اللحام من مشروع مؤلف واحد.



انقل تصميم لوحة الدوائر المطبوعة من ورق الصور الفوتوغرافية إلى النحاس بأي طريقة تناسبك. يمكنك استخدام LUT أو الطريقة التي وصفتها هنا.




بعد ذلك ، احفر النحاس. (ممكن مع كلوريد الحديديك. أستخدم خليط من البيروكسيد والليمون والملح العادي).

إزالة الحبر باستخدام الأسيتون

يستخدم المؤلف مصابيح LED كبيرة SK6805-2427 ، مما يسهل إلى حد كبير لحامها.
قم بتغطية جميع وسادات التلامس بجهاز لحام بدرجة حرارة منخفضة ، ثم قم بتثبيت مصابيح LED في الأعلى ، مع تذكر ملاحظة الاتجاه الصحيح لمصابيح LED ، مع الإشارة إلى الرسم التخطيطي المرفق.



ولحام مصابيح LED المثبتة ، وضع المؤلف لوحات الدوائر الكهربائية في الفرن وسخنها حتى يذوب اللحام. صحيح ، كان لا يزال يتعين علي استخدام مجفف شعر في وقت لاحق ، حيث لم تكن جميع مصابيح LED ملحومة جيدًا.



لاختبار مصفوفة LED ، يمكنك استخدامها اردوينو نانو لتحميل الرسم Strandtest Adafruit NeoPixel وتوصيله بالمصفوفة باستخدام موصل Dupont.

بالنسبة للوحة الدوائر المطبوعة السفلية ، ستحتاج إلى قطعة من لوحة الدوائر المطبوعة اللوحية بقياس 30x30 مم. ثم اللحيم بها عدة أطراف دبوس ، بعد ذلك سيتم إرفاق لوحات الدوائر المطبوعة الزجاجية. تم توصيل مسامير VCC و GND باستخدام قطعة صغيرة من الأسلاك النحاسية المعلبة. ثم أغلق جميع الفتحات المتبقية باستخدام اللحام ، وإلا فقد يتسرب الإيبوكسي أثناء الصب.



لإرفاق مصفوفة LED بالجزء السفلي من PCB ، استخدم غراء الأشعة فوق البنفسجية ، ولكن مع لزوجة أعلى (NO68). للمحاذاة الصحيحة لألواح الدوائر المطبوعة ، استخدم قالبًا خاصًا (انظر ملف .stl المرفق). بعد اللصق على القاعدة ، تأرجحت لوحات الدوائر الزجاجية قليلاً ، لكنها أصبحت أكثر صرامة بعد أن تم لحامها بالنتائج الموجودة على لوحة الخبز. للقيام بذلك ، ما عليك سوى استخدام حديد اللحام العادي واللحام العادي. مرة أخرى ، من الجيد التحقق من كل مصفوفة بعد اللحام. تم إجراء الروابط بين Din و Dout للمصفوفات الفردية باستخدام موصلات Dupont المتصلة بالدبابيس الموجودة في الجزء السفلي من اللوح.




نظرًا لأنه من الضروري جعل حجم الحالة صغيرًا قدر الإمكان ، يتم استخدام TinyDuino. عبارة عن لوحة متوافقة مع أردوينو في حزمة صغيرة للغاية. تخيل أن تكون قادرًا على الحصول على القوة الكاملة لـ Arduino Uno بحجم 1/4! المجموعة الأساسية ، التي تتضمن لوحة معالج ، مع موصل USB للبرمجة ، لوحة أولية للاتصالات الخارجية ، بالإضافة إلى بطارية LiPo صغيرة. كان المؤلف سيشتري أيضًا مقياس تسارع ثلاثي المحاور ، وهو متوفر للاستخدام مع TinyDuino ، بدلاً من وحدة GY-521 التي استخدمها في هذا المشروع. هذا سيجعل الدائرة أكثر إحكاما ويقلل الأبعاد المطلوبة للحالة. مخطط هذا التجميع بسيط للغاية ويرد أدناه.



تم إجراء بعض التغييرات على لوحة معالج TinyDuino ، حيث تمت إضافة مفتاح خارجي بعد البطارية. يوجد بالفعل مفتاح على لوحة المعالج ، كان قصيرًا فقط لتناسب الحالة. يتم إجراء الاتصالات بلوحة اللوح ووحدة GY-521 باستخدام عروات دبوس لا تسمح بالتصميم الأكثر إحكاما ، ولكنها توفر مرونة أكبر من اللحام المباشر للأسلاك. يجب أن يكون طول الأسلاك / نقاط الاتصال في الجزء السفلي من لوحة التوصيل قصيرًا قدر الإمكان ، وإلا فلن تتمكن من توصيله بأعلى لوحة المعالج.

بعد أن جمعت الإلكترونيات، يمكنك تنزيل الرمز المرفق والتحقق من عمل كل شيء. يتضمن الرمز الرسوم المتحركة التالية التي يمكنك تكرارها عن طريق هز مقياس التسارع.

قوس قزح: الرسوم المتحركة قوس قزح من المكتبة صامد
الرمل الرقمي: هذا امتداد Adafruits الرسوم المتحركة أدى الرمال في ثلاثة أبعاد. ستتحرك وحدات بكسل LED وفقًا للقيم المقروءة من مقياس التسارع.
المطر: تنخفض وحدات البكسل من أعلى إلى أسفل اعتمادًا على المنحدر الذي تم قياسه بواسطة مقياس التسارع
قصاصات ملونة: بقع ملونة عشوائية تومض وتتلاشى خارج المكتبة صامد

التجمع

كان من المهم إيجاد مادة مناسبة يمكن استخدامها كقالب. بعد بعض الاختبارات التجريبية غير الناجحة ، وجد المؤلف أن أفضل طريقة هي طباعة شكل ثلاثي الأبعاد ثم تغطيته بمانع تسرب السيليكون. اطبع طبقة واحدة من صندوق 30 × 30 × 60 مم باستخدام معلمة "حلزونية الكفاف الخارجي" في ملف Cura (ملف .stl). ثم قم بتغطيته بطبقة رقيقة من السيليكون من الداخل ، مما يجعل من السهل جدًا إزالة القالب بعد الصب. تم إرفاق القالب بلوحة الدائرة السفلية أيضًا باستخدام مانع تسرب السيليكون.تأكد من عدم وجود ثقوب حتى لا يتسرب الراتنج ولا تتكون الفراغات.

بعد إزالة القالب ، يمكنك أن ترى أن المكعب يبدو شفافًا جدًا بسبب السطح الأملس لعفن السيليكون. ومع ذلك ، سيكون هناك بعض المخالفات المرتبطة بتغيير في سمك طبقة السيليكون. أيضا ، قد يتشوه السطح العلوي أقرب إلى الحواف.



لذلك ، صقل المؤلف جميع المطبات بورق الصنفرة. تم التخطيط أصلاً لتلميع المكعب ، في النهاية ، تقرر أن المكعب يبدو أفضل مع سطح غير لامع.



تم تطوير حاوية الإلكترونيات باستخدام Autodesk Fusion 360 ، ثم طبعت على طابعة ثلاثية الأبعاد. ثقب مستطيل في الحائط للمفتاح وعدة ثقوب في الخلف لتثبيت وحدة GY-521 باستخدام مسامير M3. قم بتوصيل لوحة المعالج TinyDuino باللوحة السفلية ، والتي تقوم بعد ذلك بقفل العلبة باستخدام مسامير M2.2. أولاً ، قم بتثبيت المفتاح في السكن باستخدام الغراء الساخن ، ثم قم بتثبيت وحدة GY-521 ، ثم أدخل الحشية والبطارية بعناية.



تم إرفاق مصفوفة LED باللوح باستخدام موصلات Dupont ، ويمكن توصيل لوحة المعالج ببساطة من الأسفل. أخيرًا ، قم بلصق لوحة الدوائر المطبوعة السفلية لمصفوفة LED إلى الغلاف باستخدام الغراء الشامل (UHU Hart).



ملفات الطباعة والبرامج الثابتة: