Personal tools

Led kubus kit

From Frack - Hackerspace Friesland

Jump to: navigation, search
Project: Led kubus kit
LedCubeKit ProjectPicture.png
Status lopend
Betrokkenen
Afbeelding Anoniem.png Hylke
Hylke Rol: Beginnend met: Robotica Werkt aan: Led kubus kit, Pixelvloed
Kennisgebied(en) Solderen, Elektronica, Arduino
Projectcode LedCubeKit
Afgeleid van: Led cube
ProjectoverzichtProject toevoegen

Knipperende leds, sierlijke figuren en het mooiste: allemaal door je zelf gemaakt. Deze kit is voor iedereen die zelf een led kubus wil maken.

Een led kubus bestaat, zoals de naam al een beetje zegt, uit ledjes geranschikt tot een kubus. Al de ledjes zijn individueel aan en uit te zetten. Hierdoor kunnen mooie drie dimensionale figuren en animaties gemaakt worden. Deze kit is voor het maken van een kubus van 4 ledjes breed, diep en hoog. Alles wordt aangestuurd door een arduino nano. Deze kun je zelf programeren om zo een oneindige variatie aan animaties te creeren. De led kubus is te verdelen in drie onderdelen: de ledjes gesoldeerd tot een kubus, de printplaat met alle componenten en de behuizing. Deze kunnen allemaal los van elkaar gemaakt worden en daarna tot de uiteindelijke kubus geassembleerd worden.

Onderdelen

Omschrijving Voetprint Aantal
Ledjes. De kleur mag je zelf bepalen zolang alle ledjes maar hetzelfde zijn. 3mm ledjes zijn nodig omdat anders te compacte kubus te vol wordt. 64 + een paar reserve
Frack ledcube printplaat 1
sn74ls164n shift register DIP14 2
100nF ceramic capacitor Wire leaded 2
BC547B transistor TO-92 4
4.7K ohm weerstand Wire leaded 4
470 ohm weerstand Wire leaded 16
15 pins female header 100mil(2.54mm) pitch 2
Arduino nano 1
Behuizing 1

Een kubus van ledjes

Het belangrijkste van een led kubus zijn natuurlijk de ledjes. Voor deze kubus heb je 64 ledjes nodig maar het is altijd handig om een paar reserve te houden voor het geval dat er een niet blijkt te werken of als de pinnen verkeerd gebogen zijn. Waarschijnlijk zijn de leds die je wilt gebruiken van Chinese afkomst. Dit heeft als voordeel dat ze goedkoop zijn maar betekend ook dat de kwaliteit minder is. Er zouden leds tussen kunnen zitten die niet werken of minder vel zijn. Als de led kubus eenmaal in elkaar zit is het lastig om de middelste led te vervangen. Het is dus handiger om alle leds van te voren te testen. Het is veel werk maar kost minder tijd dan ze achteraf te vervangen.

Een led heeft een positieve en een negatieve pin. De positieve pin wordt de anode genoemd, de negatieve pin de cathode. De positieve pin is langer dan de negatieve pin. Als laatste kun je de negatieve pin ook herkennen aan een afgevlakte kant op de led zelf. LedCubeKit Cube Step1 1.png
Als alle leds getest zijn kunnen ze in de goede vorm gebogen worden. Hou de led voor je met de anode links en de cathode rechts. Buig de anode van de led 90 graden naar links weg van de cathode en vervolgens 1 milimeter verder weer terug zodat het pootje naast de led komt te staan. Zo kunnen de leds straks op elkaar gezet worden en de anodes aan elkaar verbonden worden. LedCubeKit Cube Step2 1.png LedCubeKit Cube Step3 1.png
Buig de cathode 90 graden zodat hij naar voren steekt. Zorg ervoor dat alle leds dezelfde kant op gebogen worden. LedCubeKit Cube Step4 1.png
Nu is het tijd om een mal te maken waarin de leds gesoldeerd kunnen worden. De mal kan van bijvoorbeeld een stuk hout gemaakt worden. Boor 16 gaten met 14 milimeter tussen de gaten. De gaten moeten net groot genoeg zijn om de leds in te steken. LedCubeKit Cube Step5 1.png LedCubeKit Cube Step5 2.png
Zet 4 leds in de mal en soldeer de cathodes aan elkaar vast. Ga hiermee door tot de hele mal vol zit met 4 rijen van 4 leds. LedCubeKit Cube Step6 1.png LedCubeKit Cube Step7 1.png
Plaats nu twee stukken koperdraad aan de uiteinden van de rijen om ze met elkaar te verbinden en soldeer ze vast. De uitstekende cathode pinnen van de leds kunnen nu afgeknipt worden. Herhaal dit tot je 4 lagen hebt. LedCubeKit Cube Step8 1.png
Plaats 1 van de lagen in de mal. Dit geeft stevigheid zodat je de andere lagen er makkelijk op kunt solderen. Plaats nu een tweede laag op de eerste zodat de anodes verbinding maken. Soldeer de anodes vast. Ga door tot je alle lagen op elkaar hebt gesoldeerd. Hiermee is de kubus klaar. Om beschadigingen te voorkomen kun je hem in de mal laten zitten tot hij op de printplaat gesoldeerd moet worden. LedCubeKit Cube Step9 1.png

Printplaat

De printplaat stuurt alle ledjes aan. Hiervoor zijn verschillende componenten nodig die op de printplaat gesoldeerd moeten worden. Alle componenten hebben een nummer op de printplaat. Met dit nummer kun je precies bekijken welke component waar moet komen.

Designator Component
C1,C2 100nF keramische condensator
Q1,Q2,Q3,Q4 BC547B transistor
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16 470 ohm weerstand
R17,R18,R19,R20 4.7K ohm weerstand
U1,U3 sn74ls164n shift register
U2 2 maal 15 pins header + Arduino nano
Voor het solderen is het makkelijkste om met de laagste componenten te beginnen. Dus eerst de weerstanden, daarna de shift registers enzovoort. Dit zorgt ervoor dat als je de printplaat omdraait om de pootjes te solderen de componenten op de tafel liggen en tegen de printplaat aan gedrukt worden. LedCubeKit PCB BottomView.png LedCubekit PCB LedPinout.png

Behuizing

Er zijn drie verschillende ontwerpen voor een behuizing. Elke behuizing is geoptimaliseerd voor het produceren op een specifieke machine. De behuizing voor een freesmachine en lasercutter bestaat uit twee lagen plaat materiaal van 3mm dik. Het ontwerp voor de freesmachine is geoptimaliseerd voor een frees van 3mm. Er vallen hierdoor wel gaten in de hoekverbindingen aan de binnenkant maar wanneer een niet doorzichtig materiaal gebruikt wordt is dit geen probleem. Doorzichtige behuizingen kunnen het beste gemaakt worden met een lasercutter omdat dit ontwerp mooie afgewerkte hoekverbindingen heeft aan de binnenkant. Het ontwerp voor de 3d printer heeft rondere afwerkingen aan de buitenkant. Naast deze ontwerpen is het natuurlijk de uitdaging om zelf een behuizing te ontwerpen naar jouw smaak. LedCubeKit Printed Casing.png LedCubeKit Milled Casing.png LedCubeKit Laser Casing.png