3D LightSquared

3D LightSquared 4x4x4 LED

W niniejszym artykule pokażemy jak krok po kroku zmontować układ: 3D LightSquared 4x4x4 LED Cube – efekt świetlny. 3D LightSquared zbudowany jest w oparciu o 64 diody LED (przedstawiony na zdjęciu). Jest to kostka składająca się z 4 diod LED w każdym kierunku (efekt trójwymiarowy 3D). Za sterowanie diodami LED odpowiedzialny jest mikrokontroler, który zapala i gasi poszczególne diody LED (także zmienia kolory) tworząc interesujące efekty wizualne.

film prezentujący uzyskany efekt po zmontowaniu:

wybrane parametry zestawu:

• napięcie zasilania DC 5V
• wymiary płytki drukowanej 71 x 73mm
• 64 diody LED

Przed rozpoczęciem montażu – lutowania zestawu należy sprawdzić czy mamy wszystkie potrzebne elementy.

• płytka dwustronna z metalizacją otworów
• solder-maska -TAK
• opis montażowy na płytce drukowanej – TAK
• schemat ideowy – NIE
• schemat montażowy – TAK nadrukowany na płytce drukowanej
• typ montażu: przewlekany THT
• elementy montowane powierzchniowo SMD: nie
• elementy wymagające zachowania polaryzacji: TAK
• urządzenie po poprawnym zmontowaniu nie wymaga uruchomienia (działa odrazu)

Spis elementów:

• płytka drukowana PCB
• 70 diod dwukolorowych (czerwony, niebieski) LED
• 4 diody LED RGB (5mm)
• 4 dystanse metalowe z śrubkami
• przewód zasilający USB
• gniazdo (DC005)
• kondensator elektrolityczny 470 uF/50 V
• 4 rezystory 1k Ohm
• podstawka 40 pin (pod mikroprocesor)
• mikroprocesor STC12C5A60S2
• 2 kondensatory ceramiczne 22 pF
• kwarc 11,0592 MHz
  

  Widok płytki PCB od góry i od dołu

Potrzebne narzędzia:

• lutownica – najlepiej stacja lutownicza, ponieważ posiada regulację temperatury, np  stacja SL20ESD Solomon
• cyna – najlepiej taka o średnicy 0,5 mm lub 0,7 mm
• obcinaczki

Opcjonalnie:

• kalafonia lub pasta lutownicza
• mata izolacyjna lub uchwyt na płytkę drukowaną

Zanim rozpoczniesz lutowanie zapoznaj się naszymi radami:

Elementy takie jak rezystory posiadają wartość oporu elektrycznego. Przed rozpoczęciem montażu należy sobie je pogrupować i opisać wartościami. Odczytywać wartość rezystorów przewlekanych możemy za pomocą kodów paskowych nadrukowanych na tym elemencie lub możemy zmierzyć wartość rezystancji za pomocą miernika uniwersalnego wyposażonego w omomierz lub testera elementów RLC.

Testowanie elementów RLC

Kondensatory elektrolityczne: są to elementy które mają polaryzację, czyli ważne jest ich odpowiednie włożenie zgodnie z nadrukiem na płytce drukowanej PCB. Najczęściej kondensatory elektrolityczne mają oznaczone „-” na obudowie. Jeśli w nowym kondensatorze jedno z wyprowadzeń jest znacząco dłuższe oznacza to że jest to „+” wyprowadzenie.

Diody półprzewodnikowe, LED: są to elementy które należy montować zgodnie z polaryzacją nadrukowaną na płytce drukowanej PCB. Dioda posiada anodę i katodę. W przypadku diod świecących LED podobnie jak w przypadku kondensatorów elektrolitycznych dodatnie wyprowadzenie (anoda) ma dłuższe wyprowadzenie.

Opis wyprowadzeń diod

Mając już przygotowane wszystkie elementy możemy przystąpić do montażu.

KROK 1

Rozpoczynamy od wlutowania najniższych elementów na płytce PCB, rezystorów. Następnie kwarcu i kondensatorów ceramicznych. Kolejno 4 diody LED i podstawka pod mikroprocesor.

KROK 1

KROK 2

Przyszedł czas na wlutowanie wyższych elementów, gniazda na kabel zasilający oraz kondensatora elektrolitycznego. Opis, w jaki sposób rozpoznać „+” i „-” znajduje się powyższych radach.

KROK 2

KROK 3

Kolejno wkręcamy dystanse, które posłużą nam jako nóżki. Dolna strona płytki jest gotowa. Przewracamy na drugą stronę, stawiając płytkę na nóżkach.

KROK 3

KROK 4

Bierzemy do ręki diodę LED trzy wyprowadzeniową i wyginamy środkową nóżkę w następujący sposób

KROK 4

Czynność powtarzamy z kolejnymi 11 diodami. Bierzemy listwę goldpinów, rozcinamy ją na pojedyncze i usuwamy „plastikową osłonę”. Do przygotowanych goldpinów wkładamy nie wygięte nóżki diod. Umieszczamy tak złożony zestaw na płytce i lutujemy. W ostatnim rzędzie diody umieszczamy bez wyginania nóżek.

KROK 5

Środkową, wygiętą nóżkę diody LED lutujemy z środkową, wygiętą nóżką kolejnej diody . Operację powtarzamy dla 4 kolumn. Pierwszy poziom jest gotowy.

KROK 5

KROK 6

Rozpoczynamy montaż poziomu 2 od wygięcia środkowych nóżek 6 diod LED (analogicznie jak w kroku 4). W 2 diodach środkowe nóżki wyginamy w taki sposób jak na zdjęciu. Nóżka 1 diody ma być skierowana w prawo, a 2  w lewo. Przygotowane diody montujemy w następujący sposób.

KROK 6

Do poziomu 2 w dolutowujemy przewód.

Dodany przewód

KROK 7

Przygotowujemy ponownie diody (jak w kroku 4). Lutujemy jak przedstawia zdjęcie.

KROK 7

Czynność powtarzamy (przygotowujemy drugi taki sam zestaw). Kolejno przygotowujemy takie zestawy z tą różnicą, że składają się tylko z 2 poziomów LED. Montujemy przygotowane zestawy.

Montaż diod LED

KROK 8

Do utworzonych poziomów dolutowujemy przewody.

Dolutowane przewody

KROK 9

Dołączamy kabel zasilający do gniazda i cieszymy się z osiągniętego efektu. Układ nie wymaga uruchamiania i regulacji.

EFEKT KOŃCOWY