3D LightSquared 4x4x4 LED Cube – efekt świetlny

W dzisiejszej instrukcji przedstawimy montaż święcącego sześcianu 4x4x4, zaimplementowanego na platformie Arduino. 

Spis elementów:

• diody  LED 70 szt.
• 4 rezystorów o wartości 500 Ω, R1-R4
• 2 podstawki IC – DIP-16
• 74HC595 – 2 szt.
• listwa goldpin 
• precyzyjna listwa goldpin
• płytka PCB

Do implementacji układu będzie potrzebna platforma programistyczna arduino. 

• płytka dwustronna
• 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 od razu)

Lista potrzebnych narzędzi:

• 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

Zestaw elementów

Widok płytki

Widok płytki – druga strona

Układ jest czasochłonny i wymaga poświęcenia kilku godzin. Przed przystąpieniem do montażu układu, warto najpierw przeczytać całą instrukcję. Najlepszym rozwiązaniem na dokładnie i równe lutowanie diod jest stworzenie szablonu. Niestety poniżej układ został zmontowany bez szablonu, dlatego w późniejszej części pojawiły się problemy z połączeniem całej kostki. 

Krok 1 

Najpierw należy wlutować oporniki w miejsce R1,R2,R3 oraz R4. 

Wlutowane oporniki R1,R2,R3,R4

Krok 2 

Kolejnym krokiem jest wlutowanie precyzyjnych goldpinów, najpierw należy je poucinać na pojedyncze piny a następnie wlutować w miejsca  D0 – D19.

Wlutowane precyzyjne goldpiny.

Krok 3 

Wlutowanie podstawek DIP-16. Należy pamiętać o prawidłowym zamontowaniu podstawki, czyli przylutowaniu jej zgodnie z warstwą  opisową płytki PCB (sprawdzamy położenie wcięcia). 

Podstawki dip-16

Teraz można umieścić układy 74HC595 w podstawkach. 

Krok 3 

Kolejnym elementem do wlutowania jest listwa goldpin. Najpierw należy zmierzyć długość otworów na płytce a następnie uciąć odpowiednia ilość pinów na listwie. 

Przylutowane listwy goldpin.

Krok 4 

 Następnie we wszystkich diodach zaginamy pod kątem 90° krótsze odprowadzenie, to znaczy katodę i lutujemy diody w szereg, łącząc ze sobą katody. 

Przylutowane w szereg diody

Krok 5

Kolejnym krokiem jest stworzenie siatki za pomocą zlutowanych wcześniej diod. Kolejne warstwy łączymy anodami, czyli nie zagiętymi odprowadzeniami. Poniżej na zdjęciu znajduję się gotowa siatka. Do zmontowania całego układu, potrzebne będą 4 takie siatki.

Połączone diody

Krok 6

Umieszczamy polutowane diody na płytce, zostawiając wolne pola od D16 do D20. Tworząc w ten sposób kostkę o wymiarach 4x4x4.

Umieszczone diody na płytce PCB

Krok 7

Wystające odprowadzenia, czyli katody zaginamy i łączymy poziomo ze sobą. Tak jak jest to pokazane na zdjęciu poniżej.

Łączenie katod

Krok 8

Piny D16-D20 służą do podłączenia katod z każdym z poziomów diod.

Połączenie katod

Krok 9

Umiejscowienie płytki z diodami na pinach Arduino. Kod programu znajduję się na stronie icstation.com tutaj znajduje się link. Należy pobrać kod programu a następnie wypakować do folderu instalacyjnego Arduino, dokładnie do folderu libraries, najczęściej ścieżka  wygląda tak:  C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries. Otwieramy program Arduino, sprawdzamy czy port został wykryty, następnie wybieramy Plik->Przykłady->ICStationLightCube -> Specialeffects, kolejnym krokiem jest wgranie programu do arduino. 

Umieszczona płytka na pinach arduino

Wgrany program do arduino

Dla porównania przedstawiamy sześcian o wymiarach 8x8x8 oraz zmontowany wczesnej sześcian 4x4x4. 

Porównanie modułów