如何使用流行的WS2812 LED制作LED立方體？

我最近遇到了Greg Davill制作的LED Cube。這是一件很棒的藝術(shù)品。受到啟發(fā)，即使我想做這樣的事情。但是，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我的范圍。我決定一次邁出一步，并且將LED Cube的尺寸變小了一點(diǎn)。這可能是學(xué)習(xí)硬件（主要是LED和微控制器）以及控制它們的軟件（創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)）的良好起點(diǎn)。

在本教程中，我將向您展示如何使用流行的WS2812 LED制作LED立方體。

步驟1：您需要的東西

96個(gè)WS2812 LED

6x PCB

1個(gè)Arduino Nano

1個(gè)5V / 1A電源

步驟2：計(jì)劃

該計(jì)劃是制造一個(gè)情緒燈。我想保持簡(jiǎn)單，因此決定使用流行的WS2812可獨(dú)立尋址LED。LED以級(jí)聯(lián)方式連接，這意味著您可以通過(guò)微控制器的一條信號(hào)線(xiàn)/電線(xiàn)來(lái)控制所需的LED。這使得接線(xiàn)非常容易。

LED僅以SMD格式提供。因此，下一步將是設(shè)計(jì)PCB。

下一步是設(shè)計(jì)和3D打印結(jié)構(gòu)，以將PCB保持為立方體形狀。

LED將使用Arduino Nano進(jìn)行控制。最后一步將是為Arduino設(shè)計(jì)和3D打印外殼。

步驟3：PCB設(shè)計(jì)

您可以使用任何喜歡的軟件來(lái)設(shè)計(jì)PCB。

LED有4個(gè)引腳：

VDD-5V

DOUT-信號(hào)輸出

VSS-接地

DIN-信號(hào)輸入

如前所述，LED級(jí)聯(lián)連接，這意味著信號(hào)從微控制器輸入到DIN引腳上的第一個(gè)LED。信號(hào)從DOUT引腳到達(dá)第二個(gè)LED的DIN引腳。

在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，我曾考慮過(guò)手工焊接LED，因此我在LED之間保持了足夠的空間以使烙鐵到達(dá)焊盤(pán)。但是稍后，正如您將看到的，我使用臨時(shí)設(shè)置進(jìn)行了回流焊接，因?yàn)槿绻_完成，此方法將快速，簡(jiǎn)潔（并且令人滿(mǎn)意）。

步驟4：組裝PCB

首先，我開(kāi)始手工焊接LED。結(jié)果不好，LED過(guò)熱，這不是一個(gè)好兆頭。而且，這是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，焊接96個(gè)LED將需要大量時(shí)間。

焊接SMD組件最廣泛使用的方法稱(chēng)為回流焊接。在這種方法中，將焊膏（焊劑和助焊劑的混合物）施加到PCB上的焊盤(pán)上，并將元件放置在其上。然后通過(guò)在回流焊爐中加熱使焊膏熔化或“回流”。如果正確完成，這是一種快速而整潔的方法。

使用這種方法意味著我需要一個(gè)回流爐。但是后來(lái)我想起了一個(gè)網(wǎng)友使用了舊的扁鐵和Wemos來(lái)控制溫度。我手上唯一的東西是仍在使用的扁鐵。鐵的溫度在最大設(shè)置下達(dá)到約220攝氏度，我購(gòu)買(mǎi)的焊膏在183攝氏度下熔化。從LED數(shù)據(jù)表中查看回流焊接溫度曲線(xiàn)，我們可以看到最高溫度（Tp）為240度，持續(xù)10秒鐘。一切看起來(lái)都很好，所以我嘗試了一下。

步驟5： 組裝立方體

我3D打印了一種將PCB固定在適當(dāng)位置的結(jié)構(gòu)。您需要打印1x骨架和6x支架。如圖所示，使用強(qiáng)力膠將支架固定在PCB的背面。然后可以將PCB卡在骨架結(jié)構(gòu)上的適當(dāng)位置?？赡苄枰蚰?。

步驟6：組裝底座

底座將容納Arduino Nano?？偣灿?條電線(xiàn)連接到立方體。DIN，5V和GND。我通過(guò)USB電話(huà)充電器為立方體供電。確保它能夠處理至少1A的電流。

DIN引腳可以連接到Arduino上的任何數(shù)字引腳。我選擇了D4。

步驟7：編碼時(shí)間

現(xiàn)在，我將使用FastLED庫(kù)中的示例草圖。使用庫(kù)管理器安裝庫(kù)。從示例草圖中打開(kāi)DemoReel100。文件》示例》 FastLED》 DemoReel100

在上傳代碼之前，請(qǐng)進(jìn)行以下更改：

將DATA_PIN（多維數(shù)據(jù)集的DIN連接到的Arduino引腳）定義為您選擇的任何內(nèi)容。就我而言，是4（數(shù)字引腳4）

將LED_TYPE定義為WS2812

將NUM_LEDS定義為96

然后，點(diǎn)擊上傳！

步驟8：盡情享受！

給燈通電，欣賞它吧！

感謝您堅(jiān)持到底。希望大家都喜歡這個(gè)項(xiàng)目，并從中學(xué)到了新的東西。

步驟9：未來(lái)計(jì)劃

使用ESP8266將多維數(shù)據(jù)集連接到互聯(lián)網(wǎng)（IoT），并在發(fā)生“事件”時(shí)通知我。

創(chuàng)建自己的動(dòng)畫(huà)。
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