基于Arduino的燈立方體

4x4x4 PCB LED 立方體：打造你的家庭燈光秀

引言

在這篇文章中，我們將一起探索如何制作一個(gè)迷人的4x4x4 LED立方體。這個(gè)項(xiàng)目不僅能夠?yàn)槟愕募以鎏砘盍?，還能通過編程展示各種3D LED過渡效果，從靜態(tài)到閃爍、追逐或漸變。這個(gè)定制的PCB LED立方體制作簡單，樂趣無窮，是家庭裝飾的不二之選。讓我們一起動(dòng)手，用各種顏色的LED為你的圣誕樹增添光彩吧！

展示視頻：

材料清單

在開始之前，我們需要準(zhǔn)備以下材料：

1. 64個(gè)藍(lán)色圓形LED（額外準(zhǔn)備一些以防萬一）
2. 4個(gè)藍(lán)色平面LED
3. 4個(gè)100歐姆電阻
4. 8個(gè)4GX9平頭螺絲
5. 1個(gè)220V轉(zhuǎn)5V降壓轉(zhuǎn)換器
6. 1根AC電源線
7. 1個(gè)Arduino Nano
8. 1臺3D打印機(jī)
9. 丙烯酸顏色
10. 定制建造的PCB
11. 20根裸露的粗銅線
12. 可選的開關(guān)

步驟1：測試LED

在開始組裝LED立方體之前，測試這些LED是一個(gè)非常好的主意。因?yàn)樵诮M裝過程中，一些LED將完全位于立方體內(nèi)部，一旦組裝完成，再訪問它們將變得非常困難。因此，使用硬幣電池測試所有64個(gè)主LED和4個(gè)方形LED是非常重要的。

步驟2：PCB板

我為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)了兩種類型的PCB板。一種用于底座，另一種將安裝4次以創(chuàng)建立方體的頂部4層。在組裝立方體時(shí)，我首先將16根銅線焊接到基板的“頂部”部分，然后將剩余的4根線焊接到板上。每根線將連接到僅有的一個(gè)層。因此，所有這些線的長度都不同。一旦所有線都焊接到基板的“頂部”部分，我將逐個(gè)將LED網(wǎng)格滑過這些線，并相應(yīng)地焊接它們以形成頂部4層。

步驟3：焊接LED網(wǎng)格

收到的PCB板制作精良，看起來非常棒。我們需要4個(gè)“LED網(wǎng)格板”和1個(gè)“基板”。在焊接LED時(shí)，請確保它們都添加到板的“頂部”。焊接完所有LED后，我繼續(xù)將它們焊接到板上。

步驟4：焊接底座

在處理完頂層之后，是時(shí)候設(shè)置底部了。我首先焊接4個(gè)100歐姆電阻到板上，然后焊接Arduino Nano到板上。我沒有直接將Arduino Nano焊接到板上，而是使用了女性針頭來容納Arduino Nano微控制器。請確保所有這些組件都焊接在基板的“底部”部分。之后，我逐個(gè)將所有銅線焊接到基板上，并確保將它們焊接在板的“頂部”。焊接完線后，滑動(dòng)第一個(gè)LED網(wǎng)格并焊接所有線，然后滑動(dòng)第二個(gè)，依此類推。我在每層之間留出了1.7厘米的間隙，在第一層和基板之間留出了1.2厘米的間隙。

步驟5：代碼

我在網(wǎng)上找到了這個(gè)草圖，然后編輯它以適應(yīng)我的LED立方體。代碼與任何其他4x4x4 LED立方體代碼相同，我添加了一些額外的過渡。我還發(fā)現(xiàn)Arduino Nano在使用一段時(shí)間后會凍結(jié)。因此，為了確保過程不間斷地進(jìn)行，我添加了一個(gè)函數(shù)，在完成一組過渡后重新啟動(dòng)板。

步驟6：3D模型

一旦3D模型準(zhǔn)備好，我就啟動(dòng)了我的3D打印機(jī)并開始打印這些模型。3D打印是一個(gè)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或CAD逐層創(chuàng)建對象的過程。3D打印不是新技術(shù)，自20世紀(jì)80年代Charles W. Hull發(fā)明該過程并創(chuàng)建第一個(gè)3D打印部件以來，3D打印領(lǐng)域已經(jīng)呈指數(shù)級增長，并擁有無數(shù)可能性。3D打印過程非常吸引我，有時(shí)我喜歡坐在我的打印機(jī)旁，觀看這些層次被打印出來。

步驟7：上色

使用丙烯酸顏色，我為3D打印底座的主體上色。

步驟8：組裝

現(xiàn)在是最后的步驟。我將基板和4個(gè)平面頭LED焊接到220V至5V的降壓轉(zhuǎn)換器上。然后，我將所有平面頭LED推入我在3D打印底座中創(chuàng)建的凹槽中。然后，使用4GX9平頭螺絲，我將3D打印底座固定在基板上。接下來，我將AC電源線焊接到降壓轉(zhuǎn)換器上，并用熱膠將其固定在3D打印底座的一側(cè)。我為立方體創(chuàng)建了一個(gè)丙烯酸盒子，以保持LED網(wǎng)格免受灰塵。最后，我將蓋子固定在底座上。就這樣，全部完成。

步驟9：最終演示

這就是我最終設(shè)置的樣子。請?jiān)u論，讓我知道是否有改進(jìn)的空間。

希望你喜歡這個(gè)項(xiàng)目，并在構(gòu)建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評論區(qū)交流。

作者：Svan.

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