CubLED - Khối LED ma trận 8x8 (384 đèn)

Đây là video cũ mà tôi đã thực hiện để demo nhanh một thời gian trước và sẽ sớm được thay thế bằng một video tốt hơn:

LƯU Ý QUAN TRỌNG

Mặc dù khối LED cube này dễ lắp ráp hơn nhiều so với dự án “” trước đây của tôi, nó vẫn đòi hỏi bạn có một chút kinh nghiệm, kiến thức cơ bản về điện tử và cần rất nhiều sự kiên nhẫn.

Ví dụ, tôi sẽ không cung cấp sơ đồ mạch điện chính xác vì nó phụ thuộc vào linh kiện cá nhân. Nhưng nếu bạn đã quen với WLED, phần mềm mà tôi sử dụng để chạy khối này, thì bạn hoàn toàn có thể tự làm được.

Vui lòng đọc kỹ tất cả hướng dẫn bên dưới trước khi bắt đầu.

LƯU Ý VỀ AN TOÀN

Vì có rất nhiều đèn LED trong một không gian nhỏ cùng với bộ chuyển đổi Step-Down tỏa nhiệt khá nhiều, khối LED này sẽ trở nên rất nóng theo thời gian, đặc biệt là khi để độ sáng cao. Khối của tôi đã đạt trên 50°C chỉ sau một giờ. ĐỪNG để nó chạy mà không có người trông coi hoặc chạy quá lâu!

Ủng hộ công việc của tôi

Đối với các loại linh kiện và sợi nhựa không phải của Prusa, hãy xem qua 3DJake (International, UK, Germany, France). Tôi sẽ nhận được một khoản hoa hồng nhỏ từ bất kỳ đơn hàng nào bạn hoàn tất thông qua các liên kết này (mà không tốn thêm chi phí cho bạn 😉).

Nếu bạn muốn ủng hộ trực tiếp cho công việc của tôi, bạn có thể mời tôi một ly cà phê.

Nếu bạn muốn đặt mua máy in Prusa và nhận Prusameters (tôi cũng sẽ nhận được một ít), bạn có thể sử dụng mã giới thiệu "@Whity" của tôi khi thanh toán hoặc nhấp vào một trong các liên kết sau (mã chỉ hoạt động cho đơn hàng đầu tiên của mỗi mẫu máy in): | CORE One | CORE One Kit | MK4 | MK4 Kit | MINI+ | MINI+ Kit | XL | SL1S | SL1S+CW1S |

Xem thêm các mẫu in khác của tôi.

In ấn

Tôi thực sự khuyên bạn nên in bằng PETG. Thiết bị có thể nóng lên đáng kể và nhựa PLA sẽ bị mềm ở nhiệt độ trên 45-50°C.

In hai lớp đầu tiên bằng màu trắng (chọn màu trắng nhất có thể) và các lớp tiếp theo bằng màu phản quang nhưng không trong suốt như màu bạc hoặc sợi nhựa "giả kim loại". Tôi đã thử nghiệm rất nhiều loại khác nhau để tìm ra loại tốt nhất (Extrudr metallic PETG).

Các chi tiết cần in

• 1 x CubLED 8x8x6 - Top.stl
• 1 x CubLED 8x8x6 - Bottom.stl
• 4 x CubLED 8x8x6 - Side.stl
• 1 x CubLED 8x8x6 - Insert.stl
• Tùy chọn:
  • 1 x CubLED 8x8x6 - Stand.stl
  • 1 x CubLED 8x8x6 - Sanding Jig.stl

Tóm tắt:

• In với chiều cao lớp 0.2mm
• Thay đổi lớp sau hai lớp đầu tiên (để chuyển từ nhựa trắng sang bạc, xem chi tiết bên dưới)
• Không dùng infill (ngoại trừ các lớp trên cùng và dưới cùng)
• Tôi khuyên bạn nên dùng bàn in thép lò xo satin (satin spring steel sheet)

Linh kiện bổ sung

Tổng quan

Bạn sẽ cần những thứ sau:

• 6 x Ma trận đèn WS2812 LED 5050 RGB 8x8 (64 LED mỗi tấm) ví dụ mua tại đây
• 1 x ESP32 (hoặc bất kỳ vi điều khiển nào hỗ trợ WLED) Khuyên dùng bản "ESP-32S ESP-WROOM-32" 30-Pin (các loại khác có thể quá dài)
• 1 x Công tắc bật/tắt
• 24 x Nam châm 10 x 5 x 1 mm
• TBD (chi tiết sẽ cập nhật sau):
  • 3 x Pin 18650
  • 1 x UBEC (Bộ chuyển đổi Step-Down sang 5V, khuyến nghị ~5A) Phải cung cấp đủ năng lượng để thắp sáng toàn bộ đèn LED ⚠ xem lưu ý bên dưới
  • 1 x Mạch chuyển đổi mức logic (nếu vi điều khiển chạy 3.3V, như hầu hết các dòng ESP32)
  • 1 x Mạch BMC để bảo vệ pin

Dụng cụ:

• Dây điện các loại Dây nguồn phải có tiết diện đủ lớn để chịu tải cho đèn LED
• Giắc nối RC (hoặc hàn trực tiếp nếu không dùng giắc, ngoại trừ giắc sạc)
• Keo dán TỐT (xem bên dưới)
• Súng bắn keo nến (tùy vào cách bạn thực hiện)

Pin

Về cơ bản bạn có thể dùng loại nào mình thích. Phần insert được thiết kế cho cấu hình 3s1p giúp sạc nhanh hơn.

Phần mềm

Tôi không dùng phần mềm tự lập trình riêng cho khối này mà sử dụng WLED có sẵn. Nó hoạt động tốt hơn mong đợi nên tôi không cần tự viết code.

Cài đặt WLED theo hướng dẫn trên trang chủ của họ.

Lắp ráp

Bạn sẽ cần loại keo dán chắc chắn để lắp các mặt bên và đáy. Tôi thực sự khuyên dùng keo epoxy có thời gian khô lâu (>15 phút) để bạn có thời gian căn chỉnh các chi tiết chính xác. Loại tôi đã dùng là “UHU Plus Endfest 90” (Epoxy siêu bền):

Chà nhám

Nên chà nhám (ướt) các mặt một chút để loại bỏ các gờ giúp các chi tiết khớp nhau đẹp hơn. Để giữ góc 45° dễ dàng hơn, bạn có thể dùng khuôn chà nhám (sanding jig) trong thư mục file.

Các mặt bên và đáy

Dán một đoạn ngắn sợi nhựa (filament) vào 5 lỗ này (một mặt bên & đáy) bằng một giọt keo siêu dính. Nó dùng để căn chỉnh các chi tiết chính xác. Bạn nên dán đoạn dài rồi cắt ngắn lại sau:

LƯU Ý: Mặt trên là mặt có các khe để đặt nam châm!

Kiểm tra xem mọi thứ khớp với nhau không (không có khe hở) và các đoạn nhựa không bị quá dài:

Để bảo vệ bề mặt, tôi đã dán băng dính che lại:

Dán 4 mặt bên lại với nhau:

Giờ là lúc bôi keo epoxy lên các cạnh (chỉ bôi các cạnh, KHÔNG bôi mặt trên/đáy). Đừng bôi quá nhiều để tránh keo bị tràn ra ngoài:

"Gấp" các cạnh lại và cố định bằng băng dính:

Giờ bôi keo vào mặt đáy và cố định bằng băng dính:

Để keo khô hoàn toàn trước khi gỡ băng dính. Tôi đã dùng đầu kim loại tròn của tua vít để làm phẳng các cạnh, kết quả đẹp hơn mong đợi.

Các tấm ma trận LED

Hàn các tấm với nhau theo thứ tự bên dưới là hiệu quả nhất với tôi.

Điều quan trọng là phải giữ dây nối giữa các tấm càng ngắn càng tốt, trừ tấm trên cùng để thuận tiện cho việc mở khối cube sau này. Không gian bên trong rất hạn chế.

Trước khi hàn, hãy đánh dấu thứ tự các tấm (1-6) và chiều trên dưới. Điều này giúp lắp đặt dễ hơn.

Tôi đã kết nối nguồn vào giữa để giảm sụt áp:

Đừng lắp chúng vào khối cube ngay trừ khi bạn muốn chạy thử. Chúng sẽ được giữ cố định bởi phần "insert" chứa pin và linh kiện (không cần keo).

Linh kiện điện tử

Như đã đề cập, tôi sẽ không cung cấp sơ đồ đi dây chi tiết. Giải pháp của tôi không hoàn hảo nhưng nó hoạt động tốt. Về cơ bản là mạch nguồn gồm pin 18650 cấu hình 3s1p nối vào BMS, qua công tắc rồi đến bộ chuyển đổi Step-Down (UBEC 5A là lựa chọn gọn nhất).

Về phần logic, bạn cần mạch chuyển đổi mức logic nếu vi điều khiển xuất tín hiệu 3.3V (hầu hết đều vậy). Chân điều khiển LED (thường là D2 trên ESP32 với WLED) nối vào bộ chuyển đổi mức, đầu ra HV nối vào chân DIN của tấm đầu tiên.

Kết quả trông sẽ như thế này. Hãy đảm bảo mọi thứ nằm gọn trong phần "insert":

Giắc cân bằng pin sẽ được nối với BMS hoặc bộ sạc ngoài. Phần insert chứa pin và linh kiện sẽ được trượt vào trong:

Nó sẽ không rơi ra nếu bạn dốc ngược khối cube lên.

Lắp ráp hoàn thiện

Đặt 12 cặp nam châm cạnh nhau và đánh dấu mặt trên của mỗi cặp:

Đặt từng nam châm (không đánh dấu) vào khe của các mặt bên và cố định bằng nam châm đã đánh dấu:

Giờ lắp các tấm LED đã chuẩn bị vào. Không cần keo. Chúng sẽ được giữ cố định bởi phần insert. Hãy đảm bảo tất cả dây cáp chạy dọc theo các cạnh.

Trượt phần insert vào:

Dùng một ít keo nến vào các lỗ trên phần insert để cố định, cách này giúp bạn có thể tháo keo nến ra nếu cần thay thế tấm LED sau này.

Lắp các nam châm đã đánh dấu vào phần nắp trên, đảm bảo chúng hút vào nam châm ở mặt bên. Dùng một ít keo siêu dính để cố định tấm trên cùng.

Cắt ngắn dây nối từ các tấm và hàn giắc cắm:

Đậy nắp trên lại và đảm bảo nam châm giữ chặt. Bạn có thể dùng các đoạn nhựa nhỏ ở mặt trên của các cạnh để chống trượt, giúp nam châm giữ tốt hơn.

Bật nguồn

Giờ là lúc bật máy. Nếu không thấy "khói ma thuật" bốc lên, hãy kết nối với WLED và bắt đầu trải nghiệm thôi.