第1步：物料清單

以下列表包括構(gòu)建立方體所需的材料，如圖所示

144個(gè)SK6805-2427 LED

顯微鏡載玻片

銅帶（0.035 x 30 mm）

TinyDuino基本套件 - 鋰版本

加速度計(jì)模塊

原型PCB（30 x 70 mm）

透明澆注樹(shù)脂

3D打印外殼

施工所需的其他材料和工具

熱風(fēng)烙鐵

帶尖端的普通烙鐵

3D打印機(jī)

激光打印機(jī)

杜邦連接器

細(xì)線

li》

PCB插頭

低溫焊膏

PCB蝕刻劑（例如氯化鐵）

用于金屬玻璃的UV固化

通用膠（例如UHU Hart）

硅氧烷

墨粉轉(zhuǎn)印紙

丙酮

第2步：制作玻璃PCB

此過(guò)程已在我之前的DotStar LED Cube指南中詳細(xì)介紹，因此，我將簡(jiǎn)要介紹一下這些步驟。

將顯微鏡載玻片切成50.8毫米長(zhǎng)的片。我有3D打印夾具，以幫助我達(dá)到正確的長(zhǎng)度（見(jiàn)附件.stl文件）。您需要4張幻燈片，我建議制作6到8張。

將銅箔粘在玻璃基板上。我用的是UV固化膠NO61。

使用激光打印機(jī)將帶有PCB設(shè)計(jì)的附件pdf打印到墨粉轉(zhuǎn)印紙上。然后切掉各個(gè)部分。

將PCB設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到銅包層上。我為此目的使用了層壓機(jī)。

使用例如蝕刻銅去除銅。氯化鐵

使用丙酮去除碳粉

步驟3：焊接LED

在我的DotStar LED立方體中，我使用了APA102-2020 LED，計(jì)劃是使用相同類(lèi)型的LED這個(gè)項(xiàng)目。然而，由于LED的各個(gè)焊盤(pán)之間的距離很小，因此很容易形成焊接橋。這迫使我用手焊接每一個(gè)LED，我實(shí)際上在這個(gè)項(xiàng)目上做了同樣的事情。不幸的是，當(dāng)我的項(xiàng)目幾乎完成時(shí)，一些焊接橋或不良接觸開(kāi)始出現(xiàn)，這迫使我再次拆卸所有東西。然后我決定轉(zhuǎn)向尺寸稍大的SK6805-2427 LED，這種LED具有不同的焊盤(pán)布局，使得它們更容易焊接。

我用低熔點(diǎn)焊膏覆蓋所有焊盤(pán)然后放置LED頂部。請(qǐng)參閱附圖，注意LED的正確方向。之后，我將PCB放在廚房的熱板上，小心加熱，直到焊料熔化。這很安靜，我只需要用熱風(fēng)烙鐵進(jìn)行少量返工。為了測(cè)試LED矩陣，我使用Arduino Nano運(yùn)行Adafruit NeoPixel strandtest示例，并使用Dupont線將其連接到矩陣。

步驟4：準(zhǔn)備底部PCB

對(duì)于底部PCB，我從原型板上切下30 x 30 mm的片。然后我焊接了一些引腳頭，然后將玻璃PCB連接起來(lái)。 VCC和GND引腳使用一小段鍍銀銅線連接。然后我用焊料密封所有剩余的通孔，否則環(huán)氧樹(shù)脂會(huì)在鑄造過(guò)程中滲透。

步驟5：連接玻璃PCB

要將LED矩陣連接到底部PCB，我再次使用了UV固化膠，但是粘度較高（NO68）。為了正確對(duì)齊，我使用了3D打印夾具（參見(jiàn)附件.stl文件）。膠合玻璃后，PCB仍然有點(diǎn)搖擺，但在焊接到針頭后變得更加堅(jiān)硬。為此我只使用普通的烙鐵和普通焊料。再次焊接后測(cè)試每個(gè)矩陣是個(gè)好主意。各個(gè)矩陣的Din和Dout之間的連接是用連接到底部引腳頭的Dupont線進(jìn)行的。

步驟6：組裝電子設(shè)備

因?yàn)槲蚁胱屚鈿さ某叽绫M可能小，所以我不想使用常規(guī)的Arduino Nano或Micro。這個(gè)1/2英寸的LED立方體讓我意識(shí)到了TinyDuino板，它看起來(lái)非常適合這個(gè)項(xiàng)目。我得到的基本套件包括處理器板，用于編程的USB屏蔽，用于外部連接的原型板以及微小的可充電LiPo電池?；叵肫饋?lái)我應(yīng)該購(gòu)買(mǎi)他們提供的3軸加速度計(jì)屏蔽，而不是使用我仍然躺著的GY-521模塊。這樣可以使電路更加緊湊并減少必要的尺寸這個(gè)版本的原理圖非常容易并且附在下面。我對(duì)TinyDuino處理器板進(jìn)行了一些修改，我在電池后面添加了一個(gè)外部開(kāi)關(guān)。處理器板已經(jīng)有一個(gè)開(kāi)關(guān)，但它只是為了縮短到通過(guò)外殼安裝。原型板和GY-521模塊的連接使用引腳接頭完成，不允許最緊湊的設(shè)計(jì)，但比直接焊接電線提供更大的靈活性。原型板底部的電線/引腳長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，否則無(wú)法將其插入處理器板的頂部。

步驟7：上傳代碼

組裝完電子元件后，您可以上傳附帶的代碼并測(cè)試一切正常。該代碼包括以下動(dòng)畫(huà)，可通過(guò)搖動(dòng)加速度計(jì)進(jìn)行迭代。

彩虹：來(lái)自FastLED庫(kù)的彩虹動(dòng)畫(huà)

Digital Sand：這是Adafruits動(dòng)畫(huà)LED的擴(kuò)展沙碼到三維。 LED像素將根據(jù)加速度計(jì)的讀數(shù)值移動(dòng)。

雨：根據(jù)加速度計(jì)測(cè)量的傾斜度從上到下落下的像素

五彩紙屑：隨機(jī)上色的斑點(diǎn)，從FastLED庫(kù)中順利褪色和淡出

第8步：施放

現(xiàn)在是時(shí)候?qū)ED矩陣鑄造成樹(shù)脂了。正如我之前構(gòu)建的評(píng)論中所建議的那樣，如果樹(shù)脂和玻璃的折射率匹配，那么玻璃將是不可見(jiàn)的，這將是很好的。從樹(shù)脂的兩種組分的折射率來(lái)看，我認(rèn)為通過(guò)稍微改變兩者的混合比可能是可能的。然而，經(jīng)過(guò)一些測(cè)試后，我發(fā)現(xiàn)在不破壞樹(shù)脂硬度的情況下，我無(wú)法明顯改變折射率。這不是太糟糕，因?yàn)椴Ａе皇强梢?jiàn)的，最后我決定粗糙地樹(shù)脂表面。找到一種可以用作模具的合適材料也很重要。我正在閱讀在lonesoulsurfer樹(shù)脂立方體等類(lèi)似項(xiàng)目中鑄造后拆除模具的困難。在我自己進(jìn)行了一些不成功的試驗(yàn)之后，我發(fā)現(xiàn)最好的方法是先用3D模具打印，然后涂上硅膠。我剛剛使用Cura中的“螺旋形外輪廓”設(shè)置打印了一層30 x 30 x 60 mm的盒子（附帶.stl文件）。在內(nèi)部涂上薄薄的硅樹(shù)脂層使得模具之后很容易去除。使用硅氧烷化合物將模具連接到底部PCB。確保沒(méi)有孔，當(dāng)然樹(shù)脂會(huì)滲透，樹(shù)脂中也會(huì)形成氣泡。不幸的是，我有一些微小的泄漏，我認(rèn)為這是造成模具壁附近形成的小氣泡的原因。

步驟9：拋光

取出模具后，由于模具的硅膠涂層表面光滑，立方體看起來(lái)非常清晰。然而，由于硅氧烷層的厚度變化，存在一些不規(guī)則性。此外，頂部表面由于粘附而朝向邊緣翹曲。因此，我使用240粒度砂紙通過(guò)濕法打磨來(lái)改善形狀。最初，我的計(jì)劃是通過(guò)移動(dòng)到更好的磨粒來(lái)重新拋棄所有東西，然而，最后我認(rèn)為立方體看起來(lái)更好，表面粗糙，所以我完成了600砂礫。

第10步：裝入住房

電子設(shè)備的外殼采用Autodesk Fusion 360設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行3D打印。我在墻上添加了一個(gè)矩形孔用于開(kāi)關(guān)，后面有一些孔用于安裝GY-521模塊，使用M3螺絲。將TinyDuino處理器板連接到底板上，然后使用M2.2螺釘將其連接到外殼上。首先，我使用熱膠將開(kāi)關(guān)安裝到外殼中，然后安裝GY-521模塊，之后小心地插入了原型板和電池。使用Dupont連接器將LED矩陣連接到原型板上，處理器板可以從底部插入。最后，我使用通用粘合劑（UHU Hart）將LED矩陣的底部PCB粘貼到外殼上。

步驟11：完成立方體

最后，立方體完成，你可以享受燈光秀。