基于Arduino的灯立方体

4x4x4 PCB LED 立方体：打造你的家庭灯光秀

引言

在这篇文章中，我们将一起探索如何制作一个迷人的4x4x4 LED立方体。这个项目不仅能够为你的家增添活力，还能通过编程展示各种3D LED过渡效果，从静态到闪烁、追逐或渐变。这个定制的PCB LED立方体制作简单，乐趣无穷，是家庭装饰的不二之选。让我们一起动手，用各种颜色的LED为你的圣诞树增添光彩吧！

展示视频：

材料清单

在开始之前，我们需要准备以下材料：

1. 64个蓝色圆形LED（额外准备一些以防万一）
2. 4个蓝色平面LED
3. 4个100欧姆电阻
4. 8个4GX9平头螺丝
5. 1个220V转5V降压转换器
6. 1根AC电源线
7. 1个Arduino Nano
8. 1台3D打印机
9. 丙烯酸颜色
10. 定制建造的PCB
11. 20根裸露的粗铜线
12. 可选的开关

步骤1：测试LED

在开始组装LED立方体之前，测试这些LED是一个非常好的主意。因为在组装过程中，一些LED将完全位于立方体内部，一旦组装完成，再访问它们将变得非常困难。因此，使用硬币电池测试所有64个主LED和4个方形LED是非常重要的。

步骤2：PCB板

我为这个项目设计了两种类型的PCB板。一种用于底座，另一种将安装4次以创建立方体的顶部4层。在组装立方体时，我首先将16根铜线焊接到基板的“顶部”部分，然后将剩余的4根线焊接到板上。每根线将连接到仅有的一个层。因此，所有这些线的长度都不同。一旦所有线都焊接到基板的“顶部”部分，我将逐个将LED网格滑过这些线，并相应地焊接它们以形成顶部4层。

步骤3：焊接LED网格

收到的PCB板制作精良，看起来非常棒。我们需要4个“LED网格板”和1个“基板”。在焊接LED时，请确保它们都添加到板的“顶部”。焊接完所有LED后，我继续将它们焊接到板上。

步骤4：焊接底座

在处理完顶层之后，是时候设置底部了。我首先焊接4个100欧姆电阻到板上，然后焊接Arduino Nano到板上。我没有直接将Arduino Nano焊接到板上，而是使用了女性针头来容纳Arduino Nano微控制器。请确保所有这些组件都焊接在基板的“底部”部分。之后，我逐个将所有铜线焊接到基板上，并确保将它们焊接在板的“顶部”。焊接完线后，滑动第一个LED网格并焊接所有线，然后滑动第二个，依此类推。我在每层之间留出了1.7厘米的间隙，在第一层和基板之间留出了1.2厘米的间隙。

步骤5：代码

我在网上找到了这个草图，然后编辑它以适应我的LED立方体。代码与任何其他4x4x4 LED立方体代码相同，我添加了一些额外的过渡。我还发现Arduino Nano在使用一段时间后会冻结。因此，为了确保过程不间断地进行，我添加了一个函数，在完成一组过渡后重新启动板。

步骤6：3D模型

一旦3D模型准备好，我就启动了我的3D打印机并开始打印这些模型。3D打印是一个使用计算机辅助设计或CAD逐层创建对象的过程。3D打印不是新技术，自20世纪80年代Charles W. Hull发明该过程并创建第一个3D打印部件以来，3D打印领域已经呈指数级增长，并拥有无数可能性。3D打印过程非常吸引我，有时我喜欢坐在我的打印机旁，观看这些层次被打印出来。

步骤7：上色

使用丙烯酸颜色，我为3D打印底座的主体上色。

步骤8：组装

现在是最后的步骤。我将基板和4个平面头LED焊接到220V至5V的降压转换器上。然后，我将所有平面头LED推入我在3D打印底座中创建的凹槽中。然后，使用4GX9平头螺丝，我将3D打印底座固定在基板上。接下来，我将AC电源线焊接到降压转换器上，并用热胶将其固定在3D打印底座的一侧。我为立方体创建了一个丙烯酸盒子，以保持LED网格免受灰尘。最后，我将盖子固定在底座上。就这样，全部完成。

步骤9：最终演示

这就是我最终设置的样子。请评论，让我知道是否有改进的空间。

希望你喜欢这个项目，并在构建过程中找到乐趣！如果你有任何问题或需要帮助，欢迎在评论区交流。

作者：Svan.

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