LED-cube-kit

In een eerder artikel beschreven we al de technische werking van de 3x3x3 LED kubus maar aan een (openbare) montagehandleiding ontbrak het tot nu toe. In deze blog volgt die dan (eindelijk). De montage is relatief eenvoudig mits je de hieronder opgegeven montagevolgorde aanhoudt. Hiervan afwijken kan hinder veroorzaken bij het solderen. De schakeling werkt dan waarschijnlijk nog prima maar ziet er mogelijk minder fraai uit.

Tip: bestudeer eerst deze montagehandleiding van voor tot achter en begin daarna pas met de montage.

Om te beginnen, de stuklijst:

  • 1 * LED cube shield
  • 27 * LED 5mm
  • 12 * weerstand 220 ohm (rood-rood-bruin)
  • 1 * header 10p
  • 1 * header 6p
  • 2 * header 8p
  • 3 * transistor BC547 of 2N2222A

 

 

De keuze van de LEDs vraagt nog even wat aandacht. In principe werkt de schakeling met vrijwel elke 5mm LED. Maar voor de look&feel is het beter om een LED te kiezen die vooral aan de zijkant zichtbaar is. Een difuse LED werkt daarom beter dan een transparante LED en kies ook de openingshoek van de LED zo groot mogelijk. Last-but-not-least, kies voor LEDs met een goede lichtopbrengst, bijvoorbeeld >1000mcd @ 10mA.

Daarnaast zijn de volgende gereedschappen aan te raden:

  • Soldeerbout (ca 15 Watt)
  • Soldeertin (met harskern)
  • Litze draad (tbv herstellen van kleine soldeerfoutjes)
  • Wat verzilverd/vernikkeld koperdraad
  • Een LED soldeermal (zie verderop voor details)
  • Een puntbek-tangetje om aansluitdraden te kunnen buigen
  • Een puntknip-tangetje om het teveel aan aansluitdraden te kunnen afknippen
  • Een weerstand buigmal om aansluitdraden op een vaste steek te kunnen buigen

De eerste stap is het monteren van de weerstanden. Daarvoor moeten de aansluitdraden van de weerstanden op de juiste maat omgebogen worden. Dat kan prima met het puntbuigtangetje zoals hierboven afgebeeld, maar het kan nog beter gaat dat met de blauwe buigmal. De buigmal zorgt voor exact de juiste maat en zorgt bovendien voor een perfecte symetrie van de linker- en de rechterkant.

Nadat alle weerstanden op maat zijn gebogen plaatst U ze in aangegeven posities op de shield (tekstzijde = bovenzijde). Alle weerstanden hebben dezelfde waarde dus daar hoeft U niet perse op te letten, maar voor het oog is het wel leuker als alle kleurcodes in dezelfde richting staan. Vervolgens is het handig om de weerstanden nog even aan de bovenzijde met een plakbandje te fixeren zodat ze er niet uitvallen als U ze vanaf de onderkant gaat solderen.

Vervolgens plaatst U de 3 transistoren. Van bovenaf gezien zijn deze halfrond van vorm. Plaats die exact zoals aangegeven op de afbeelding op de print, soldeer ze vast en knip de overlengte van de aansluitdraden af met de kniptang.

De vier headers soldeert U nu nog niet, die zitten anders alleen maar in de weg bij het solderen van de overige onderdelen. De headers toevoegen gaat nog prima nadat ook de 1e laag met LEDs zijn gemonteerd.

De volgende stap is het toevoegen van de onderste laag van 9 LEDs. Daarvoor kunt U het beste een soldeermal maken zoals hieronder is afgebeeld. Zo’n mal helpt om de LEDs per laag op de goede hoogte en onderlinge afstand te kunnen houden.

De gaten hebben een diameter van 5mm (de dikte van de LEDs) en een onderlinge steek van ca 15mm (gebruik evt de soldeergaten op de shield voor de LEDs als referentie voor de maat).

Voordat U de LEDs in de soldeermal plaatst buigt U de aansluitdraden zoals hiernaast is aangegeven. Zorg ervoor dat alle LEDs dezelfde richting op worden geboden. Let hiervoor vooral goed op de juiste positie van de lange aansluitdraad (de ‘+’) van de LEDs! Klik op de foto voor een vergroting. Dit buigen is nodig omdat U de 2e laag LEDs straks gaan solderen op de aansluitdraden van de 1e LED-laag. Daarvoor moeten de aansluitdraden zich niet onder maar juist naast de behuizing van de LEDs bevinden.

 

Zodra alle LEDs voorgebogen en geplaatst zijn, kan de shield over de aansluitdraden geschoven worden. Voorzichtig, want anders buigen ze krom. De shield moet zo geplaatst worden dat het lange printspoor aan de onderzijde van de shield verbonden is met de korte aansluitdraden (de ‘-‘) van de LEDs. Plaats de shield ook zo dat alle LEDs op dezelfde hoogte zitten, dat ziet er fraaier uit.

Soldeer de LEDs vervolgens vast. Nadat dat klaar is hoeven we nauwelijks nog aan de onderzijde te solderen en kunnen nu ook de headers aan de onderzijde geplaatst en aan de bovenzijde gesoldeerd te worden. De shield dient er nu uit te zien als hieronder afgebeeld.

 

 

Nu kunt U het bouwwerk evt alvast aansluiten op een Arduino en met test-software controleren of alles goed functioneert. Eventuele montagefouten kunnen nu nog eenvoudig hersteld worden.

Tijd voor de 2e laag met LEDs. Die 2e laag ziet er een tikkeltje anders uit dan de 1e laag omdat alleen de lange aansluitdraden worden aangesloten op de onderliggende LEDs. De korte aansluitdraden van de 2e laag worden onderling met elkaar doorverbonden. Dus dienen de aansluitdraden van deze 2e serie van 9 LEDs iets anders te worden voorgeboden, zie afbeelding hiernaast. Let er ook hier op dat de aansluitdraden in de juiste richting worden geboden anders komen ze niet exact boven de LEDs van de 1e laag uit.

 

Zodra alle 9 LEDs voorgebogen zijn kunnen de aansluitdraden op maat geknipt worden (hoogte ca 15mm) en kun je de liggende aansluitdraden per 3 LEDs aan elkaar gesolderen. Laat de uiteinden ervan nog even op lengte, daar komt straks nog een draadbrug en een doorverbinding naar de shield.

Nu kunnen de LEDs van de 2e laag op de 1e laag worden gesoldeerd. Bij voorkeur doet U dat per setje van 3 LEDs en begint U met de achterste rij. Daardoor kunt U met je soldeerbout overal nog prima bij en blijft het solderen, met name voor de middelste LED, eenvoudig. Om het Uzelf nog wat makkelijker te maken brengt U eerst alvast een druppeltje tin aan in de ‘knie’ van de onderliggende LED zodat U geen handen tekort komt bij het aan elkaar solderen van beide LEDs.

Nadat alle 9 LEDs zijn gesoldeerd dient U de uitstekende aansluitdraden nog met elkaar door te verbinden en met een draadje aan te sluiten op die shield, zie foto hiernaast. Daarna kunt U met een kleine uitbreiding op de test-software controleren of beide lagen correct werken.

Het monteren van de 3e LED-laag gaat op exact dezelfde manier als bij de 2e LED-laag.

 

 

 

Proficiat! Als het goed is heeft U nu een werkende 3x3x3 LED kubus gebouwd. Gebruik de demo software om de complete LED kubus te testen en om er Uw eigen patronen aan toe te voegen. De technische uitleg uit het vorige artikel van de 3x3x3 LED kubus zal U daarbij zeker van pas komen.

HAVE FUN! (en laat even weten met een foto of video of het gelukt is)

Bouwen van de 3x3x3 LED kubus
Tagged on: