LED-Cube. Bouwbeschrijving

Transcriptie

1 LED-Cube Bouwbeschrijving Versie 1-11/ eerste opzet Versie / toevoeging bij hoofdstuk Solderen van de LEDs Versie / toevoeging bij hoofdstuk Solderen van de PCB

2 Inhoud Inleiding! 3 Lijmen van de voet! 4 Solderen van elektronica! 5 Onderdelenlijst RGB-Cube! 8 Solderen van de PCB! 10 Solderen van de LEDs! 12 Eerste keer aanzetten en firmware uploaden! 16

3 Inleiding Gefeliciteerd met je aankoop van een RGB LED Cube set. Deze handleiding bevat alle informatie om de set eenvoudig in elkaar te kunnen solderen en je project tot een succes te maken. Het solderen en in elkaar zetten van deze set kost afhankelijk van je ervaring tussen de 3~5 uur. Alhoewel je de set natuurlijk snel aan het werk wilt hebben, is aan te raden de gehele bouwhandleiding eerst te lezen alvorens te beginnen met het solderen. Daarnaast wordt aangeraden om de LED s in delen op te bouwen en af te wisselen tijdens het solderen. Dit kan significant bijdragen aan het eindresultaat. Let op! De LED Cube is zorgvuldig ontworpen en getest, je hebt echter te maken met zeer gevoelige elektronica. Besteed dan ook zorg aan het in elkaar solderen van de set om problemen te voorkomen.

4 Lijmen van de voet De voet wordt optioneel geleverd bij een LED Cube. Daar de meeste mensen hiervoor kiezen en het belangrijk is om deze als eerste in elkaar te zetten, wordt dit behandeld in dit hoofdstuk. Voor het in elkaar zetten van de voet heb je standaard houtlijm nodig, welke verkrijgbaar is bij elke bouwmarkt of speciaalzaak. Bij het lijmen van de voet wordt de PCB gebruikt om de voet nauw aan te sluiten aan de PCB. Het is dus belangrijk om hier nog geen componenten(met uitzondering van de reeds voorgemonteerde componenten) op te solderen. De voet bestaat uit de volgende onderdelen: Stapsgewijs monteren 1. Leg de PCB met de kant van het logo op tafel. De voorgemonteerde onderdelen zijn dan zichtbaar. 2. Doe wat lijm op de uitsparingen en schuif de vier houten onderdelen in elkaar, strak tegen de PCB aangedrukt. Let goed op dat de markering van de zijschotten aan de binnenkant zitten. Hou de voet vast tot de lijm droog is. Dit duurt ongeveer 5 minuten. 3. Doe nu enkele druppels lijm op de smalle schotjes. Smeer het uit zodat er geen dikke druppels/klodders op het hout zitten. Dit zou bij montage dan uitlopen wat resulteert in een ongewenst resultaat. 4. Plaats de schotjes aan de binnenkant van de voet, op de locatie van de markering. De schotjes duw je zowel tegen de PCB als tegen het hout. Even vasthouden zodat het goed kan drogen. De voet is nu klaar voor gebruik.

5 Solderen van elektronica Om de wat minder ervaren soldeerder op weg te helpen zijn hier een aantal tips te vinden om het solderen van deze set tot een succes te kunnen maken. Statische elektriciteit Je kent het wel, je krijgt een schok of zelfs een vonkje als je de auto uit stapt of iemand een hand geeft. Dit is statische elektriciteit. In het algemeen kan elektronica hier zeer slecht tegen. Zorg dus ook dat je niet statisch geladen bent. Hoe doe je dit? -Doe geen wollen trui aan -Raak regelmatig de verwarming of iets dat geaard is aan -Een antistatisch polsbandje is optimaal Een goede soldeer verbinding Dit is uiteraard het meest belangrijke van allemaal, zorgen dat je een goede soldeer verbinding krijgt. Hoe doe je dit? Plaats het te solderen onderdeel op de print en verhit zowel het pootje als de ruimte op printplaat eerst. Voeg vervolgens tin toe. Dit zal door de flux in het draad goed verdeeld worden over de print en het pinnetje. Controleer de verbinding optisch en knip het pootje kort af. Als de verbinding er slecht uit ziet, laat het onderdeel dan eerst afkoelen(om oververhitting te voorkomen) en verwijder vervolgens de tin met bijvoorbeeld litze of een desoldeerpomp om hierna een nieuwe poging te doen. Hoe ziet een goede en een slechte verbinding er uit? Bij een goede verbinding is het tin volledig over het koper van de printplaat gevloeid. Door capillaire werking zal je zien dat bij het gebruik van goede soldeertin en enigszins soldeer ervaring dat de tin ook aan de bovenkant van de print terecht komt. Dit is zeer goed voor de verbinding maar als dit niet altijd gebeurt zeker geen ramp.

6 Aangezien afbeeldingen meer zeggen dan duizend woorden volgen hier voorbeelden van goede en slechte soldeerverbindingen: Slechte soldeerverbindingen Goede soldeerverbindingen

7 Do s & Don ts -geen S39 flux of aanverwante produkten gebruiken -Niet langer dan 3 seconde per pootje solderen. Werk snel en schoon, maar zeker niet te gehaast. -Netjes werken en lage onderdelen het eerst solderen -Laat de print afkoelen als de onderdelen te heet worden om permanente beschadiging te voorkomen. -Gebruik geen soldeerpistool maar een nette soldeerbout van tussen de 40 en 80 Watt. Zet de soldeerbout bij een soldeerstation op ongeveer 350 graden. -Gebruik tin met hars kern.

8 Onderdelenlijst RGB-Cube Controleer alvorens te beginnen met solderen of alle onderdelen aanwezig zijn. Onderdeel nr. Aantal Waarde Weerstanden R1, R Ohm R3, R4 2 10k Ohm R100-R k7 Ohm R105, R106, R k3 Ohm R107, R109, R k8 Ohm Transistoren T100-T104 5 BC637 Q101 1 IRLZ34N Condensatoren C1, C100-C105, C107, C109, C nF C2, C106, C µF C108, C pF C µF IC s IC100 1 TC IC101-IC106 6 Reeds gemonteerd Kristallen Q MHz

9 Overige onderdelen S100, S pin schakelaar U$106 1 Reeds gemonteerd X100 1 USB-Connector X101 1 Voedingsconnector 0.6mm Draad 20 meter

10 Solderen van de PCB Controleer alvorens te beginnen met het solderen van de LED-Cube of alle benodigde onderdelen aanwezig zijn. Deze lijst kan je in het vorige hoofdstuk vinden. Soldeer altijd van het laagste onderdeel naar het hoogste onderdeel 1. Soldeer de weerstanden. 2. Soldeer het kristal, de plat op de PCB liggende transistor, de oranje condensatoren en de schakelaars. Bij condensator C113 is de polariteit belangrijk! 3. Soldeer de 5 transistoren(zie kopje solderen van de transistoren ). 4. Soldeer de connectoren en andere condensatoren. Let op de polariteit! Als het goed is, zit de PCB nu in elkaar. Voor de netheid wordt het aangeraden om alle flux resten goed te verwijderen. Dit zorgt voor een langere levensduur van de PCB. Reinigen kan door middel van een brillendoekje of een ander doekje met schoonmaak alcohol. Solderen van de transistoren Doordat verschillende fabrikanten een verschillende pinout gebruiken, is de pinout van de geleverde transistoren anders dan ontworpen. Let dus goed op de oriëntatie! De transistoren dienen aan de kant van de voorgesoldeerde onderdelen gesoldeerd te worden. Het platte vlakje op de transistor moet wijzen naar de bolling op de PCB(zoals hierboven).

11 GND +5Volt Indien je ook een voet met voedingsplug hebt besteld, wordt het aangeraden om de printkroonsteen achterstevoren te solderen(contacten naar binnen). Dan past de PCB met voedingskabel het netste in de voet.

12 Solderen van de LEDs Het solderen van de LEDs op driedimensionaal vlak(kubus vorm) is een flinke klus en vraagt enige vaardigheid om goed uit te voeren. Daarnaast wordt het aangeraden om tussentijds een korte pauze in te lassen. Dit komt de kwaliteit en het uiteindelijke resultaat ten goede. Bij het solderen van de Cube wordt gebruik gemaakt van de optionele soldeermal. Deze mal zorgt er voor dat alle LEDs op dezelfde afstand van elkaar worden gemonteerd. De mal bestaat uit 5 onderdelen: Mal met 25 gaten, 2 brede zijschotten en 2 smalle schotten. Alvorens te beginnen met solderen is het belangrijk om te weten op welke pin de kleuren van de LED zitten en wat de Anode(+) is. Dit verschilt namelijk per fabrikant! De anode is eenvoudig te ontdekken: De langste poot. Vervolgens zitten de kleuren zowel links als rechts hiervan. Bij onderstaande voorbeeld wordt er van uit gegaan dat de anode(v+) de 3e pin is vanaf het platte vlakje van de LED. & & Blauw Groen & & V+ & & & & Rood Bij de RGB-LEDs meegeleverd met de actie is het 2e pootje vanaf het platte vlakje de anode(v+). Pas het buigen van de pinnen dus aan op de locatie van de aansluiting(zie volgende pagina)!

13 Pinout van de LEDs, bijgeleverd uit de actie. Het platte vlakje zit op de foto rechts, vervolgens: Rood, Anode(V+), Groen, Blauw. Ook is te zien in welke richting de pinnen gebogen dienen te worden om uiteindelijk te verbinden aan de PCB. Stappenplan We werken per verdieping. Dat betekent dat er per keer 25 LED s worden verwerkt. Controleer per uitgevoerde stap of het buigen en solderen nog correct verloopt. 1. Buig eerst de LEDs. 2. Plaats alle LEDs met de juiste orientatie in de mal. 3. Knip 7 draden af met een lengte van 140 mm. Dit zijn de anode draden. 4. Verbind alle Anodes volgens de lijnen zoals aangegeven op de mal. Je hebt nu 5 banen met elk 5 LEDs. Vervolgens soldeer je de overige 2 draden dwars over de 5 draden, in het midden van de buitenste LEDs. 5. De eerste verdieping is klaar. Ga nu verder met de volgende 4 verdiepingen.

14 Foto bij stap 2: Alle LED s liggen met de juiste orientatie in de mal. De lange pootjes dienen nog iets korter geknipt te worden. Foto bij stap 5: Eerste verdieping is nu klaar! Op de foto zijn de overige draden nog niet gebogen. Je kan er voor kiezen dit vooraf maar ook achteraf te doen.

15 Het aan elkaar solderen van alle verdiepingen Stappenplan 1. Knip 25x3 = 75 draden met een lengte van 175mm af. Dit worden de verticale draden. 2. Soldeer de draden op de R, G, B aansluiting van de PCB. 3. Plaats de PCB in de voet zoals in een eerder hoofdstuk gemaakt is, ditmaal met het logo zichtbaar naar boven. 4. Plaats de brede schotten op de PCB. Schuif in de sleuf de smalle schotten: Dit is de exacte afstand van de verdiepingen. 5. Pak de eerste verdieping en manoeuvreer deze zo door de verticale draden, zodat alle draden op de juiste plek zitten. 6. Soldeer elke draad stuk voor stuk aan de LEDs. Let er goed op dat de draden niet gebogen zijn en knip de pinnetjes van de LEDs kort. 7. Herhaal dit vanaf stap 4 totdat alle verdiepingen met elkaar verbonden zijn. Verticaal verbinden van anode draden Om de verdiepingen van stroom te voorzien zullen er nog 5 draden gesoldeerd te worden. Soldeer deze draden aan de horizontaal liggende draden(anode/v+). V+ van... LED21 gaat naar verdieping 1 (onderste verdieping LEDs) LED22 gaat naar verdieping 2 LED23 gaat naar verdieping 3 LED24 gaat naar verdieping 4 LED25 gaat naar verdieping 5 Deze 5 draden hebben wat meer beweegruimte. Weest er dus zeker van dat ze geen kortsluiting maken met de andere draden. Eerste verdieping verbonden met de anode draad van LED21.

16 Eerste keer aanzetten en firmware uploaden Controleer of alle onderdelen op de juiste plek zitten en er geen kortsluiting wordt gemaakt. Is dit het geval dan kan je de LED-Cube aansluiten op een DC 5Volt, minimaal 1.5A voeding. Als er geen rook tevoorschijn komt is de cube tot nu toe goed opgebouwd. Je kan nu de cube door middel van de USB kabel aansluiten op de computer. De computer zal om een driver vragen. Dit betekend dat hij naar behoren werkt en de juiste drivers geinstalleerd dienen te worden. Hiervoor is een aparte handleiding beschikbaar.