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Arduino powered LED Cube with Compass 2
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Elektrik/Elektronik
Dekorieren mit Licht
von kstenders
13.04.14 17:17
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Da mir die einfachen Kerzen am Abend wenn man in gemütlicher Runde am Tisch sitzt zu langweilig / schnöde waren, habe ich einen LED Würfel gebaut. Das besondere an diesem Würfel ist die Farbänderung durch drehen des Würfels.

Die Abmessung der Würfels beträgt 15*15*15cm

Im inneren Verbaut ist ein Mikrocontroller Board (Arduino Uno -> Details auf arduino.cc) Ein Digitaler Kompass der mittels I²C Angesprochen wird.

Wird nun der Würfel gedreht ändert sich die Ausrichtung vom Kompass, wodurch sich der Rückgabewert (0-360) ändert.

Der Quelltext und alle nötigen Dateien sind im Archiv unter http://cloud.stenders.info/public.php?service=files&t=50054ed6bb852ace346424babecbb625 zu finden. Das Passwort Lautet: Cube


LEDElektronik (Mikrocontroller/Arduino/JControl), Lichtwürfel, Stimmungslicht
4.7 5 24

Bauanleitung

Benötigtes Material

Stk. Beschreibung Material Maße
Opalglas 49 Prozent Lichtdurchlässig  Plexi- oder Acrylglas  15cm*15cm Stärke 4mm 
Akku 12v  Li-ion   
RGB LED Band    60 LED pro Meter 
HMC5883L Kompass     
SMD5050 Connector Platine     
Schaler Ein/Aus     
Lötzinn     
diverse Kabel     

Benötigtes Werkzeug

  • Klebepistole
  • Schlagbohrmaschine
  • Elektronik Lötkolben
  • Seitenschnider
  • Abisolierzange

1 Plexiglas Verkleben 1

Ich habe mir 6 Plexiglas Platten liefern lassen, die direkt auf Gehrung geschnitten waren. Es müssen nun 4 der Platten zusammen geleimt werden, damit diese die Seiten des Würfel bilden.

Deckel und Boden werden noch nicht verklebt.
Zum verkleben eignet sich Acryfix.
Achtung: hier reicht es aus die Klebeflächen nur sehr dünn zu bestreichen. Sollte der Kleber verlaufen sollte dieser sofort abgewischt werden, da dieser das Acryl an löst.

2 Träger zum Verschrauben der Bodenplatte einkleben

Damit man im Notfall noch immer an den inneren Aufbau heran kommt, darf dieser nicht fest verklebt werden. Daher müssen wir auf der Bodenseite schmale Träger einkleben auf die wir die Bodenplatte verschrauben. Die Träger dürfen jedoch nur 2 cm in den Würfel hinein ragen, damit wir genug freie Fläche für den inneren Aufbau haben.

3 Bodenplatte und Deckel

Wir legen nun die Bodenplatte auf die Bodenträger und bohren durch Bodenplatte und Träger in alle 4 Ecken jeweils 1 Loch.
Nachdem die Löcher gebohrt sind, kleben wir auf die Innenseite der Träger eine Mutter an jedes Loch (hierfür eignet sich Heißkleber), damit die Bodenplatte verschraubt werden kann.

Sobald alle 4 Muttern verklebt sind und wir getestet haben ob die Verschraubung funktioniert und hält, kleben wir mittels Acryfix die Deckenplatte auf.

4 Ausschnitte in die Bodenplatte

Wir schneiden in die Bodenplatte einen Ausschnitt für einen ein/aus Schalter sowie für eine Ladebuchse damit die Batterie geladen werden kann, ohne den Würfel auseinander bauen zu müssen.

5 Innerer Träger.

Auf die Bodenplatte kleben wir einen Träger auf dem wir Kompass, Akku und Arduino befestigen. Dieser träger sollte möglichst mittig angebracht werden.

6 Bestückung der SMD5050_Connector Platine

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Bestückung der SMD5050_Connector Platine
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Im Archiv sind alle nötigen Dateien zum fertigen der Platine zum verstärken des Puls-weiten Signals enthalten. Die Platine muss mit 3 Widerständen (1kohm), 2 Pin-leisten sowie 3 TIP-31 bestückt werden.
 

7 Verkabelung

Wir führen von unserer Stromquelle 2 Leitungen weg. Nummer 1 geht auf den Arduino. Nummer 2 geht direkt auf die soeben gelötete Platine.
Dadurch leiten wir den Strom für die LEDs nicht durch den Arduino, wodurch dieser weniger warm wird.

Weiterhin führen wir die Pins für unsere Puls-weiten Signale ebenso auf unsere Platine. Wir verbinden Dazu die PWM Pins 9 10 und 11 zu den RGB IN Pins auf der Platine.

Der Kompass muss mit SCL, SDA 3,3V und GND angeschlossen werden, Alle diese Pins sind entsprechend auf dem Arduino zu finden.
Bei Arduino entspricht A4 SDA und A5 SCL

8 Software aufspielen

Im Archive ist eine .ino Datei die mit der Arduino IDE http://arduino.cc/en/Main/Software geöffnet und dann auf den Arduino aufgespielt werden kann.

In der IDE muss der richtige Serielle Port, sowie als Board der Arduino Uno ausgewählt seid.

Falls ihr einen Arduino Nano oder einen anderen Arduino verwendet müsst Ihr das Board anpassen und ggf. im Code die Pinbelegung ändern.

9 LED Stripe Zurecht schneiden und einkleben.

Es muss ein RGB LED Band gekauft werden. Dieser kann in der Regel nach allen 3 LEDs durchgeschnitten werden (auf den Kontakten ist eine schwarze Schneidlinie abgedruckt.)
Diese Bänder können günstig auf eBay erstanden werden. Ich habe eine 5m Rolle mit 60 LEDs pro Meter gekauft.

Es reicht hier die Variante OHNE WS2801 Chip (oder vergleichbar).

Wir kleben nun beliebig viele Abschnitte auf die Bodenplatte um eine möglichst gute Ausleuchtung zu erreichen.

Danach verbinden wir die einzelnen abschnitte durch anlöten von kleinen Kabeln wieder und löten ebenso die Kabel zum Anschluss an die SMD5050 Platine an.

Diese Anschlusskabel müssen nun nur noch auf die Platine gesteckt werden.

Danach kann der Würfel verschraubt werden.

Sofern alles richtig gemacht wurde, sollte sich der Würfel so wie im Video verhalten und zu beginn einmal Rot, Grün und Blau aufleuchten bevor sich die Farbe der jeweiligen Ausrichtung einstellt.

29 Kommentare

zu „Kompassgesteuerter LED Würfel“

interessant..........aber da muss man ja immer aufstehen, um die Lichtfarbe zu ändern?
2014-04-13 17:36:23

Wieso aufstehen? Der Würfel hat eine Kantenlänge von 15cm, also nicht wirklich groß. man kann bequem im sitzen den Würfel einfach drehen. Er ist ja als alternative zur Kerze auf dem Tisch gedacht und nicht als Alternative zum Stuhl.

2014-04-13 17:42:32

Scherzkeks :)

Ich wußte ja nicht, dass die Würfel vor einem auf dem Tisch stehen und nicht zum Beispiel auf der Kommode oder beim TV.
2014-04-13 18:01:21

naja wenn man Sie woanders hinstellen mag, kann man statt oder zusätzlich zum Kompass noch ein Bluetooth Modul verbauen um somit eine Farbsetzung mttels Smartphone zu realisieren.

Mein gedanke allerdings war es, dass man keine Fernbedienung oder ähnliches suchen muss, sondern der Würfel eigenständig ohne externe Peripheriegeräte klappt.
2014-04-13 18:08:32

Interessante Variante, finde die Idee klasse.
2014-04-13 18:11:59

sehr schön gelungen
2014-04-13 18:14:46

Interessante Idee 5d
2014-04-13 18:23:25

Klasse.
Ich interessiere mich auch für Basteleien mit Arduino-Boards.
Nur glaube ich, dass ich die Programmierung nicht so ohne weiteres hinbekomme.
Für Idee und Ausführung jedenfalls 5D
2014-04-13 18:50:01

coole Idee, sieht gut aus
2014-04-13 18:55:54

Klasse geworden .....
2014-04-13 19:13:19

@RedScorpion68
Alles was du zum nachbau brauchst findest du in dem verlinkten Zip Archiv. Auch den vollständigen Code. Dies hier ist auch erst mein zweites Arduino Projekt (Nummer 1 war es meiner Waschmaschine beizubringen eMails zu senden wenn Sie fertig ist).

Es ist also relativ einfach! Bei einem Nachbau hiervon muss nichts mehr programmiert werden. man muss nur die ganzen elektrokleinteile zusammen stecken.
2014-04-13 19:32:07

Ich verstehe zwar von elektronik nicht sehr viel, aber dies ist für mich ein sehr interessantes Projekt. Sehr außergewöhnlich und g**l
2014-04-13 20:08:41

Kultiges Teil. Kritisch wird es, wenn sich die Farbe mal von alleine ändert gg. Aber locker 5D Wert
2014-04-13 20:24:48

@kstenders:
Ich würde mich auch gern in anderen Projekten mit den Arduino Boards versuchen, ohne vorgefertigte Codes. Hab mir da schon einige Filme angeschaut, aber die waren in der Erklärung nicht besonders gut.
Die Boards kosten ja nicht so viel und deshalb werd ich es demnächst einfach mal testen.
Dank dir aber für den Tipp mit dem Link.
2014-04-13 20:34:31

Wenn Sich die Farbe von selber ändert: Einfach zum nachbarn rüber gehen und ihn bitten den großen Elektromagneten auszumachen :D

ich hab in den Code eingebaut, das die Farbe sich nur dann ändert wenn der neue Wert den der Kompass zurück um mehr als +-1 vom vorherigen Wert abweicht. Dadurch fang ich ein Flackern der Lampe ab.

Ich hatte aber ehrlich gesagt keinen Magnet zur Hand um zu testen wie stark dieser die Werte beeinflusst. Aber man sitzt ja auch selten mit Magnet am Esstisch ;)
2014-04-13 20:38:29

Wenn nun mal alle Seiten des Würfel rot liefern, ist eine Polwechsel erfolgt.5 D
2014-04-13 22:49:02

Raffinierte Arbeit - 5 Daumen von mir !
2014-04-14 06:41:50

Sieht gut aus. Schicke Leuchten. Damit könnte man auch ein Kombinationsschloss bauen....
2014-04-14 07:41:25

Super, finde ich echt toll, deinen LED Würfel. Mal was anderes :-)
2014-04-14 11:01:36

Gute Idee 5d
2014-04-14 11:57:36

Eine schöne Spielerei - 5D!
schade das Du so wenig Bilder vom Bau hast.
2014-04-14 13:53:23

sehr schön,aber leider hab ich davon keine Ahnung 5
2014-04-14 16:23:48

Super Idee, mal was anderes als ein Würfel aus vielen einzelnen LED! Ich kenne das Arduino aus der Technikerschule, wir haben da auch einige Mikromodelle her gestellt und Progarmmierungen vorgenommen. Das ist schon ein wenig kniffelig.
Dafür gibts von mir 5LED'S
Gruß Tobias
2014-04-14 20:07:49

Romantik, Licht für jede Stimmung toll
2014-04-14 20:33:17

Coole Sache... gefällt mir ausgesprochen gut!
2014-04-15 10:05:36

Sehr interessante Variante
2014-04-15 15:40:52

Coole Sache - gefällt mir!
2014-04-19 23:46:46

Ein sehr schönes Projekt.
Leider bin ich aber jetzt erst auf dieses Projekt gestoßen. Nun ist der Link leider nicht mehr erreichbar. Wäre jemand so nett mir den Link nochmal bereit zu stellen? Vielen Dank!
2016-05-11 13:29:38

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