Corazón de acrílico y leds RGB

Hacía tiempo que quería jugar un poco con leds RGB y hacer alguna manualidad, por eso me decidí a hacer un corazón con acrílicos, y utilizar los leds RGB y un Atmega328 (Arduino) para poder crear una transición de colores suave que refleje en los bordes del acrílico.

Para empezar, los leds RGB como su nombre indica (en inglés,  Red Green Blue), son diodos leds que tienen 4 patillas,  pudiendo tener 3 ánodos para los tres colores (rojo, azul y verde) y un cátodo común a los tres o bien 3 cátodos para cada color y un ánodo común. Veamos:

A partir de los colores rojo, verde y azul, combinando entre ellos podemos crear nuevos colores como pueden ser amarillo, violeta, celeste o blanco, por lo que son muy versátiles para realizar pequeños y coloridos proyectos. Así que sabiendo que son los leds RGB, vamos a la construcción del corazón de acrílico y más tarde volvemos a los leds.

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Para empezar la construcción de un corazón o cualquier figura de acrílico, lo más importante (además del propio acrílico), es una dremel con mini-discos de lija de grano medio para poder recortar el acrílico a nuestro gusto.

Procedemos a cortar el acrílico (recomendable tener gafas de seguridad ya que el acrílico se derrite y saltan pedazos)  de la forma que queramos, en mi caso un corazón por duplicado, para poder introducir una fotografía en medio.

Ya puestos con el acrílico, yo aproveché para realizar una base para el corazón, una cajita de acrílico también, de modo que queden las siguientes partes:

Corazón y caja de acrílico

Una vez tengamos listo el corazón de acrílico y las piezas para montar la cajita que servirá como base para el corazón, procedemos a montar la caja, en mi caso utilizando silicona caliente para armar la cajita donde irá el circuito, realizando 2 agujeros de 5 mm en la tapa superior de la caja para introducir los leds y colocar encima de estos, el corazón.

Para un mejor acabado, recomiendo utilizar una lija de grano fino, para lijar los bordes del corazón, de modo que queden difuminados y la luz de los leds “choque” contra estos, haciendo que brillen los bordes y creando un efecto muy bonito.

Ya con la parte manual terminada, procedemos con la electrónica, para la cuál utilizando un Arduino y PWM (Modulación de ancho de pulso), podemos realizar transiciones de colores lentas y suaves y combinar los distintos colores de un led RGB para crear colores nuevos.

Pero… ¿Qué es el PWM? Según nuestra amiga la wikipedia:

La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

Visto así, no se entiende mucho, y sin entrar en mucho detalle, las salidas PWM del Arduino nos sirven para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga, en este caso a los leds, por lo que a través de ellas podemos ir aumentando la intensidad que atraviesa los leds para ir aumentando la luminosidad de estos de forma gradual.

Una placa de Arduino UNO, solo dispone de 6 salidas PWM y como los leds RGB (de cátodo común necesariamente) tienen 3 patillas de colores, solamente podemos controlar 2 leds. Para conectarlos, lo haremos de la siguiente manera:

Las salidas digitales Nº 3, 5, 6, 9, 10 y 11 son las únicas salidas PWM de las que dispone el Arduino UNO por lo que esas utilizaremos para controlar los dos leds. Para controlar un led mediante PWM, podemos utilizar como ejemplo el sketch “Fading” que viene de ejemplo en el IDE de Arduino, o descargar del siguiente enlace el código que usé yo con el corazón.

- Código Arduino:  RGB_Colores.pde

Podemos utilizar la propia placa de Arduino para el montaje final, aunque también podemos optar por retirar el microcontrolador Atmega328 programado y preparar una placa PCB específica con un regulador de tensión 7805 para poder alimentarlo con una pila de 9V, las conexiones para los leds, y un interruptor para encenderlo y apagarlo.  En mi caso opté por crear una PCB aparte (Gracias a Dani!):

PCB Atmega 328 + Leds RGB

Aquí dejo el esquema electrónico para el que quiera realizar la misma placa que he realizado yo, es decir, el ATmega328 quitarlo del Arduino y ponerlo en una PCB casera.

Y al que no quiera diseñar su propia PCB, aquí dejo los archivos para OrCAD 10.5 con mi diseño de la PCB, descargar en este enlace: PCB OrCAD

Ya simplemente procedemos a colocar la placa dentro de la cajita realizada previamente, y a colocar los leds en los agujeros hechos en la tapa superior de la caja, de modo que colocando el corazón encima de los leds, al encenderlos se iluminen los acrílicos y los bordes.
Terminado el montaje, nos queda un fantástico regalo bonito y barato para regalarle a la novia.

Corazón terminado y funcionando

Y como siempre… una prueba de funcionamiento!