4x4x4 LED -kuup: 13 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Miks ehitada see LED -kuubik?

* Kui olete lõpetanud, saate kuvada ilusa ja keerulise mustri.

* See paneb sind mõtlema ja probleeme lahendama.

* On lõbus ja rahuldustpakkuv näha, kui hästi see kõik kokku saab.

* See on väike ja hallatav projekt, mida saavad õppida kõik jootmise ja elektroonikaga tegelevad inimesed ning mis on endiselt piisavalt suur, et kuvada pimestavaid ja muljetavaldavaid mustreid.

* Arduino koodi on üsna lihtne hallata.

* Suhteliselt madal hind kõrge meelelahutuse jaoks ja tohutu summa, mida saate õppida, kui olete elektroonikaga uus.

Esiteks näitan teile, kuidas teha seda kiiret 4x4x4 led -kuubikut, mille seadistamine (kui olete seadmed teinud) nõuab vaid paar tundi tööd, kuid on ka vastupidav disain. Püüan oma parima selgitada, et kõik saaksid aru minu disainivalikutest. Lõpuks selgitan, kuidas programmeerida uusi mustreid kahel erineval viisil.

Tarvikud

Osad:

1. 10cm * 15cm prototüüpplaat - 1x $ 2 ea
2. sn74hc595n - 2x 0,57 dollarit ea
3. 120 oomi takistid - 16x $ 0,04 ea (väärtus sõltub teie LED -ist, vt samm 7)
4. 10k oomi takistid - 4x $ 0,10 ea
5. Fqp20n06l N kanaliga MOSFETS - 4x 0,95 $ ea
6. Arduino nano v3 - 1x $ 22 ea
7. 5,5 mm alalisvoolu pesa - 1x valikuline 0,35 dollari suurune hind
8. Tinastatud vasktraat 20 AWG - 15 jalga 0,12 dollarit jalga
9. Lintkaabli 40 juhe või muu väikese läbimõõduga (AWG) traat - vähem kui 1 jalad 2,3 dollarit jalga
10. 5 mm vineer 6 ", 12" - 1 x $ 2 ea
11. jootet.8mm - 1x $ 10.89 ea
12. 1 "x 6" x 4 'plaat - 6 "8,39 dollarit ea
13. 5 mm hajutatud LED -id - 64 $ 15 komplekti
14. 100nf keraamiline kork - 2x 0,25 dollarit ea

Hinnanguline kulu kuupi kohta: 40 dollarit (kui osad ostetakse hulgi, väheneb hind oluliselt)

Tööriistad:

1. Nõelatangid x2
2. Loputus- või külglõikurid
3. Jootekolb
4. Traadi eemaldajad
5. Laua saag
6. Puur (soovitatav puurimispress)
7. Rauasaag või lintsaag
8. Arvuti programmeerimiseks

1. etapp: esimene jig **

Esimene rakis koosneb 2) 0,8 mm puurist, prototüüpimisplaadist ja 5 mm august LED -i jaoks. Alustuseks viige oma prototüüplaud (vähemalt 2 cm laiune ja 2,54 mm (0,1 tolli) vahekaugus aukude keskele) märkige tahvli ühel serval esimene punkt. Seejärel tehke sirgjooneliselt teine märk pärast liigutamist üles veel 3 auku. Seejärel märkige punkt, mis on 2 auku ülespoole (vt pilt #1). Järgmisena puurige keskele märgitud auku 5 mm auk, mida kasutasin 13/64 tolli ja see töötas hästi. Parim on see, kui kasutage väiksemaid juppe ja liikuge kuni 13/64 tolli, veendumaks, et see on auku ideaalselt tsentreeritud, kui see pole kogu kuubik välja lülitatud. Seejärel kasutage välismärgisel 0,8 mm bitti, et seda veidi laiendada Veenduge, et kõik avad oleksid prototüüpimisplaadiga risti, kui need on saadaval, kasutage puuripressi, kuid käsipuur töötab. Lõika 3) 1 ruudud Kõige lihtsam on kasutada lintsaega, kuid ka käsisaag töötab. Elmeri liimiga tehke väike puupakk, mille kõik servad on üksteisega kooskõlas. Lõpuks liimige see prototüüpimisplaadi külge, kinnitage see kõik kokku ja oodake. Kui kõik on kuiv, puurige kõik uuesti läbi, nii et prototüüpimisplaadi augud läbiksid puidust aluspinna. Asetage 0,8 mm otsad serva tehtud auku. Kui kõik oli õigesti tehtud, peaks see välja nägema nagu pilt 2.

** Pildil olevad rakised on loodud 8*8*8 LED -kuubiku valmistamiseks, nii et need on veidi ülegabariidilised. Teie jig on väiksem. Need rakised põhinevad Steve Manley kavanditel tema 8*8*8 RGB LED -kuubi jaoks. See näeb välja ja töötab suurepäraselt. Soovitan vaadata tema videoid.

tema you-tube kanal

2. etapp: teine jig **

Teine rakis on valmistatud 5 mm vineerist. Alustuseks märkige ja lõigake 3 tükki, mis on 4 "2", selleks kasutasin lintsaega, kuid ka käsisaag töötaks. Märkige ühel tükil mõlemas otsas 1 "2" küljel ja tõmmake joon nende vahele. 4 "küljel minge 1/2" varem tehtud joonele, järgmine märk peaks olema 1 "kaugusel praegusest, kuni jätkate tahvli lõppu. Ülejäänud kaks tükki tuleks joondada ja liimida kokku Elmeri liimiga. Kui liim on kuiv, võtke nii märgitud osa kui ka liimitud osa joondage need klambriga kokku. Puurige 5 mm (13/64) augud kohale, kus jooned ristuvad. Viimane samm on liimitud tükkide avade tegemine suuremaks läksin 1/4 ".

3. etapp: kolmas jig **

Kolmas rakis on valmistatud 1 "x 6" tükist. Kõigepealt lõigake plaat umbes 5 tolli pikkuseks paremini hallatavaks osaks. Kui see on tehtud, võite selle viia lauasae juurde, et lõigata salusid umbes 1/4 sügavusega mis tahes suunitlusega. Nende vahekaugus peaks olema 1 tolline salude keskpunkt. Lõikamine (saelehe tehtud pilu) peaks olema 0,1 tolli lai. Alustage esimese pilu tolli lõikamisega tahvli servast. Seejärel lülitage saag välja ja liigutage tara üle 1 ", korrake seda protsessi, kuni teie plaadile on lõigatud 4 pilu. Jig peaks välja nägema nagu ülaltoodud pildil.

Samm 4: esimese jigi kasutamine

See on konstruktsiooni kõige üksluisem osa, mis painutab kõiki LED -de juhtmeid. Põhjus, miks soovite seda rakist kasutada, on tugeva konstruktsiooni hankimine, mis näeb hea välja. Võtke oma esimene jig, painutage katood (lühike juhe, vt joonis 2) lähemale (0,2 ) puurile, keerake see ümber otsiku ja vabastage. Võtke anood ja painutage see teise otsa ümber ja keerake lahti. Lõigake ekstra juhtida loputuslõikuritega / külglõikuritega ja eemaldada LED. Lamendage nii anood kui ka katood. Keerake katood 90 kraadi võrra allapoole (vt joonis 3), jätkake protsessi veel 63 korda.

Märkus. Sageli on abiks väikesed nõelatangid, mis painutavad juhtmeid puuritükkide ümber.

Samm: teise rakise kasutamine

Enne selle rakise kasutamist peame sirgendama ja lõikama 20 -meetrise (awg) tinatatud vasktraadi. Kõigepealt lõigake vähemalt 36 4 -tollist traadiosa ära, kui teete veel 4 lõiku, sest see muudab kuubi sümmeetriliseks (märkus: on kasulik sirgendada traadi suuremaid osi enne, kui lõikate selle pikkuseks, kuid mõlemal juhul toimiks)). Juhtme sirgendamiseks võtke lihtsalt kaks tangid ja tõmmake mõlemast otsast, venitades traati veidi. See meetod on keeruline, nii et kui teil on pahe, saate traadi kruviga kinnitada ja sealt tõmmata ning saate palju paremini tulemused on lihtsamad. Kui olete kogu traadi ette valmistanud, asetage 4 LED -i jigisse #2 (vt pilti #2), katood peaks olema teie poole suunatud. Asetage üks 4 -tollistest traadiosadest läbi katoodisilmuste, jootke kõik 4 liigendit (enne jootmist on soovitatav testida kõiki LED -e). Kui olete kõik LED -id jootnud, tõstke ülemine osa üles ja vajutage rakist nii, et valgusdioodide ümardatud otsad oleksid tasasel pinnal. LED -de rida peaks välja hüppama. Tehke seda protseduuri veel 16 korda.

6. samm: kolmanda rakise kasutamine

Nüüd, kui olete teinud kõik 16 LED -rida, on aeg kasutada viimast seadet. Võtke 4 LED -riba ja asetage metallist ühendusjuhtmed ühte pilusse, veendudes, et kõik eri sektsioonide augud on ühel joonel. Sisestage üks oma traadiosadest alt üles selle veeru ülejäänud aukudesse. Veenduge, et see on ruudukujuline, seejärel jootke kõik 16 ühendust ja jätkake veel kolmega.

7. samm: elektroonika

Esimene asi, mida peate tegema, on arvutada 16 takisti, mis on vajalikud kuubi tööks. Seda saab teha selle kalkulaatori või selle valemi kaudu Resistance = (pingeallikas - LED -pinge) / led -vool. Ainus probleem on see, et sageli ei anna müüja vajalikke väärtusi. Kui kasutate minu saadud LED -komplektiga seotud linki, vajavad kollased LED -id 120 oomi, kuna need on 2v ja sinise puhul 75 oomi 3v. Kui te ei taha selle pärast muretseda, võite lihtsalt kasutada komplektis olevat 220 oomi, kuid need peaksid töötama hästi, kuid teie kuup on kohati pisut hämar, kollane võib veidi tuhmiks muutuda (kõige eredam värv, mille leidsin sellest komplektist on sinine, välja arvatud valge, mis ei ole hajutatud).

8. samm: elektroonika

Nii et nüüd on teil kaks võimalust, mille abil saate allolevalt skeemilt lahkuda/luua piltide abil oma paigutuse, et aidata kaasa heale paigutusele, tellida kohandatud trükkplaat, kasutades allpool leitud Gerberi faili (suurepärane, kui teete mitu).

PCB ja skeem- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526|e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

9. samm: kuubi jootmine prototüüpimisplaadile

Nüüd, kui elektroonika on ühendatud, peate võtma neli vertikaalset sektsiooni, mille olete varem teinud. Asetage üks sektsioonidest, nagu on näidatud esimesel pildil, jootke see, veendumaks, et see on prototüüpimisplaadiga ruudukujuline. Lisage viimistluse vahele veel 9 auku, lisades viimased 2 samal viisil.

Samm: kihtide ühendamine

Järgmisena peate ühendama tavalised katoodkihid, võtke sirgendatud traat ja asetage see väljaulatuva tavalise katooditraadi tükile ja tehke igal ristmikul jootekoht. Peate tegema vähemalt 4, kuid võite märgata, et tegin seda mõlemalt poolt, et muuta kuubik sümmeetriliseks. Kui olete kõik kihtühendused teinud, peate prototüüpimisplaadilt traadi lisama kuubi kihtidesse. Seda saab teha, kui võtate sirgendatud traadiosa, mille 90 -kraadine painutus on umbes 1/2 tolli. Kleepige traadi pikk ots lähedale, kui soovite esimese kihiga ühendada, jootke see kiht. korrake auku liigutades ja järgmisele kihile minnes. Kui olete kõik 4 kihi ühendused teinud, liikuge järgmisele sammule.

Samm: juhtmestiku viimased osad

Järgmine osa on MOSFETide äravoolu ühendamine kihtidega, vaadake esimest pilti. Kui see on tehtud, ühendage vahetusregistrite väljundid kuubi veergudega. Üksikasjalikumat teavet leiate skemaatiliselt.

12. samm: kuubi programmeerimine

Kuubi kodeerimiseks on 3 võimalust, kasutades lihtsamaid kodeerimiskogemusi, kasutage pakutavaid koode, kasutage arduino või arduino koos pythoniga. Ainus, mida ma selgitan, on arduino koos pythoniga, kuna seda on kõige lihtsam kasutada, kuid teil on vaja vaid väikest kogemust arduino/keelestruktuuriga. Alustuseks laadige alla kõik lingid, alustades arduino tarkvarast ja lõpetades pythoni tkinter -koguga. Pythoni redaktori tööviis on enamasti iseenesestmõistetav, lihtsalt käivitage pythoni kood allpool. Salvestusnupu vajutamisel sülitab python shell välja binaarbaidid, mis tuleb kleepida arduino massiivi, mis ütleb slaidid. Seejärel peate arduino massiivi lisama viivitusi, mis ütlevad delay_array, et teie slaidide arv on vajalik viivituste arv. Maksimaalne slaidide arv, mida saate kasutada, on 150 tänu arduino nano mälule, kuid see kõlab palju, kuid kui hakkate graafilisi tõlkeid tegema, sööb see selle numbri kiiresti ära.

Koodid on 3 -liikmelistes rühmades, sest ma ei saanud neid alla laadida ühe failina, välja arvatud pythoni fail.

failide rühmitused (kõik grupi failid peavad korralikult töötamiseks olema paigutatud samasse kausta)

kõvasti kodeeritud arduino (selge_all, led_kuubik_4x4x4, show_pattern)

arduino baidiga kodeeritud failid (selge, lihtne_programmeerimise_v2, näitamismuster)

python gui (4x4x4 koodigeneraator V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

13. samm: see on tehtud

Siinkohal peaksite saama oma kuubikul kuvada vähemalt paar mustrit ja loodetavasti läks kõik sujuvalt.

Kui teil on küsimusi, küsige neid allpool kommentaarides.