8x8x8 LED -kuup: 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selles juhendis näitame, kuidas ehitada 8x8x8 LED -kuup. Kõik sai alguse Málaga ülikooli telekommunikatsioonikooli elektroonikatehnika 4. kursuse mooduli õppeaine „Loominguline elektroonika” ideest:

Projekt koosneb üldiselt riist- ja tarkvara ühisdisainist. Riistvaraosa koosneb kuubikust ja kõikidest ühendustest ning disaini toetavast alusest. Tarkvaraosa koosneb skaleeritavast teegist, mis on rakendatud, et olla kasulik teiste projektide jaoks.

Arduino Uno juhitav kuubik moodustab viissada kaksteist LED -i ning kuna need on eraldatud veergude ja kihtidena, saab igaüks eraldi sisse lülitada.

Esitame mõned sammud, mis võivad projekti lihtsamaks muuta, kuigi selle jootmine võtab mõne päeva. Projekti jaoks oleme kasutanud siniseid LED -e ja NPN -transistore.

Lisame siia nimekirja vajaliku materjaliga:

• 512 LED -i.
• 64 Vastupidavus 220 oomi.
• 9 vahetuste registrid 74HC595.
• 16 2N222 Transistorid.
• Vahtplaat.
• Mitu meetrit peent traati (1,2 mm).
• Riba traat.
• Pistikud (mehed ja naised).
• Toiteallikas.
• Eelpuuritud plaat (PCB).
• Struktuuri tugi.
• Konstruktsiooni jaoks puidust kast.

Loodame, et see õpetus meeldib kõigile inimestele.

Samm: LED -ide malli joonistamine

Esimene samm on joonistada mall sõduriprotsessi lihtsustamiseks. Vahtplaadil peame joonistama ruudu ja jagama selle 64 väikeseks ruuduks, mis kõik on eraldatud ühe tolli võrra. Väikese ruudu ristmikul teisega peame näiteks kruvikeerajaga augu tegema, et LED -id nende sisse sõduritele panna.

2. samm: ehitage alus

Peame looma aluse, kus leedid puhkavad. Parem on seda teha puitlauaga, mis ei ole raske, kuid mitte lõtv. Pärast tahvli saamist peame kordama 1. sammu, kuid nüüd siin. Peame puidu tähistama, joonistades 8 -tollise ruudu, kus sees joonistatakse veel 64 -tolline ruut.

Kui oleme kõik joonistanud, on käes aeg puurmasina kasutamiseks. Veidi 1 mm läbimõõduga teeme augu, mis läbib puitu iga ruudu ristmikul, et panna juhtmed, mis hoiavad struktuuri nende sees.

Võtke oma puurmasin ja puurige minema!

Oleme teinud video, mis näitab teile, kuidas seda teha. Lõpptulemus peaks välja nägema nagu need siin toodud pildid.

Samm: pange juhtmed otse

Konstruktsioonil on parem kasutada juhtmeid LED -ide vahel, sest need muudavad konstruktsiooni jäigemaks või paindumatumaks. Kuna tavaliselt müüakse juhtmeid rullis, peame need sirgeks panema. Selle sammu jaoks vajame ka puurmasinat.

Peame traadi lõikama ja puurmasinasse viilu panema. Pärast selle kinnitamist peame hoidma traadi teist osa ja lülitama puurmasina sisse. Mõne sekundi pärast on traat sirge nagu küünal!

Näitame teile, kuidas seda protsessi videos teha, ja anname võtme protsessi kiirendamiseks: saate lõigata pikema traadi, sirgendada selle üks kord ja seejärel lõigata.

Samm: jootke kiht

Kui oleme kindlad, et kõik valgusdioodid lülituvad hästi sisse, on õige hetk need jootma hakata. Protsessi kiirendamiseks peame eraldama katoodid ja anoodid.

Selles etapis ühendatakse kõik katoodid. Kasutatakse 64 LED -i ja 11 juhtmest: üks iga rea jaoks ja veel 3 konstruktsiooni hoidmiseks. Näete, kuidas meil see õnnestus. Panime 3 münti 10 senti, et kõik juhtmed samale kõrgusele asetada, ja siis protsess algab.

Pärast jootmisprotsessi on väga oluline kontrollida, kas kõik valgusdioodid on hästi keevitatud. Seda saate teha Arduino abil, ühendades juhtme GND -ga ja sondeerides 5V sisendiga iga lediga, nagu näete videost.

Ärge unustage lõigata iga katoodi osa, mis pole olnud sõdur.

Ja nüüd olete ühe teinud, jätkake ülejäänud seitsmega!

Tegime mõned fotod ka protsessi näitamiseks.

Samm: tehke kuubiku struktuur

Kui olete jootmise lõpetanud, on järgmine samm kuubi struktuuri valmistamine. Me keevitame ühe kihi teise kohal, eraldades selle mõnede vahtplaadist valmistatud padjadega, nagu me fotol näeme.

Selles etapis tuleb kõik anoodid juhtmete külge keevitada. Peamine on hoida vertikaalseid juhtmeid, kui on aeg kiht struktuuri sisse viia, ja teie töö ei ole väga keeruline.

Nagu oleme varem öelnud, on pärast jootmist väga oluline kontrollida, kas LED -id töötavad õigesti. Ärge unustage selles etapis eemaldada üleliigne anoodijalg. Seda on lihtsam teha kohe, selle asemel, et seda lõpus teha.

Protsess viiakse lõpule, kui 8 kihti on need anoodide vahel üksteise kohal. Pärast seda joodetakse anoodid trükkplaadile.

Iga kihi nõuetekohaseks toimimiseks on vaja ühendada vertikaalsed kaablid alusest iga vertikaalse valgusdioodikihiga ja suunata suunad x-, y- ja z -telgedele. Seda näete fotodelt.

Samm: ühendage alus juhtmega

Kuubiku lõpuks valgustamiseks peame ribade juhtmete abil keevitama vastavad kihid, millele lisame pistikud, mis sisenevad trükkplaadile.

Igas veerus keevitatakse kaabel ja iga 8 veergu, mis moodustavad vertikaalse kihi, ühendatakse sama isase pistikuga, mis seejärel sisestatakse trükkplaadi naissoost pistikusse. Horisontaalsetel kihtidel on ka pistik, et katoodid PCB -ga ühendamiseks kokku panna.

Samm: jootke vooluring

Ahela skeemi järgides keevitame kõik komponendid perforeeritud plaadi külge, ühendades vajalikud ühendused ja tõmmates kaabli juhuks, kui keevitamise kohta pole.

Selle sammu jaoks vajame:

• Perforeeritud plaat (võib olla ribad või ilma mustrita). Oleme kasutanud ilma mustrita
• Vastupidavused
• Meeste pistikud
• Rekordid
• NPN transistorid
• Ribade kaabel

8. samm: kuubi tugi

Töötame puidu puhul välja toe, kus tutvustame vooluringi ja toetame kuubi.

Kuidas meil läinud on? Kast 26 cm lai, 31 pikk ja 10 kõrge. Me panime mõned väikesed toed, mis takistavad kuubi kukkumist kasti põhja, kahjustades seeläbi all olevat vooluringi.

9. samm: kood ja programmeerimine

Kood koosneb Boole'i massiivist, mis koosneb 512 väärtusest, mis tähistavad iga LED -i olekut.

See on jagatud kaheks osaks, üks vastutab igaühe oleku muutmise eest, muutes massiivi väärtusi, teine osa vastutab teabe registritele saatmise eest.

Teabe saatmiseks registritesse kasutatakse funktsiooni shiftOut (), mille sisendiks on bait -tüüpi andmed, genereerib see kella- ja andmesignaalid registritega jadaülekandeks.

Ilmneb vajadus tõlkida Boole'i massiiv tüübitüüpide massiiviks, iga bait tähistab kirjet. Sõltuvalt kuubi suurusest kujundatakse projektis vahetuste registrite arv. See koodi osa on skaleeritav, et hõlbustada teabe saatmist erineva suurusega kuubikutele.

Animatsioonide loomiseks kuubis kasutame funktsiooni voxelWrite (), see funktsioon võimaldab muuta ledi olekut vastavalt mõnele koordinaadile x, y, z.

meie GitHubi lehe järgmiselt lingilt leiate kasulikku teavet: