LED kuubiku ekraan: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Selles projektis ehitate ekraaniks 8x8x8 LED -kuubi. Pärast kuubi ehitamist ja koodi põhitõdede õppimist saate kirjutada oma kuvarianimatsioone. See on suurepärane visuaalne teaduslikel eesmärkidel ja see on teie ruumi kena dekoratiivne lisand! Kuubikujundamise käigus omandate terve hulga elektroonika põhioskusi, mis sillutab teed keerukamatele projektidele tulevikus.

See on minu individuaalne projekt elektroonika kursuse jaoks ja see võttis aega umbes viis nädalat. Kulutasin selle projekti jaoks 12 tundi nädalas ja mul oli juurdepääs kolledži elektroonikalaboris tavaliselt leiduvatele osadele ja tööriistadele. Samuti võib olla hea teada, et kuigi töökoormus ei ole käkitegu, pole praktilisi teadmisi vaja. Selle asemel saate palju kogemusi ja õpite oma vigadest.

Vastutusest loobumine: laenasin disaini ja koodi Kevin Darrahilt (https://www.kevindarrah.com/?cat=99), kes ehitas 8x8x8 RGB kuubiku (seega kolmekordistas töö!). Lainekuju kuvamine on minu enda töö. Soovitan tungivalt enne projekti alustamist vaadata kõiki tema LED -videoid! Nad on äärmiselt kasulikud, et mõista, kuidas kõik töötab, mis on selle keerulise projekti jaoks ülioluline! Ma andsin lühikesi selgitusi vooluahela ja üldise arhitektuuri kohta, kui arutan vooluahela ühendusi ja koodi, nii et hüppa kõigepealt selle osa juurde, et saada teoreetiline arusaam:)

Samm: osade loend

• ühevärvilised hajutatud LED-id x512 ~ 30 varuosaga (võite märgata, et kasutasin ise kolme värvi. See on algselt loodud selleks, et aidata peegeldada lainekuju amplituudi (nt punane tähendab suuremat amplituudi), kuid ma ei viilutanud viilud õigesti, seega lõpuks kohtlesin neid lihtsalt samana. Kui olete endiselt huvitatud vertikaalsuunas värvide varieerimisest, lugege palun märkmeid vertikaalsete viilude sammu kohta:))
• Arvutiplaadid, keskmised x7 ja väikesed x2 (need on minu laboris saadaval, kuid palun kohandage suurust sõltuvalt sellest, mis on teile hõlpsasti saadaval! Palun lugege oma skeemi jaotist. Leidsin, et algajatele PCB -d ilma ühendatud ribadeta on mugavamad, peamiselt seetõttu, et saate ühendusi soovi korral lisada ja lõigata. Jootmise eemaldamine võib olla keeruline!)
• NPN 2N3904 transistorid x72
• 1k takistid x 150
• 100 oomi takistid x 72
• P-kanaliga MOSFETid IRF9Z34 x8 pluss 8 klõpsatavat jahutusradiaatorit
• 100 mikro Faradi kondensaatorit x8
• 74HC595 vahetuste registrid x9
• Arduino Uno + kruvikilp (kasutasin proto-kruvikilbi R3 komplekti)
• 8 värvi isolatsiooniga traat (soovitan soojalt kasutada erinevaid värve! Teil on palju juhtmeid kõrvuti ja värvid aitavad tõesti vooluringi kontrollida.)
• 5V 2.8A toiteallikas (seni, kuni teie toitevoolu piir on kõrgem kui 64*(vool läbi 1 LED), peaks see töötama hästi:))
• traadi klemmid
• Molexi päised 8 ja 6 tihvtiga.
• Molexi traatkorpus 8- ja 6-tihvtilistega (nende kogus sõltub teie trükkplaadi suurusest ja vooluahela konstruktsioonist, seega lugege enne vajaliku numbri üle otsustamist läbi kogu juhend (eriti vooluahela osa):))
• Jootma
• Paljas vasktraat (turvalisuse huvides valmistage sellest ette 50 meetrit)
• Suur puitlaudis (umbes 9 tolli mõlemal küljel)
• 12 -tollised puidust vardad (valikuline; kui leiate viisi sirgete juhtmete valmistamiseks, pole seda vaja)
• kleeplint
• pikad küüned x16

Tööriistad

• Jootekolb
• traadi lõikur
• tangid
• liimipüstol (valikuline; kui leiate viisi sirgete juhtmete valmistamiseks, pole seda vaja)
• krimpsutaja
• jahutusradiaatori klambrid x2 (ka alligaatoriklambrid töötavad)
• traadi eemaldaja

Samm: LED -ridade tegemine

Kontrollige kõigepealt kõiki LED -e! Leivasin lauale LED -i ja 100 oomi takistiga vooluringi. Seejärel katsetasin ühte LED -i korraga ja lisasin, et paralleelselt teise LED -iga. Tahame ära visata 1) katkised LED -id, 2) anoodi ja katoodiga tagurpidi LED -id (te ei taha lihtsalt "mäletada", kumb neist on keeratud!) 3) tuhmimad LED -id.

Järgmisena valmistasime puidust rakise, mis on ühtlasi ka minu viimane kuubi kinnitus. Puurige 8x8 võre, mille aukude keskosa vahel on 1 tolli. Valige puurid, mille läbimõõt on veidi suurem kui LED -ide läbimõõt, nii et need mahuksid aukudesse ja jääksid siiski sirgeks. Me naelutasime perimeetrile täiendavad puitribad, mis hoidsid plaadi pinda tasasena (plaadi jaoks kasutasime vineeri, nii et see sai piisavalt painduvat). Lisaks tõstis see aukudega alasid nii, et valgusdioodid saaksid aukudest läbi torgata. Valige üks külg ja asetage kaks pikka naela aukude keskpunktiga samale joonele. Me seome juhtmed nende küünte külge.

Nüüd saame hakata LED -ridu tegema! Ma ei leidnud tõhusat viisi sirgete juhtmete valmistamiseks, seega eemaldasin juhtmed ainult puuploki abil. Asetage traat üle ploki serva; hoidke traati allapoole pöidlaga ploki ühel küljel ja tõmmake traat läbi; ploki serv eemaldab traadi. Soovitan pöidla kaitsmiseks kinda kätte panna:(Asetage sellesse rida 8 LED -i, nii et pika jalaga anood on suunatud ühe suuna poole. Me jootame need traadi külge. Pange tähele, et anoodijalast ja katoodijalast moodustatud tasand peaks olema traadi joonega risti ja katoodijalg traadist eemal. Siduge traat naela külge ja tõmmake seda LED -ide ületamiseks, kuni see on sirge ja pingul. Siduge see teisele naelale. Reguleerige traadi kõrgust (märkasin LED -jalal väikest tasast ala ja reguleerisin traati nii, et see puudutaks seda piirkonda kõigi LED -ide puhul). See kõrgus on meelevaldne, kuid palun olge järjekindel. Pidage meeles: 1) teie kuubi taseme kõrguse erinevus on ligikaudu 1 tolli (nii et juhtmed ei tohi olla liiga kõrged); 2) valgusdioodid võivad jootekolvi kuumuse all puruneda (nii et juhtmed ei saa olla liiga madalad) (kuigi ma pole isiklikult sellest probleemi kogenud). Nüüd peaks teie traat puudutama kõigi valgusdioodide pikka jalga, moodustades risti. Jootke traat ja anoodjuhtmed ning lõigake juhtmed hiljem.

Selles projektis katsetasin kahe erineva jooteühenduse kontakti konfiguratsiooniga. Üks on eespool kirjeldatud ristkontakt ja teine on LED -jala painutamine nii, et kontaktjuhtmed on paralleelsed. Teoreetiliselt on paralleelsed kontaktliited pingekindlamad, kuid arvestades valgusdioodide heledust, ei ole ristliited tõenäoliselt nii kahjulikud. Saate palju praktikat traadi ja LED -jalgade jootmisel, seega katsetage julgelt erinevaid tehnikaid! Ma kasutasin lameda otsaga jootekolvi ja ma isiklikult arvan, et see pakub paremat kontrolli jootekolbide üle ja suuremat kuumusega kokkupuutepinda.

Pärast jootmist kasutage LED-kontrollimiseks leivaplaati, et kontrollida ühendusi (oluline). Kinnitage positiivne juhe juhtme külge ja pühkige negatiivne juhe läbi lühikeste LED -jalgade. Need peaksid kõik süttima! Pärast seda, kui oleme kontrollinud, kas need on kõik korras, lükake õrnalt LED -e tahvli altpoolt, et need ära liigutada, ja libistage traat naelte võrra üles. Võid silmusotsad ära lõigata, kuid säästad kindlasti pikkust!

Mis siis, kui mu LED ei sütti?

Kõigepealt peaksite kontrollima, kas katood ja anood on ümber pööratud. Seejärel katkestage kogu juhtme asemel positiivne juhe LED -jala külge. Kui teie LED süttib sel viisil, saate LED-i uuesti jootma hakata. Kui teie LED ei sütti endiselt, asendage see teisega.

Meil on vaja teha 64 sellist LED -rida:)

3. samm: vertikaalsete viilude jootmine

Eelvaates on iga kihi kõik anoodid ühendatud ja iga vertikaalse veeru kõik katoodid on ühendatud. Nüüd peame tegema vertikaalsed viilud. Mäletate kahte naela, mille panime lauale juhtmete sidumiseks? Nüüd pange neid veel 14 sarnasel viisil:) (Ettevaatust: viilige küüneotsad hästi! Vajutate nende sõrmede ümber palju sõrmi.)

Nüüd asetage tahvlile 8 LED -rida ja veenduge, et nende jalad on samas suunas. Pange tähele, et juhtmed peaksid olema naelte ridadega paralleelsed! Lükake LED -id alla nii, et need oleksid kõik samal kõrgusel. Kui mõned valgusdioodid hüppavad pidevalt välja (võib-olla juhtme kumeruse tõttu), kleepige teip plaadi otstest alla. Nüüd viige juhtmed üle küünte nagu varem. Ma võin ainult juhtmeid silmata, et need oleksid umbes samal kõrgusel, kuid see on okei, sest see, mis teile tegelikult korda läheb, on see, et LED -id on samal kõrgusel.

Jootke katoodijuhtmed juhtmete külge. Märkate, et siin kasutasin paralleelkontaktiga jootmiskonfiguratsiooni ja leidsin, et see on kindlam ja parema väljanägemisega kui ristliited, kuid see oli aeganõudvam, sest peate 1) juhtmeid painutama tangidega; 2) veenduge, et painutatud osa puudutab põhitraati; 3) painutage seda sektsiooni õigele kõrgusele, sest teie jootekolb tuleb nurga all ja teil on vaja triikrauda, et puudutada mõlemat juhtmest korraga.

Kui soovite erinevates kihtides kasutada erinevaid värve…

Veenduge, et iga teie viil peegeldaks värviskeemi. Näiteks kui ma sooviksin, et kolm ülemist kihti oleksid kollased LED -id, kaks keskmist oranži ja kolm alumist punast LED -i, siis paigutan ma kolm kollast LED -veergu, kaks oranži ja kolm punast.. Veenduge, et teie värvide järjekord ja LED -i suund oleksid kõigi kaheksa viilu puhul ühtlased!

Kasutage leivaplaadi seadistust, et testida iga viilu kõiki LED -e. Siin on kindlasti lihtsam uuesti jootma hakata, kui teie LED-id on kinnitatud, mitte keset õhku.

Kui teie juhtmed ei ole otse enda peal, ÄRGE tõmmake viilu naeltelt veel! Lugege järgmist sammu

Kui teil on juba sirged juhtmed, lükake valgusdioode altpoolt õrnalt ja libistage viil naeltelt. Ära veel otsi kärpi:)

4. samm: vertikaalsete viilude toetamine

Kui teie juhtmed on mõnevõrra kõverdunud, nagu minul, saame need kinnitada tasasele tasapinnale, lisades perimeetrile jäiga toe. Valisin 12 -tollised puidust vardad, kuna need on Amazonis hõlpsasti saadaval. Liimisin vardad perimeetrile ja lisasin nurkadesse raami tugevdamiseks väikesed tükid. Vaadake üksikasju fotodelt. Pange tähele, et ainult kaks vardat on juhtmete külge täielikult kinnitatud ja ülejäänud kaks varrast on kogu võre kohal. Soovitan kõigepealt katsetada raami ilma nurgatükkideta. Leidsin, et ekstra lühikesed pulgad jäid viilude virnastamisel LED -ide vahele ja liimühendused on ilmselt piisavalt tugevad, et LED -võrku niikuinii hoida. Kui võre ikka pisut punnis, vajutage kaks liimimata külge alla ja liimige juhtmed mitmes kohas vardadesse. Ärge veel lahtisi otsi ära lõigake! Eelkõige hoidke kuubiku põhjas küljel üsna palju vardaid, et saaksime LED -id põrandast eemal hoida.

Samm: kuubi kokkupanek

Nüüd, kui meil on viilud, saame kuubiku teha! Leidsin, et neid on lihtsam kokku panna, mitte vertikaalseid viilusid kokku kleepida, kuid kui teil on kaastöötaja, tehke julgelt improviseerimist! Vigade vältimiseks liimige esmalt viilud teise vardakomplekti ja lisage hiljem ühendusjuhtmed. Nagu fotol näete, liimisin nurkadesse neli varrast, et aidata kihte joondada ja toetada. Pidage meeles, et ideaaljuhul on kihid üksteisest 1 tolli kaugusel. Leidsin, et minu valgusdioodid toetusid eelmise kihi puitraamile, nii et ma ei pea neid liimimise ajal üles hoidma, kuid kui teie viilud jäävad madalamale kõrgusele, siis kaastöötaja või mõni puitriba (vt fotot) abi. Enne viilude liimimist veenduge, et nende suund oleks õige! Soovite, et katoodi ja anoodi otsad osutaksid ühtlastesse suundadesse. Kontrollige ka valgusdioodide suunda.

VÄGA oluline on veenduda, et iga kihi virnastamisel süttiksid LED -id! Kui olete kõik kokku pannud, oleks praktiliselt võimatu jõuda kuubi keskele.

Võite märgata, et minu puitraamid ei pruugi üksteisega joonduda, kuid kui vaatate LED -e, siis need joonduvad paremini! Kuna me näeme seda kuubikut pimedas keskkonnas, on kaadri vale joondamine vastuvõetav.

Seejärel kasutage täiendavaid juhtmeid, et joota anoodjuhtmed samal tasemel. Kui teil on raske juhtmeid seal hoida, proovige traati juhtmetest läbi põimida (vaheldumisi, kuidas traat juhtmeid ületab, ülalt alla). See on okei, kui need juhtmed pole täiesti sirged, sest LED -i põhistruktuur on juba seadistatud ja külgmised juhtmed pole LED -ide sisselülitamisel eriti nähtavad.

Turvalisuse huvides (eksime pigem ettevaatliku poole pealt, jah?), Katsetage kõiki LED -e uuesti. Kui praegu üks kuubi keskel asuvatest tuledest ei sütti, pole ma kindel, kas on olemas lihtne viis selle lahendamiseks: (kui aga oleksite virnastamisel LED -ide kontrollimisel hoolikas kihid, peaksid LED -id ikka korras olema.

Nüüd saame traadi üleliigse osa ära lõigata, välja arvatud alumine külg. Nüüd saame kuubi ajutiselt ära panna! Palju õnne! Nüüd oleme enam kui poolel teel:)

6. samm: vooluahela ühendused

Enne skeemielementide paigutamist arvutiplaatidele lugege palun pdf -skeeme. See skeem on Kevin Darrahi RGB -kuubi jaoks ja kuna meie kuubikul on ühevärvilised LED -id, on meie töökoormus sellest tegelikult vaid kolmandik (meil on kolmandik katoodikontrollidest). Soovitan tungivalt panna kõik vooluahela elemendid trükkplaatidele, et kõigepealt testida vahekaugust. Andke endale rohkem ruumi töötamiseks, eriti vahetusregistrite ja anoodjuhtimisplaatide puhul. Seejärel visake vooluahela komponendid välja ja jootke neid ainult paar korraga, kuna jootmine on vähem keeruline, kui nii palju vooluahela komponendi jalgu ei sega.

anoodi ja katoodi ahelad

Meie vooluahela konstruktsioon on selline, et kui anoodiahela ja katoodiahela sisendid on mõlemad 5 V (või HIGH), lülitub LED sisse. Lähme kõigepealt läbi anoodiahela. Kui sisend on HIGH, muutub transistor kiiresti küllastatuks ja kollektori pinge langeb 0 lähedale, mis tähendab, et MOSFET -i värav tõmmatakse madalale. Kuna MOSFET -allikas on ühendatud 5 V pingega, tähendab värav LOW, et tühjenduspinge on seatud HIGH. Allika kondensaator aitab süsteemi stabiilsena hoida.

Kui katoodi juhtimissisend on HIGH, on transistor uuesti küllastunud ja kollektori pinge läheb 0 V -ni. Kollektori klemm ühendatakse LED -iga voolu piirava takisti kaudu. Voolut piirava takisti saate valida oma LED -i omaduste põhjal. Kuna kasutan punast, oranži ja kollast LED -i, kasutasin 100 oomi. Näeme, et nüüd tõstetakse LED -i positiivne külg kõrgele ja negatiivne pool tõmmatakse madalale ning LED süttib.

Kuna meil on 64 katoodijuhet (iga veerg) ja 8 anoodijuhet (iga kiht), vajame 64 katoodikontrolli komplekti ja 8 anoodkontrolli komplekti. Soovitan, et 8 juhtnuppu oleksid komplektis samal plaadil, kuna iga vahetusregister ühendub kaheksa juhtseadisega ja tundub, et see on paremini organiseeritud, kui 8 ühendusjuhet lähevad samasse kohta. Olge ettevaatlik, et lauad ei oleks ülerahvastatud! Käitame palju juhtmeid, nii et andke endale piisavalt ruumi! Jootke kõik komponendid plaadile. Üks trikk tööpinna stabiilsuse suurendamiseks on jootmine sama kõrgusega komponentidele (nt transistoride jootmine pärast kõigi takistite jootmist, et vältida takistite väljakukkumist). Iga 8 katoodiga juhtimisahela komplekti puhul jootke kindlasti üks 8-kontaktiline päis, mis väljastab andmed LED-kuubikule.

Skeemidest ei selgu, kuid kus iganes on transistor, peame selle ühendama GND ja 5V -ga

nihkeregistri ahelad

Nihkeregistrid on omavahel ühendatud 6 juhtme kaudu. Need on paralleelselt ühendatud 5 V, GND, CLOCK, LATCH ja BLANK jaoks ning järjestikku andmete jaoks. Juhtmete ühendamisel veenduge, et katoodi nihkeregistrid oleksid jada lõpus, sest ANDMED lähevad alati jadaühenduse lõppu. Põhimõtteliselt saadab Arduino välja binaarkoodi, mis voolab alla DATA liiniühenduse. Seejärel tükeldatakse binaarkood 8 bitiks vahetuste registri kohta. Seejärel ühendatakse 8 nihkeregistri klemmi 8 katoodi/anoodi juhtseadiste komplektiga. 5V toidab kogu kuubikut ja kuna meil süttib korraga maksimaalselt 64 LED -i, veenduge, et koguvool ei ületaks teie toiteallika piirmäära. Teised tihvtid kontrollivad põhimõtteliselt seda, millal andmed satuvad vahetusregistritesse ja millal andmed edastatakse vahetusregistritest vooluahela juhtelementidele. Veenduge, et igal vahetuste registril oleks oma 8-kontaktiline päis ja igal vahetuste registriplaadil (välja arvatud viimane) oleks 6-kontaktiline päis, mille kaudu 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ja DATA traat saaksid järgmise vahetuse registrite juhatus.

Arduino ringkond

Arduino vooluring on väga lihtne. Põhimõtteliselt on meil Arduinost 6 juhtmest (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ja DATA). Veenduge, et teie GND -juhe on ühendatud Arduino GND -ga (tegelikult peaks kogu selle projekti GND olema ühendatud), kuid teie 5V juhe pole! Pange tähele, et Darra skeemil olev Arduino näitab tegelikult ATMEGA kiibi klemme. Vaadake ühte pildist, mis on lisatud kiibi ja Arduino vahel olevatele klemmidele.

Kasutasime kruvikilpi, et vältida juhtmete otsest juhtimist Arduino. Osad, mida peate kruvikilbi külge jootma, on digiportide virnastamispäise tihvtid, 1 6-kontaktiline päis ja 1 2-pordiline klemmliist. Tasakaalu saavutamiseks võite teisele küljele lisada teise virnastamispäise tihvtide rea. (Pange tähele, et piltidel näidatud sinised klemmliistud ei tee tegelikult midagi). Jootmine vastavalt skeemidele. Oluline märkus: turvalisuse huvides ühendage 6-kontaktilise päise 5V klemm toiteallika 5V (mis on roheline klemmiplokk), mitte Arduino 5V klemmiga. Nii saab teie Arduino toite teie arvutist ja kõik teie vooluahela 5 V toidetakse toiteallikast. Ühendage siiski kõik GND -d omavahel. Pildi põhjal võite öelda, et ma joodan 6-kontaktilise päise GND tihvti ja klemmliist GND tihvti kruvikilbi GND riba külge.

Kuigi ma ei tea nihkeregistri ahelate kontrollimise viise, saame ja peaksime anoodi ja katoodi juhtimisahelat kontrollima leivaplaadi abil. Vaadake üksikasju fotodelt. Põhimõtteliselt ühendame plaadi sisendid kõik 5V -ga. Seejärel saame väljundpinge kontrollimiseks kasutada multimeetrit. Leidsime, et anoodjuhtimisseadmete väljundpinge on ainult umbes 4 V, kuid see on MOSFET -i eeldatav tagajärg.

Juhtmestiku näpunäited:

• Ära koonerda tahvlite vaheliste ühendusjuhtmete pikkusega! Teil on palju tahvleid ja palju juhtmeid ning probleemide lahendamisel oleks selgem ja lihtsam, kui lauad oleksid hästi eraldatud.
• Kasutage erinevaid värve, et eristada, milline traat on kumb. See on väga oluline, eriti arvestades seda, kui palju juhtmeid vajate. Seejärel paneme need juhtmed fikseeritud järjestuses traadi korpusesse. Turvaliste juhtmeklemmide tegemiseks kasutage head krimpsutit.
• Olge kooskõlas päiste ja juhtmekorpuse kasutamisega! Minu projektis pärinevad teatud plaadi puhul kõik sisendid juhtmekorpustest ja väljundid väljuvad päiste kaudu.
• Kuna päise klemmid on üsna lähestikku, olge ettevaatlik, et te ei jootaks juhtmeid kokku, eriti kui olete jootmises suhteliselt kogenematu nagu mina! Nipp, mis minu arvates kasulik oli, oli jootekolviga juhtme alla jootmiseks alla suruda, seejärel tangidega juhtme kiud kokku klammerdada ja traat päise klemmile lähemale lükata. Liigutage jootekolb eemale ja jootekoht peaks väga kiiresti jahtuma ja oma kuju säilitama.

7. samm: kuubi paigaldamine

Selle asemel, et keerata jäigad katoodijuhtmed läbi 64 augu, mis on praktikas üsna keeruline, võime esmalt juhtmed juhtmete külge jootma panna ja seejärel juhtmed aukudest läbi tõmmata. Et juhtmed saaksid paigaldusplatvormi alt välja tulla, puurige kinnituse küljele 9 auku (8 katoodi ja 1 anoodi jaoks).

Kõigepealt lõigake vardad umbes sama pikkuseks. Katkestage katoodijuhtmed nii, et need oleksid varrastega peaaegu samal kõrgusel. Nüüd painutage juhtmest tangide abil väike konks. Eemaldage traadist umbes pool tolli ja painutage ka traat. Ühendage juhe ja traat kokku ning sulgege konksud tangidega. See pakub traadi ja juhtme vahel head kontakti ning vabastab käed jootmiseks. Pange kindlasti jahutusradiaatori klamber lähima LED -jooteühenduse ette nii, et see jootekoht ei tuleks uuest kuumusest maha. Kui teil pole jahutusradiaatori klambreid, töötavad ka alligaatoriklambrid.

Hea tava on ühenduste kontrollimine (ma mõõtsin jooteühenduse takistust) pärast iga kihi jootmise lõpetamist, kuigi olen leidnud, et "konksu" meetod annab tõesti tugevad jootekohad.

Nüüd keerake juhtmed läbi aukude. Tõmmake õrnalt juhtmeid ja lükake kinnitusplatvorm vardadega kokku. Keerake iga 8 juhtme komplekt läbi ühe ava kinnitusplatvormi küljel ja kinnitage kimp elektrilindiga. Kuna kuubi neli külge on samaväärsed, pole vahet, kummal pool teie rühma juhtmed on. Ma soovitan nendel juhtmeklemmid ette valmistada, nii et saate traadi korpuse kiiresti kokku panna.

Anoodühenduste jaoks jootke igale tasandile üks traat ja laske see ühest august välja. Naabri jootekoha sulamise vältimiseks vajate kahte jahutusradiaatori klambrit.

Pärast kuubi paigaldamist katsetage iga LED -i uuesti, veendumaks, et need on korras.

Nõuanded:

Ärge säästke traadi pikkust! Ma arvan, et mu juhtmed on kergesti 12 tolli pikad, kuid osutuvad siiski natuke lühemaks.

Nüüd olete valmis kõike ühendama ja kuubikut käivitama!

8. samm: kood ja multipleksimine

Projekti lühikese aja tõttu laenasin Darrahi koodi ja tegin selles vaid väikseid muudatusi. Lisan kasutatud versiooni. Ta tegi oma koodile suurepäraseid kommentaare ja soovitan need läbi lugeda, et paremini mõista, kuidas see tegelikult toimib. Siin kirjeldan tema koodi kahte põhifunktsiooni, multipleksimist ja bitinurga moduleerimist.

Multipleksimine

Kõik LED -kuubikute projektid, millest ma lugesin, kasutavad multipleksimist ja see on tehnika, mis võimaldab meil individuaalset valgust juhtida. Multipleksimise korral süttib korraga ainult üks kiht LED -e. Kuna aga kihid on väga suure sagedusega tsükliga läbi käidud, jääb pilt mõneks ajaks meie nägemisse ja arvame, et valgus on endiselt alles. Tarkvaras tõmbame ühe kihi korraga HIGH -i ja kõik teised kihid LOW -ni, nii et ainult selle kihi LED -id võivad süttida. Selleks, et teha kindlaks, millised neist süttivad, kasutasime vahetusregistreid, et kontrollida, milline 64 katoodist tõmmatakse KÕRGELT. Enne järgmise kihi valgustamist seadsime selle kihi anoodi LOW -le, nii et selle kihi tuled ei saaks süttida. Seejärel tõmbame järgmise kihi anoodi HIGH.

Bit Angle Modulation

BAM -tehnika võimaldab meil juhtida iga LED -i heledust skaalal vahemikus 0 kuni 15. Kui te ei vaja heleduse muutmist, ei pea te seda rakendama. Põhimõtteliselt on meil neljabitine juhtseade ja see juhtelement vastab 15 alumise kihi ülemisele kihile ülemineku tsüklile (pidage meeles, et multipleksimise korral valgustame iga kihi korraga?). Kui me kirjutame esimesele bitile 1, süttib see üks LED kihtidest esimest korda läbi liikudes. Kui kirjutame 1 teisele bitile, süttib see üks LED järgmiseks kaheks tsükliks. Kolmas bitt vastab järgmisele 4 tsüklile ja neljas vastab järgmisele 8 tsüklile (seega on meil täiskomplektis 15 tsüklit). Oletame, et me tahame seada LED -i 1/3 selle heledusest, mis on 5/15. Selle saavutamiseks kirjutame esimesele ja kolmandale bitile 1 ja kahele teisele 0, nii et LED süttib esimeseks tsükliks, kustub kaheks järgmiseks, põleb järgmiseks neljaks ja kustub järgmiseks kaheksaks. jalgrattaga läbime selle nii kiiresti, meie nägemine "keskmistab" heledust ja saame 1/3 kogu heledusest.

LED -kuubik lainefunktsioonide näidikuna?

Üks võimalus, millele me selle projekti alguses mõtlesime, oli selle ekraani kasutamine osakeste lainefunktsioonide kuvamiseks ruudukujulises kastis. Kirjutasin küll Arduino koodi, mis joonistab põhiseisundi ja esimese ergastatud oleku, kuid selgub, et eraldusvõime pole päris piisav. Põhiseisund tundub korras, kuid esimene põnevusseisund nõuab mõningast tõlgendamist. Kui te aga kissitate, võite öelda, et see funktsioon näeb välja nagu üks muhk, kui vaatate seda ühest suunast, ja see näeb välja nagu täielik siinuslaine tsükkel, kui vaatate teisest suunast. Lainefunktsiooni amplituud peaks selline välja nägema! Kuna isegi esimene põnevil olek nõuab mõningast tagantjärele tõlgendamist, ei kodeerinud ma teisi keerulisemaid.

9. samm: proovisõidud

Palju õnne kuubi valmimise puhul! Proovige nüüd kirjutada oma kuvamisfunktsioon ja jagada oma tööd pere ja sõpradega:)

Kui teie kuubik töötab korralikult, kleepige trükkplaatide tagakülg mittejuhtiva teibiga, kuna kõik ühendused on nüüd avatud ja võivad üksteist lühistada.