3x3x3 LED -kuup Arduino Libiga: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:51

LED-kuubikute ehitamise kohta on ka teisi juhendeid, see on mitmel põhjusel erinev: 1. See on ehitatud väikese arvu riiulil olevate komponentidega ja ühendatakse otse Arduinoga. 2. Selge ja hõlpsasti reprodutseeritav lülitusskeem on varustatud rohkete fotodega. 3. Tarkvara jaoks kasutatakse ainulaadset lähenemist, mis muudab kuubi programmeerimise lihtsamaks ja väljendusrikkamaks. Vajalikud osad: - 1 perfboard - 3 NPN transistorit (2N2222, 2N3904, BC547 jne) - 12 takistit (~ 220 oomi ja ~ 10 k oomi) - 13 päist (mees- või naissoost) - 27 valgusdioodi - traat

Samm: valmistage valgusdioodid ette

See samm järgib suuresti LED -kuubikut 4x4x4, kuid selle asemel ehitame 3x3x3 kuubi. Sellise suurusega kuubik on umbes sama suur, kui see saab, ilma täiendavat vooluringi ja keerukust kasutamata. Vajame kokku 27 valgusdioodi, mis rühmitatakse kolme üheksasse komplekti. Igal üheksal valgusdioodil on ühine ühendus nende katoodide (negatiivsete juhtmete) vahel. Ma nimetan kõiki neid komplekte "tasemeks". Kõik taseme üheksast valgusdioodist on anoodide (positiivsed juhtmed) kaudu ühendatud ülejäänud kahe taseme vastava valgusdioodiga. Neid nimetatakse "veergudeks". Kui sellel poleks mõtet, muutub see kuubi ehitamisel iseenesestmõistetavaks. Alustuseks kasutame puurit, et luua väikesest puidutükist rakis. Jig hoiab LED -id paigal, kuni me neid jootame. Otsustasin avad paigutada umbes 5/8 tolli kaugusele (~ 15 mm), kuid täpne kaugus pole kriitiline. Auk peaks LED -i ümber tihedalt sobima, kuna me ei taha, et need jootmise ajal liiguksid. Kui rakis on tehtud, painutame iga LED -i katoodi 90 -kraadise nurga all. Katood on tuvastatav kolmel viisil: 1) see on lühem jalg, 2) see on ümmarguse valgusdioodi tasasel küljel, 3) see on ühendatud suurema osaga LED -i sees. Veenduge, et painutate katoodi kõigi LED -ide jaoks samas suunas. Nüüd oleme valmis jootma hakkama.

Samm: jootke valgusdioodid

Asetage esmakordselt üheksa LED -i oma äsja ehitatud rakis. Asetage need nii, et jalad osutaksid vastupäeva. Fotodel on katood suunatud päripäeva anoodiga väljapoole, aga ma keeraksin LED -id ümber, kui ma seda uuesti teeksin, et jalg ei takistaks LED -i vaadet. Jootke küljed kokku, üks paar mõlemal küljel. Kasutage väikeseid klambreid, et hoida jalad jootmise ajal kokku. Kui kõik neli külge on joodetud, liigutage klambreid, et hoida nurki kokku ja kandke mõlemale jootet. Lõpuks jootke keskmise LED -i katood ühele küljele ja lõigake üleliigne osa ära. Korda kolm korda. Nüüd peaks teil olema kolm üheksa LED -i komplekti. Asetage kaks komplekti üksteise peale. Hoidke kaugus võrdne LED -ide vahega. Kui olete vahekaugustega rahul, saate iga jalakomplekti klammerdada kahe klambriga, ühe kummaski suunas, et hoida jalad jootmise ajal kindlalt paigal. Hea ühenduse saamiseks peate võib -olla LED -i ümber painutama. Jootke kõik üheksa paari ükshaaval. Tehke seda veel üks kord ja olete kuubikuga valmis. Asetage kuubik parfüümi ühele küljele. Veenduge, et üheksa jalga asetsevad ühtlaselt üksteisest, samal ajal kui juhite igaüks neist läbi augu. Minu laual on iga jalgade komplekti vahel viis auku. Soovite jätta parfüümi teise otsa võimalikult palju ruumi, et see sobiks erinevate komponentidega. Kui olete positsioneerimisega rahul, lisage paar klambrit jalgade hoidmiseks. Jätke palju jalgu alt läbi, sest see hõlbustab hiljem takistite jootmist. Pöörake laud ümber ja jootke iga jalg, et need paigal püsiksid. Pöörake kuubik tagasi, kui kõik jalad on joodetud. Lõpuks peame jootma plii igalt tasandilt allapoole plaadi põhja. Eemaldage tükk tahket traati ja painutage ühe otsa väike konks. Riputage konks keskmiste LED -i jalgade külge ja juhtige see läbi perfboardi augu. Jootke konksu ots, et hoida traati paigal. Korrake uuesti ülejäänud kahe taseme jaoks. Järgmine samm on ülejäänud vooluahela ehitamine.

Samm: ehitage vooluring

Ahel on üsna lihtne. Kõik üheksa veergu ühendatakse voolu piirava takisti kaudu Arduino tihvtiga. Kõik kolm tasandit ühendatakse maapinnaga NPN -transistori kaudu, kui need aktiveeritakse Arduino tihvti abil. Me kasutame Arduinos kokku 12 väljundnõela, kuid toiteallikaks on 18 LED -i. Trikk on see, et korraga saab valgustada ainult ühe taseme. Kui tase on maaga ühendatud, saab iga sellel tasemel asuvat LED -i eraldi toita üheksa teise Arduino tihvti kaudu. Kui valgustame tasemed piisavalt kiiresti, tundub, et kõik kolm taset põlevad korraga. Ehitame vooluringi. Esimene samm on ette valmistada üheksa voolu piiravat takistit. Ma kasutan 220 oomi tihvti kohta, mis võtab umbes 22 mA. Väärtus võib olenevalt kasutatavatest LED -idest erineda, kuid jääb vahemikku umbes 135 kuni 470 oomi. Iga tihvt suudab toita kuni 40 mA. Ruumi säästmiseks tahame joota takistid vertikaalasendis. Painutage üks juhe alla nii, et mõlemad juhtmed oleksid üksteisega paralleelsed. Tehke seda kõigi üheksa takisti puhul. Kui takistid on valmis, jootame need ükshaaval. Selle hõlbustamiseks joome takisti juhtmed otse teiste komponentide juurde, selle asemel, et kasutada iga juhtme jaoks eraldi traati. Takisti üks ots ühendub veeruga ja teine päisega. Alustage esimesest LED -reast, mis on takistitele kõige lähemal, ja liikuge tagasi. Kui iga rida on lõpetatud, saate kattuvate juhtmete isoleerimiseks kasutada väikest teibitükki, et vältida lühist. Vaadake fotodelt ja diagrammilt, kuidas see pärast lõpetamist välja näeb. Nüüd, kui veerud on teelt eemal, on järgmine samm taset juhtivate komponentide jootmine. NPN -transistori baasi aktiveerib Arduino tihvt läbi 10k voolu piirava takisti (või umbes selle). See ühendab vastava taseme maandusega, mis võimaldab voolu läbi LED -ide voolata. Vaadake fotosid ja skeemi. Pärast lõpetamist peaksid valgusdioodid ühenduma Arduino tihvtidega 2-10 ja tasemed ühendama tihvtidega 11-13, alt üles. Nööpnõelad on ka tarkvaras konfigureeritavad, kui vajate teistsugust seadistust. Vooluring on nüüd lõpule jõudnud, aeg on tarkvaraga edasi minna!

4. samm: tarkvara kasutamine

Leidsin mõned koodinäited, mis hõljusid võrgus LED -kuubiku juhtimiseks. Kõik nad vajasid LED -ide juhtimiseks suuri massiive binaar- või kuusnurkseid andmeid. Arvasin, et peab olema lihtsam viis, nii et asusin oma tarkvara kirjutama. Minu esimene otsus oli panna tarkvara riistvara peegeldama. See tähendas iga valgusdioodi käsitlemist veeru ja taseme järgi, selle asemel, et kasutada toores pordiandmeid või traditsioonilisi x, y, z. Teine otsus oli alustada põhifunktsioonidega, nagu ühe tule sisse- või väljalülitamine ja sealt edasi ehitamine. Lõpuks otsustasin tutvustada kahte funktsiooni, mis on huvitavamate efektide jaoks kasulikud. Üks neist on puhver, mis võimaldab põhifunktsioonidel luua keerulisemaid mustreid. Teine on jadafunktsioon, mis süttib hulga LED -e ükshaaval või korraga. Raamatukogu alustas protseduurikoodina ja lahtiste funktsioonidena. Sealt oli väga lihtne järgida korduvkasutatava Arduino raamatukogu loomise õpetust. Laadige raamatukogu kindlasti alla ja pakkige see visandiraamatusse/raamatukogudesse lahti. Kui see on õigesti seadistatud, leidke näide Arduino tarkvarast jaotisest Fail> Näited> LedCube> ledcube. Kood on saadaval ka Githubis aadressil gzip/arduino-ledcube. Täname lugemise eest!