LED kuba displejs: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā projektā jūs izveidosit 8x8x8 LED kubu kā displeju. Pēc kuba izveidošanas un koda pamatinformācijas apgūšanas jūs varēsit uzrakstīt savas displeja animācijas. Tas ir lielisks vizuāls materiāls zinātniskiem mērķiem, un tas būs jauks dekoratīvs papildinājums jūsu istabai! Kubu veidošanas procesā jūs iegūsit virkni pamatprasmju elektronikā, kas paver ceļu sarežģītākiem projektiem nākotnē.

Šis ir mans individuālais elektronikas kursa projekts, un tas aizņēma apmēram piecas nedēļas. Šim projektam es pavadīju 12 stundas nedēļā, un man bija pieeja detaļām un rīkiem, kas parasti atrodami koledžas elektronikas laboratorijā. Varētu būt arī labi zināt, ka, lai gan darba slodze nav kūka, praktiskas zināšanas nav vajadzīgas. Tā vietā jūs iegūsit daudz pieredzes un mācīsities no savām kļūdām.

Atruna: dizainu un kodu aizņēmos no Kevina Dārra (https://www.kevindarrah.com/?cat=99), kurš uzbūvēja 8x8x8 RGB kubu (tādējādi trīskāršojot darbu!). Viļņu formas displejs ir mans darbs. Es ļoti iesaku pirms projekta uzsākšanas noskatīties visus viņa LED video! Tie ir ārkārtīgi noderīgi, lai saprastu, kā viss darbojas, kas ir izšķiroši šim sarežģītajam projektam! Es sniedzu īsus paskaidrojumus par shēmu un vispārējo arhitektūru, apspriežot ķēdes savienojumus un kodu, tāpēc nekautrējieties vispirms pāriet uz šo daļu, lai iegūtu teorētisku izpratni:)

1. darbība: detaļu saraksts

• vienkrāsainas DIFFUSED LED x512 ar ~ 30 rezerves daļām (Jūs varētu pamanīt, ka es pats izmantoju trīs krāsas. Sākotnēji tas ir paredzēts, lai palīdzētu atspoguļot viļņu formas amplitūdu (piemēram, sarkans nozīmē lielāku amplitūdu), bet šķēles nelodēju pareizi, tāpēc galu galā es vienkārši uzskatīju tos par vienādiem. Ja jūs joprojām interesē krāsu variācijas vertikālā virzienā, lūdzu, izlasiet piezīmes par vertikālo šķēlumu soli:))
• PC plates, vidējas x7 un mazas x2 (tās ir pieejamas manā laboratorijā, bet, lūdzu, nekautrējieties pielāgot izmēru atkarībā no tā, kas jums ir viegli pieejams! Lūdzu, izlasiet shēmas sadaļu, lai uzzinātu. Es atklāju, ka iesācējiem, PCB bez savienotām sloksnēm ir vairāk pielāgojams, galvenokārt tāpēc, ka jūs varat pievienot un izgriezt savienojumus pēc vēlēšanās. Lodēšana var būt sarežģīta!)
• NPN 2N3904 tranzistori x72
• 1k rezistori x 150
• 100 omu rezistori x 72
• P-kanālu MOSFETs IRF9Z34 x8 plus 8 saspraužamas siltuma izlietnes
• 100 mikro Farads kondensatori x8
• 74HC595 maiņu reģistri x9
• Arduino Uno + skrūvju vairogs (es izmantoju proto-screwhield R3 komplektu)
• Vads ar 8 krāsu izolāciju (es ļoti iesaku izmantot dažādas krāsas! Jums būs daudz vadu blakus viens otram, un krāsas patiešām palīdz, pārbaudot ķēdi.)
• 5V 2.8A barošanas avots (kamēr jūsu barošanas avota strāvas ierobežojums ir lielāks par 64*(strāva caur 1 LED), tam vajadzētu darboties labi:))
• vadu spailes
• Molex galvenes ar 8 tapām un 6 tapām.
• Molex stieples korpuss ar 8 un 6 tapām (to daudzums būs atšķirīgs atkarībā no jūsu PCB izmēra un shēmas dizaina, tāpēc, pirms izlemjat par vajadzīgo numuru, lūdzu, izlasiet visu instrukciju (īpaši shēmas daļu):))
• Lodēt
• Kaila vara stieple (lai būtu drošībā, sagatavojiet 50 m no tā)
• Liela koka tāfele (aptuveni 9 collas katrā pusē)
• 12 collu koka iesmi (pēc izvēles; ja atrodat veidu, kā izveidot taisnus vadus, jums tas nav vajadzīgs)
• līmlente
• gari nagi x16

Rīki

• Lodāmurs
• stieples griezējs
• knaibles
• līmes pistole (pēc izvēles; ja atrodat veidu, kā izveidot taisnus vadus, jums tas nav vajadzīgs)
• gofrētājs
• radiatora skavas x2 (darbojas arī aligatora skavas)
• stiepļu noņēmējs

2. solis: LED rindu izgatavošana

Vispirms pārbaudiet visas gaismas diodes! Es izveidoju ķēdi ar LED un 100 omu rezistoru. Pēc tam es pārbaudīju vienu gaismas diodi vienlaikus un piebildu, ka paralēli otrai gaismas diodei. Mēs vēlamies izmest 1) salauztas gaismas diodes, 2) gaismas diodes ar anodu un katodu atpakaļ (jūs nevēlaties vienkārši "atcerēties", kurš no tiem ir apgriezts!) 3) blāvākas gaismas diodes.

Tālāk mēs izgatavojām koka džigu, kas ir arī mans pēdējais stiprinājums kubam. Izurbiet 8x8 režģi ar 1 collu starp caurumu centru. Izvēlieties urbjus, kuru diametrs ir nedaudz virs jūsu gaismas diodes diametra, lai tie ietilptu caurumos un paliktu taisni. Pie perimetra pienaglojām papildu koka sloksnes, kas turēja dēļa virsmu līdzenu (tāfelei mēs izmantojām saplāksni, tāpēc tā ir diezgan elastīga). Turklāt tas paaugstināja laukumus ar caurumiem tā, lai gaismas diodes varētu izlauzties caur caurumiem. Izvēlieties vienu pusi un ielieciet divus garus nagus vienā līnijā ar caurumu centriem. Mēs sasaistīsim vadus uz šiem nagiem.

Tagad mēs varam sākt veidot LED rindas! Es neatradu efektīvu veidu, kā izveidot taisnus vadus, tāpēc es tikai atlocīju vadus, izmantojot koka bloku. Novietojiet vadu pāri bloka malai; turiet vadu uz leju ar īkšķi vienā bloka pusē un izvelciet vadu cauri; bloka mala atvienos vadu. Iesaku uzvilkt cimdu, lai pasargātu īkšķi:(Šajā rindā ievietojiet 8 gaismas diodes ar garo "kāju", anodu, vērstu vienā virzienā. Mēs tos pielodēsim pie stieples. Ņemiet vērā, ka plaknei, ko veido anoda kāja un katoda kāja, jābūt perpendikulārai stieples līnijai, bet katoda kājai jāatrodas prom no stieples. Piesiet vadu pie naga un velciet to, lai iet pāri gaismas diodēm, līdz tas ir taisns un nostiepts. Piesieniet to pie otra naga. Pielāgojiet stieples augstumu (es pamanīju nelielu plakanu laukumu uz LED kājas, un es noregulēju vadu tā, lai tas pieskartos šai vietai visām gaismas diodēm). Šis augstums ir patvaļīgs, taču, lūdzu, esiet konsekvents. Paturiet prātā: 1) jūsu kuba līmeņa augstuma starpība būs aptuveni 1 colla (tāpēc vadi nedrīkst būt pārāk augsti); 2) gaismas diodes var salūzt lodāmura karstumā (tāpēc vadi nedrīkst būt pārāk zemi) (lai gan es personīgi neesmu pieredzējis nekādas problēmas). Tagad jūsu vadam jāsaskaras ar visu LED garo kāju, veidojot krustu. Lodējiet vadu un anoda vadus un pēc tam sagrieziet vadus.

Šajā projektā es eksperimentēju ar divām dažādām lodēšanas savienojumu kontaktu konfigurācijām. Viens no tiem ir iepriekš aprakstītais šķērskontakts, bet otrs ir LED kāju saliekšana tā, lai saskares vadi būtu paralēli. Teorētiski paralēlie kontaktsavienojumi ir izturīgāki pret stresu, taču, ņemot vērā gaismas diodes vieglumu, šķērssavienojumi, iespējams, nav tik kaitīgi. Jūs iegūsit daudz prakses pie stieples un LED kāju lodēšanas, tāpēc jūtieties brīvi eksperimentēt ar dažādām metodēm! Es izmantoju plakanu galu lodāmuru, un es personīgi domāju, ka tas piedāvā labāku kontroli pār lodēšanas lāsēm un lielāku siltuma saskares virsmas laukumu.

Pēc lodēšanas izmantojiet LED paneļa pārbaudi, lai pārbaudītu savienojumus (svarīgi). Piestipriniet pozitīvo vadu pie stieples un slauciet negatīvo vadu caur īsām LED kājām. Viņiem visiem vajadzētu iedegties! Pēc tam, kad esam pārbaudījuši, vai ar tiem viss ir kārtībā, viegli izbīdiet gaismas diodes no apakšas, lai tās izkustinātos, un pabīdiet vadu augšup pa naglām. Jūs varat nogriezt cilpotos galus, bet noteikti ietaupiet garumu!

Ko darīt, ja mana gaismas diode nedeg?

Vispirms pārbaudiet, vai esat ieguvis katodu un pagriezts anods. Pēc tam mēģiniet izgriezt pozitīvo vadu uz LED kāju, nevis visu vadu. Ja jūsu gaismas diode iedegas šādā veidā, varat to atkārtoti lodēt. Ja jūsu gaismas diode joprojām nedeg, nomainiet to ar citu.

Mums jāizveido 64 šādas LED rindas:)

3. solis: Vertikālo šķēļu lodēšana

Kā priekšskatījums visi slāņu anodi ir savienoti un visi katodi katrā vertikālajā kolonnā ir savienoti. Tagad mums jāizveido vertikālās šķēles. Atcerieties divas naglas, kuras mēs ievietojām dēlī, lai sasaistītu vadus? Tagad ievietojiet vēl 14 no tiem līdzīgā veidā:) (Uzmanību: labi sasmalciniet nagu galus! Jūs daudz spiedīsit pirkstus ap šiem padomiem.)

Tagad novietojiet 8 LED rindas uz tāfeles un pārliecinieties, ka to kājas ir vērstas vienā virzienā. Ņemiet vērā, ka vadiem jābūt paralēliem naglu rindām! Nospiediet uz leju gaismas diodes tā, lai tās būtu vienā augstumā. Ja dažas gaismas diodes turpina parādīties (iespējams, vadu izliekuma dēļ), uzlīmējiet lentes galus līdz plāksnei. Tagad palaidiet vadus pāri nagiem tāpat kā iepriekš. Es varētu tikai paskatīties, ka vadi ir aptuveni vienā augstumā, bet tas ir labi, jo jums patiešām rūp tas, ka gaismas diodes ir vienādā augstumā.

Lodējiet katoda vadus uz vadiem. Jūs ievērosiet, ka šeit es izmantoju paralēlkontakta lodēšanas konfigurāciju, un es atklāju, ka tas ir izturīgāks un izskatīgāks nekā šķērssavienojumi, taču tas bija laikietilpīgāks, jo jums ir nepieciešams 1) stieples saliekt ar knaiblēm; 2) pārliecinieties, ka izliektā daļa pieskaras galvenajam vadam; 3) salieciet šo sekciju, lai tā būtu pareizajā augstumā, jo jūsu lodāmurs nonāks leņķī, un jums ir nepieciešams gludeklis, lai vienlaikus pieskartos abiem vadiem.

Ja vēlaties izmantot dažādas krāsas dažādos slāņos…

Pārliecinieties, ka katra jūsu šķēle atspoguļo krāsu shēmu. Piemēram, ja es gribētu, lai trīs augšējie slāņi būtu dzeltenas gaismas diodes, divi vidējie - oranži un trīs apakšējie - sarkani, es ievietošu trīs dzeltenas LED kolonnas, divas oranžas un trīs sarkanas.. Pārliecinieties, ka jūsu krāsu secība un gaismas diodes orientācija atbilst visām astoņām šķēlītēm!

Izmantojiet maizes dēļa iestatījumus, lai pārbaudītu visas gaismas diodes katrā šķēlītē. Šeit noteikti ir vieglāk atkārtoti lodēt, kad jūsu gaismas diodes ir nostiprinātas, nevis gaisa vidū.

Ja jūsu vadi nav taisni, pagaidām NEVĒLIET šķēli no nagiem! Izlasiet nākamo soli

Ja jums jau ir taisni vadi, viegli nospiediet gaismas diodes no apakšas un nobīdiet šķēli no naglām. Vēl neapgrieziet galus:)

4. solis: vertikālo šķēļu atbalsts

Ja jūsu vadiem ir kāds izliekums, kā tas bija manējā, mēs varam noteikt, ka tie atrodas uz līdzenas plaknes, pievienojot stingru balstu pa perimetru. Es izvēlējos 12 collu koka iesmus, jo tie ir viegli pieejami Amazon. Es ielīmēju iesmus uz perimetra un pievienoju mazus gabaliņus stūros, lai stiprinātu rāmi. Sīkāku informāciju skatiet fotoattēlos. Ņemiet vērā, ka tikai divi iesmi ir pilnībā piestiprināti pie vadiem, bet pārējie divi iesmi atrodas virs visa režģa. Es iesaku vispirms pārbaudīt rāmi bez stūriem. Es atklāju, ka papildu īsās nūjas traucēja gaismas diodēm, kad es saliku šķēles, un līmes savienojumi, iespējams, ir pietiekami izturīgi, lai jebkurā gadījumā turētu LED režģi. Ja režģis joprojām nedaudz izliekas, nospiediet uz leju abas nelīmētās puses un pielīmējiet vadus pie iesmiem vairākos punktos. Vēl nenogrieziet vaļīgos galus! Jo īpaši turiet iesmu diezgan garu tajā pusē, kas būs kuba apakšā, lai mēs varētu atstāt gaismas diodes no grīdas.

5. darbība: kuba salikšana

Tagad, kad mums ir šķēles, mēs varam izgatavot kubu! Man šķita vieglāk tos sakraut, nevis salikt kopā vertikālas šķēles, bet, ja jums ir līdzstrādnieks, jūtieties brīvi improvizēt! Lai izvairītos no kļūdām, vispirms pielīmējiet šķēles citā iesmu komplektā un vēlāk pievienojiet savienojuma vadus. Kā redzat fotoattēlā, es pielīmēju četrus iesmus stūros, lai palīdzētu izlīdzināt un atbalstīt slāņus. Paturiet prātā, ka ideālā gadījumā slāņi atrodas viena collas attālumā. Es atklāju, ka manas gaismas diodes balstījās uz koka rāmi no iepriekšējā slāņa, tāpēc man tās nav jātur, līmējot, bet, ja jūsu šķēles atrodas zemākā augstumā, līdzstrādnieks vai dažas koka sloksnes (skat. Fotoattēlu) palīdzēt. Pirms līmējat šķēles, pārliecinieties, vai to orientācija ir pareiza! Jūs vēlaties, lai katoda un anoda gals norādītu konsekventos virzienos. Pārbaudiet arī gaismas diožu orientāciju.

Ir ĻOTI svarīgi pārliecināties, ka gaismas diodes iedegas, kārtojot katru slāni! Būtu praktiski neiespējami nokļūt kuba centrā, kad viss ir samontēts.

Jūs varētu pamanīt, ka mani koka rāmji ne vienmēr sakrīt viens ar otru, bet, ja paskatās uz gaismas diodēm, tie izlīdzinās labāk! Tā kā mēs redzēsim šo kubu tumšā vidē, rāmja neatbilstība ir pieļaujama.

Pēc tam izmantojiet papildu vadus, lai kopā lodētu anoda vadus vienā līmenī. Ja jums ir grūti turēt vadus, mēģiniet "aust" vadu caur vadiem (pārmaiņus, kā vads šķērso vadus, starp augšu uz leju). Tas ir labi, ja šie vadi nav pilnīgi taisni, jo galvenā LED struktūra jau ir iestatīta, un sānu vadi nav ļoti redzami, kad ieslēdzam gaismas diodes.

Lai būtu drošībā (mēs drīzāk kļūdāmies piesardzīgi, jā?), Vēlreiz pārbaudiet visas gaismas diodes. Šajā brīdī, ja kāda no kuba centrā esošajām gaismām neiedegas, es neesmu pārliecināts, vai ir kāds vienkāršs veids, kā to novērst: (Tomēr, ja esat rūpīgi pārbaudījis gaismas diodes, kad sakraujat slāņiem, gaismas diodēm joprojām vajadzētu būt kārtībā.

Tagad mēs varam nogriezt stieples pārpalikumu visos, izņemot apakšējo pusi. Tagad mēs varam īslaicīgi novietot kubu prom! Apsveicam! Tagad esam vairāk nekā pusceļā:)

6. darbība: ķēdes savienojumi

Pirms shēmas elementu sakārtošanas datora plates, lūdzu, izlasiet pdf shēmas. Šī shēma ir paredzēta Kevina Darra RGB kubam, un, tā kā mūsu kubam ir vienas krāsas gaismas diodes, mūsu darba slodze faktiski ir tikai trešdaļa no tā (konkrēti mums ir trešā daļa no katoda vadības ierīcēm). Es stingri iesaku visus shēmas elementus uzlikt uz PCB, lai vispirms pārbaudītu atstarpes. Dodiet sev vairāk vietas darbam, īpaši maiņu reģistra un anoda vadības paneļiem. Pēc tam izmetiet ķēdes komponentus un lodējiet tikai dažus vienlaikus, jo ir mazāk grūti pielodēt, ja netraucē tik daudz ķēdes komponentu kāju.

anoda un katoda ķēdes

Mūsu shēmas dizains ir tāds, ka, ja anoda shēmas un katoda shēmas ieejas ir 5 V (vai HIGH), gaismas diode tiek ieslēgta. Vispirms apskatīsim anoda shēmu. Ja ieeja ir HIGH, tranzistors ātri kļūst piesātināts, un kolektora spriegums nokrītas līdz tuvu 0, kas nozīmē, ka MOSFET vārti ir pavilkti uz LOW. Tā kā MOSFET avots ir pievienots 5 V spriegumam, LOW vārtos nozīmē, ka iztukšošanas spriegums ir iestatīts uz HIGH. Kondensators pāri avotam palīdz uzturēt sistēmu stabilu.

Kad katoda vadības ieeja ir HIGH, tranzistors atkal ir piesātināts un kolektora spriegums iet uz 0 V. Kolektora terminālis savienojas ar LED caur strāvas ierobežošanas rezistoru. Jūs varat izvēlēties strāvas ierobežošanas rezistoru, pamatojoties uz jūsu LED īpašībām. Tā kā es izmantoju sarkanas, oranžas un dzeltenas gaismas diodes, es izmantoju 100 omus. Mēs redzam, ka tagad gaismas diodes pozitīvā puse ir pacelta augstu un negatīvā puse ir pavilkta zemā līmenī, un gaismas diode iedegas.

Tā kā mums ir 64 katoda vadi (katra kolonna) un 8 anoda vadi (katrs slānis), mums ir nepieciešami 64 katoda vadības komplekti un 8 anoda vadības komplekti. Es ieteiktu, lai vienā vadības panelī būtu pilns 8 vadības ierīču komplekts, jo katrs maiņu reģistrs savienojas ar 8 vadības ierīcēm, un šķiet, ka tas ir organizētāk, ja 8 savienojuma vadi nonāk vienā un tajā pašā vietā. Esiet piesardzīgs un nepārblīvējiet dēļus! Mēs vadīsim daudz vadu, tāpēc pārliecinieties, ka dodat pietiekami daudz vietas! Lodējiet visas sastāvdaļas pie tāfeles. Viens triks, lai palielinātu darba virsmas stabilitāti, ir pielodēt komponentus ar vienādu augstumu (piemēram, pielodēt tranzistorus pēc visu rezistoru lodēšanas, lai izvairītos no rezistoru izkrišanas). Katram 8 katoda vadības ķēdes komplektam noteikti pielodējiet vienu 8 kontaktu galveni, kas izvada datus uz LED kubu.

Tas nav redzams no shēmām, bet visur, kur ir tranzistors, mums tas jāpievieno GND un 5V

maiņu reģistra shēmas

Maiņu reģistri ir savienoti viens ar otru, izmantojot 6 vadus. Tie ir savienoti paralēli 5V, GND, CLOCK, LATCH un BLANK, bet sērijveidā - DATIEM. Pievienojot vadus, pārliecinieties, ka katoda nobīdes reģistri atrodas secības beigās, jo DATI vienmēr iet uz sērijas līnijas beigām. Būtībā Arduino izsūta bināro kodu virkni, kas plūst pa DATA līnijas savienojumu. Pēc tam binārais kods tiek sadalīts 8 bitos vienā maiņu reģistrā. Pēc tam 8 maiņu reģistra termināļi ir savienoti ar 8 katoda/anoda vadības ierīču komplektu. 5V baro visu kubu, un, tā kā mums vienlaikus ir izgaismotas ne vairāk kā 64 gaismas diodes, pārliecinieties, ka kopējā strāva nepārsniedz jūsu barošanas avota ierobežojumu. Pārējās tapas būtībā kontrolē, kad dati nonāk maiņu reģistros un kad dati tiek nodoti ķēdes vadīklām no maiņu reģistriem. Pārliecinieties, ka katram maiņu reģistram ir sava 8 kontaktu galvene un katrai maiņu reģistra plāksnei (izņemot pēdējo) ir 6 kontaktu galvene, caur kuru 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK un DATA vadi var nokļūt nākamās maiņas reģistra valde.

Arduino ķēde

Arduino shēma ir ļoti vienkārša. Būtībā no Arduino nāk 6 vadi (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK un DATA). Pārliecinieties, vai jūsu GND vads ir pievienots Arduino GND (patiesībā visam šī projekta GND jābūt savienotam), bet jūsu 5V vads nav! Ņemiet vērā, ka Arduino Darrah shēmā faktiski parāda ATMEGA mikroshēmas termināļus. Skatiet vienu no attēliem, kas pievienoti atbilstošajiem spailēm starp mikroshēmu un Arduino.

Mēs izmantojām skrūvju aizsargu, lai izvairītos no vadu tiešas ievadīšanas Arduino. Daļas, kas jums jāpielodē pie skrūvju pārsega, ir ciparu portu krāvējtapu tapas, 1 6 kontaktu uzgalis un 1 2 pieslēgvietu spaiļu bloks. Lai līdzsvarotu, otrā pusē varat pievienot vēl vienu sakraušanas galvenes tapu rindu. (Ņemiet vērā, ka attēlos redzamie zilie spaiļu bloki faktiski neko nedara). Lodēt pēc shēmām. Svarīga piezīme: lai būtu drošībā, pievienojiet 5 kontaktu ligzdu 6 kontaktu galvenē pie 5 V barošanas avota (kas ir zaļais spaiļu bloks), NAV Arduino 5 V. Tādā veidā jūsu Arduino baro jūsu dators, un visus jūsu ķēdes 5V baro strāvas avots. Tomēr savienojiet visus GND kopā. Pēc attēla jūs varat pateikt, ka es pielīmēju 6 kontaktu galvenes GND tapu un spaiļu bloka GND tapu uz GND sloksnes uz skrūvju vairoga.

Lai gan es nezinu veidus, kā pārbaudīt maiņu reģistra shēmas, mēs varam un mums vajadzētu pārbaudīt anoda un katoda vadības ķēdi, izmantojot maizes dēli. Sīkāku informāciju skatiet fotoattēlos. Būtībā mēs savienojam plates ieejas ar 5 V spriegumu. Tad mēs varam izmantot multimetru, lai pārbaudītu izejas spriegumus. Mēs noskaidrojām, ka izejas spriegums no anoda vadības ierīcēm ir tikai aptuveni 4 V, bet tas ir sagaidāmas MOSFET sekas.

Elektroinstalācijas padomi:

• Netaupiet ar savienojuma vadu garumu starp dēļiem! Jums būs daudz dēļu un daudz vadu, un problēmu novēršana būtu skaidrāka un vienkāršāka, ja dēļi būtu labi atdalīti.
• Izmantojiet dažādas krāsas, lai atšķirtu, kurš vads ir. Tas ir ļoti svarīgi, jo īpaši ņemot vērā to, cik daudz vadu jums būs nepieciešams. Pēc tam mēs šos vadus ievietojam vadu korpusā noteiktā secībā. Izmantojiet labu gofrētāju, lai izveidotu drošus vadu spailes.
• Esiet konsekvents, izmantojot galvenes un vadu korpusu! Manā projektā noteiktai plāksnei visas ieejas nāk no vadu korpusiem, un izejas iziet caur galvenēm.
• Tā kā galvenes termināļi atrodas diezgan tuvu viens otram, esiet piesardzīgs, lai nepārlocītu vadus kopā, it īpaši, ja jums ir salīdzinoši nepieredzējušas lodēšanas iespējas kā man! Triks, kas man šķita noderīgs, bija nospiest vadu ar lodāmuru, lai izkausētu lodmetālu, pēc tam ar knaiblēm savilkt kopā stieples dzīslas un pabīdīt vadu tuvāk galvenes spailei. Pārvietojiet prom lodāmuru, un lodēšanas savienojumam vajadzētu atdzist un saglabāt formu ļoti drīz.

7. darbība: kuba montāža

Tā vietā, lai vītņotu cietos katoda vadus caur 64 caurumiem, kas praksē ir diezgan grūti, mēs varam vispirms pielodēt vadus pie vadiem un pēc tam izvilkt vadus caur caurumiem. Lai vadi izietu no montāžas platformas, urbiet 9 caurumus stiprinājuma sānos (8 katodam un 1 anodam).

Vispirms sagrieziet iesmus apmēram vienāda garuma. Izgrieziet katoda vadus tā, lai tie būtu gandrīz tādā pašā augstumā kā iesmi. Tagad salieciet vadu, lai veidotu nelielu āķi, izmantojot knaibles. Noņemiet apmēram pusi collas stieples un arī salieciet vadu. Savienojiet vadu un vadu kopā un aizveriet āķus ar knaiblēm. Tas nodrošina labu kontaktu starp vadu un vadu, un tas atbrīvo rokas lodēšanai. Pirms tuvākā LED lodēšanas savienojuma noteikti ievietojiet dzesētāja skavu tā, lai šis lodēšanas savienojums neatdalītos no jaunā karstuma. Ja jums nav radiatora skavu, darbojas arī aligatora skavas.

Laba prakse ir pārbaudīt savienojumus (es izmērīju lodēšanas savienojuma pretestību) pēc katra slāņa lodēšanas, lai gan esmu atklājis, ka "āķa" metode nodrošina patiešām spēcīgus lodēšanas savienojumus.

Tagad pavediet vadus caur caurumiem. Viegli pavelciet vadus un piespiediet montāžas platformu, lai nonāktu saskarē ar iesmiem. Izvelciet katru 8 vadu komplektu caur vienu caurumu montāžas platformas sānos un nostipriniet saišķi ar elektriskās lentes gabalu. Tā kā kuba četras malas ir līdzvērtīgas, nav svarīgi, kurā pusē jūsu grupai ir vadi. Es iesaku uz tiem iepriekš izgatavot vadu spailes, lai jūs varētu ātri salikt vadu korpusu.

Anoda savienojumiem lodējiet vienu vadu katrā līmenī un izvelciet to no viena cauruma. Jums būs nepieciešami divi radiatora skavas, lai novērstu kaimiņu lodēšanas savienojuma kušanu.

Pēc kuba uzstādīšanas vēlreiz pārbaudiet katru gaismas diodi, lai pārliecinātos, ka ar tiem viss ir kārtībā.

Padomi:

Netaupiet uz stieples garuma! Es domāju, ka mani vadi ir viegli 12 collas gari, taču tie joprojām izrādās nedaudz īsāki.

Tagad jūs esat gatavs savienot visu un palaist kubu!

8. darbība: kods un multipleksēšana

Īsā projekta laika dēļ es aizņēmos Darrah kodu un veicu tajā tikai nelielas izmaiņas. Es pievienoju versiju, kuru izmantoju. Viņš sniedza lieliskus komentārus savam kodam, un es iesaku tos izlasīt, lai labāk izprastu, kā tas faktiski darbojas. Šeit es aprakstīšu divas viņa koda galvenās iezīmes, multipleksēšanu un bitu leņķa modulāciju.

Multipleksēšana

Visos LED kubu projektos, par kuriem es lasīju, tiek izmantota multipleksēšana, un šī metode ļauj mums kontrolēt atsevišķu gaismu. Izmantojot multipleksēšanu, vienlaikus iedegas tikai viens gaismas diožu slānis. Tomēr, tā kā slāņi tiek pārvietoti ar ļoti augstu frekvenci, attēls kādu laiku "paliek" mūsu redzējumā, un mēs domājam, ka gaisma joprojām pastāv. Programmatūrā mēs vienu slāni vienā reizē pavelkam uz HIGH, bet visus pārējos uz LOW, tāpēc var iedegties tikai šī slāņa gaismas diodes. Lai noteiktu, kuri no tiem iedegas, mēs izmantojām maiņu reģistrus, lai kontrolētu, kuri no 64 katodiem ir izvilkti HIGH. Pirms nākamā slāņa iedegšanas mēs iestatījām šī slāņa anodu uz LOW, lai neviena šī slāņa gaisma nevarētu iedegties. Tad mēs izvelkam nākamā slāņa anodu uz HIGH.

Bitu leņķa modulācija

BAM tehnika ļauj mums kontrolēt katras gaismas diodes spilgtumu skalā no 0 līdz 15. Ja jums nav nepieciešama spilgtuma maiņa, jums tas nav jāīsteno. Būtībā mums ir četru bitu vadība, un šī vadība atbilst 15 cikliem, pārejot no apakšējā slāņa uz augšējo slāni (atcerieties, ka multipleksēšanai mēs apgaismojam katru slāni vienlaikus?). Ja mēs rakstām 1 uz pirmo bitu, šī viena gaismas diode iedegas, kad mēs pirmo reizi pārvietojamies pa slāņiem. Ja mēs rakstām 1 uz otro bitu, šis viens LED iedegas nākamajiem diviem cikliem. 3. bits atbilst nākamajiem 4 cikliem, bet ceturtais - nākamajiem 8 cikliem (tātad mums ir 15 cikli pilnā komplektā). Teiksim, mēs vēlamies iestatīt gaismas diodi uz 1/3 no tā pilnā spilgtuma, kas ir 5/15. Lai to paveiktu, mēs rakstām 1 uz pirmo un trešo bitu un 0 uz pārējiem diviem, lai gaismas diode iedegtos 1. ciklam, izslēgtu nākamos divus, ieslēgtu nākamos četrus un izslēgtu nākamos 8. Kopš tā laika mēs braucam ar velosipēdu tik ātri, mūsu redze "vidēji" spilgtumu, un mēs iegūstam 1/3 no visa spilgtuma.

LED kubs kā viļņu funkciju displejs?

Viena no iespējām, par kuru mēs domājām šī projekta sākumā, bija izmantot šo displeju, lai parādītu daļiņu viļņu funkcijas kvadrātveida kastē. Es Arduino kodā uzrakstīju metodi, kas attēlo pamata stāvokli un pirmo satraukto stāvokli, bet izrādās, ka izšķirtspēja nav gluži adekvāta. Pamatstāvoklis šķiet labs, bet pirmais satrauktais stāvoklis prasa zināmu interpretāciju. Tomēr, ja jūs šķielējat, varat pateikt, ka, skatoties uz to no viena virziena, funkcija izskatās kā viens trieciens, un, ja paskatās no otra virziena, tā izskatās kā pilns sinusa viļņu cikls. Šādai vajadzētu izskatīties viļņu funkcijas amplitūda! Tā kā pat pirmais satrauktais stāvoklis prasa zināmu interpretāciju, es nekodēju citus sarežģītākus.

9. solis: izmēģinājuma braucieni

Apsveicam ar kuba aizpildīšanu! Tagad mēģiniet uzrakstīt savu displeja funkciju un dalīties savā darbā ar ģimenēm un draugiem:)

Kad kubs darbojas pareizi, pielīmējiet PCB aizmuguri ar nevadošu lenti, jo visi savienojumi tagad ir atklāti un var saīsināt viens otru.