Arduino Mega 8x8x8 RGB LED kubs: 11 soļi (ar attēliem)

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

Tātad, jūs vēlaties izveidot 8x8x8 RGB LED kubu

Jau kādu laiku esmu spēlējies ar elektroniku un Arduino, tostarp būvēju savai automašīnai augsta pastiprinātāja slēdža kontrolieri un sešu joslu Pinewood Derby Judge mūsu skautu grupai.

Tāpēc es biju ieintriģēts un tad aizķēros, kad atradu Kevina Dāra lielisko vietni ar viņa sīkajiem paskaidrojumiem un video izveidi.

Tomēr bija dažas viņa uzbūves jomas, kuras, manuprāt, varētu uzlabot.

No pozitīvās puses:

• Kevina detalizētie paskaidrojumi par Arduino kodu, kas nepieciešami šai sarežģītajai programmai, vienkāršoja būvējuma kodēšanas pusi.
• Es atbalstu Kevina individuālo tranzistoru izmantošanu, lai vadītu katru no 192 katodiem. Lai gan tas prasa komponentiem bagātu aparatūras dizainu, tas ļauj jums smagi vadīt katru LED, neriskējot pārslogot vienu draivera mikroshēmu, kas pārvalda 8 (vai vairāk) gaismas diodes.

Jomas, kuras vēlējos uzlabot:

• Ir jābūt labākam veidam, kā izveidot pašu kubu, kā arī 8x8x8 RGB kubiņā ir vairāk nekā 2000 lodēšanas savienojumu, un, ja viens no tiem sabojātos vai salūzt vidū, tas būtu gandrīz neiespējams piekļūt un salabot
• Visa elektroinstalācija !!!! Man jau ir bijusi zināma pieredze PCB projektēšanā, tāpēc es gribēju izveidot vienu PCB, lai tajā būtu gan daudz nepieciešamo komponentu, gan pats kubs

Turpmāka meklēšana atklāja citus kubu dizainus, no kuriem esmu ieguvis citas iedvesmas jomas.

Niks Šulce ir izveidojis brīnišķīgu piezīmju piemēru, kaut arī ar vienkāršāku STP16 aparatūras pieeju un 32 bitu mikroshēmuKIT UNO. Es izmantoju viņa kuba dizainu, nevis Kevinu.

SuperTech-IT ir koncentrējies uz aparatūras puses vienkāršošanu, izmantojot vienu PCB pieeju, integrējot un paplašinot gan Kevina, gan Nika programmēšanas pieeju, koncentrējoties uz visu vadu likvidēšanu.

Tātad tika izveidots plāns. Izmantojot Kevina shematisko, Nika kuba struktūru, izveidojiet vienu PCB un izstrādājiet risinājumu, lai vienkāršotu un stiprinātu pašu kubu.

1. solis: visas šīs gaismas diodes

8x8x8 = 512 RGB gaismas diodes. eBay ir jūsu draugs, un es nopirku 1000 no Ķīnas piegādātāja.

Izvēlētajā dizainā tiek izmantoti 5 mm kopējā anoda RGB gaismas diodes - tāpēc katrai gaismas diodei ir katoda (negatīvs) vads katrai no trim pamatkrāsām (sarkana/zaļa/zila) un viens anoda (pozitīvs) vads, kas ir kopīgs katram krāsas.

Gaismas diodes pārbaude

Lai gan tas bija lēts, es mazliet uztraucos par kvalitāti. Pēdējā lieta, ko vēlaties atrast kuba vidē, tāpēc es sāku pārbaudīt katru no 512 gaismas diodēm, kuras es izmantotu.

Lai vienkāršotu pieeju, es izveidoju nelielu maizes dēli un vienkāršu Arduino programmu, kas divas gaismas diodes sarkanā> zaļā> zilā krāsā ieslēgtu atsevišķi un pēc tam visu pogu baltā krāsā, nospiežot pogu.

Viena gaismas diode darbotos kā kopēja atsauce visiem pārējiem, lai nodrošinātu, ka visām gaismas diodēm ir vienāds spilgtums.

Tiklīdz jūs iedziļināties gaismas diodes ievietošanā maizes dēlī, nospiežot pogu, skatoties, kā gaismas diodes mirgo, nav nepieciešams pārāk ilgs laiks, lai pārskatītu visus 512. Kā malā es neatradu nevienu defektu un biju ļoti apmierināts ar LED kvalitāti.

Pašreizējo ierobežojošo rezistoru vērtību izvēle

Kamēr maizes dēlis nav pieejams, ir pienācis laiks pārbaudīt un apstiprināt LED strāvas ierobežošanas rezistorus, kas jums būs jāizmanto. Ir daudz kalkulatoru, kas palīdzēs jums izvēlēties pareizo vērtību, un tā nebūs vienāda visām krāsām (sarkanai gandrīz noteikti būs atšķirīga prasība no zaļās un zilās).

Viena no galvenajām jomām, kurai jāpievērš uzmanība, ir kopējā baltā krāsa, ko gaismas diode izstaro, kad ir ieslēgtas visas RGB krāsas. Jūs varat līdzsvarot rezistoru vērtību, lai iegūtu tīru baltu krāsu LED pašreizējās robežās.

2. darbība: vienkāršo kuba veidošanu

Džigs, lai izveidotu katru 8x8 šķēli

Šādas sarežģītības kuba veidošana nav jāuztver viegli. Tas prasīs ievērojamus jūsu laika ieguldījumus.

Manis izstrādātā pieeja vienkāršoja katra kuba 8x8 vertikālās "šķēles" lodēšanu vienā notikumā, pretstatā tam, lai pēc kārtas izveidotu 8 gaismas diodes un pēc tam 8 kopā lodētu atsevišķā darbībā.

Šai pieejai jums būs nepieciešama džiga, un šeit ieguldītais nedaudz laika vēlāk gūs milzīgas priekšrocības.

Iepriekš redzamais attēls parāda šī dizaina vienkāršību.

• Es izmantoju kādu 18 mm x 12 mm skujkoku, kas iegūta no vietējā datortehnikas veikala.
• Izurbti 8 x 5 mm caurumi 18 mm sānu vidū, 30 mm attālumā viens no otra 8 garumos, nodrošinot papildu 50 mm garumu katrā galā.
• Katrā pusē izmantojiet divu garumu koku un nostipriniet šīs 8 urbtās sekcijas, nodrošinot, ka tās ir paralēlas viena otrai un precīzi 30 mm attālumā viena no otras.
• Es ieteiktu papildus nagai/skrūvei izmantot kādu koka līmi, tos saliekot kopā. Jūs nevēlaties, lai šī džiga saliektos.
• Jig augšējā un apakšējā galā es iestatīju vēl vienu garumu un ievietoju failā trīs mazas naglas/paneļa tapas ar katru LED caurumu kolonnu. Centrs ir precīzi vienā līnijā, bet pārējie - 5 mm attālumā viens no otra. Mēs izmantosim šos nagus, lai nostiprinātu taisnus stieples garumus, ko izmantoja kuba veidošanai - vairāk vēlāk.
• Jūs redzēsit uz attēliem virs cita koka garuma nelielā leņķī pret citiem. Tas būs svarīgs vēlāk, jo mēs sagriezīsim mūsu konstrukcijas vadus atbilstoši šim leņķim, kas ievērojami vienkāršos katras šīs vertikālās šķēles ievietošanu PCB vēlāk.

Nesteidzieties, veidojot šo džigu. Jo precīzāks jūs esat šeit, jo precīzāks būs jūsu pēdējais kubs.

3. darbība. Gaismas diožu sagatavošana

LED vadu savienojumi

Viena no bažām, kas man bija par iepriekšējiem piemēriem, par kuriem esmu lasījusi, bija vienkāršu muca savienojumu izmantošana, pielodējot gaismas diodes pie rāmja stieples. Tas novestu pie diviem galvenajiem jautājumiem

• Ir ļoti grūti un laikietilpīgi turēt LED vadu pozīcijā blakus ierāmēšanas vadam, nepārvietojoties pietiekami ilgi, lai nodrošinātu labu lodēšanas savienojumu.
• Muca locītavas var viegli salūzt - no tā es gribēju izvairīties.

Tāpēc es izstrādāju risinājumu, saskaņā ar kuru katra gaismas diode ir sagatavota ar cilpu katra vada galā, caur kuru iet ietvara stieple, kas abus notur vadus vietā lodēšanas laikā, kā arī nodrošina mehānisku savienojumu papildus lodēšanai, lai palielinātu izturību.

Negatīvais bija tas, ka katra 512 gaismas diodes sagatavošana aizņēma ilgāku laiku - es to darīju pa 64 partijām, pa vienai šķēlei, un to samazināju līdz aptuveni 3 stundām uz šķēli.

Pozitīvi ir tas, ka šķēles faktiskā lodēšana, izmantojot iepriekšējo džigu, aizņēma nedaudz vairāk par stundu.

LED lieces džiga

Es izveidoju džigu, lai atbalstītu gaismas diodes - iepriekš redzamais attēls ar galvenajiem izmēriem.

• Es paņēmu vienu no iepriekš lietotajām 18x12 mm sliedēm, izurbju 5 mm caurumu caur 18 mm sānu centru un pēc tam noliku šo sliedi uz neliela MDF paneļa (jūs varat izmantot jebkuru koka lūžņu, tas bija tikai tas, kas man bija jādara) ar roku) un nēsāja pa 5 mm caurumu sliedē līdz MDF centram.
• Izmantojot urbi, lai nodrošinātu, ka caurums sliedē un MDF ir izlīdzināti, paņemiet zīmuli un velciet līniju gar sliedes abām pusēm gar MDF.
• Noņemiet urbi un sliedi, un jums paliek 5 mm caurums MDF un divas paralēlas līnijas abās pusēs, kas atbilst sliedes izmēriem (18 mm attālumā).
• Izvelciet vēl vienu līniju caur 5 mm cauruma centru perpendikulāri sliežu līnijām.
• Es izmantoju 22swg konservētu vara stiepli (pietiek ar 500 g ruļļu), kura platums ir 0,711 mm. Es atradu tiešsaistē (eBay atkal glābšanai) dažus 0,8 mm urbjus un izmantoju tos kā veidotājus, ap kuriem es saliektu gaismas diodes, lai izveidotu cilpu.
• Izurbiet trīs 0,8 mm urbjus, vidējo uz 5 mm LED cauruma viduslīnijas, pārējos 5 mm attālumā viens no otra un svarīgi tieši ārpus sliedes līnijas prom no LED cauruma uz MDF plāksnes- nevis uz līnijas, bet ar vienu pusi urbjmašīna tikai pieskaras sliedes līnijai.
• Ceturtais 0,8 mm urbis atkal tiek urbts uz 5 mm LED cauruma viduslīnijas otrā sliežu līnijā un šoreiz tieši sliedes līnijas iekšpusē. Iepriekš redzamajam attēlam vajadzētu padarīt šo aprakstu nedaudz skaidrāku.
• Atstājiet urbjus kokā, lai apmēram 1-15 mm urbja kāta būtu izvirzīta no MDF.

Tagad jums ir nepieciešams rīks - labs projekts vienmēr ir tāds, kur jums ir nepieciešams iegādāties īpašu instrumentu:-). Jums būs nepieciešams neliels pāris plakano knaibles (eBay atkal par £ 2 - £ 3). Tiem ir taisns paralēls garš deguns un plakans gals - skatīt attēlu.

LED sagatavošana

Tagad ir garš uzdevums sagatavot katru no 512 gaismas diodēm. Es iesaku tos darīt partijās. Sīkāka informācija augstāk redzamajos attēlos

• Turiet gaismas diodi knaibles ar četriem vadiem, kas vērsti pret jums.
• SVARĪGI - šajā solī būtiska ir vadu secība un orientācija. Anods būs garākais vadošais otrais no četriem vadiem. Pārliecinieties, ka tas ir otrais no labās puses. Kļūdieties nepareizi, un jūsu gaismas diode neiedegsies pareizi, jo vēlāk tos pārbaudīsim - es zinu, ka esmu pieļāvis 2 kļūdas no 512.
• Turot gaismas diodi knaibles, ievietojiet LED spuldzi 5 mm caurumā MDF plāksnē, kā parādīts attēlā. Jums var būt nepieciešams nedaudz atbrīvot 5 mm caurumu augšpusē, lai nodrošinātu, ka knaibles atrodas uz MDF.
• Salieciet LED vadus ap urbjiem, lai izveidotu cilpu. Es atklāju, ka, ja jūs atkāpjaties no līkuma, kad tas ir pabeigts, tas paver cilpu par ēnu un palīdz noņemt cilpas no urbjiem, izvelkot gaismas diodi no džiga
• Nogrieziet lieko no četriem vadiem, kas atrodas tuvu cilpai, ar pāris maziem stiepļu griezējiem.
• Salieciet anoda cilpu atsevišķi par 90 grādiem, lai cilpa būtu vērsta vertikāli pret LED spuldzi
• Novietojiet gatavo gaismas diodi uz līdzenas virsmas un pārliecinieties, ka visi vadi atrodas līdzeni gar virsmu, neliels spiediens uz gaismas diodi tos vienkārši izlīdzinās

Tieši tā…. tagad atkārto 511 reizes:-)

4. darbība. Šķēļu veidošana

Rāmja stieples iztaisnošana

Tātad mums tagad ir džiga, lai izgatavotu 8x8 šķēles un pārbaudītu un sagatavotu gaismas diodes.

Tagad viss, kas jums nepieciešams, ir ierāmēšanas stieple. turēt kopā visas gaismas diodes. Es izmantoju 500 g ruļļa 22swg konservētu vara stiepli (atkal no eBay)

Tagad, protams, jūs vēlaties iztaisnot stiepli, kad tā tiek noņemta no ruļļa. Vienkāršs, ja vēl viens manuāls uzdevums. Izgrieziet stieples daļu garumā un turiet abus galus divos knaibles un viegli pavelciet un izstiepiet vadu. Ja jums ir labi, jūs sajutīsiet stieples stiepšanos, un tad jūs varat apstāties, ja jūsu smagā roka stiepli pārtrauks pie knaiblēm, kad tā būs pietiekami izstiepta. Abi veidi ir labi, un jūs galu galā ne tikai iztaisnojat vadu, bet arī nedaudz sacietējat, lai tas saglabātu savu formu.

Katram 8x8 rāmim jums būs nepieciešami 24 garumi, kas ir pietiekami gari, lai darbinātu visu džiga garumu ar galiem, lai aptītu paneļa tapas, lai noturētu to lodēšanas laikā. Turklāt jums būs nepieciešami 8 garumi perpendikulārajiem anoda vadiem, kas ir nedaudz platāki par džiga platumu.

8x8 šķēles veidošana

Tagad vadi ir iztaisnoti, un mēs nokļūstam jautrajā daļā.

• Kad džiga atrodas uz divām vertikālajām sliedēm un 8 urbtās šķērssijas ir vērstas pret jums, vienlaikus stumiet 8 gaismas diodes vienā kolonnā, un trīs gaismas diodes kājas ir vērstas pret jums.
• Tagad izvelciet iztaisnotu ierāmēšanas stiepli caur visu 8 gaismas diodes vidējām LED vadu cilpām un sasieniet katru galu, aptinot ap paneļa tapām.
• Atkārtojiet to diviem ārējiem rāmja vadiem.
• Pēc tam atkārtojiet iepriekš minētās darbības pārējām 7 kolonnām.

Tagad jums būs vītņoti 64 gaismas diodes kopā ar 24 vertikāliem ierāmēšanas vadiem. Pārliecinieties, vai visas gaismas diodes atrodas vienā līmenī ar koka sliedēm, un iztaisnojiet visas LED kājas, lai novērstu jebkādas neatbilstības.

Tagad izjauciet lodāmuru un izlabojiet visus 192 savienojumus starp LED cilpām un ierāmēšanas vadiem. Es šeit neskaidrošu, kā lodēt, ir daudz lielisku pamācību, kas to izskaidro daudz labāk nekā es varu.

Pabeigts? Veltiet laiku, lai apbrīnotu savu roku darbu, pagriežot džigu. Mums vēl jāpievieno anoda ierāmēšanas vadi.

Tagad jūs varat redzēt, kāpēc mēs saliekām anoda svina cilpas par 90 grādiem.

• Paņemiet 8 iztaisnotos anoda ierāmēšanas vadus un atkal pavediet cauri katrai no 8 gaismas diodēm katrā rindā.
• Es nogriezu vadu džiga platumā, bet nemēģināju tos piestiprināt pie paneļa tapām.
• Kad esat pabeidzis, veltiet laiku, lai iztaisnotu visas gaismas diodes, lai nodrošinātu vienmērīgu un vienmērīgu darbību, un vēlreiz pielodējiet visus 64 savienojuma punktus.

8x8 šķēles pārbaude

Viena šķēle uz leju, bet pirms izgriešanas no džiga ļauj vispirms to pārbaudīt. Šim nolūkam jums būs nepieciešams 5 V avots (no jūsu Arduino vai jūsu LED testētāja maizes dēļa) un viens rezistors (derēs kaut kas aptuveni 100 omi).

• Pievienojiet vienu vadu zemei, tas tiks izmantots visos 24 katoda ierāmēšanas vados.
• Pievienojiet otru vadu 5V caur rezistoru.
• Turiet 5v vadu pie viena no ierāmēšanas vadiem 8 anoda līmeņos
• Izvadiet zemējuma vadu pa katru no 24 katoda ierāmēšanas vadiem.
• Pārbaudiet, vai katra gaismas diode iedegas sarkanā, zaļā un zilā krāsā, vai katrai no 8 gaismas diodēm, kas savienotas ar vienu un to pašu anoda vadu.
• Tagad pārvietojiet 5v vadu uz nākamo līmeni un veiciet pārbaudi vēlreiz, līdz esat pārbaudījis katru līmeni, katru LED un katru krāsu.

Ja konstatējat, ka viena gaismas diode nedarbojas, tad, saliekot gaismas diodes, jūs, iespējams, esat sajaucis LED anoda vadu. Ja konstatējat, ka viens nedarbojas, es iesaku jums izņemt LED, noņemt rezerves gaismas diodi, atvērt cilpas uz LED vadiem, iespiest šo jauno gaismas diodi un pēc iespējas labāk saliekt cilpas ap rāmja vadiem. jūs varat.

Kad viss ir pārbaudīts, tagad jūs varat izgriezt slaidu no džiga. Lai to izdarītu, nogrieziet ierāmēšanas vadu augšējā rindā tuvu LED vadu cilpām un nogrieziet apakšējos rāmja vadus gar nedaudz leņķisko džiga rāmi.

Pagaidām atstājiet visus ierāmēšanas stieples garos galus, mēs tos sakopsim vēlāk, kad būvēsim kubu.

Viens uz leju, vēl 7 priekšā.

Es uzskatu, ka esmu sasniedzis savu pirmo mērķi un izstrādājis risinājumu, lai vienkāršotu kuba šķēļu veidošanu.

5. solis: pāriet uz elektroniku

PCB projektēšana

Mans otrais mērķis bija noņemt visu vadu, bet tomēr atstāt vietu zināmai elastībai.

Šajā nolūkā es nolēmu:

• Noņemiet 6 procesora vadības vadus no plates, izmantojot savienotāju. Lielākā daļa kuba draiveru, ko esmu redzējis, datu pārsūtīšanai izmanto SPI atvasinājumu, kuram nepieciešamas 4 ieejas - dati, pulkstenis, izejas iespējošana un aizbīdnis - plus es pievienoju 5v un zemi, lai mēs varētu darbināt procesoru no viena kabeļa.

• Atstājiet atvērtus sērijas ieejas un sērijas izejas savienojumus starp 74HC595 maiņu reģistra mikroshēmām, lai starp mikroshēmām varētu definēt dažādas cilpas.

  • Kevins shematisks vispirms ir anoda draiverim, pēc tam visas 8 mikroshēmas, kas seko vienai krāsai, un pēc tam nākamās divas krāsas secīgi, kopā 25 maiņu reģistri.
  • Nicks shematiskajā katrai krāsai ir atsevišķa cilpa atpakaļ procesorā.
• Ļaujiet anoda slāņiem darboties no tā paša maiņu reģistra vai tieši no procesora ar 8 atsevišķiem savienojumiem.

Turklāt es gribēju

• Izmantojiet caurumu komponentus (kā es esmu pieradis).
• Ierobežojiet sevi ar divu slāņu PCB plāksni (atkal kā manā pieredzē).
• Novietojiet visas sastāvdaļas vienā PCB pusē (apakšā) un ļaujiet LED šķēles pielodēt tieši pie PCB augšējās puses.

Tātad tas galu galā bija liels dēlis (270 mm x 270 mm), lai atbalstītu kubu ar 30 mm atstarpi starp gaismas diodēm - pat tad tas joprojām bija saspiest, lai ietilptu visos komponentos un pēdās.

Agrāk ar panākumiem esmu izmantojis pāris dažādas PCB projektēšanas programmatūras.

Lietošanas ērtībai Pad2Pad ir lieliski, taču jūs esat ieslēgts dārgajās ražošanas izmaksās, jo nevarat eksportēt Gerber failus. Šai būvei es izmantoju DesignSpark (nav tik vienkārši lietojams kā Pad2Pad, bet varu eksportēt Gerber failus) un kopš tā laika esmu eksperimentējis ar Eagle (ļoti spējīgs rīks, bet es joprojām eju augšup uz mācīšanās līkni).

Es neuzdrošinos saskaitīt stundas, kas pavadītas PCB programmatūras projektēšanā. Lai to panāktu, vajadzēja vairākus mēģinājumus, bet esmu ļoti apmierināts ar rezultātu. Manā pirmajā versijā ir dažas trūkstošas pēdas, taču tās ir vienkārši nomainīt. Nelielas PCB partijas ražošanai es izmantoju un ieteiktu SeeedStudio. Laba atbilde uz jautājumiem, konkurētspējīgas cenas un ātrs serviss.

Kopš tā laika es domāju izveidot SMD versiju, kuru es pēc tam būtu varējis izgatavot ar visām jau ievietotajām un pielodētajām sastāvdaļām.

Daudz komponentu

Attiecībā uz komponentiem es izmantoju sekojošo (saskaņojot ar Kevina shēmu)

• 200 NPN 2N3904 tranzistori
• 25 100 nF kondensatori
• 8 100uF kondensatori
• 8 IRF9Z34N MOSFETS
• 25 74HC595 maiņu reģistri
• 128 82 omi 1/8W rezistori (sarkanie LED strāvas ierobežošanas rezistori)
• 64 130 omi 1/8 W rezistori (zaļi un zili LED strāvas ierobežošanas rezistori)
• 250 1k omi 1/8W rezistori (ar dažām papildu funkcijām)
• 250 10k Ohm 1/8 W rezistori (ar dažām papildu funkcijām)
• 1 5v 20A barošanas avots (vairāk nekā pietiekami)
• 1 Arduino Mega (vai jūsu izvēlētais procesors)
• dažas vienas rindas galvenes tapas, lai izveidotu savienojumu ar Arduino
• daži džempera kabeļi, lai izveidotu sērijas ieejas/izejas cilpas starp maiņu reģistriem
• 6 kontaktu galvenes kabelis ar plates savienotāju
• 240V barošanas kabelis un kontaktdakša

Es izmantoju un ieteiktu Farnell Components to pasūtīšanai Apvienotajā Karalistē, jo īpaši ņemot vērā to pakalpojumu nākamajā dienā un konkurētspējīgas cenas.

Lodēšana … daudz lodēšanas

Tad bija vajadzīgas vairākas stundas visu komponentu lodēšanai uz tāfeles. Es šeit neiedziļināšos detaļās, bet pāris mācības, ko es uzzināju, bija šādas:

• Turiet pie rokas lodēšanas sūkni un lodēšanas dakti - jums tas būs vajadzīgs.
• Flux pildspalva patiešām darbojas, lai gan pēc tam ir netīra to iztīrīt
• Izmantojiet lodmetālu ar mazu diametru - es atklāju, ka labākais ir 0,5 mm 60/40 alvas/svina 2,5% plūsmas lodmetāls.
• Palielināmais stikls ir ērts, lai pamanītu lodēšanas tiltus.
• Nesteidzieties, veiciet partiju vienlaikus un pārbaudiet visus savienojumus, pirms pāriet uz nākamo apgabalu.
• Kā vienmēr, turiet lodāmura galu tīru.

Ņemot vērā gaismas diodes sarkano krāsu, iespējams, būs nepieciešama atšķirīga rezistora vērtība nekā zaļajai un zilajai I iezīmēja pašreizējos ierobežojošos rezistorus uz PCB A, B un C. Tagad ir pienācis laiks noteikt šķēļu galīgo orientāciju salīdzinājumā uz PCB, lai noteiktu, kurš gaismas diodes vads ir saistīts ar pašreizējo ierobežojošā rezistora atrašanās vietu.

Kad tas ir pabeigts, es notīrīju plāksni ar PCB tīrīšanas līdzekli, nomazgāju to ar ziepēm un ūdeni un rūpīgi izžāvēju.

Gatavās PCB pārbaude

Pirms mēs to noliekam vienā pusē, mums jāpārbauda, vai tas viss darbojas.

Es ielādēju Kevina Arduino kodu (mega vajadzēs veikt nelielas izmaiņas) un izstrādāju vienkāršu testa programmu, kas nepārtraukti ieslēgtu un izslēgtu visas gaismas diodes.

Testēt:

• Es izveidoju LED testēšanas vadu, paņemot vienas krāsas gaismas diodi, turot 100 omu rezistoru pie viena no vadiem un pēc tam pievienojot garu vadu katram atvērtajam galam. Nedaudz elektriskās lentes ap atvērto vadu pārtrauc visus šortus un atzīmēja pozitīvo (anoda) vadu no gaismas diodes.
• Pievienojiet procesoru (manā gadījumā Arduino mega) pie plates ar 6 savienotājiem
• Pievienojiet barošanu pie paneļa no barošanas avota
• Pievienojiet anoda testa vadu 5V avotam uz tāfeles
• Pēc tam ielieciet katoda vadu no LED pārbaudes vada uz katra PCB kuba katoda savienotāja.
• Ja viss ir kārtībā, testa vadā esošajai gaismas diodei vajadzētu iedegties un izslēgties, ja tā, pārejiet uz nākamo.
• Ja tas nemirgo, jūs meklējat kļūdu. Vispirms es pārbaudītu, vai jūsu lodēšanas savienojumos nav sausu savienojumu, turklāt es ieteiktu jums strādāt prom no maiņu reģistriem, vienlaikus pārbaudot komponentu.

Pārbaudiet visus 192 katodus, pēc tam mainiet savu kodu, lai pārbaudītu anoda slāņa draiverus, nomainiet LED testa vadu un pievienojiet to zemei un pārbaudiet katru no 8 slāņu draiveriem.

Kad esat pabeidzis un pārbaudījis PCB, jautrība patiešām sākas - tagad, lai izveidotu kubu.

6. darbība: izveidojiet kubu

Anoda līmeņa savienotāju sagatavošana - vēl viena džiga

Mums ir jāizgatavo vēl viens priekšmets, pirms sākam lodēt jūsu 8x8 šķēles uz PCB.

Pievienojot šķēles, katras šķēles ārpusei būs jāpievieno breketes, kas savieno horizontālās šķēles.

Ņemot vērā, ka mēs savienojām visas gaismas diodes ar cilpām pie ierāmēšanas vadiem, tagad neapstājamies.

Lai izveidotu anoda krustiņus:

• Paņemiet citu koka garumu, ko izmantojāt sliedēm, un velciet līniju pa sliedes centru.
• Izveidojiet 8 atzīmes gar šo līniju 30 mm attālumā viens no otra.
• Paņemiet 8 no 0,8 mm urbjiem un urbiet tos kokā, atstājot urbi kokā ar kātu, kas izvirzīts apmēram 10 mm no virsmas.
• Nogrieziet ierāmēšanas stieples garumu un iztaisnojiet to kā iepriekš.
• Aptiniet vienu stieples galu ap pirmo urbi, veidojot cilpu, un pēc tam apvelciet vadu ap katru nākamo urbi, veidojot taisnu stiepli ar 8 cilpām visā garumā.

Tas prasa zināmu praksi, bet pēc visu cilpu izveidošanas mēģiniet manipulēt ar vadu, lai vads būtu pēc iespējas taisnāks. Viegli noņemiet vadu no urbjiem un mēģiniet to pilnībā iztaisnot.

Galīgajam kubam jums būs nepieciešami 16 stiepļu garumi, katrs ar 8 cilpām, bet būvniecības laikā ir ērti, ja ir pieejami divi un trīs cilpu garumi, lai atbalstītu katru jauno šķēli ar savu kaimiņu.

Visbeidzot, mēs varam izveidot kubu

Mums būs jāpaceļ PCB no virsmas, lai izlīdzinātu un nolaistu katru šķēli uz PCB. Es izmantoju pāris mazas plastmasas kastes abās PCB pusēs.

Atceroties iepriekš izvēlētās šķēles orientāciju, nosakot pašreizējo ierobežojošo rezistoru atrašanās vietu, tagad varat nolaist pirmo šķēli PCB caurumos vienā galā. Es iesaku jums sākt ar vistālāk esošo caurumu komplektu no jums un strādāt pie sevis.

Šeit mēs redzam priekšrocību, sagriežot katoda karkasa vadus leņķī. Tas ļaus jums atrast katru no 24 katoda vadiem atsevišķi.

Lai atbalstītu šķēli un noteiktu tās vertikālo atrašanās vietu, es izmantoju koka sliedi, ko izmantojām anoda savienotāju izgatavošanai, un novietoju to gar PCB zem pirmā gaismas diožu komplekta. Izmantojot inženieru laukumu, lai nodrošinātu, ka šķēle ir perpendikulāra PCB un līdz galam līdz galam, tagad jūs varat lodēt katoda ierāmēšanas vadus PCB.

Jūs varat pārbaudīt šo šķēli tagad, bet es uzskatu, ka vislabāk ir likt pirmās divas šķēles uz PCB un pirms sākotnējās pārbaudes pāris vietās abās šķēlēs izmantot īsus 2 cilpu anoda savienotājus, lai padarītu šīs pirmās divas šķēles stabilākas. Pēc šiem pirmajiem diviem pārbaudiet katru šķēli pēc kārtas, pirms pievienojat nākamo.

Šķēļu pārbaude

Anoda draiveri atrodas gar vienu no PCB malām, un PCB ir caurumi, kur mēs galu galā savienosim katru slāni ar tā draiveri. Pagaidām mēs tos izmantosim ar dažiem baļķu vadiem un 8 mini krokodila skavām, lai pēc kārtas piestiprinātu pie katra slāņa.

Kad katodi ir pielodēti uz PCB un anodi ir savienoti ar draiveriem ar vadiem un klipiem, mēs pēc tam varam pārbaudīt šķēli, modificējot kodu, ko izmantojām, lai pārbaudītu PCB ar jaunu animāciju.

• Uzrakstiet vienkāršu animāciju, lai iedegtu visas jūsu šķēles gaismas diodes katrā krāsā vienlaikus (visas sarkanās, pēc tam zaļās, pēc tam sarkanās un pēc tam visas baltās krāsas). Jūs varat definēt šķēles numuru kā mainīgo, lai jūs varētu to mainīt, pārbaudot katru šķēli pēc kārtas.
• Pievienojiet procesoru un barošanu PCB un ieslēdziet.
• Pārbaudiet, vai visas gaismas diodes iedegas visās krāsās.

Vienīgais defekts, ko šeit esmu novērojis, bija sausa savienojuma vieta vienā no vertikālajiem katoda ierāmēšanas vadiem.

Lodējiet un pārbaudiet katru šķēli pēc kārtas.

Bija gandrīz tur. Ir vēl divi elementi, kas jāpievieno kubam, tagad mēs esam pielodējuši un pārbaudījuši visas 8 šķēles.

Anoda slāņa savienotāji

Tagad mēs varam izlauzt anoda savienotājus ar 8 cilpām, kuras jūs iepriekš sagatavojāt.

Izvelciet tos pa šķēlītēm, savienojot to pašu slāni katrā šķēlītē abos slaidos. Es pārvietoju savu, līdz tie bija apmēram 5 mm attālumā no tuvākā LED katoda stieples. Pirms visu cilpu lodēšanas pārliecinieties, ka tie izskatās taisni un līdzeni, un savienojiet katru no 8 anoda slāņiem kopā.

Anoda draivera savienotāji

Noņemiet visus vadus, kas iepriekš tika izmantoti šķēļu pārbaudei, no PCB anoda draivera caurumiem un pārliecinieties, vai caurumos nav lodēšanas - šeit jūsu draugs ir lodēšanas dakts.

Katram no 8 anoda draiveriem PCB jābūt savienotam ar atsevišķu PCB slāni. Anoda draiverim, kas atrodas tuvāk PCB strāvas savienojumiem, jābūt savienotam ar zemāko līmeni, pēc tam pakāpeniski atgriezieties pret PCB aizmuguri un 8. slāni.

Salieciet nelielu taisnu leņķi iztaisnotā ierāmēšanas stieples gabalā un nolaidiet stieples garo malu caur kubu PCB anoda piedziņas atverē. Pārliecinieties, vai vads ir taisns un līdzens, nepieskarieties nevienam citam vadam kubā, un pēc tam pielodējiet to uz kuba anoda slāņa un uz PCB

Pabeigts visiem 8 anoda draiveriem.

7. solis: tas ir pabeigts

Būvēšana ir beigusies, jūs esat pabeidzis.

Ar visu sagatavošanu, veidošanu un pārbaudi, ko esat paveicis, tagad ir vienkārši.

• Pievienojiet strāvas padevi PCB
• Pievienojiet procesoru PCB.
• Ieslēdziet.
• Ielādējiet vai iespējojiet animācijas savā programmatūrā, augšupielādējiet procesorā un ļaujiet tai darīt visu

Izveidojot lietu

Pēc visu šo stundu ieguldīšanas jūs vēlaties aizsargāt savus ieguldījumus.

Mēs izgatavojām korpusu no dažiem ozolkoka dēļiem un nelielas kārtas, un aizmugurē iebūvējām ievilkumu, kur varējām piekļūt barošanas avotam un Arduino, kā arī ievietojām USB spraudni korpusa aizmugurē, lai atvieglotu piekļuvi pārprogrammēšanai.

Tad mēs to pabeidzām ar akrila futrāli no vietnes acrylicdisplaycases.co.uk. Ļoti labi ieteicams.

Pār jums

Tagad ir divas lietas, uz kurām varat vērsties:

• Kāda veida atbalstu/kārbu vēlaties izstrādāt un izveidot, lai atbalstītu PCB un ievietotu barošanas bloku un procesoru - to atstāšu jūsu iztēlei.
• Iepazīstieties ar kodu un sāciet veidot un rakstīt savas animācijas. Kevins, Niks un SuperTech-IT ir paveikuši lielisku darbu, lai sāktu jūs ceļā.

8. solis: galaprodukta klips darbībā

Paldies Kevinam un SuperTech-IT par animācijām, kā arī dažām savām, ko līdz šim esmu izveidojis

9. solis: animācija - čūskas

Viena no manām animācijām, ko kopīgot, izmantojot Kevina Dāra kodu

Izsauciet tālāk norādīto informāciju anulētā cilpā

čūskas (200); // Atkārtojumi

10. solis: Kad esat iekļuvis rievā

Mēs ar brāli tagad esam uzbūvējuši vienu un strādājam pie trešā:-)

ATJAUNINĀT - Trešais kubs ir pabeigts, un mēs to pārdosim eBay kopā ar divām rezerves PCB plāksnēm (un instrukcijām).

Mēs galvenokārt pārskatīsim PCB, lai atbalstītu mūsu nākamā projekta - 16x16x16 RGB LED kuba - izstrādi

11. darbība: mana Arduino Mega koda jaunākā versija

Pielikumā jūs atradīsit mana koda jaunāko versiju.

Tas pārsvarā ir ņemts no Kevina Darras šeit izstrādātā risinājuma, bet es to esmu pārnesis uz Arduino Mega un pievienojis animācijām no citiem avotiem vai izstrādājis pats.

Arduino Mega tapas ir:

• Aizbīdnis - tapa 44
• Tukšs - 45. tapa
• Dati - 51. tapa
• Pulkstenis - 52