3x3x3 LED kubs ar Arduino Lib: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Ir arī citi norādījumi par LED klucīšu veidošanu, tas atšķiras vairāku iemeslu dēļ: 1. Tas ir veidots ar nelielu skaitu ārpus plaukta esošo komponentu un ir savienojams tieši ar Arduino. 2. Skaidra, viegli reproducējama shēma ir nodrošināta ar daudzām fotogrāfijām. 3. Programmatūrai tiek izmantota unikāla pieeja, kas padara kuba programmēšanu vieglāku un izteiksmīgāku. Nepieciešamās detaļas: - 1 perfboard - 3 NPN tranzistori (2N2222, 2N3904, BC547 uc) - 12 rezistori (~ 220 omi un ~ 10 k omi) - 13 galvenes (vīrieši vai sievietes) - 27 gaismas diodes - vads

1. darbība: sagatavojiet gaismas diodes

Šis solis lielā mērā seko LED kubam 4x4x4, bet tā vietā mēs veidosim 3x3x3 kubu. Šāda izmēra kubs ir apmēram tik liels, cik tas kļūst, neieviešot papildu shēmas un sarežģītību. Mums kopumā būs nepieciešami 27 gaismas diodes, kas tiks sagrupēti trīs deviņos komplektos. Katrai deviņu gaismas diožu kopai būs kopīgs savienojums starp katodiem (negatīvie vadi). Es atsaukšos uz katru no šīm kopām kā "līmeni". Katra no deviņām līmeņa gaismas diodēm ir savienota ar atbilstošo gaismas diodi pārējos divos līmeņos, izmantojot to anodus (pozitīvos vadus). Tie tiks saukti par "kolonnām". Ja tam nebija jēgas, tas kļūs pašsaprotams, veidojot kubu. Lai sāktu, mēs izmantosim urbi, lai no neliela koka lūžņa izveidotu džigu. Džiga turēs gaismas diodes vietā, kamēr mēs tās lodēsim. Es nolēmu izvietot caurumus apmēram 5/8 collas attālumā (~ 15 mm), bet precīzs attālums nav kritisks. Caurumam jābūt cieši pieguļošam ap LED, jo mēs nevēlamies, lai tie pārvietotos lodēšanas laikā. Kad džiga ir pabeigta, mēs saliekam katras gaismas diodes katodu 90 grādu leņķī. Katodu var identificēt trīs veidos: 1) tā ir īsākā kāja, 2) tā atrodas apaļas gaismas diodes plakanajā pusē, 3) tā ir savienota ar lielāko daļu gaismas diodes iekšpusē. Pārliecinieties, ka katrai gaismas diodei ir saliekts katods vienā virzienā. Tagad mēs esam gatavi sākt lodēšanu.

2. solis: lodējiet gaismas diodes

Vispirms novietojiet deviņas no gaismas diodēm savā jaunuzceltajā džigā. Novietojiet tos tā, lai kājas būtu vērstas vienā pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Fotogrāfijās redzams katods, kas vērsts pulksteņrādītāja virzienā ar anodu uz āru, bet, ja to darītu vēlreiz, es apgrieztu gaismas diodes, lai kāja netraucētu gaismas diodes skatu. Lodējiet malas kopā, vienu pāri katrā pusē. Izmantojiet mazus klipus, lai kājas saliktu kopā, pieliekot lodmetālu. Kad katra no četrām pusēm ir pielodēta, pārvietojiet skavas, lai turētu kopā stūrus, un uzklājiet katrai lodēšanu. Visbeidzot, pielodējiet vidējās gaismas diodes katodu vienā no sāniem un nogrieziet lieko. Atkārtojiet trīs reizes. Tagad jums vajadzētu būt trim deviņu gaismas diožu komplektiem. Novietojiet divus komplektus vienu virs otra. Saglabājiet attālumu, kas vienāds ar atstarpi starp gaismas diodēm. Kad esat apmierināts ar atstarpi, jūs varat saspiest katru kāju komplektu, izmantojot divus skavas, vienu katrā virzienā, lai kājas stingri noturētu lodēšanas laikā. Lai iegūtu labu savienojumu, jums, iespējams, vajadzēs saliekties ap gaismas diodi. Lodējiet katru no deviņiem pāriem pa vienam. Dariet to vēl vienu reizi, un esat pabeidzis darbu ar kubu. Novietojiet kubu uz perforatora vienas puses. Pārliecinieties, ka deviņas kājas atrodas vienmērīgi viena no otras, kamēr jūs izvadāt katru caur caurumu. Manā dēlī ir pieci caurumi starp katru kāju komplektu. Jūs vēlaties atstāt tik daudz vietas, cik iespējams, otrā paneļa galā, lai ietilptu dažādās detaļās. Kad esat apmierināts ar pozicionēšanu, pievienojiet dažus klipus, lai noturētu kājas. Atstājiet daudz kāju caur apakšu, jo tas atvieglos rezistoru lodēšanu vēlāk. Pagrieziet dēli un lodējiet katru kāju, lai tās paliktu vietā. Apgrieziet kubu atpakaļ, kad visas kājas ir pielodētas. Visbeidzot, mums ir jālodē vads no katra līmeņa līdz tāfeles apakšai. Noņemiet cietas stieples gabalu un salieciet nelielu āķi vienā galā. Pakariet āķi pie vienas no centrālajām gaismas diodes kājām un izvelciet to caur caurumu uz plātnes. Lodējiet āķa galu, lai vads paliktu vietā. Atkārtojiet vēlreiz pārējos divos līmeņos. Nākamais solis ir izveidot pārējo ķēdi.

3. solis: izveidojiet ķēdi

Ķēde ir diezgan vienkārša. Katra no deviņām kolonnām tiks savienota ar Arduino tapu caur strāvas ierobežošanas rezistoru. Katrs no trim līmeņiem savienojas ar zemi, izmantojot NPN tranzistoru, kad to aktivizē ar Arduino tapu. Arduino mēs kopā izmantosim 12 izejas tapas, bet barošanai ir 18 gaismas diodes. Triks ir tāds, ka vienlaikus var izgaismot tikai vienu līmeni. Kad līmenis ir savienots ar zemi, katru no šī līmeņa gaismas diodēm var barot atsevišķi, izmantojot vienu no deviņām citām Arduino tapām. Ja mēs apgaismojam līmeņus pietiekami ātri, šķiet, ka visi trīs līmeņi ir izgaismoti vienlaicīgi. Veidosim ķēdi. Pirmais solis ir sagatavot deviņus strāvas ierobežošanas rezistorus. Es izmantoju 220 omus uz tapu, kas patērēs aptuveni 22 mA. Vērtība var atšķirties atkarībā no izmantotajām gaismas diodēm, taču tā ir aptuveni 135 līdz 470 omi. Katra tapa var nodrošināt līdz 40 mA. Lai ietaupītu telpu, mēs vēlamies lodēt rezistorus vertikālā stāvoklī. Salieciet vienu vadu uz leju, lai abi vadi būtu paralēli viens otram. Dariet to visiem deviņiem rezistoriem. Kad rezistori ir gatavi, mēs tos lodēsim pa vienam. Lai atvieglotu, mēs pielodēsim rezistora vadus tieši pie citām sastāvdaļām, nevis izmantosim atsevišķu vadu. Viens rezistora gals būs savienots ar kolonnu, bet otrs - ar galveni. Sāciet ar pirmo LED rindu, kas ir vistuvāk rezistoriem, un turpiniet ceļu. Kad katra rinda ir pabeigta, varat izmantot nelielu lentes gabalu, lai izolētu vadus, kas pārklājas, lai novērstu īssavienojumu. Skatiet fotoattēlus un diagrammu, lai redzētu, kā tas izskatīsies, kad tas būs pabeigts. Tagad, kad kolonnas nav pieejamas, nākamais solis ir lodēt komponentus, kas kontrolē līmeņus. NPN tranzistora pamatni aktivizēs ar Arduino tapu, izmantojot strāvas ierobežošanas rezistoru 10k (vai ap to). Tas savienos atbilstošo līmeni ar zemi, kas ļaus strāvai plūst caur gaismas diodēm. Skatiet fotoattēlus un diagrammu. Kad pabeigts, gaismas diodēm jābūt savienotām ar Arduino tapām 2-10, un līmeņiem jābūt savienotiem ar tapām 11-13, no apakšas uz augšu. Tapas ir konfigurējamas arī programmatūrā, ja nepieciešama cita iestatīšana. Ķēde ir pabeigta, ir pienācis laiks pāriet uz programmatūru!

4. solis: programmatūras izmantošana

Es atradu dažus koda piemērus, kas peld pa tīklu, lai kontrolētu LED kubu. Lai kontrolētu gaismas diodes, viņiem visiem bija nepieciešami lieli bināro vai sešstūra datu masīvi. Es sapratu, ka ir jābūt vienkāršākam veidam, tāpēc nolēmu rakstīt savu programmatūru. Mans pirmais lēmums bija likt programmatūrai atspoguļot aparatūru. Tas nozīmēja katras gaismas diodes adresēšanu pēc kolonnas un līmeņa, nevis neapstrādātu portu datu vai tradicionālo x, y, z izmantošanu. Otrs lēmums bija sākt ar pamatfunkcijām, piemēram, ieslēgt vai izslēgt vienu gaismu un veidot no turienes. Visbeidzot, es nolēmu ieviest divas funkcijas, kas ir noderīgas interesantākiem efektiem. Viens no tiem ir buferis, kas ļauj pamatfunkcijām izveidot sarežģītākus modeļus. Otra ir secības funkcija, kas izgaismo gaismas diožu masīvu pa vienam vai visus vienlaikus. Bibliotēka sākās kā procesuāls kods un zaudēja funkcijas. No turienes bija ļoti viegli sekot apmācībai, lai izveidotu atkārtoti lietojamu Arduino bibliotēku. Noteikti lejupielādējiet bibliotēku un izpakojiet to skiču grāmatā/bibliotēkās. Ja tas ir pareizi iestatīts, piemērs jāatrod Arduino programmatūrā sadaļā Fails> Piemēri> LedCube> ledcube. Kods ir pieejams arī vietnē Github vietnē gzip/arduino-ledcube. Paldies, ka izlasījāt!