8x8x8 LED -kuutio: 9 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä ohjeessa näytämme kuinka rakentaa 8x8x8 Led Cube. Kaikki alkoivat ideana aiheelle "Luova elektroniikka", joka kuuluu Málagan yliopiston televiestintäkoulun elektroniikkatekniikan 4. vuoden moduuliin:

Projekti koostuu yleensä laitteiston ja ohjelmiston yhteissuunnittelusta. Laitteisto -osa koostuu kuutiosta ja kaikista liitännöistä sekä suunnittelua tukevasta jalustasta. Ohjelmisto -osa koostuu skaalautuvasta kirjastosta, joka on toteutettu hyödylliseksi muihin projekteihin.

Arduino Unon ohjaama viisisataa kaksitoista lediä muodostaa tämän kuution, ja koska ne on erotettu sarakkeiksi ja kerroksiksi, jokainen voidaan kytkeä päälle erikseen.

Esittelemme joitain vaiheita, jotka voivat helpottaa projektia, vaikka tämän juottaminen kestää muutaman päivän. Projektissa olemme käyttäneet Blue Led- ja NPN -transistoreita.

Tässä on luettelo tarvittavasta materiaalista:

• 512 LEDiä.
• 64 Vastuksia 220 ohmia.
• 9 Vaihtorekisterit 74HC595.
• 16 2N222 Transistorit.
• Vaahtolevy.
• Useita metrejä hienoa lankaa (1,2 mm).
• Kuori lanka.
• Liittimet (uros ja naaras).
• Virtalähde.
• Esiporattu levy (PCB).
• Tuki rakenteelle.
• Puinen laatikko rakenteelle.

Toivomme, että kaikki pitävät tästä opettavaisesta.

Vaihe 1: LED -mallin piirtäminen

Ensimmäinen vaihe on piirtää malli sotilasprosessin helpottamiseksi. Vaahtotaulussa meidän on piirrettävä neliö ja jaettava se 64 pieneen neliöön, jotka kaikki on erotettu yhden tuuman verran. Pienen neliön risteyksessä toisen kanssa meidän on tehtävä reikä esimerkiksi ruuvimeisselillä, jotta ledit voidaan sijoittaa niiden sisään sotilaille.

Vaihe 2: Rakenna tukikohta

Meidän on tehtävä pohja, jossa ledit lepäävät. On parempi tehdä se puulaudalla, joka ei ole raskas, mutta ei veltto. Taulun saamisen jälkeen meidän on toistettava vaihe 1, mutta nyt täällä. Meidän on merkittävä puu, piirtämällä 8 tuuman neliö, jossa sisällä piirretään vielä 64 tuuman neliö.

Kun olemme piirtäneet kaiken, on aika käyttää porauskonetta. Hieman 1 mm: n verran teemme reiän, joka lävistää puun jokaisen neliön risteyksessä, jotta johdot, jotka pitävät rakenteen niiden sisällä.

Ota porakone ja poraa pois!

Olemme tehneet videon, joka näyttää sinulle, kuinka tehdä. Lopputuloksen pitäisi näyttää tässä kuvatulta.

Vaihe 3: Aseta johdot suoraan

Rakenteen on parempi käyttää johtimia ledien välillä, koska ne tekevät rakenteesta jäykemmän tai joustamattoman. Koska tavallisesti johdot myydään rullassa, meidän on asetettava ne suoraan. Tarvitsemme myös porakoneen tähän vaiheeseen.

Meidän on katkaistava lanka ja asetettava siivu porakoneeseen. Kun se on kiinnitetty siihen, meidän on pidettävä kiinni langan toisesta osasta ja käynnistettävä porakone. Muutamassa sekunnissa lanka on suora kuin kynttilä!

Näytämme sinulle, miten tämä prosessi tehdään videossa, ja annamme avaimen prosessin nopeuttamiseksi: voit leikata pidemmän langan, suoristaa sen kerran ja leikata sen.

Vaihe 4: Juotos kerros

Kun olemme varmoja, että kaikki ledit syttyvät hyvin, on aika juottaa ne. Meidän on erotettava katodit ja anodit prosessin nopeuttamiseksi.

Tässä vaiheessa kaikki katodit yhdistetään. Käytetään 64 lediä ja 11 johtoa: yksi kullekin riville ja 3 muuta rakenteen pitämiseksi. Voit nähdä, miten onnistuimme. Laitoimme kolme 10 sentin kolikkoa kaikkien johtojen asettamiseksi samaan korkeuteen, ja sitten prosessi alkaa.

On erittäin tärkeää tarkistaa juotosprosessin jälkeen, että kaikki ledit ovat hyvin hitsattuja. Voit tehdä tämän käyttämällä Arduinoa, kytkemällä johto GND: hen ja mittaamalla 5V: n tulon jokainen led, kuten näet videosta.

Muista leikata jokaisen katodin osa, joka ei ole ollut sotilas.

Ja nyt olet tehnyt yhden, jatka muiden seitsemän kanssa!

Teimme muutamia kuvia myös prosessin näyttämiseksi.

Vaihe 5: Luo kuutiorakenne

Jos olet lopettanut juottamisen, seuraava vaihe on tehdä kuutiorakenne. Hitsaamme yhden kerroksen toisen päälle ja erotamme sen joillakin vaahtomuovilevyillä tehdyillä tyynyillä, kuten näytämme valokuvassa.

Tässä vaiheessa kaikki anodit on hitsattava johtimiin. Tärkeintä on pitää pystysuorat johdot kiinni, kun on aika saada kerros rakenteeseen, eikä työsi ole kovin monimutkaista.

Kuten olemme aiemmin sanoneet, on erittäin tärkeää tarkistaa juottamisen jälkeen ledien oikea toiminta. Älä unohda poistaa tässä vaiheessa ylimääräinen anodijalka. Se on helpompi tehdä nyt sen sijaan, että teet sen lopussa.

Prosessi on valmis, kun 8 kerrosta ovat anodien päällekkäin. Sen jälkeen anodit juotetaan piirilevyyn.

On välttämätöntä kytkeä pystysuorat kaapelit alustasta kuhunkin pystysuoraan LED -kerrokseen, jotta jokainen kerros toimisi oikein ja suunnata led x-, y- ja z -akseleille. Sen näet kuvista.

Vaihe 6: Kiinnitä jalusta

Meidän on hitsattava vastaavat kerrokset nauhajohtimilla, joihin lisäämme painettuun piirilevyyn tulevia liittimiä kuution valaisemiseksi.

Jokaisessa sarakkeessa hitsataan kaapeli, ja joka kahdeksan pystysuoran kerroksen muodostavaa kolonnia yhdistetään samaan urosliittimeen, joka sitten työnnetään piirilevyn naarasliittimeen. Vaakasuorissa kerroksissa on myös liitin, jotta katodit voidaan yhdistää piirilevyyn.

Vaihe 7: Juotospiiri

Piirin kaavion mukaisesti hitsaamme kaikki komponentit rei'itettyyn levyyn, yhdistämällä tarvittavat liitännät ja vetämällä kaapelia, jos hitsauspaikkaa ei ole.

Tätä vaihetta varten tarvitsemme:

• Rei'itetty levy (voi olla nauhoja tai ilman kuviota). Käytimme ilman mallia
• Resistanssit
• Urosliittimet
• Ennätykset
• NPN -transistorit
• Kaapeli nauhoista

Vaihe 8: Kuution tuki

Kehitämme puun tapauksessa tuen, jossa esittelemme piirin ja tuemme kuutiota.

Miten olemme pärjänneet? Laatikko, jonka leveys on 26 cm, pituus 31 ja korkeus 10. Laitoimme pieniä tukia, jotka estävät kuution putoamisen laatikon pohjalle, mikä vahingoittaa alla olevaa piiriä.

Vaihe 9: Koodi ja ohjelmointi

Koodi koostuu Boolen taulukosta, jossa on 512 arvoa, jotka edustavat kunkin ledin tilaa.

Se on jaettu kahteen osaan, joista toinen on vastuussa kunkin tilan muuttamisesta taulukon arvojen muuttamisella ja toinen osa tietojen lähettämisestä rekistereille.

Tietojen lähettämiseksi rekistereihin käytetään shiftOut () -toimintoa, joka ottaa syötteeksi tavutyyppisen datan ja muodostaa kellon ja datasignaalit sarjaliikennettä varten rekisterien kanssa.

Tarve kääntää Boolen matriisi taulukotyyppiseksi tavuksi ilmestyy, jokainen tavu edustaa tietuetta. Riippuen kuution koosta suunnitella työvuororekisterien lukumäärä projektissa muuttuu. Tämä koodin osa on skaalattava helpottamaan tietojen lähettämistä erikokoisille kuutioille.

Animaatioiden luomiseen kuutioon käytämme voxelWrite () -funktiota, jonka avulla voimme muuttaa ledin tilaa joidenkin koordinaattien x, y, z mukaan.

seuraavasta linkistä GitHub -sivullemme löydät hyödyllistä tietoa: