Arduino Mega 8x8x8 RGB LED -kuutio: 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Joten haluat rakentaa 8x8x8 RGB LED -kuution

Olen leikkinyt elektroniikan ja Arduinon kanssa jonkin aikaa, muun muassa rakentanut korkean vahvistimen kytkinohjaimen autolleni ja kuusikaistaisen Pinewood Derby -tuomarin Scouts -ryhmälle.

Joten olin kiinnostunut ja koukussa, kun löysin Kevin Darrahin loistavan sivuston, jossa oli hänen yksityiskohtaiset selitykset ja videon luominen.

Kuitenkin hänen rakentamisessaan oli muutamia alueita, joita ajattelin voivani parantaa.

Plussapuolella:

• Kevinin yksityiskohtaiset selitykset tähän monimutkaiseen ohjelmaan tarvittavasta Arduino -koodista yksinkertaistivat koontin koodauspuolta.
• Kannatan Kevinin käyttämää yksittäisiä transistoreita ajamaan jokaista 192 katodia. Vaikka tämä vaatii komponenttirikkaan laitteistosuunnittelun, sen avulla voit ajaa jokaista LED -valoa kovasti ilman riskiä ylikuormittaa yhtä ohjainsirua, joka hallitsee 8 (tai enemmän) LEDiä.

Alueet, joita halusin parantaa:

• On oltava parempi tapa rakentaa kuutio itse, ja 8x8x8 RGB -poikasessa on yli 2000 juotosliitosta, ja jos yksi epäonnistuu/rikkoutuu keskeltä, on lähes mahdotonta päästä käsiksi ja korjata
• Kaikki johdot !!!! Minulla on ollut jonkin verran kokemusta piirilevyjen suunnittelusta, joten tarkoituksena oli rakentaa yksi PCB, joka isännöi merkittävää määrää tarvittavia komponentteja ja itse kuution

Jatkotutkimukset paljastivat lisää kuutiomalleja, joista olen saanut inspiraatiota muilta alueilta.

Nick Schulze on rakentanut upean esimerkin nuotista, vaikkakin yksinkertaisemmalla STP16 -laitteistomenetelmällä ja 32 -bittisellä chipKIT UNO: lla. Käytin hänen kuutiomalliaan Kevinin sijasta.

SuperTech-IT on keskittynyt laitteistopuolen yksinkertaistamiseen yhdellä PCB-lähestymistavalla, joka yhdistää ja laajentaa sekä Kevinin että Nickin ohjelmointitapaa keskittymällä kaikkien johdotusten poistamiseen.

Joten suunnitelma tehtiin. Käyttämällä Kevinin kaaviota, Nick's Cube -rakennetta, suunnittele yksi piirilevy ja kehitä ratkaisu sekä yksinkertaistamaan että vahvistamaan kuutiota.

Vaihe 1: Kaikki nämä LEDit

8x8x8 = 512 RGB -LEDiä. eBay on ystäväsi täällä ja ostin 1000 kiinalaiselta toimittajalta.

Valitsemani malli käyttää 5 mm: n yhteisen anodin RGB -LED -valoja - joten jokaisessa LEDissä on katodijohto (negatiivinen) jokaiselle kolmesta pääväristä (punainen/vihreä/sininen) ja yksi anodi (positiivinen), joka on yhteinen jokaiselle värit.

LEDien testaus

Vaikka olin halpa, olin hieman huolissani laadusta. Viimeinen asia, jonka haluat löytää tumman LEDin kuution keskelle, joten ryhdyin testaamaan jokaista käyttämääni 512 LEDiä.

Lähestymistavan yksinkertaistamiseksi suunnittelin pienen leipälevyn ja yksinkertaisen Arduino -ohjelman, joka ajaisi kaksi LEDiä Punainen> Vihreä> Sininen yksitellen ja sitten kaikki päälle valkoiselle napin painalluksella.

Yksi LED toimisi yhteisenä referenssinä kaikille muille varmistaakseen, että kaikki LEDit olivat yhtä kirkkaita.

Kun pääset työntämään LED -valon leipälevyyn, painamaan painiketta, katsomaan LED -valon vilkkumista väreissä, ei mene liian kauan kaikkien 512. Tarkastelu. erittäin tyytyväinen LEDien laatuun.

Virranrajoitusvastuksen arvojen valinta

Kun leipälauta on poissa, on hyvä aika testata ja vahvistaa käytettävät LED -virranrajoitusvastukset. Siellä on monia laskimia, jotka auttavat sinua valitsemaan oikean arvon, eikä se ole sama kaikille väreille (punaisella on varmasti eri vaatimukset kuin vihreällä ja sinisellä).

Yksi keskeinen alue, jota kannattaa varoa, on yleinen valkoinen väri, jonka LED -valo lähettää, kun kaikki RGB -värit ovat päällä. Voit tasapainottaa vastusten arvon saadaksesi puhtaan valkoisen värin LED -valon nykyisissä rajoissa.

Vaihe 2: Yksinkertaista kuutiorakennetta

Jigi jokaisen 8x8 viipaleen rakentamiseksi

Tämän monimutkaisen kuution rakentamista ei pidä ottaa kevyesti. Tämä vaatii huomattavia aikasi investointeja.

Suunnittelemani lähestymistapa yksinkertaisti kuution jokaisen 8 x 8 pystysuoran "viipaleen" juottamista yhdessä tapahtumassa, toisin kuin 8 LED -valon linjojen rakentaminen vuorotellen ja sitten näiden 8 juottaminen yhteen erillisenä toimenpiteenä.

Tarvitset jigin tähän lähestymistapaan, ja vähän tähän sijoitettua aikaa saa valtavia etuja myöhemmin.

Yllä oleva kuva osoittaa tämän suunnittelun yksinkertaisuuden.

• Käytin noin 18 mm x 12 mm havupuuta, joka oli hankittu paikallisesta rautakaupasta.
• Porattiin 8 x 5 mm: n reiät 18 mm: n sivun keskelle, 30 mm: n välein 8 pituuteen, mikä mahdollistaa 50 mm: n ylimääräisen pituuden kummassakin päässä.
• Käytä kahta puupituutta kummallakin puolella ja kiinnitä nämä 8 porattua osaa varmistaen, että ne ovat yhdensuuntaiset ja täsmälleen 30 mm: n päässä toisistaan.
• Suosittelen käyttämään puuliimaa naulan/ruuvin lisäksi, kun kiinnität nämä yhteen. Et halua tämän jigin taipuvan.
• Jigin ylä- ja alareunaan asetin toisen pituuden ja laitoin kolme pientä naulaa/paneelin nastaa jokaiseen LED -reikien sarakkeeseen. Keskimmäinen on täsmälleen linjassa ja kaksi muuta 5 mm: n päässä toisistaan kummallakin puolella. Käytämme näitä nauloja kuution muodostamiseen käytetyn langan suorat pituudet - lisää myöhemmin.
• Huomaat kuvissa toisen puun pituuden hieman kulmassa muihin nähden. Tämä on tärkeä myöhemmin, koska leikkaamme rakenteelliset johdot tämän kulman mukaisesti, mikä yksinkertaistaa merkittävästi kunkin pystysuoran viipaleen asettamista PCB: hen myöhemmin.

Ota aikaa tämän jigin rakentamiseen. Mitä tarkempi olet täällä, sitä tarkempi lopullinen kuutio on.

Vaihe 3: LEDien valmistelu

LED -kytkennät

Yksi huolenaiheista, joita minulla oli aiemmissa esimerkeissä, joista olen lukenut, oli yksinkertaisten puskuliitosten käyttö LED -valojen juottamisessa kehystyslankaan. Tämä johtaisi kahteen keskeiseen kysymykseen

• On erittäin vaikeaa ja aikaa vievää pitää LED -johto paikallaan kehyslangan vieressä ilman, että se liikkuu tarpeeksi kauan, jotta saat hyvän juotosliitoksen.
• Peräliitokset voivat rikkoutua helposti - mitä halusin välttää.

Joten suunnittelin ratkaisun, jossa jokainen LED valmistetaan silmukalla jokaisen johdon päähän, jonka läpi kehyslanka kulkee, mikä pitää molemmat johdot paikallaan juottamisen aikana ja tarjoaa myös mekaanisen liitoksen juotteen lisäksi lujuuden lisäämiseksi.

Tämän haittapuoli oli, että kunkin 512 LEDin valmistelu kesti kauemmin - tein tämän 64 erässä, viipale kerrallaan ja sain sen noin 3 tuntiin viipaleelta.

Plussapuolena viipaleen juottaminen edellisellä jigillä kesti hieman yli tunnin.

LED -taivutusjigit

Suunnittelin jigin LEDien valmistelun tueksi - yllä oleva kuva keskeisillä mitoilla.

• Otin yhden aiemmin käytetyistä 18 x 12 mm: n kiskoista, porasin 5 mm: n reiän 18 mm: n sivun keskikohdan läpi ja sitten asetin tämän kiskon pienelle MDF -paneelille (voit käyttää mitä tahansa puupalaa, tämä oli minun käsin) ja kuljetetaan kiskon 5 mm: n reiästä MDF -levyn keskelle.
• Käytä poranterää varmistaaksesi, että sekä kiskon reikä että MDF -levy ovat kohdakkain, ota lyijykynä ja vedä viiva kiskon molemmille puolille MDF -levyä pitkin.
• Irrota pora ja kisko, jolloin MDF -levyyn jää 5 mm reikä ja sen molemmin puolin kaksi yhdensuuntaista viivaa, jotka vastaavat kiskon mittoja (18 mm: n päässä toisistaan).
• Piirrä toinen viiva 5 mm: n reiän keskikohdan läpi kohtisuoraan kiskolinjoihin nähden.
• Käytin 22swg tinattua kuparilankaa (500 g rulla riitti), jonka leveys on 0,711 mm. Löysin verkossa (eBay jälleen pelastamaan) noin 0,8 mm: n poranterät ja käytin niitä muodostimina, joiden ympärille taivutin LED -johdot ympäri silmukan muodostamiseksi.
• Poraa kolme 0,8 mm: n poranterää, keskimmäinen 5 mm: n LED-reiän keskiviivalle, muut 5 mm: n välein ja mikä tärkeintä aivan kiskolinjan ulkopuolelle pois MDF-levyn LED-reiästä- ei viivalla, vaan toisella puolella poran juuri koskettavan kiskolinjaa.
• Neljäs 0,8 mm: n poranterä porataan jälleen toisen kiskolinjan 5 mm: n LED -reiän keskilinjalle ja tällä kertaa juuri kiskolinjan sisään. Yllä olevan kuvan pitäisi tehdä tämä kuvaus hieman selkeämmäksi.
• Jätä porat puuhun siten, että noin 1-15 mm poran varsi ulkonee MDF-levystä.

Nyt tarvitset työkalun - hyvä projekti on aina sellainen, jossa sinun on ostettava erikoistyökalu:-). Tarvitset pienen parin litteitä nenäpihtejä (eBay jälleen 2–3 puntaa). Näillä on suora yhdensuuntainen pitkä nenä ja tasainen pää - katso kuva.

LED -esivalmistelu

Nyt tulee pitkä tehtävä valmistella kukin 512 LEDistä. Suosittelen tekemään ne erissä. Tarkemmat tiedot yllä olevissa kuvissa

• Pidä LEDiä pihdeissä neljä johtoa kohti itseäsi.
• TÄRKEÄÄ - Johtojen järjestys ja suunta ovat elintärkeitä tässä vaiheessa. Anodi on pisin johdon toinen neljästä johdosta. VARMISTA, ETTÄ SE ON TOINEN OIKEUDESTA. Jos tämä on väärin, LED -valosi ei syty oikein, kun testaamme niitä myöhemmin - tiedän, että tein 2 virhettä 512: sta.
• Pidä LEDiä pihdeissä ja aseta LED -lamppu MDF -levyn 5 mm: n reikään yllä olevan kuvan mukaisesti. Sinun on ehkä poistettava 5 mm: n reikä hiukan yläreunasta, jotta pihdit asettuvat tasaisesti MDF -levyn päälle.
• Taivuta LED -johdot poranterien ympäri vuorotellen silmukan muodostamiseksi. Huomasin, että jos peruutat taivutuksen varjosta, kun se on valmis, se avaa silmukan varjon ja auttaa poistamaan silmukat poranteristä, kun poistat LEDin jigistä
• Katkaise ylimäärä silmukan lähellä olevista neljästä johdosta pienillä lankaleikkureilla.
• Taivuta anodisilmukkaa, 90 ° niin, että silmukka on pystysuorassa kohti LED -lamppua
• Aseta valmis LED alas tasaiselle pinnalle ja varmista, että kaikki johdot ovat tasaisesti pintaa pitkin, pieni paine LEDiin kohdistaa ne kaikki yksinkertaisesti

Se siitä…. Toista nyt 511 kertaa:-)

Vaihe 4: Viipaleiden luominen

Kehyslangan suoristaminen

Joten meillä on nyt jigi 8x8 viipaleiden valmistamiseksi ja nippu testattuja ja valmistettuja LED -valoja.

Nyt tarvitset vain kehystyslangan. pitää kaikki LEDit yhdessä. Käytin 500 g rullaa 22swg tinattua kuparilankaa (jälleen eBaysta)

Nyt tietysti haluat suoristaa langan, kun se irtoaa rullalta. Helppo, jos taas toinen manuaalinen tehtävä. Katkaise langan pituus pituudeksi ja pidä molemmat päät kahdessa pihdissä ja vedä ja venytä lankaa varovasti. Jos hyvä, tunnet langan venyvän ja voit lopettaa, jos raskaalla kädelläsi lanka katkeaa pihdeistä, kun se on tarpeeksi venytetty. Molemmat tavat ovat hienoja, ja päädyt paitsi suoristamaan lankaa, mutta myös kovettamaan sitä hieman, jotta se säilyttää muotonsa.

Jokaista 8x8 -kehystä varten tarvitset 24 pituutta, jotka ovat riittävän pitkiä jigisi koko pituuden ajaksi, ja joidenkin päiden päässä on varaosia, jotka voidaan kiertää paneelin nastojen ympärille pitämään painettuna juottamisen aikana. Lisäksi tarvitset 8 pituutta kohtisuoraan anodijohtoon, joka on hieman leveämpi kuin jigin leveys.

8x8 viipaleen rakentaminen

Nyt johdot suoristettuina pääsemme hauskaan osaan.

• Kun jigi istuu sen kahdella pystysuoralla kiskolla ja 8 porattua poikkikiskoa sinua kohti, työnnä 8 LEDiä yhteen sarakkeeseen kerrallaan siten, että LED -valojen kolme jalkaa osoittavat sinua kohti.
• Pujota nyt suoristettu kehyslanka kaikkien 8 LEDin keskimmäisten LED -johtosilmukoiden läpi ja sido molemmat päät käärimällä paneelin tapit.
• Toista tämä kahdelle ulkoiselle kehysjohdolle.
• Toista sitten yllä olevat vaiheet muille 7 sarakkeelle.

Sinulla on nyt 64 LED -valoa ja 24 pystysuoraa kehystyslankaa. Varmista, että kaikki LED -valot ovat puisia kiskoja vasten ja suorista LED -jalat suoristamalla epäjohdonmukaisuudet.

Irrota nyt juotosraudasi ja korjaa kaikki 192 liitäntää LED -silmukoiden ja kehysjohtojen välillä. En aio selittää juottamista täällä, löytyy paljon erinomaisia opetusohjelmia, jotka selittävät tämän paljon paremmin kuin voin.

Valmis? Ota hetki aikaa ihailla käsityötäsi kääntämällä jigi ympäri. Meidän on vielä lisättävä anodikehykset.

Nyt näet, miksi taivutimme anodijohtosilmukat 90 astetta.

• Ota 8 suoristettua anodikehystyslankaa ja pujota uudelleen jokaisen rivin jokaisen 8 merkkivalon läpi.
• Leikkasin langan jigin leveyteen, mutta en yrittänyt kiinnittää niitä paneelin nastoihin.
• Kun olet valmis, suorista hetki suoristaaksesi kaikki LEDit varmistaaksesi, että juokset ovat tasaiset ja juotat jälleen kaikki 64 liitäntäpistettä.

Testataan 8x8 siivu

Yksi siivu alas, mutta ennen kuin leikkaat sen pois jigistä, testaa se ensin. Tätä varten tarvitset 5 voltin lähteen (Arduino -laitteestasi tai LED -testaajasi leipälevyltä) ja yhden vastuksen (kaikki noin 100 ohmia).

• Kytke yksi johto maahan, tätä käytetään kaikissa 24 katodikehyksessä.
• Liitä toinen johto 5 volttiin vastuksen kautta.
• Pidä 5v: n johtoa yhdestä kehysjohdosta 8 anoditasolla
• Vedä maadoitusjohto jokaisen 24 katodikehyksen läpi.
• Tarkista, että jokainen LED -valo palaa punaisena, vihreänä ja sinisenä jokaisessa 8 LED -valossa, jotka on kytketty samaan anodijohtoon.
• Siirrä nyt 5 voltin johto seuraavalle tasolle ja suorita tarkistus uudelleen, kunnes olet testannut jokaisen tason, jokaisen LEDin ja värin.

Jos huomaat, että yksi LED ei toimi, olet todennäköisesti sekoittanut LED -anodijohdon taivuttaessasi LED -johtoja. JOS huomaat, että yksi ei toimi, suosittelen leikkaamaan LED -valon pois, ottamaan valmiiksi valmistetun LED -valon, avaamaan LED -johtojen silmukat, työntämään tämän uuden LEDin jigiin ja taivuttamaan silmukat kehystyslankojen ympärille parhaalla mahdollisella tavalla sinä pystyt.

Kun kaikki on testattu, voit nyt leikata dian pois jigistä. Katkaise kehystyslanka ylärivillä läheltä LED -johtosilmukoita ja katkaise alakehyksen johdot hieman kulmaista jigikehystä pitkin.

Jätä kehyslangan kaikki pitkät päät toistaiseksi, me siivoamme ne myöhemmin, kun rakennamme kuution.

Yksi alas, 7 jäljellä.

Uskon, että olen saavuttanut ensimmäisen tavoitteeni ja kehittänyt ratkaisun kuutioviipaleiden rakentamisen yksinkertaistamiseksi.

Vaihe 5: Siirry elektroniikkaan

Piirilevyn suunnittelu

Toinen tavoitteeni oli poistaa kaikki johdot, mutta silti jättää tilaa joustavuudelle.

Tätä varten päätin, että teen:

• Irrota kuusi prosessorin ohjausjohtoa kortilta liittimen kautta. Useimmat kuutio -ohjaimet, joita olen nähnyt, käyttävät tiedonsiirtoon SPI -johdannaista, joka vaatii 4 tuloa - data, kello, lähdön käyttöönotto ja salpa - sekä lisäsin 5v ja maadoituksen, jotta voimme käyttää prosessoria samasta kaapelista.

• Jätä avoimet sarja- ja sarjalähtöliitännät 74HC595 -siirtorekisterisirujen väliin, jotta voit määrittää eri silmukat sirujen väliin.

  • Kevinsin kaavio on ensin anodiajurille, sitten kaikki 8 pelimerkkiä, jotka ajavat yhtä väriä seuraavaksi, ja sitten seuraavat kaksi väriä peräkkäin, yhteensä 25 vuororekisteriä.
  • Nicks -kaaviossa on erillinen silmukka takaisin prosessorille kullekin värille.
• Anna anodikerrosten ohjata sen omasta siirtorekisteristä tai suoraan prosessorista 8 erillisellä liitännällä.

Lisäksi halusin

• Käytä reikäosia (kuten olen tottunut).
• Rajoita itseni kaksikerroksiseen piirilevyyn (jälleen kokemukseni mukaan).
• Pidä kaikki komponentit piirilevyn toisella puolella (alapuolella) ja anna LED -viipaleiden juottaa suoraan piirilevyn yläpuolelle.

Joten siitä tuli iso levy (270 mm x 270 mm), joka tukee kuutiota 30 mm: n etäisyydellä LEDien välillä - vaikka se oli silti puristus, joka sopii kaikkiin komponentteihin ja jälkiin.

Olen käyttänyt pari erilaista PCB -suunnitteluohjelmistoa aiemmin menestyksekkäästi.

Helppokäyttöisyyden vuoksi Pad2Pad on loistava, mutta olet lukittu niiden kalliisiin valmistuskustannuksiin, koska et voi viedä Gerber -tiedostoja. Tätä rakennetta varten käytin DesignSparkia (ei niin yksinkertainen käyttää kuin Pad2Pad, mutta voin viedä gerber -tiedostoja) ja olen sittemmin kokeillut Eaglea (erittäin pätevä työkalu, mutta olen edelleen nousemassa oppimiskäyrälle).

En uskalla laskea yhteen PCB: n ohjelmistosuunnitteluun käytettyjä tunteja, se vei useita yrityksiä päästäkseen oikealle, mutta olen erittäin tyytyväinen tulokseen. Ensimmäisessä versiossa on pari puuttuvaa jälkeä, mutta ne on helppo korvata. Pienen PCB -erän valmistukseen käytin ja suosittelisin SeeedStudioa. Hyvä vastaus kysymyksiin, kilpailukykyinen hinta ja nopea palvelu.

Olen sen jälkeen harkinnut suunnittelevani SMD -version, jonka olisin sitten voinut tehdä kaikilla jo asennetuilla ja juotetuilla komponenteilla.

Paljon komponentteja

Mitä tulee komponenteihin, käytin seuraavaa (Kevinin kaavion mukaisesti)

• 200 NPN 2N3904 -transistoria
• 25 100 nF kondensaattoria
• 8 100uF kondensaattoria
• 8 IRF9Z34N MOSFETIT
• 25 74HC595 -vuororekisteriä
• 128 82 ohmin 1/8 W vastukset (punainen LED -virranrajoitusvastukset)
• 64130 ohmin 1/8 W vastukset (vihreä ja sininen LED -virranrajoitusvastukset)
• 250 1 k ohmin 1/8W vastusta (joissain lisäominaisuuksissa)
• 250 10 k ohmin 1/8 W vastukset (joitain lisäominaisuuksia)
• 1 5v 20A virtalähde (enemmän kuin tarpeeksi)
• 1 Arduino Mega (tai valitsemasi prosessori)
• joitain yksirivisiä otsikkotappeja Arduinoon yhdistämistä varten
• joitakin hyppyjohtoja sarjatulo/lähtö -silmukoiden luomiseksi vuororekisterien välille
• 6 -nastainen kaapeli kortin liittimeen
• 240 voltin virtajohto ja pistoke

Käytin ja suosittelisin Farnell Componentsia näiden tilaamiseen Yhdistyneestä kuningaskunnasta, varsinkin kun otetaan huomioon niiden seuraavana päivänä tarjoama palvelu ja kilpailukykyinen hinnoittelu.

Juotos … paljon juotoksia

Sitten kesti useita tunteja kaikkien komponenttien juottamiseen levylle. En mene läpi yksityiskohtia täällä, mutta pari oppia sain:

• Pidä juotospumppu ja juotoskärki käsilläsi - tarvitset sitä.
• Flux -kynä todella toimii, vaikka sen puhdistaminen jälkeenpäin on sotkuista
• Käytä halkaisijaltaan pientä juotosta - löysin parhaaksi 0,5 mm: n 60/40 tina/lyijy 2,5%: n juoksevan juotteen.
• Suurennuslasi on kätevä havaita juotosillat.
• Ota aikaa, tee erä kerrallaan ja tarkista kaikki liitokset ennen kuin jatkat seuraavalle alueelle.
• Pidä juotosraudasi aina puhtaana.

LEDien punaisen värin vuoksi tarvitaan todennäköisesti erilainen vastusarvo kuin vihreällä ja sininen merkitsin piirilevyjen A, B ja C nykyiset rajoittavat vastukset. Nyt on aika määrittää viipaleiden lopullinen suunta verrattuna piirilevylle, jotta voidaan määrittää, mikä LED -valojen johto liittyy mihin virranrajoitusvastuksen sijaintiin.

Kun se on valmis, puhdistin levyn PCB -puhdistusaineella, pesen sen saippualla ja vedellä ja kuivasin sen perusteellisesti.

Valmiiden piirilevyjen testaaminen

Ennen kuin asetamme tämän sivulle, meidän on testattava, että kaikki toimii.

Latasin Kevinin Arduino -koodin (megaa varten sinun on tehtävä joitain pieniä muutoksia) ja kehitin yksinkertaisen testiohjelman, joka vilkuttaa kaikki LEDit jatkuvasti ja pois.

Testata:

• Tein LED -testauslangan ottamalla yhden värin LED -valon, pitämällä 100 ohmin vastusta toisessa johtimessa ja lisäämällä sitten pitkän langan jokaiseen avoimeen päähän. Hieman sähköteippiä avoimen johtimen ympärillä pysäyttää kaikki oikosulut ja merkitsee positiivisen (anodi) johdon LEDistä.
• Liitä suoritin (minun tapauksessani Arduino mega) levyyn 6 liittimellä
• Kytke virta piirilevyyn virtalähteestä
• Liitä anodin mittausjohto piirilevyn 5 voltin lähteeseen
• Aseta sitten katodijohto LED -testausjohtimesta vuorotellen jokaiseen piirilevyn kuution katodiliittimeen.
• Kun kaikki on hyvin, testausjohdon LED -valon pitäisi vilkkua ja sammua, jos niin, siirry seuraavaan.
• Jos se ei vilku, olet vianetsinnässä. Tarkistin ensin juotosliitoksesi mahdollisten kuivien liitosten varalta. Tämän lisäksi suosittelen, että työskentelet vuorotellen pois työvuororekisteristä ja tarkistat komponentin kerrallaan.

Testaa kaikki 192 katodia ja muokkaa sitten koodiasi testataksesi anodikerroksen ohjaimet, vaihda LED -testijohto ja kytke se maahan ja testaa jokainen 8 -kerrosohjain.

Kun olet suorittanut ja testannut piirilevyn, hauskuus todella alkaa - nyt rakentaa kuutio.

Vaihe 6: Kuution rakentaminen

Anoditason liittimien valmistelu - toinen jigi

Meillä on vielä yksi tuote valmistettavaksi, ennen kuin aloitamme 8x8 viipaleiden juottamisen piirilevylle.

Kun lisäämme viipaleita, meidän on lisättävä aaltosulkeet kunkin viipaleen ulkopuolelle, jotka yhdistävät vaakasuorat viipaleet yhteen.

Koska olemme yhdistäneet kaikki LEDit silmukoilla kehysjohtoihin, älä pysähdy nyt.

Anodisten ristikannattimien rakentaminen:

• Ota toinen pituus puusta, jota käytit kiskoihin, ja piirrä viiva kiskon keskelle.
• Tee 8 viivaa tälle linjalle 30 mm: n välein.
• Ota 8 0,8 mm: n poranterää ja poraa ne puuhun, jättäen poranterän puuhun siten, että varsi ulkonee noin 10 mm: n päähän pinnasta.
• Katkaise kehystyslangan pituus ja suorista se kuten ennen.
• Kierrä langan toinen pää ensimmäisen poranterän ympärille muodostaen silmukka ja kierrä sitten lanka jokaisen seuraavan poranterän ympärille muodostaen suoran langan, jossa on 8 silmukkaa pituudeltaan.

Tämä vaatii jonkin verran harjoittelua, mutta yritä manipuloida lankaa kaikkien silmukoiden muodostamisen jälkeen, jotta lanka saadaan mahdollisimman suoraksi. Irrota lanka varovasti poranteristä ja yritä suoristaa se kokonaan.

Lopulliseen kuutioon tarvitset 16 pituista lankaa, joissa jokaisessa on 8 silmukkaa, mutta rakennusprosessin aikana on kätevää, että kädessä on useita kahden ja kolmen silmukan pituuksia jokaisen uuden viipaleen tukemiseksi naapurinsa kanssa.

Lopuksi voimme rakentaa kuution

Meidän on nostettava piirilevy pinnalta, jotta jokainen viiva voidaan kohdistaa ja laskea piirilevylle. Käytin pari pientä muovilaatikkoa piirilevyn kummallakin puolella.

Kun muistat aikaisemmin valitun viipaleen suunnan määrittäessäsi virranrajoitusvastuksien sijaintia, voit nyt laskea ensimmäisen siivun toisessa päässä oleviin reikiin piirilevyyn. Ehdotan, että aloitat kauimpana olevista reikistä ja työskentelet itseäsi kohti.

Tässä näemme edun katodikehyksien leikkaamisesta kulmassa. Tämän avulla voit paikantaa kukin 24 katodijohdosta erikseen.

Leikkeen tukemiseksi ja sen pystysuoran sijainnin määrittämiseksi käytin puukiskoa, jota käytimme anodiliittimien valmistuksessa, ja asetin sen piirilevyä pitkin ensimmäisen LED -valon alle. Insinöörin neliön avulla varmistetaan, että viipale on kohtisuorassa piirilevyyn nähden ja tasainen päästä päähän, joten voit nyt juottaa katodikehystysjohdot piirilevyyn.

Voit testata tämän viipaleen nyt, mutta minusta oli parasta laittaa kaksi ensimmäistä viipaletta piirilevylle ja käyttää lyhyitä 2 -silmukkaisia anodiliittimiä parissa paikassa kahden viipaleen kohdalla ennen ensimmäistä testausta, jotta nämä kaksi ensimmäistä viipaletta olisivat vakaampia. Näiden kahden ensimmäisen jälkeen testaa jokainen siivu vuorotellen ennen seuraavan lisäämistä.

Viipaleiden testaaminen

Anodiajurit ovat piirilevyn toisella puolella ja piirilevyssä on reikiä, joissa lopulta yhdistämme jokaisen kerroksen ohjaimeen. Toistaiseksi käytämme näitä hirsilankojen ja 8 minikrokodilipidikkeen kanssa kiinnittääksesi jokaisen kerroksen jokaisen kerroksen vuorotellen.

Kun katodit on juotettu piirilevyyn ja anodit on kytketty ohjaimiin johdoilla ja leikkeillä, voimme sitten testata siivua muokkaamalla PCB: n testaamiseen käyttämäämme koodia uudella animaatiolla.

• Kirjoita yksinkertainen animaatio sytyttämään kaikki viipaleesi LED -valot kukin väri kerrallaan (kaikki punaiset, sitten vihreät, punaiset ja sitten kaikki valkoiset). Voit määrittää viipaleen numeron muuttujaksi, jotta voit muokata sitä testatessasi jokaista siivua vuorotellen.
• Liitä prosessori ja virta piirilevyyn ja kytke virta päälle.
• Tarkista, että kaikki LEDit palavat kaikissa väreissä.

Ainoa vika, jonka olen havainnut täällä, johtui yhden pystysuoran katodikehystyslangan kuivasta liitoksesta.

Juotos ja testaa jokainen siivu vuorotellen.

Olemme melkein perillä. Meidän on lisättävä kuutioon vielä kaksi elementtiä, nyt olemme juottaneet ja testanneet kaikki 8 viipaletta.

Anodikerrosliittimet

Nyt voimme purkaa anodiliittimet 8 silmukalla, jotka olet valmistanut aiemmin.

Pujota nämä viipaleiden yli, jotka yhdistävät saman kerroksen kussakin viipaleessa molemmilla dioilla. Siirsin omiani, kunnes ne olivat noin 5 mm: n päässä lähimmästä LED -katodijohdosta. Varmista, että ne näyttävät suoralta ja tasaisilta ennen kaikkien silmukoiden juottamista ja yhdistä kaikki 8 anodikerrosta yhteen.

Anodiajurin liittimet

Irrota kaikki viipaleiden testaamiseen aiemmin käytetyt johdot piirilevyn anodiohjaimen rei'istä ja varmista, että reiät ovat puhtaita juotoksesta - juotos sydän on ystäväsi täällä.

Jokainen PCB: n 8 anodiajurista on liitettävä PCB: n yksittäiseen kerrokseen. Piirilevyn virtaliitäntöjä lähinnä oleva anodiohjain on kytkettävä alimmalle tasolle ja sitten asteittain taaksepäin kohti piirilevyn takaosaa ja 8. kerrosta.

Taivuta pieni suorakulma suoristettuun kehyslankaan ja laske langan pitkä sivu kuution läpi piirilevyn anodiohjaimen reikään. Varmista, että lanka on suora ja vaakasuora, älä kosketa muita kuution lankoja ja juota tämä kuution anodikerrokseen ja piirilevyyn

Täydellinen kaikille 8 anodiajurille.

Vaihe 7: Se on valmis

Rakentaminen on ohi, olet valmis.

Kaiken tämän valmistelun, rakentamisen ja testaamisen kanssa on nyt helppoa.

• Liitä virtalähde piirilevyyn
• Liitä prosessori piirilevyyn.
• Virta päälle.
• Lataa tai ota käyttöön ohjelmistosi animaatiot, lataa prosessorille ja anna sen tehdä se

Tapauksen tekeminen

Haluat suojata sijoituksesi kaikkien näiden tuntien jälkeen.

Teimme kotelon joistakin tammilevyistä ja pienestä kerroksesta ja rakensimme vetoketjun taakse, josta pääsimme virtalähteeseen ja Arduinoon, sekä asensimme USB -pistokkeen kotelon takaosaan helpottamaan pääsyä uudelleenohjelmointiin.

Sitten lopetimme sen akryylikotelolla osoitteesta acrylicdisplaycases.co.uk. Erittäin hyvin suositeltavaa.

Sinulle

Nyt on kaksi asiaa, joihin voit kääntää mielesi:

• Millaisen tuen/laatikon haluat suunnitella ja rakentaa tukemaan piirilevyä ja sisältämään virtalähteen ja prosessorin - jätän sen mielikuvitukseesi.
• Tutustu koodiin ja ala suunnitella ja kirjoittaa omia animaatioita. Kevin, Nick ja SuperTech-IT ovat tehneet hienoa työtä aloittaakseen matkasi.

Vaihe 8: Leike lopullisesta tuotteesta toiminnassa

Kiitokset Kevinille ja SuperTech-IT: lle animaatioista sekä muutamasta omasta, jonka olen tähän mennessä luonut

Vaihe 9: Animaatio - Snakes

Yksi omista animaatioistani jaettavaksi Kevin Darrahin koodin avulla

Kutsu seuraavaa tyhjäksi

käärmeet (200); // Toistoja

Vaihe 10: Kun olet urassa

Veljeni ja minä olemme nyt rakentaneet yhden ja työskentelemme kolmannen kanssa:-)

PÄIVITYS - Kolmas kuutio on nyt valmis ja aiomme saattaa tämän myyntiin eBayssa yhdessä kahden ylimääräisen piirilevylevyn kanssa (ja ohjeet).

Teemme joitain muutoksia piirilevyyn lähinnä seuraavan projektimme - 16x16x16 RGB LED -kuution - kehittämisen tukemiseksi

Vaihe 11: Arduino -megakoodini uusin versio

Liitteenä löydät täältä uusimman version koodistani.

Tämä on pääasiassa otettu Kevin Darrahin kehittämästä ratkaisusta, mutta olen siirtänyt sen Arduino Megaan ja lisännyt animaatioita joko muista lähteistä tai kehittänyt itse.

Arduino Megan nastat ovat:

• Salpa - tappi 44
• Tyhjä - nasta 45
• Tiedot - nasta 51
• Kello - nasta 52