3x3x3 LED -kuutio Arduino Lib: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

LED-kuutioiden rakentamisesta on muitakin ohjeita, tämä on erilainen useista syistä: 1. Se on rakennettu pienellä määrällä valmiita komponentteja ja kiinnittyy suoraan Arduinoon. 2. Selkeä, helposti toistettava piirikaavio sisältää runsaasti valokuvia. 3. Ohjelmistossa käytetään ainutlaatuista lähestymistapaa, joka tekee kuution ohjelmoinnista helpompaa ja ilmeikkäämpää. Tarvittavat osat: - 1 perfboard - 3 NPN -transistoria (2N2222, 2N3904, BC547 jne.) - 12 vastusta (~ 220 ohmia ja ~ 10 k ohmia) - 13 otsikkoa (uros tai naaras) - 27 LEDiä - johto

Vaihe 1: Valmista LEDit

Tämä vaihe seuraa suurelta osin LED -kuutiota 4x4x4, mutta rakennamme sen sijaan 3x3x3 -kuution. Tämän kokoinen kuutio on suunnilleen niin suuri kuin saa ilman lisäpiirejä ja monimutkaisuutta. Tarvitsemme yhteensä 27 LEDiä, jotka ryhmitellään kolmeen yhdeksään sarjaan. Jokaisella yhdeksällä LED -valolla on yhteinen yhteys katodiensa (negatiiviset johdot) välillä. Kutsun kutakin näistä sarjoista "tasona". Kukin tason yhdeksästä LEDistä on kytketty vastaaviin LEDeihin kahdella muulla tasolla anodien (positiiviset johdot) kautta. Näitä kutsutaan "sarakkeiksi". Jos tämä ei ollut järkevää, siitä tulee itsestään selvää, kun rakennamme kuutiota. Aluksi käytämme poraa luodaksemme jigin pienestä puupalasta. Jigi pitää LEDit paikallaan juotessamme niitä. Päätin sijoittaa reiät noin 5/8 tuuman välein (~ 15 mm), mutta tarkka etäisyys ei ole kriittinen. Reiän tulisi sopia tiukasti LEDin ympärille, koska emme halua niiden liikkuvan juottamisen aikana. Katodi voidaan tunnistaa kolmella tavalla: 1) se on lyhyempi jalka, 2) se on pyöreän LEDin tasaisella puolella, 3) se on kytketty suurempaan kappaleeseen LEDin sisällä. Varmista, että taivutat katodia samaan suuntaan kaikkien LED -valojen kanssa. Nyt olemme valmiita aloittamaan juottamisen.

Vaihe 2: Juottaa LEDit

Aseta yhdeksän LEDiä vasta rakennetusta jigistäsi. Aseta ne siten, että jalat osoittavat samaan suuntaan vastapäivään. Valokuvissa katodi osoittaa myötäpäivään anodi ulospäin, mutta kääntäisin LEDit ympäri, jos tekisin sen uudelleen, jotta jalka ei estä LED -valon näkymää. Juotos sivut yhteen, yksi pari kummallekin puolelle. Käytä pieniä pidikkeitä pitääksesi jalat kiinni toisiinsa juotettaessa. Kun jokainen neljästä sivusta on juotettu, siirrä pidikkeitä pitämään kulmat yhdessä ja levitä juotetta kumpaankin. Lopuksi juotetaan keskimmäisen LEDin katodi toiselle puolelle ja leikataan ylimääräinen pois. Toista kolme kertaa. Sinulla pitäisi nyt olla kolme sarjaa yhdeksän LEDiä. Aseta kaksi sarjaa päällekkäin. Pidä etäisyys yhtä suuri kuin LEDien välinen etäisyys. Kun olet tyytyväinen etäisyyksiin, voit kiinnittää jokaisen jalkasarjan kahdella pidikkeellä, yksi kumpaankin suuntaan, jotta jalat pysyvät tukevasti paikallaan juottamisen aikana. Saatat joutua taipumaan LED -valon ympärille saadaksesi hyvän yhteyden. Juotos jokainen yhdeksästä parista yksi kerrallaan. Tee tämä vielä kerran ja olet valmis kuution kanssa. Aseta kuutio kipsilevyn toiselle puolelle. Varmista, että yhdeksän jalkaa on sijoitettu tasaisesti toisistaan, kun ohjaat jokaisen reiän läpi. Laudallani on viisi reikää jokaisen jalkasarjan välissä. Haluat jättää niin paljon tilaa kuin mahdollista laudan toiseen päähän eri osien sovittamiseksi. Lisää muutamia pidikkeitä pitämään jalat paikoillaan, kun olet tyytyväinen sijoitteluun. Jätä paljon jalkaa pohjan läpi, koska tämä helpottaa vastusten juottamista myöhemmin. Käännä lauta ympäri ja juota jokainen jalka pitämään ne paikallaan. Käännä kuutio ympäri, kun kaikki jalat on juotettu. Lopuksi meidän on juotettava lyijy jokaiselta tasolta levyn pohjan läpi. Kuori kiinteä lanka ja taivuta pieni koukku toisesta päästä. Ripusta koukku yhteen keskimmäisten LED -valojen jaloista ja johda se rei'ityslevyn reiän läpi. Juotos koukun pää, jotta lanka pysyy paikallaan. Toista uudelleen kahdelle muulle tasolle. Seuraava vaihe on rakentaa loput piiristä.

Vaihe 3: Rakenna piiri

Piiri on melko yksinkertainen. Jokainen yhdeksästä sarakkeesta kytkeytyy Arduinon nastaan virranrajoitusvastuksen kautta. Jokainen kolmesta tasosta muodostaa yhteyden maahan NPN -transistorin kautta, kun Arduino -nasta aktivoi ne. Käytämme Arduinolla yhteensä 12 ulostuloa, mutta virtalähteenä on 18 LEDiä. Temppu on, että vain yksi taso voidaan valaista kerrallaan. Kun taso on kytketty maahan, kukin kyseisen tason LED -valo voidaan syöttää erikseen yhdestä yhdeksästä muusta Arduino -nastasta. Jos sytytämme tasot riittävän nopeasti, näyttää siltä, että kaikki kolme tasoa palavat samanaikaisesti. Rakennetaan piiri. Ensimmäinen vaihe on valmistella yhdeksän virranrajoitusvastusta. Käytän 220 ohmia per neula, joka vetää noin 22 mA. Arvo voi vaihdella käytettävien LED -valojen mukaan, mutta pysyy noin 135 ja 470 ohmin välillä. Jokainen nasta voi tuottaa jopa 40 mA. Huoneen säästämiseksi haluamme juottaa vastukset pystyasentoon. Taivuta yksi johto alas niin, että molemmat johtimet ovat yhdensuuntaiset toistensa kanssa. Tee tämä kaikille yhdeksälle vastukselle. Kun vastukset ovat valmiita, juotamme ne yksi kerrallaan. Helpottaaksemme juotamme vastusjohdot suoraan muihin komponentteihin sen sijaan, että käyttäisimme jokaiselle erillistä johtoa. Vastuksen toinen pää kytkeytyy pylvääseen ja toinen otsikkoon. Aloita ensimmäisestä LED -rivistä, joka on lähinnä vastuksia, ja jatka takaisin. Kun jokainen rivi on valmis, voit eristää päällekkäiset johtimet pienellä teipillä, jotta vältetään oikosulku. Katso kuvista ja kaaviosta, miltä tämä näyttää, kun se on valmis. Nyt kun sarakkeet ovat poissa tieltä, seuraava askel on juottaa komponentit, jotka ohjaavat tasoja. Arduino -nasta aktivoi NPN -transistorin kannan 10k: n (tai sen ympärillä) virranrajoitusvastuksen kautta. Tämä yhdistää vastaavan tason maahan, joka antaa virran kulkea LEDien läpi. Katso kuvat ja kaavio. Kun LED-valot on suoritettu, niiden on liitettävä Arduinon nastoihin 2-10 ja tasojen tulee liittyä nastoihin 11-13, alhaalta ylös. Nastat ovat myös konfiguroitavissa ohjelmistossa, jos tarvitset eri asennuksen. Piiri on nyt valmis, aika siirtyä ohjelmistoon!

Vaihe 4: Ohjelmiston käyttö

Löysin muutamia koodiesimerkkejä kelluvan verkon ympärillä LED -kuution ohjaamiseksi. He kaikki tarvitsivat suuria binaari- tai heksadesimaalitietoja LEDien ohjaamiseen. Ajattelin, että on oltava helpompi tapa, joten päätin kirjoittaa oman ohjelmistoni. Ensimmäinen päätökseni oli saada ohjelmisto peilaamaan laitteisto. Tämä tarkoitti jokaisen LED -osoitteen osoittamista sarakkeen ja tason mukaan raakaporttitiedon tai perinteisen x, y, z sijaan. Toinen päätös oli aloittaa perustoiminnoilla, kuten yhden valon sytyttäminen tai sammuttaminen ja rakentaminen sieltä. Lopuksi päätin esitellä kaksi ominaisuutta, jotka ovat hyödyllisiä mielenkiintoisempien vaikutusten aikaansaamiseksi. Yksi on puskuri, jonka avulla perustoiminnot voivat rakentaa monimutkaisempia malleja. Toinen on sekvenssitoiminto, joka sytyttää joukon LED -valoja yksi kerrallaan tai kaikki kerralla. Kirjasto aloitti menettelykoodina ja löysinä toimintoina. Sieltä oli erittäin helppoa seurata opetusohjelmaa uudelleenkäytettävän Arduino -kirjaston luomiseksi. Muista ladata kirjasto ja purkaa se luonnos-/kirjastoihin. Jos asetukset on tehty oikein, löydät esimerkin Arduino -ohjelmistosta kohdasta Tiedosto> Esimerkit> LedCube> ledcube. Koodi on saatavana myös Githubissa osoitteessa gzip/arduino-ledcube. Kiitos lukemisesta!