Kubi i udhëhequr 8x8x8: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Në këtë udhëzues, ne do të tregojmë se si të ndërtojmë një Kub të Led 8x8x8. E gjitha filloi si një ide për lëndën "Elektronikë Kreative", që i përkasin modulit të vitit të 4-të Inxhinierisë Elektronike në Universitetin e Málaga, Shkolla e Telekomunikacionit:

Projekti në përgjithësi konsiston në një bashkë-dizajn hardware dhe softuer. Pjesa e harduerit përbëhet nga Kubi, dhe të gjitha lidhjet, si dhe një bazë të cilat mbështesin dizajnin. Pjesa e softuerit përbëhet nga një bibliotekë e shkallëzuar, e cila është zbatuar në mënyrë që të jetë e dobishme për projekte të tjera.

Të kontrolluar nga një Arduino Uno, pesëqind e dymbëdhjetë ledë formojnë këtë kub, dhe ndërsa ndahen në kolona dhe shtresa, secila prej tyre mund të ndizet individualisht.

Ne paraqesim disa hapa që mund ta bëjnë projektin më të lehtë, megjithëse kjo kërkon disa ditë për tu bashkuar. Për projektin, ne kemi përdorur Blue Leds dhe transistorë NPN.

Këtu i bashkëngjitim një listë me materialin e nevojshëm:

• 512 LED.
• 64 Rezistenca prej 220 ohms.
• 9 Regjistra Shift 74HC595.
• 16 Transistorë 2N222.
• Bordi i shkumës.
• Disa metra tela të hollë (1.2mm).
• Tela me shirita.
• Lidhës (meshkuj dhe femra).
• Furnizimi me energji elektrike.
• Pllakë e shpuar paraprakisht (PCB).
• Mbështetje për strukturën.
• Kuti druri për strukturën.

Shpresojmë që të gjithë njerëzve ta pëlqejnë këtë udhëzues.

Hapi 1: Vizatimi i modelit për LED

Hapi i parë është të vizatoni një model për ta bërë më të lehtë procesin e ushtarit. Në një dërrasë shkumë, ne duhet të vizatojmë një katror dhe ta ndajmë në 64 sheshe të vegjël, të gjithë të ndarë një centimetër. Në kryqëzimin e një sheshi të vogël me një tjetër, ne duhet të bëjmë një vrimë me një kaçavidë, për shembull, në mënyrë që të vendosim ledet brenda tyre për t'i ushtruar ato.

Hapi 2: Ndërtoni një bazë

Ne duhet të bëjmë një bazë ku ledet do të pushojnë. Bettershtë më mirë ta bëni me një dërrasë druri, e cila nuk është e rëndë, por as e dobët. Pas marrjes së tabelës, duhet të përsërisim hapin 1, por tani këtu. Ne duhet të shënojmë drurin, duke vizatuar një katror prej 8 inç, ku brenda, do të vizatohen 64 katrorë të tjerë të një inç.

Pasi të kemi tërhequr të gjitha, është momenti të përdorim një makinë shpimi. Me pak 1mm, ne do të bëjmë një vrimë e cila shpon drurin në kryqëzimin e secilit katror, në mënyrë që të vendosim telat që do të mbajnë strukturën brenda tyre.

Merrni makinën tuaj të shpimit dhe stërviteni larg!

Ne kemi bërë një video për t'ju treguar se si të veproni. Rezultati përfundimtar duhet të duket si këto fotografi të dhëna këtu.

Hapi 3: Vendosni Telat Drejt

Bettershtë më mirë që struktura të përdor tela midis llambave, sepse ato do ta bëjnë strukturën më të ngurtë ose jo fleksibël. Siç zakonisht telat shiten në një rrotull, ne duhet t'i vendosim ato drejt. Edhe për këtë hap do të na duhet një makinë shpuese.

Ne duhet të presim tela dhe të vendosim një fetë në makinën e stërvitjes. Pasi të jetë fiksuar në të, ne duhet të mbajmë pjesën tjetër të telit dhe të ndezim makinën e stërvitjes. Në pak sekonda, teli do të jetë drejt si një qiri!

Ne ju tregojmë se si ta bëni këtë proces në video, dhe ne japim një çelës për ta bërë procesin më të shpejtë: mund të shkurtoni një tel më të gjatë, ta drejtoni atë një herë, dhe pastaj ta prisni.

Hapi 4: Lidhni një Shtresë

Pasi të jemi të sigurt se të gjitha llambat ndizen mirë, është momenti t'i lidhim ato. Ne duhet të ndajmë katodat dhe anodat, për ta bërë procesin më të shpejtë.

Në këtë hap, të gjitha katodat do të lidhen. Do të përdoren 64 llamba dhe 11 tela: një për secilën rresht dhe 3 të tjera për të mbajtur strukturën. Ju mund të shihni se si ia dolëm. Ne vendosëm 3 monedha prej 10 cent për të vendosur të gjitha telat në të njëjtën lartësi, dhe pastaj, fillimi i procesit.

Veryshtë shumë e rëndësishme të kontrolloni pas procesit të saldimit që të gjitha llambat janë ngjitur mirë. Ju mund ta bëni këtë duke përdorur Arduino, duke lidhur një tel me GND dhe duke hetuar me hyrjen 5V secila led, siç mund ta shihni në video.

Mos harroni të shkurtoni pjesën e secilës katodë që nuk ka qenë ushtare.

Dhe tani keni bërë njërën, vazhdoni me shtatë të tjerët!

Ne bëmë disa fotografi për të treguar procesin gjithashtu.

Hapi 5: Bëni Strukturën e Kubit

Nëse keni mbaruar bashkimin, hapi tjetër është të bëni strukturën e Kubit. Ne do të bashkojmë një shtresë mbi tjetrën, duke e ndarë atë me disa jastëkë të bërë me shkumë, siç tregojmë në foto.

Në këtë hap, të gjitha anodat duhet të ngjiten në tela. Çelësi është të mbani telat vertikalë kur është koha për të futur shtresën në strukturë, dhe puna juaj nuk do të jetë shumë e komplikuar.

Siç kemi thënë më parë, është shumë e rëndësishme të kontrolloni pasi të keni bashkuar punën e duhur të llambave. Mos harroni në këtë hap për të hequr këmbën e tepërt të anodës. It'sshtë më e lehtë ta bësh tani, në vend që ta bësh në fund.

Përparimi do të përfundojë kur 8 shtresat të jenë njëra mbi tjetrën nga anodat. Pas tij, anodat do të ngjiten në një PCB.

Functioningshtë e nevojshme të lidhni kabllot vertikale nga baza në secilën shtresë vertikale të LED -ve për funksionimin e duhur të secilës shtresë dhe të orientoni led në akset x, y dhe z. Këtë mund ta shihni në fotografi.

Hapi 6: Lidhni bazën

Ne duhet të bashkojmë shtresat përkatëse duke përdorur tela shiritash, në të cilët do të shtojmë lidhës që do të hyjnë në tabelën e qarkut të shtypur, për të ndriçuar përfundimisht kubin.

Çdo kolonë do të ketë një kabllo të ngjitur, dhe çdo 8 kolona, të cilat formojnë një shtresë vertikale, do të bashkohen me të njëjtin lidhës mashkull, i cili më pas do të futet në një lidhës femër në PCB. Shtresat horizontale gjithashtu do të mbajnë një lidhës në mënyrë që të kenë katodat së bashku për t'u lidhur me PCB.

Hapi 7: Saldoni qarkun

Duke ndjekur skemën e qarkut, ne do të bashkojmë të gjithë përbërësit në pllakën e shpuar, duke tejkaluar ato lidhje që janë të nevojshme dhe duke tërhequr kabllon në rast se nuk ka vend për saldim.

Për këtë hap na duhen:

• Pllakë e shpuar (mund të jetë shirita ose pa model). Ne kemi përdorur pa model
• Rezistencat
• Lidhës meshkuj
• Regjistrimet
• Transistorët NPN
• Kabllo me shirita

Hapi 8: Mbështetje Cube

Ne do të përpunojmë një mbështetje, në rastin tonë prej druri, ku do të prezantojmë qarkun dhe do të mbështesim kubin.

Si e kemi bërë? Një kuti 26 cm e gjerë, 31 e gjatë dhe 10 e lartë. Ne vendosëm disa mbështetëse të vogla që do të parandalojnë që kubi të bjerë në fund të kutisë, duke dëmtuar kështu qarkun që shkon poshtë.

Hapi 9: Kodi dhe Programimi

Kodi përbëhet nga një grup Boolean me 512 vlera që përfaqësojnë statusin e secilit led.

It'sshtë e ndarë në dy pjesë, njëra është përgjegjëse për ndryshimin e statusit të secilit të udhëhequr nga ndryshimi i vlerave në grup, pjesa tjetër është përgjegjëse për dërgimin e informacionit në regjistra.

Për dërgimin e informacionit në regjistra, funksioni shiftOut () përdoret, duke pasur si hyrje një të dhënë të tipit bajt, ai gjeneron orën dhe sinjalet e të dhënave për transmetimin serik me regjistrat.

Nevoja për të përkthyer grupin Boolean në një grup të tipit bajt shfaqet, secili bajt përfaqëson një rekord. Në varësi të madhësisë së kubit për të krijuar numrin e regjistrave të ndërrimit në projekt ndryshon. Kjo pjesë e kodit është e shkallëzueshme për të lehtësuar dërgimin e informacionit në kube me madhësi të ndryshme.

Për krijimin e animacioneve në kub ne përdorim funksionin voxelWrite (), ky funksion na lejon të ndryshojmë gjendjen e një led sipas disa koordinatave x, y, z.

në lidhjen e mëposhtme në faqen tonë në GitHub, mund të gjeni informacione të dobishme: