3x3x3 Kub LED me Arduino Lib: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:34

Ka udhëzime të tjera për ndërtimin e kubeve LED, kjo është e ndryshme për disa arsye: 1. It'sshtë ndërtuar me një numër të ulët të përbërësve jashtë raftit dhe lidhet drejtpërdrejt me Arduino. 2. Një diagram qarkor i qartë, i lehtë për tu riprodhuar sigurohet me shumë fotografi. 3. Një qasje unike përdoret për softuerin i cili e bën programimin e kubit më të lehtë dhe më ekspresiv. Pjesët e nevojshme: - 1 Perfboard - 3 Transistorë NPN (2N2222, 2N3904, BC547, etj.) - 12 Rezistorë (220 h Ohms dhe k 10k Ohm) - 13 Koka (meshkuj ose femra) - 27 LED - Tela

Hapi 1: Përgatitni LED -të

Ky hap kryesisht ndjek Kubin LED 4x4x4, por ne do të ndërtojmë një kub 3x3x3. Një kub i kësaj madhësie është po aq i madh sa bëhet pa futur qark dhe kompleksitet shtesë. Do të na duhen gjithsej 27 LED që do të grupohen në tre grupe prej nëntë. Çdo grup prej nëntë LED do të ndajnë një lidhje të përbashkët mes katodave të tyre (drejtime negative). Unë do t'i referohem secilit prej këtyre grupeve si një "nivel". Secila nga nëntë LED në një nivel është e lidhur me LED përkatëse në dy nivelet e tjera përmes anodave të tyre (drejtime pozitive). Këto do të quhen "kolona". Nëse kjo nuk kishte kuptim, do të bëhet vetë shpjeguese ndërsa ndërtojmë kubin. Për të filluar, ne do të përdorim një stërvitje për të krijuar një kunj nga një copë e vogël druri skrap. Jig do të mbajë LED -të në vend ndërsa ne i lidhim ato. Vendosa t'i vendos vrimat rreth 5/8 inç (~ 15 mm), por distanca e saktë nuk është kritike. Vrima duhet të ketë një përshtatje të ngushtë rreth LED pasi ne nuk duam që ata të lëvizin gjatë saldimit. Pasi të jetë përfunduar, ne do të përkulim katodën e secilës LED në një kënd prej 90 gradë. Katoda është e identifikueshme në tre mënyra: 1) legshtë këmba më e shkurtër, 2) It'sshtë në anën e sheshtë të një LED të rrumbullakët, 3) është e lidhur me pjesën më të madhe brenda LED. Sigurohuni që ta përkulni katodën në të njëjtin drejtim për të gjitha LED -et. Tani ne jemi gati për të filluar bashkimin.

Hapi 2: Lidhni LED -et

Vendosni së pari nëntë LED në pajisjen tuaj të ndërtuar rishtas. Vendosini ato në mënyrë që këmbët të drejtohen në të njëjtin drejtim kundër akrepave të orës. Fotografitë tregojnë katodën e drejtuar në drejtim të akrepave të orës me anodën nga jashtë, por unë do t'i kthej LED -të nëse e bëja përsëri në mënyrë që këmbët të mos pengonin pamjen e LED. Lidhni anët së bashku, një palë në secilën anë. Përdorni kapëse të vogla për t'i mbajtur këmbët të shtrënguara së bashku gjatë aplikimit të saldimit. Pasi të jenë ngjitur secila nga katër anët, lëvizni kapëset për të mbajtur qoshet së bashku dhe aplikoni saldim në secilën. Së fundi, lidhni katodën e LED -it të mesëm në njërën anë dhe shkurtojeni tepricën. Përsëriteni tri herë. Tani duhet të keni tre grupe me nëntë LED. Poziciononi dy nga grupet njëra mbi tjetrën. Mbani distancën të barabartë me hapësirën e krijuar tashmë midis LED -ve. Pasi të jeni të kënaqur me ndarjen, mund të kapni secilën grup këmbësh duke përdorur dy kapëse, një në secilin drejtim, për t'i mbajtur këmbët fort në vend gjatë bashkimit. Ju mund të keni nevojë të përkuleni rreth një LED për të pasur një lidhje të mirë. Lidhni secilën nga nëntë palët, një nga një. Bëjeni këtë edhe një herë dhe mbaroni me kubin. Vendoseni kubin në njërën anë të tabelës së shpinës. Sigurohuni që nëntë këmbët të jenë të vendosura në mënyrë të barabartë ndërsa i drejtoni secilën përmes një vrime. Bordi im ka pesë vrima midis secilës grup këmbësh. Ju dëshironi të lini sa më shumë hapësirë të jetë e mundur në anën tjetër të tabelës për të përshtatur përbërësit e ndryshëm. Shtoni disa kapëse për të mbajtur këmbët në vend pasi të jeni të kënaqur me pozicionimin. Lëreni shumë këmbë të futen në fund pasi kjo do ta bëjë më të lehtë lidhjen e rezistorëve më vonë. Kthejeni bordin dhe lidhni secilën prej këmbëve për t'i mbajtur ato në vend. Kthejeni kubin mbrapsht pasi të jenë ngjitur të gjitha këmbët. Së fundmi ne duhet të lidhim një plumb nga secili prej niveleve poshtë në fund të tabelës. Zhvesh një copë tel të fortë dhe përkul një grep të vogël në njërën anë. Varni grepin në njërën nga këmbët LED të qendrës dhe drejtojeni atë përmes një vrimë në tabelën e shpinës. Lidhni fundin e grepit për ta mbajtur tela në vend. Përsëriteni përsëri për dy nivelet e tjera. Hapi tjetër është ndërtimi i pjesës tjetër të qarkut.

Hapi 3: Ndërtoni qarkun

Qarku është mjaft i thjeshtë. Secila nga nëntë kolonat do të lidhet me një kunj në Arduino përmes një rezistence kufizuese aktuale. Secili nga tre nivelet lidhet me tokën përmes një transistori NPN kur aktivizohet nga një kunj Arduino. Ne do të përdorim gjithsej 12 kunja dalëse në Arduino, por ka 18 LED në fuqi. Truku është se vetëm një nivel i vetëm mund të ndizet në të njëjtën kohë. Kur një nivel është i lidhur me tokën, secila prej LED -ve në atë nivel mund të fuqizohet individualisht përmes njërës prej nëntë kunjave të tjerë Arduino. Nëse i ndezim nivelet mjaft shpejt do të duket sikur të tre nivelet janë ndezur në të njëjtën kohë. Le të ndërtojmë qarkun. Hapi i parë është përgatitja e nëntë rezistencave kufizuese aktuale. Unë jam duke përdorur 220 Ohms për pin e cila do të tërheqë rreth 22mA. Vlera mund të ndryshojë në varësi të LED -ve që po përdoren, por qëndrojnë midis rreth 135 dhe 470 Ohm. Çdo kunj është i aftë të furnizojë deri në 40mA. Në mënyrë që të kursejmë hapësirën, ne duam t'i bashkojmë rezistorët në një pozicion vertikal. Përkulni një plumb poshtë në mënyrë që të dy drejtuesit të jenë paralel me njëri -tjetrin. Bëni këtë për të nëntë rezistorët. Pasi rezistencat të jenë gati, ne do t'i bashkojmë ato një nga një. Për ta bërë më të lehtë, ne do të lidhim rezistencën drejtpërdrejt me komponentët e tjerë në vend që të përdorim një tel të veçantë për secilin. Një fund i rezistencës do të lidhet me një kolonë dhe tjetri do të lidhet me një kokë. Filloni me rreshtin e parë të LED -ve që është më afër rezistorëve dhe vazhdoni rrugën tuaj mbrapa. Pasi të përfundojë çdo rresht, mund të përdorni një copë kasetë të vogël për të izoluar kapëset e mbivendosura në mënyrë që të parandaloni një shkurtim. Referojuni fotove dhe diagramit për të parë se si do të duket kjo pasi të ketë mbaruar. Tani që kolonat janë jashtë rrugës, hapi tjetër është bashkimi i përbërësve që kontrollojnë nivelet. Baza e një tranzistori NPN do të aktivizohet nga një kunj Arduino përmes një rezistori kufizues aktual prej 10k (ose aty). Kjo do të lidhë nivelin përkatës me tokën, e cila do të lejojë që rryma të rrjedhë nëpër LED. Referojuni fotografive dhe diagramit. Pasi të kenë përfunduar LED-të duhet të lidhen me kunjat 2-10 në Arduino dhe nivelet duhet të lidhen me kunjat 11-13, nga poshtë lart. Kunjat gjithashtu mund të konfigurohen në softuer nëse keni nevojë për një konfigurim tjetër. Qarku tani është i kompletuar, koha për të kaluar në softuer!

Hapi 4: Përdorimi i Softuerit

Kam gjetur disa shembuj të kodit që notojnë rreth rrjetës për kontrollin e një kubi LED. Të gjithë ata kërkonin grupe të mëdha të të dhënave binare ose gjashtëkëndore për të kontrolluar LED -të. Mendova se duhet të ketë një mënyrë më të lehtë, kështu që vendosa të shkruaj softuerin tim. Vendimi im i parë ishte ta bëja softuerin të pasqyrojë harduerin. Kjo nënkuptonte adresimin e secilës LED me kolonë dhe nivel në vend që të përdorni të dhëna të papërpunuara të portit ose tradicionale x, y, z. Vendimi i dytë ishte të fillonte me funksionet themelore, si ndezja ose fikja e një drite të vetme dhe ndërtimi nga atje. Së fundmi vendosa të prezantoj dy veçori të cilat janë të dobishme për efekte më interesante. Njëra është një tampon i cili lejon funksionet themelore të ndërtojnë modele më komplekse. Tjetri është një funksion i sekuencës që ndez një sërë LEDs një nga një, ose të gjitha menjëherë. Biblioteka filloi si kod procedural dhe funksione të lirshme. Nga atje ishte shumë e lehtë të ndiqni mësimin për të krijuar një bibliotekë të ripërdorshme Arduino. Sigurohuni që të shkarkoni bibliotekën dhe ta hapni atë në sketchbook/biblioteka. Nëse është konfiguruar si duhet, duhet të gjeni një shembull në programin Arduino nën Skedar> Shembuj> LedCube> ledcube. Kodi është gjithashtu i disponueshëm në Github në gzip/arduino-ledcube. Faleminderit per leximin!