3x3x3 LED kocka s Arduino Lib: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:39

Postoje i drugi Instructables o izgradnji LED kockica, ovaj je drugačiji iz nekoliko razloga: 1. Izrađen je s malim brojem komponenti koje se mogu nabaviti i spaja se izravno na Arduino. 2. Jasan, lako reproduciran dijagram kola isporučuje se s mnogo fotografija. 3. Jedinstven pristup koristi se za softver koji programiranje kocke čini lakšim i izražajnijim. Potrebni dijelovi: - 1 Perfboard - 3 NPN tranzistora (2N2222, 2N3904, BC547, itd.) - 12 otpornika (~ 220 ohma i ~ 10k ohma) - 13 zaglavlja (muški ili ženski) - 27 LED dioda - žica

Korak 1: Pripremite LED diode

Ovaj korak uvelike slijedi LED kocku 4x4x4, ali umjesto toga ćemo graditi kocku 3x3x3. Kocka ove veličine je otprilike onoliko velika koliko se dobije bez uvođenja dodatnih sklopova i složenosti. Trebat će nam ukupno 27 LED dioda koje će biti grupirane u tri seta od devet. Svaki set od devet LED dioda dijelit će zajedničku vezu među svojim katodama (negativni vodi). Nazvat ću svaki od ovih skupova kao "razinu". Svaka od devet LED dioda na razini povezane su svojim anodama (pozitivni vodi) na odgovarajuću LED diodu na druge dvije razine. Oni će se nazivati "stupci". Ako to nema smisla, postat će samo po sebi razumljivo dok gradimo kocku. Za početak ćemo upotrijebiti bušilicu za stvaranje uboda od malog komada starog drveta. Sklopka će držati LED diode na mjestu dok ih lemimo. Odlučio sam otvoriti rupe na udaljenosti od 5/8 inča (~ 15 mm), ali točna udaljenost nije kritična. Rupa bi trebala čvrsto prianjati oko LED -a jer ne želimo da se kreću tijekom lemljenja. Nakon što je završetak završen, savijat ćemo katodu svake LED -e pod kutom od 90 stupnjeva. Katoda se može identificirati na tri načina: 1) Kraća je noga, 2) Na ravnoj je strani okrugle LED, 3) Spojena je na veći dio unutar LED -a. Savijte katodu u istom smjeru za sve LED diode. Sada smo spremni za početak lemljenja.

Korak 2: Lemite LED diode

Prvo postavite devet LED dioda u novoizgrađeni uređaj. Postavite ih tako da noge budu usmjerene u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Fotografije prikazuju katodu okrenutu u smjeru kazaljke na satu s anodom okrenutom prema van, ali okrenuo bih LED diode da to učinim ponovno kako noga ne bi ometala pogled na LED. Lepite strane zajedno, po jedan par sa svake strane. Koristite male kopče kako biste držali noge stegnute tijekom nanošenja lemljenja. Nakon što su svaka od četiri strane lemljene, pomaknite kopče da drže kutove zajedno i na svaku nanesite lemljenje. Na kraju, lemite katodu srednje LED diode na jednu stranu i odrežite višak. Ponovite tri puta. Sada biste trebali imati tri seta od devet LED dioda. Postavite dva seta jedan na drugi. Neka udaljenost bude jednaka već utvrđenom razmaku između LED dioda. Nakon što ste se prilagodili razmakom, možete stegnuti svaki set nogu pomoću dvije kopče, po jednu u svakom smjeru, kako bi noge bile čvrsto na mjestu tijekom lemljenja. Možda ćete se morati saviti oko LED diode da biste dobili dobru vezu. Lemite svaki od devet parova, jedan po jedan. Učinite ovo još jednom i gotovi ste s kockom. Postavite kocku s jedne strane perfboard ploče. Pobrinite se da devet nogu budu ravnomjerno postavljene dok svaku vodite kroz rupu. Moja ploča ima pet rupa između svakog seta nogu. Želite ostaviti što je moguće više prostora na drugom kraju ploče za postavljanje različitih komponenti. Dodajte nekoliko isječaka za držanje nogu na mjestu kada budete zadovoljni pozicioniranjem. Ostavite dosta nogu kroz dno jer ćete kasnije lakše lemiti otpornike. Okrenite ploču i lemite svaku od nogu kako biste ih držali na mjestu. Okrenite kocku natrag nakon što su sve noge zalemljene. Na kraju, moramo lemiti vodstvo sa svake razine prema dolje na ploči. Skinite komad čvrste žice i savijte malu kuku na jednom kraju. Objesite kuku na jednu od središnjih LED LED nogu i provedite je kroz rupu na ploči. Lemite kraj kuke kako bi žica ostala na mjestu. Ponovite ponovo za ostale dvije razine. Sljedeći korak je izgradnja ostatka kruga.

Korak 3: Izgradite krug

Krug je prilično jednostavan. Svaki od devet stupaca spojit će se na pin na Arduinu kroz otpornik za ograničavanje struje. Svaka od tri razine povezuje se s uzemljenjem putem NPN tranzistora kada se aktivira pomoću Arduino pina. Na Arduinu ćemo koristiti ukupno 12 izlaznih pinova, ali za napajanje ima 18 LED dioda. Trik je u tome što se odjednom može osvijetliti samo jedna razina. Kad je razina spojena na masu, svaka od LED dioda na toj razini može se napajati pojedinačno putem jednog od devet drugih Arduino pinova. Osvijetlimo li razine dovoljno brzo, činit će se kao da sve tri razine pale istovremeno. Izgradimo krug. Prvi korak je priprema devet otpornika za ograničavanje struje. Koristim 220 ohma po pinu koji će izvući oko 22 mA. Vrijednost može varirati ovisno o LED diodama koje se koriste, ali ostaju između 135 i 470 ohma. Svaki pin može napajati do 40mA. Kako bismo uštedjeli prostor, želimo lemiti otpornike u okomitom položaju. Savijte jednu žicu prema dolje tako da su obje žice paralelne jedna s drugom. Učinite to za svih devet otpornika. Kad otpornici budu spremni, lemit ćemo ih jedan po jedan. Kako bismo olakšali, lemit ćemo otpornike izravno na ostale komponente, umjesto da za svaku koristimo zasebnu žicu. Jedan kraj otpornika spojit će se na stupac, a drugi na zaglavlje. Počnite s prvim redom LED dioda koji je najbliži otpornicima i vratite se natrag. Nakon što svaki red završi, možete koristiti mali komad trake za izolaciju preklapajućih kabela kako biste spriječili kratki spoj. Pogledajte fotografije i dijagram kako biste vidjeli kako će ovo izgledati kad završi. Sada kada se stupci više ne miješaju, sljedeći je korak lemljenje komponenti koje kontroliraju razine. Bazu NPN tranzistora aktivirat će Arduino pin preko otpornika za ograničavanje struje od 10 k (ili oko toga). To će spojiti odgovarajuću razinu na masu što će omogućiti protok struje kroz LED diode. Pogledajte fotografije i dijagram. Nakon dovršetka LED diode bi se trebale spojiti na pinove 2-10 na Arduinu, a razine bi se trebale spojiti na pinove 11-13, odozdo prema gore. Igle se također mogu konfigurirati u softveru ako trebate drugačije postavljanje. Krug je sada dovršen, vrijeme je za prelazak na softver!

Korak 4: Korištenje softvera

Našao sam nekoliko primjera koda koji lebde oko mreže za upravljanje LED kockom. Svi su oni zahtijevali velike nizove binarnih ili šesterokutnih podataka za upravljanje LED diodama. Zaključio sam da mora postojati lakši način pa sam krenuo u pisanje vlastitog softvera. Moja prva odluka bila je da softver odražava hardver. To je značilo adresiranje svake LED diode prema stupcu i razini umjesto korištenja sirovih podataka o portovima ili tradicionalnih x, y, z. Druga je odluka bila početi s osnovnim funkcijama, poput uključivanja ili isključivanja pojedinačnog svjetla, te odatle nadogradnjom. Na kraju sam odlučio uvesti dvije značajke koje su korisne za zanimljivije učinke. Jedan je međuspremnik koji osnovnim funkcijama omogućuje stvaranje složenijih obrazaca. Druga je funkcija niza koja osvjetljava niz LED dioda jednu po jednu ili sve odjednom. Knjižnica je započela kao proceduralni kod i labave funkcije. Od tada je bilo vrlo lako slijediti vodič za stvaranje Arduino knjižnice za višekratnu upotrebu. Svakako preuzmite biblioteku i raspakirajte je u sketchbook/libraries. Ako je ispravno postavljen, trebali biste pronaći primjer u softveru Arduino pod Datoteka> Primjeri> LedCube> ledcube. Kod je dostupan i na Githubu na gzip/arduino-ledcube. Hvala na čitanju!