8x8x8 Led Cube: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

В тази инструкция ще покажем как да изградим 8x8x8 Led Cube. Всичко започна като идея за предмета „Творческа електроника“, принадлежащ към 4-ти модул „Електронно инженерство“в Университета в Малага, Училище по телекомуникации:

Проектът като цяло се състои в съвместно проектиране на хардуер и софтуер. Хардуерната част се състои от куба и всички връзки, както и основа, която поддържа дизайна. Софтуерната част се състои от мащабируема библиотека, която е внедрена, за да бъде полезна за други проекти.

Управлявани от Arduino Uno, петстотин и дванадесет светодиода образуват този куб и тъй като са разделени на колони и слоеве, всеки може да се включи поотделно.

Представяме някои стъпки, които могат да улеснят проекта, въпреки че това отнема няколко дни запояване. За проекта сме използвали сини светодиоди и NPN транзистори.

Тук прилагаме списък с необходимия материал:

• 512 светодиода.
• 64 съпротивления от 220 ома.
• 9 Регистри за смяна 74HC595.
• 16 2N222 транзистори.
• Дъска от пяна.
• Няколко метра фина тел (1,2 мм).
• Лента тел.
• Съединители (мъжки и женски).
• Захранване.
• Предварително пробита плоча (PCB).
• Поддръжка за структура.
• Дървена кутия за структура.

Надяваме се, че всички хора харесват тази инструкция.

Стъпка 1: Изчертаване на шаблона за светодиоди

Първата стъпка е да нарисувате шаблон, за да улесните процеса на войника. В дъска от пяна трябва да нарисуваме квадрат и да го разделим на 64 малки квадратчета, всички разделени на един инч. В кръстопътя на малко квадратче с друго, трябва да направим дупка с отвертка, например, за да поставим светодиодите вътре в тях, за да ги войник.

Стъпка 2: Изградете база

Трябва да направим база, където светодиодите ще почиват. По -добре е да го направите с дървена дъска, която не е тежка, но нито отпусната. След като получим дъската, трябва да повторим стъпка 1, но сега тук. Трябва да маркираме дървото, като нарисуваме квадрат от 8 инча, където вътре ще бъдат изтеглени още 64 квадратни инча.

След като изтеглим всичко, е моментът да използваме пробивна машина. С малко от 1 мм ще направим дупка, която пробива дървото в кръстовището на всеки квадрат, за да поставим проводниците, които ще държат конструкцията вътре в тях.

Вземете вашата сондажна машина и пробийте!

Направихме видео, за да ви покажем как да го направите. Крайният резултат трябва да изглежда като тези снимки, дадени тук.

Стъпка 3: Поставете проводниците направо

По -добре е конструкцията да използва проводници между светодиодите, защото те ще направят структурата по -твърда или негъвкава. Тъй като обикновено проводниците се продават на ролка, трябва да ги поставим прави. За тази стъпка ще ни трябва и бормашина.

Трябва да отрежем жицата и да поставим парче в машината за пробиване. След като е фиксиран върху него, трябва да държим другата част на жицата и да включим сондажната машина. След няколко секунди жицата ще бъде права като свещ!

Ние ви показваме как да направите този процес във видеото и даваме ключ за ускоряване на процеса: можете да отрежете по -дълга жица, да я изправите веднъж и след това да я отрежете.

Стъпка 4: Запояйте слой

След като сме сигурни, че всички светодиоди се включват добре, е моментът да ги запояваме. Трябва да разделим катодите и анодите, за да ускорим процеса.

В тази стъпка всички катоди ще бъдат свързани. Ще се използват 64 светодиода и 11 проводника: по един за всеки ред и още 3 за задържане на конструкцията. Можете да видите как успяхме. Слагаме 3 монети по 10 цента, за да поставим всички проводници на една и съща височина и след това процесът започва.

Много е важно след процеса на запояване да проверите дали всички светодиоди са добре заварени. Можете да направите това с помощта на Arduino, като свържете проводник към GND и сондирате с 5V входа на всеки светодиод, както можете да видите във видеото.

Не забравяйте да изрежете частта от всеки катод, която не е била войнишка.

И сега сте направили една, продължете с останалите седем!

Направихме няколко снимки, за да покажем процеса.

Стъпка 5: Направете структура на куба

Ако сте завършили запояването, следващата стъпка е да направите структурата на Куб. Ще заваряваме един слой над друг, като го разделим с няколко подложки, изработени от пяна, както показваме на снимката.

В тази стъпка всички аноди трябва да бъдат заварени към проводниците. Ключът е да държите вертикалните проводници, когато е време да сложите слоя в структурата, и работата ви няма да бъде много сложна.

Както вече казахме, много е важно след запояване да се провери правилната работа на светодиодите. Не забравяйте в тази стъпка да премахнете излишния аноден крак. По -лесно е да го направите сега, вместо да го правите в края.

Процесът ще бъде завършен, когато 8 -те слоя са върху един над друг от анодите. След него анодите ще бъдат запоени към печатна платка.

Необходимо е да свържете вертикални кабели от основата към всеки вертикален слой светодиоди за правилното функциониране на всеки слой и да ориентирате светодиода по осите x, y и z. Това можете да видите на снимките.

Стъпка 6: Свържете основата

Трябва да заваряваме съответните слоеве, като използваме проводници от ленти, към които ще добавим конектори, които ще влязат в печатната платка, за да осветим накрая куба.

Всяка колона ще има заварен кабел и всеки 8 колони, които образуват вертикален слой, ще бъдат свързани към същия мъжки конектор, който след това ще бъде вмъкнат в женски конектор в печатната платка. Хоризонталните слоеве също ще носят съединител, за да имат катодите заедно за свързване към печатната платка.

Стъпка 7: Запоявайте веригата

Следвайки схемата на веригата, ние ще заваряваме всички компоненти към перфорираната плоча, като преодоляваме необходимите връзки и дърпаме кабела в случай, че няма място за заваряване.

За тази стъпка се нуждаем от:

• Перфорирана плоча (може да бъде лента или без шарка). Използвали сме без модел
• Съпротивления
• Мъжки съединители
• Записи
• NPN транзистори
• Кабел от ленти

Стъпка 8: Поддръжка на Cube

Ние ще разработим опора, в нашия случай с дърво, където ще представим схемата и ще поддържаме куба.

Как сме се справили? Кутия с ширина 26 см, дължина 31 и височина 10. Поставяме няколко малки опори, които ще предотвратят падането на куба на дъното на кутията, като по този начин ще повреди веригата, която преминава отдолу.

Стъпка 9: Код и програмиране

Кодът се състои от булев масив от 512 стойности, които представляват състоянието на всеки светодиод.

Той е разделен на две части, едната е отговорна за промяна на състоянието на всяка водеща чрез промяна на стойностите в масива, другата част е отговорна за изпращането на информация към регистрите.

За изпращане на информация към регистрите се използва функцията shiftOut (), която има като вход данни от тип байт, тя генерира часовник и сигнали за данни за серийно предаване с регистрите.

Появява се необходимостта от преобразуване на булевия масив в масив от тип байт, всеки байт представлява запис. В зависимост от размера на куба за проектиране броят на регистрите за смяна в проекта се променя. Тази част от кода е мащабируема, за да улесни изпращането на информация към кубчета с различен размер.

За създаването на анимации в куба използваме функцията voxelWrite (), тази функция ни позволява да променяме състоянието на светодиод според някои координати x, y, z.

в следната връзка към нашата страница на GitHub можете да намерите полезна информация: