3x3x3 LED куб с Arduino Lib: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Има и други инструкции за изграждане на LED кубчета, тази е различна по няколко причини: 1. Изградена е с малък брой готови компоненти и се свързва директно към Arduino. 2. Ясна, лесна за възпроизвеждане електрическа схема е снабдена с много снимки. 3. За софтуера се използва уникален подход, който прави програмирането на куба по -лесно и по -изразително. Необходими части: - 1 Perfboard - 3 NPN транзистора (2N2222, 2N3904, BC547 и др.) - 12 резистора (~ 220 ома и ~ 10k ома) - 13 заглавки (мъжки или женски) - 27 светодиода - проводник

Стъпка 1: Подгответе светодиодите

Тази стъпка до голяма степен следва LED Cube 4x4x4, но вместо това ще изградим куб 3x3x3. Куб с този размер е толкова голям, колкото става, без да се въвеждат допълнителни схеми и сложност. Ще ни трябват общо 27 светодиода, които ще бъдат групирани в три комплекта от девет. Всеки набор от девет светодиода ще споделят обща връзка между своите катоди (отрицателни проводници). Ще наричам всеки от тези набори като "ниво". Всеки от деветте светодиода на ниво е свързан със съответния светодиод на другите две нива чрез своите аноди (положителни проводници). Те ще бъдат наричани „колони“. Ако това нямаше смисъл, това ще стане обяснително, докато изграждаме куба. За начало ще използваме бормашина, за да създадем джиг от малко парче скрап дърво. Джигът ще държи светодиодите на място, докато ги запояваме. Реших да разположа дупките на около 5/8 инча един от друг (~ 15 мм), но точното разстояние не е критично. Дупката трябва да има плътно прилепване около светодиода, тъй като не искаме те да се движат по време на запояване. След като приспособлението приключи, ще огънем катода на всеки светодиод под ъгъл от 90 градуса. Катодът се идентифицира по три начина: 1) Това е по -късият крак, 2) Той е от плоската страна на кръгъл светодиод, 3) той е свързан с по -голямото парче вътре в светодиода. Уверете се, че сте огънали катода в една и съща посока за всички светодиоди. Сега сме готови да започнем запояване.

Стъпка 2: Запоявайте светодиодите

Първо поставете девет от светодиодите във вашия новоизграден джиг. Поставете ги така, че краката да сочат в същата посока обратно на часовниковата стрелка. Снимките показват, че катодът сочи по посока на часовниковата стрелка с анода навън, но бих обърнал светодиодите, ако го направя отново, за да предпазя крака от възпрепятстване на изгледа на светодиода. Запояйте страните заедно, по една двойка от всяка страна. Използвайте малки щипки, за да задържите краката заедно, докато прилагате спойка. След като всяка от четирите страни се запои, преместете скобите, за да държите ъглите заедно и нанесете спойка върху всяка. И накрая, запоявайте катода на средния светодиод към едната страна и отрежете излишъка. Повторете три пъти. Сега трябва да имате три комплекта от девет светодиода. Поставете два от комплектите един върху друг. Поддържайте разстоянието равно на вече установеното разстояние между светодиодите. След като се чувствате удобно с разстоянието, можете да захванете всеки комплект крака, като използвате две скоби, по една във всяка посока, за да поддържате краката здраво на място, докато запоявате. Може да се наложи да се наведете около светодиод, за да получите добра връзка. Запоявайте всяка от деветте двойки, една по една. Направете това още веднъж и сте готови с куба. Поставете куба от едната страна на перфорираната дъска. Уверете се, че деветте крака са разположени равномерно, докато провеждате всеки през дупка. Моята дъска има пет дупки между всеки комплект крака. Искате да оставите възможно най -много място в другия край на перфорираната плоскост, за да се поберат различните компоненти. Добавете няколко клипа, за да задържите краката на място, след като сте доволни от позиционирането. Оставете много крака да пробиват през дъното, тъй като това ще улесни запояването на резисторите по -късно. Обърнете дъската и запоявайте всеки от краката, за да ги задържите на място. Обърнете куба обратно, след като всички крака са запоени. И накрая, трябва да запояваме повод от всяко от нивата надолу през дъното на дъската. Отлепете парче плътна тел и огънете малка кука в единия край. Закачете куката на един от централните крака на светодиодите и я прекарайте през отвор на перфорираната дъска. Запоявайте края на куката, за да поддържате жицата на място. Повторете отново за другите две нива. Следващата стъпка е да се изгради останалата част от веригата.

Стъпка 3: Изградете веригата

Схемата е доста проста. Всяка от деветте колони ще се свърже с щифт на Arduino чрез резистор за ограничаване на тока. Всяко от трите нива се свързва към земята чрез NPN транзистор, когато се активира от щифт Arduino. Ще използваме общо 12 изходни пина на Arduino, но има 18 светодиода за захранване. Номерът е, че само едно ниво може да се осветява наведнъж. Когато ниво е свързано към земята, всеки от светодиодите на това ниво може да се захранва индивидуално чрез един от деветте други пина Arduino. Ако запалим нивата достатъчно бързо, ще изглежда така, сякаш и трите нива светят едновременно. Нека изградим веригата. Първата стъпка е да се подготвят деветте ограничители на тока. Използвам 220 ома на щифт, който ще изтегли около 22mA. Стойността може да варира в зависимост от използваните светодиоди, но остава между около 135 и 470 ома. Всеки щифт може да захранва до 40mA. За да спестим място, искаме да запояваме резисторите във вертикално положение. Огънете един отвод надолу, така че и двата извода да са успоредни един на друг. Направете това за всичките девет от резисторите. След като резисторите са готови, ще ги запояваме един по един. За да улесним, ще запояваме резисторните проводници директно към другите компоненти, вместо да използваме отделен проводник за всеки. Единият край на резистора ще се свърже с колона, а другият ще се свърже с заглавка. Започнете с първия ред светодиоди, който е най -близо до резисторите и върнете обратно. След като всеки ред приключи, можете да използвате малко парче лента, за да изолирате припокриващите се проводници, за да предотвратите късо съединение. Вижте снимките и диаграмата, за да видите как ще изглежда това, след като приключи. След като колоните са отстранени, следващата стъпка е да запоите компонентите, които контролират нивата. Базата на NPN транзистор ще бъде активирана от щифт Arduino през резистор за ограничаване на тока от 10k (или около това). Това ще свърже съответното ниво към земята, което ще позволи на тока да тече през светодиодите. Вижте снимките и диаграмата. След като приключат, светодиодите трябва да се свържат с щифтове 2-10 на Arduino, а нивата трябва да се свържат с щифтове 11-13, отдолу нагоре. Пиновете също могат да се конфигурират в софтуера, ако имате нужда от различна настройка. Веригата вече е завършена, време е да преминете към софтуера!

Стъпка 4: Използване на софтуера

Открих няколко примера на код, плаващи около мрежата за управление на LED куб. Всички те изискват големи масиви от двоични или шестнадесетични данни за управление на светодиодите. Реших, че трябва да има по -лесен начин, затова се заех да напиша собствен софтуер. Първото ми решение беше да накарам софтуера да отразява хардуера. Това означава адресиране на всеки светодиод по колона и ниво, вместо да се използват необработени данни за портове или традиционните x, y, z. Второто решение беше да се започне с основни функции, като включване или изключване на една светлина и изграждане от там. Накрая реших да въведа две функции, които са полезни за по -интересни ефекти. Единият е буфер, който позволява на основните функции да изграждат по -сложни модели. Другата е последователна функция, която осветява множество светодиоди един по един или всички наведнъж. Библиотеката започна като процедурен код и хлабави функции. Оттам беше много лесно да следвате урока, за да създадете библиотека Arduino за многократна употреба. Не забравяйте да изтеглите библиотеката и да я разархивирате в sketchbook/libraries. Ако е настроен правилно, трябва да намерите пример в софтуера Arduino под Файл> Примери> LedCube> ledcube. Кодът е достъпен и в Github на gzip/arduino-ledcube. Благодаря за четенето!