8x8x8 Led Cube: 9 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sa itinuturo na ito, ipapakita namin kung paano bumuo ng isang 8x8x8 Led Cube. Ang lahat ay nagsimula bilang isang ideya para sa paksang 'Creative Electronics', na kabilang sa Electronics Engineering 4th year module sa University of Málaga, School of Telecommunications:

Ang proyekto sa pangkalahatan ay binubuo sa isang co-disenyo ng hardware at software. Ang bahagi ng hardware ay binubuo ng Cube, at lahat ng mga koneksyon, pati na rin isang base na sumusuporta sa disenyo. Ang bahagi ng software ay binubuo sa isang nasusukat na silid-aklatan, na naipatupad upang maging kapaki-pakinabang para sa iba pang mga proyekto.

Kinokontrol ng isang Arduino Uno, limang daan at labindalawang leds ang bumubuo sa kubo na ito, at sa kanilang paghihiwalay sa mga haligi at layer, ang bawat isa ay maaaring buksan nang paisa-isa.

Nagpapakita kami ng ilang mga hakbang na maaaring gawing mas madali ang proyekto, kahit na tumatagal ng ilang araw na paghihinang. Para sa proyekto, gumamit kami ng Blue Leds at NPN transistors.

Dito namin ikinakabit ang isang listahan na may kinakailangang materyal:

• 512 LEDs.
• 64 Mga paglaban ng 220 ohms.
• 9 Mga Registro ng Shift 74HC595.
• 16 2N222 Transistors.
• Board ng Foam.
• Maraming metro ng pinong kawad (1.2mm).
• Strip wire.
• Mga Konektor (lalaki at babae).
• Power Supply.
• Pre-drilled plate (PCB).
• Suporta para sa istraktura.
• Kahoy na kahon para sa istraktura.

Inaasahan namin na ang lahat ng mga tao ay may gusto sa pagtuturo na ito.

Hakbang 1: Pagguhit ng Template para sa mga LED

Ang unang hakbang ay upang gumuhit ng isang template para sa gawing mas madali ang proseso ng sundalo. Sa isang foam board, kailangan naming gumuhit ng isang parisukat at hatiin ito sa 64 maliit na mga parisukat, lahat ay pinaghiwalay ng isang pulgada. Sa kantong ng isang maliit na parisukat sa isa pa, kailangan naming gumawa ng isang butas sa isang distornilyador, halimbawa, upang mailagay ang mga leds sa loob ng mga ito para sundalo sila.

Hakbang 2: Bumuo ng isang Batayan

Kailangan naming gumawa ng isang batayan kung saan magpapahinga ang mga leds. Mas mahusay na gawin ito sa isang kahoy na tabla, na kung saan ay hindi mabigat ngunit ni hindi maliksi. Matapos makuha ang board, kailangan nating ulitin ang hakbang 1, ngunit ngayon narito. Kailangan nating markahan ang kahoy, gumuhit ng isang parisukat na 8 pulgada, kung saan sa loob, isa pang 64 parisukat na pulgada ang iguhit.

Kapag na-drawing na namin ang lahat, oras na upang gumamit ng drilling machine. Sa isang piraso ng 1mm, gagawa kami ng isang butas na tumusok sa kahoy sa kantong ng bawat parisukat, upang mailagay ang mga wire na humawak sa istraktura sa loob nito.

Dalhin ang iyong drilling machine at mag-drill palayo!

Gumawa kami ng isang video upang maipakita sa iyo kung paano ito gagawin. Ang resulta ay dapat magmukhang ang mga larawang ito na ibinigay dito.

Hakbang 3: Ilagay nang diretso ang mga Wires

Mas mabuti para sa istraktura na gumamit ng mga wires sa pagitan ng mga leds, dahil gagawin nilang mas matibay o hindi nababaluktot ang istraktura. Tulad ng normal na mga wire ay ibinebenta sa isang rolyo, kailangan nating ilagay ito nang tuwid. Kakailanganin din namin ng isang drill machine para sa hakbang na ito.

Kailangan nating putulin ang kawad at maglagay ng isang slice sa drill machine. Matapos ma-secure ito, kailangan naming hawakan ang iba pang bahagi ng kawad, at i-on ang drill machine. Sa ilang segundo, ang kawad ay magiging tuwid tulad ng isang kandila!

Ipinapakita namin sa iyo kung paano gawin ang prosesong ito sa video, at nagbibigay kami ng isang susi para sa paggawa ng mas mabilis na proseso: maaari mong i-cut ang isang mas mahabang kawad, ituwid ito isang beses, at pagkatapos ay i-cut ito.

Hakbang 4: Maghinang ng isang Layer

Kapag natitiyak namin na ang lahat ng mga leds ay nakabukas nang maayos, oras na upang solder ang mga ito. Kailangan nating paghiwalayin ang mga cathode at anode, upang mas mabilis ang proseso.

Sa hakbang na ito, makakonekta ang lahat ng mga cathode. 64 leds at 11 wires ang gagamitin: isa para sa bawat hilera, at 3 pa para sa paghawak sa istraktura. Maaari mong makita kung paano namin ito nagawa. Naglalagay kami ng 3 mga barya na 10 cents upang mailagay ang lahat ng mga wire sa parehong taas, at pagkatapos, magsisimula ang proseso.

Napakahalaga na suriin pagkatapos ng proseso ng paghihinang na ang lahat ng mga leds ay mahusay na welded. Maaari mo itong gawin gamit ang Arduino, pagkonekta ng isang wire sa GND at pag-usisa sa 5V na entry na pinangunahan ng bawat isa, tulad ng nakikita mo sa video.

Huwag kalimutang i-cut ang bahagi ng bawat katod na hindi pa naging sundalo.

At ngayon nagawa mo na ang isa, magpatuloy sa iba pang pito!

Gumawa kami ng ilang mga larawan upang maipakita din ang proseso.

Hakbang 5: Gawin ang istraktura ng Cube

Kung natapos mo na ang paghihinang, ang susunod na hakbang ay ang paggawa ng istraktura ng Cube. Susubukan namin ang isang layer sa itaas ng iba pa, paghiwalayin ito ng ilang mga pad na gawa sa foam board, tulad ng ipinakita namin sa larawan.

Sa hakbang na ito, ang lahat ng mga anode ay dapat na welded sa mga wire. Ang susi ay hawakan ang mga patayong wires kapag oras na upang makuha ang layer sa istraktura, at ang iyong trabaho ay hindi magiging masyadong kumplikado.

Tulad ng sinabi namin dati, napakahalagang suriin pagkatapos ng paghihinang ng wastong pagtatrabaho ng mga leds. Huwag kalimutan sa hakbang na ito upang alisin ang labis na binti ng anode. Mas madaling gawin ito ngayon, sa halip na gawin ito sa huli.

Ang proseso ay makukumpleto kapag ang 8 layer ay ang mga ito sa tuktok ng bawat isa sa pamamagitan ng mga anode. Pagkatapos nito, ang mga anode ay solder sa isang PCB.

Kinakailangan upang ikonekta ang mga patayong mga kable mula sa base sa bawat patayong layer ng LEDs para sa wastong paggana ng bawat layer at i-orient ang humantong sa mga axis ng x, y at z. Maaari mong makita iyon sa mga larawan.

Hakbang 6: Wire Up ang Base

Kailangan nating magwelding ng kaukulang mga layer gamit ang mga wire ng strips, kung saan magdagdag kami ng mga konektor na papasok sa naka-print na circuit board, upang sa wakas ay maliwanagan ang kubo.

Ang bawat haligi ay magkakaroon ng isang cable na hinang, at bawat 8 haligi, na bumubuo ng isang patayong layer, ay isasama sa parehong lalakeng konektor, na pagkatapos ay maipapasok sa isang babaeng konektor sa PCB. Ang mga pahalang na layer ay magdadala din ng isang konektor upang magkasama ang mga cathode para sa koneksyon sa PCB.

Hakbang 7: Maghinang sa Circuitry

Kasunod sa eskematiko ng circuit, hinahabol namin ang lahat ng mga bahagi sa butas na plato, tulay ang mga koneksyon na kinakailangan at paghila ng cable kung sakaling walang lugar upang magwelding.

Para sa hakbang na ito kailangan namin:

• Butas-butas na plato (maaaring strips o walang pattern). Gumamit kami nang walang pattern
• Paglaban
• Mga konektor ng lalaki
• Talaan
• Mga transistor ng NPN
• Kable ng mga piraso

Hakbang 8: Suporta ng Cube

Ipapaliwanag namin ang isang suporta, sa aming kaso ng kahoy, kung saan ipakilala namin ang circuitry at susuportahan ang kubo.

Paano natin nagawa? Isang kahon na 26 cm ang lapad, 31 ang haba at 10 ang taas. Naglalagay kami ng ilang maliliit na suporta na pipigilan ang cube mula sa pagbagsak sa ilalim ng kahon, kaya nasisira ang circuitry na napupunta sa ilalim.

Hakbang 9: Code at Programming

Ang code ay binubuo ng isang Boolean array ng 512 halaga na kumakatawan sa katayuan ng bawat led.

Nahahati ito sa dalawang bahagi, ang isa ay responsable para sa pag-iba ng katayuan ng bawat isa na pinangunahan ng pagbabago ng mga halaga sa array, ang kabilang bahagi ay responsable para sa pagpapadala ng impormasyon sa mga rehistro.

Para sa pagpapadala ng impormasyon sa mga rehistro, ginagamit ang pagpapaandar na shiftOut (), pagkakaroon ng pag-input ng isang uri ng byte na data, bumubuo ito ng mga signal ng orasan at data para sa serial transmission sa mga rehistro.

Ang pangangailangan na isalin ang Boolean array sa isang hanay ng uri ng byte ay lilitaw, ang bawat byte ay kumakatawan sa isang talaan. Nakasalalay sa laki ng kubo upang idisenyo ang bilang ng mga rehistro ng shift sa mga pagbabago sa proyekto. Ang bahaging ito ng code ay nasusukat upang mapadali ang pagpapadala ng impormasyon sa mga cube na may iba't ibang laki.

Para sa paglikha ng mga animation sa cube ginagamit namin ang function na voxelWrite (), pinapayagan kami ng pagpapaandar na ito na baguhin ang estado ng isang led ayon sa ilang mga coordinate x, y, z.

sa sumusunod na link sa aming pahina ng GitHub, mahahanap mo ang kapaki-pakinabang na impormasyon: