Arduino Mega 8x8x8 RGB LED Cube: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kaya, nais mong bumuo ng isang 8x8x8 RGB LED Cube

Naglalaro ako ng electronics at Arduino nang ilang sandali ngayon, kasama ang pagbuo ng isang mataas na amp switch switch para sa aking sasakyan at isang anim na linya na Hukom ng Pinewood Derby para sa aming grupo ng Scouts.

Kaya't naintriga ako at pagkatapos ay nai-hook nang makita ko ang mahusay na site ni Kevin Darrah kasama ang kanyang detalyadong mga paliwanag at bumuo ng mga video.

Subalit mayroong isang pares ng mga lugar ng kanyang pagbuo Akala ko maaari kong mapabuti sa.

Sa karagdagang panig:

• Ang detalyadong mga paliwanag ni Kevin ng Arduino code na kinakailangan para sa komplikadong program na ito ay pinasimple ang bahagi ng pag-cod ng build.
• Sinusuportahan ko ang paggamit ni Kevin ng mga indibidwal na transistor upang himukin ang bawat isa sa mga 192 cathode. Habang nangangailangan ito ng isang sangkap na mayamang disenyo ng hardware pinapayagan ka nitong himukin ang bawat LED nang husto nang hindi nanganganib sa labis na pag-load ng isang solong chip ng driver na namamahala sa 8 (o higit pa) na mga LED.

Mga lugar na nais kong pagbutihin:

• Dapat mayroong isang mas mahusay na paraan ng pagbuo ng kubo mismo kasama ang higit sa 2000 na mga solder joint sa isang 8x8x8 RGB cub at kung ang isa ay mabigo / masira sa gitna ay malapit na sa imposibleng ma-access at ayusin
• Lahat ng mga kable na yan !!!! Nagkaroon ako ng ilang karanasan sa pagdidisenyo ng PCB noong nakaraan kaya naglalayong bumuo ng isang solong PCB sa parehong host ng makabuluhang bilang ng mga sangkap na kinakailangan at ang kubo mismo

Ang karagdagang paghahanap ay nagsiwalat ng karagdagang mga disenyo ng cube kung saan kumuha ako ng iba pang mga lugar ng inspirasyon.

Si Nick Schulze ay nagtayo ng isang kahanga-hangang halimbawa ng tala kahit na may isang mas simpleng diskarte sa hardware ng STP16 at isang 32bit chipKIT UNO. Pinakinabangan ko ang disenyo ng kanyang kubo kaysa kay Kevin.

Ang SuperTech-IT ay nakatuon sa pagpapadali ng panig ng hardware na may isang solong diskarte sa PCB na pagsasama at pagpapalawak ng parehong diskarte sa pagprograma nina Kevin at Nick na nakatuon sa pag-aalis ng lahat ng mga kable.

Kaya't itinakda ang isang plano. Gamit ang eskematiko ni Kevin, istraktura ng Nick's Cube, nagdisenyo ng isang solong PCB at bumuo ng isang solusyon upang kapwa gawing simple ang pagbuo at palakasin ang kubo mismo.

Hakbang 1: Lahat ng Mga LED na

8x8x8 = 512 RGB LEDs. eBay ang kaibigan mo dito at bumili ako ng 1000 sa isang supplier ng Tsino.

Ang disenyo na pinili ko ay gumagamit ng 5mm Common Anode RGB LED's - kaya't ang bawat LED ay may Cathode (negatibong) wire para sa bawat isa sa tatlong pangunahing mga kulay (Pula / berde / Asul) at isang solong Anode (positibo) na kawad na karaniwan para sa bawat isa sa mga kulay.

Pagsubok sa mga LED's

Habang mura ako ay medyo nag-aalala tungkol sa kalidad. Ang huling bagay na nais mong makahanap ng isang dud LED sa gitna ng iyong cube kaya't itinakda ko ang pagsubok sa bawat isa sa mga 512 LED na gagamitin ko.

Upang gawing simple ang diskarte ay dinisenyo ko ang isang maliit na breadboard at isang simpleng programa ng Arduino na magdadala ng dalawang LED's Red> Green> Blue nang paisa-isa at pagkatapos ay ang lahat para sa White sa pagpindot ng isang pindutan.

Ang isang LED ay kikilos bilang isang karaniwang sanggunian para sa lahat ng iba pa upang matiyak na ang lahat ng mga LED ay isang pangkaraniwang ningning.

Kapag napunta ka sa hang ng pagtulak ng isang LED sa breadboard, pagpindot sa pindutan, panonood ng LED flash sa pamamagitan ng mga kulay hindi ito masyadong mahaba upang suriin ang lahat ng 512. Bilang isang tabi hindi ako nakakita ng isang solong depekto at lubos na nasiyahan sa kalidad ng LED's.

Pagpili ng kasalukuyang nililimitahan ang mga halaga ng risistor

Habang ang breadboard ay nasa labas ay isang magandang panahon upang subukan at patunayan ang kasalukuyang LED na naglilimita sa mga resistor na kakailanganin mong gamitin. Maraming mga calculator doon upang matulungan kang pumili ng tamang halaga at hindi ito magiging pareho para sa lahat ng mga kulay (ang pula ay halos tiyak na magkakaiba ang kinakailangan mula sa Green at Blue).

Ang isang pangunahing lugar na dapat abangan ay ang pangkalahatang Kulay ng puti na inilalabas ng LED kapag nakabukas ang lahat ng mga kulay ng RGB. Maaari mong balansehin ang halaga ng mga resistors upang makagawa ng isang malinis na puting kulay sa loob ng kasalukuyang mga limitasyon ng LED.

Hakbang 2: Pinapasimple ang Cube Build

Isang jig upang maitayo ang bawat 8x8 slice

Ang pagbuo ng isang kubo ng pagiging kumplikado na ito ay hindi dapat magaan. Mangangailangan ito ng isang makabuluhang pamumuhunan ng iyong oras.

Ang diskarte na dinisenyo ko pinasimple ang paghihinang ng bawat 8x8 patayong "hiwa" ng kubo sa isang solong kaganapan, taliwas sa pagbuo ng mga linya ng 8 LEDs sa pagliko at pagkatapos ay paghihinang ng 8 sa mga ito nang magkasama sa isang hiwalay na operasyon.

Kakailanganin mo ng isang jig para sa pamamaraang ito at isang kaunting oras na namuhunan dito ay umani ng malalaking benepisyo sa paglaon.

Ipinapakita ng larawan sa itaas ang pagiging simple ng disenyo na ito.

• Gumamit ako ng ilang 18mm x 12mm softwood na nagmula sa isang lokal na tindahan ng hardware.
• Nag-drill ng 8 x 5mm na mga butas sa gitna ng 18mm na bahagi, 30mm na hiwalay sa 8 haba na nagbibigay-daan para sa isang karagdagang 50mm haba sa bawat dulo.
• Gumamit ng dalawang haba ng kahoy sa bawat panig at ayusin ang mga 8 drill na seksyon na tinitiyak na magkatugma ang mga ito sa bawat isa at eksaktong 30mm ang pagitan.
• Payo ko na gumamit ng ilang pandikit na kahoy bilang karagdagan sa isang kuko / tornilyo kapag inaayos ang mga ito nang magkasama. Hindi mo nais na lumipat ang jig na ito.
• Sa tuktok at ilalim na dulo ng jig nagtakda ako ng isa pang haba at naglagay ng tatlong maliliit na mga kuko / panel na pin sa file sa bawat haligi ng mga butas para sa mga LED. Ang gitnang isa ay eksaktong linya at ang iba pang dalawang 5mm na hiwalay sa bawat panig. Gagamitin namin ang mga kuko na ito upang ma-secure ang tuwid na haba ng kawad na ginamit upang mabuo ang kubo - higit pa sa paglaon.
• Mapapansin mo sa mga larawan sa itaas ang isa pang haba ng kahoy sa isang bahagyang anggulo sa iba. Ang isang ito ay magiging mahalaga sa paglaon dahil puputulin natin ang aming mga wire sa istruktura na naaayon sa anggulong ito na kung saan ay mapapadali ang pagpoposisyon ng bawat isa sa mga patayong hiwa sa PCB sa ibang araw.

Maglaan ng iyong oras sa pagbuo ng jig na ito. Ang mas tumpak na narito ka ay mas tumpak ang iyong pangwakas na cube.

Hakbang 3: Paghahanda ng mga LED

Mga koneksyon ng LED lead

Ang isa sa mga alalahanin na mayroon ako sa nakaraang mga halimbawa na nabasa ko tungkol sa ay ang paggamit ng simpleng mga kasukasuan ng puwit kapag hinihinang ang mga LED sa pag-frame ng kawad. Hahantong ito sa dalawang pangunahing isyu

• Napakahirap at gugugol ng oras upang hawakan ang isang LED lead sa posisyon sa tabi ng framing wire nang hindi ito gumagalaw nang sapat upang matiyak na nakakakuha ka ng isang mahusay na magkasanib na panghinang.
• Madaling masira ang mga butt joint - isang bagay na nais kong iwasan.

Kaya't dinisenyo ko ang isang solusyon kung saan ang bawat LED ay handa na may isang loop sa dulo ng bawat tingga, kung saan dumadaan ang frame ng kawad na parehong humahawak sa mga wire sa posisyon sa panahon ng paghihinang at nagbibigay din ng isang koneksyon na mekanikal bilang karagdagan sa panghinang para sa nadagdagan na lakas.

Ang kabiguan nito ay ang paghahanda ng bawat isa sa 512 LEDs na tumagal ng mas matagal - Ginawa ko ito sa mga batch ng 64, isang hiwa sa bawat oras, at nakuha ito sa paligid ng 3hrs bawat hiwa.

Sa karagdagang panig ang aktwal na paghihinang ng hiwa gamit ang nakaraang jig ay tumagal ng higit sa isang oras.

LED bending jig

Dinisenyo ko ang isang jig upang suportahan ang paghahanda ng mga LED - larawan sa itaas na may mga pangunahing sukat.

• Kinuha ko ang isa sa dating ginamit na daang-bakal na 18x12mm, nag-drill ng isang butas na 5mm sa gitna ng 18mm na bahagi at pagkatapos ay inilapag ang riles na ito sa isang maliit na panel ng MDF (maaari mong gamitin ang anumang piraso ng kahoy na scrap, ito lamang ang kailangan ko kamay) at dinala sa butas na 5mm sa riles hanggang sa gitna ng MDF.
• Ang paggamit ng drill bit upang matiyak na kapwa ang butas sa riles at ang MDF ay nakahanay kumuha ng isang lapis at iguhit ang isang linya sa magkabilang panig ng riles kasama ang MDF.
• Alisin ang drill at riles at maiiwan ka na may butas na 5MM sa MDF at dalawang magkakatulad na linya sa magkabilang panig nito na tumutugma sa mga sukat ng riles (18mm ang pagitan).
• Gumuhit ng isa pang linya sa gitna ng butas na 5mm patayo sa mga linya ng riles.
• Gumamit ako ng 22swg tinned copper wire (isang 500g roll ay sapat) na may lapad na 0.711mm. Natagpuan ko sa online (eBay upang muling iligtas) ang ilang 0.8mm drill bits at ginamit ito bilang mga former sa paligid kung saan ibabaluktot ko ang LED lead sa paligid upang bumuo ng isang loop.
• Mag-drill ng tatlong 0.8mm drill bits, ang gitnang isa sa gitnang linya ng 5mm LED hole, ang iba 5mm bukod at mahalaga sa labas lamang ng linya ng riles na malayo sa LED hole sa MDF board- hindi sa linya ngunit may isang gilid ng drill na hinahawakan lamang ang linya ng riles.
• Ang ika-apat na 0.8mm drill bit ay pagkatapos ay muling drilled sa gitnang linya ng 5mm LED hole sa iba pang linya ng riles at sa oras na ito sa loob lamang ng linya ng riles. Ang larawan sa itaas ay dapat na gawing mas malinaw ang paglalarawan na ito.
• Iwanan ang mga drill sa kahoy na may halos 1-15mm ng drill shank na nakausli mula sa MDF.

Ngayon kailangan mo ng isang tool - isang magandang proyekto ay palaging isa kung saan kailangan mong bumili ng isang espesyal na tool:-). Kakailanganin mo ang isang maliit na pares ng flat pliers ng ilong (eBay muli sa halagang £ 2 - £ 3). Ang mga ito ay may isang tuwid na parallel haba ng ilong at patag na dulo - tingnan ang larawan.

LED preperation

Dumarating ngayon ang mahabang gawain ng paghahanda ng bawat 512 LED. Iminumungkahi kong gawin mo ang mga ito sa mga batch. Higit pang mga detalye sa mga larawan sa itaas

• Hawakan ang LED sa pliers na may apat na lead na nakaturo sa iyo.
• MAHALAGA - Ang pagkakasunud-sunod at oryentasyon ng mga lead ay mahalaga sa hakbang na ito. Ang Anode ang magiging pinakamahabang nangunguna sa isa sa apat na lead. Siguraduhin na ITO AY ANG IKALAWANG SA MULA SA KANANAN. Maling mali ito at mabibigo ang iyong LED na maliwanag nang susubukan natin ang mga ito sa paglaon - Alam kong gumawa ako ng 2 mga error sa 512.
• Habang hawak ang LED sa pliers ilagay ang LED bombilya sa 5mm hole sa MDF board tulad ng ipinakita sa larawan sa itaas. Maaaring kailanganin mong i-clear ang butas ng 5mm nang kaunti sa tuktok upang matiyak na ang mga Pliers ay nahiga sa MDF.
• Bend ang LED lead sa paligid ng mga drill bits naman upang bumuo ng isang loop. Natagpuan ko na kung i-back off mo ang isang lilim kapag nakumpleto ay binubuksan nito ang isang loop ng isang shade at tumutulong na alisin ang mga loop mula sa mga drill bits kapag kinukuha ang LED mula sa jig
• Gupitin ang labis mula sa apat na mga lead na malapit sa loop na may isang pares ng maliit na mga cutter ng kawad.
• Bend ang Anode Loop, ang isa sa sarili nitong, 90 degree kaya ang loop ay nakaharap patayo patungo sa LED bombilya
• Ilagay ang natapos na LED sa isang patag na ibabaw at siguraduhin na ang lahat ng mga lead ay nakahiga sa kahabaan ng ibabaw, isang maliit na presyon sa LED ay ihanay ang lahat sa kanila nang simple

Ayan yun…. ulitin ngayon 511 beses:-)

Hakbang 4: Pagbuo ng Mga Hiwa

Inaayos ang framing wire

Kaya mayroon kaming isang jig upang gawin ang aming mga hiwa ng 8x8 at isang bundle ng mga nasubukan at nakahanda na mga LED.

Ang kailangan mo lang ngayon ay ang ilang framing wire. upang i-hold ang lahat ng mga LED's magkasama. Gumamit ako ng isang 500g roll ng 22swg tinned copper wire (muli mula sa eBay)

Ngayon syempre gugustuhin mong ituwid ang kawad pagdating sa rolyo. Isang madali kung isa pang manu-manong gawain. Gupitin ang isang seksyon ng kawad hanggang sa haba at hawakan ang parehong mga dulo sa dalawang pares ng pliers at dahan-dahang hilahin at iunat ang kawad. Kung ang iyong mabuti ay madarama mo ang pag-unat ng kawad at pagkatapos ay maaari kang huminto, kung ang iyong mabibigat na kamay ang kawad ay masisira sa mga pliers kapag ito ay nakaunat nang sapat. Ang parehong paraan ay maayos at magtatapos ka hindi lamang sa pag-straightening ng wire kundi pati na rin ng pagtitigas nito upang hawakan nito ang form.

Para sa bawat 8x8 na frame kakailanganin mo ng 24 haba haba sapat upang patakbuhin ang buong haba ng iyong jig na may ilang ekstrang sa mga dulo upang ibalot sa paligid ng mga pin ng panel upang pigilan habang paghihinang. Bilang karagdagan kailangan mo ng 8 haba para sa patayo na mga wire ng Anode na medyo mas malawak kaysa sa lapad ng jig.

Pagbuo ng isang 8x8 slice

Ngayon ay naayos ang mga wire nakarating kami sa masayang bahagi.

• Sa pamamagitan ng jig na nakaupo sa dalawang patayong riles nito at ang 8 drilled cross rails na nakaharap sa iyo ay itulak ang 8 LEDs sa isang haligi nang sabay-sabay na tumuturo sa iyo ang tatlong paa ng mga LED.
• Ngayon i-thread ang isang straightened framing wire sa pamamagitan ng gitnang LED lead loop ng lahat ng 8 LEDs at itali ang bawat dulo sa pamamagitan ng balot sa mga panel ng panel.
• Ulitin ito para sa dalawang panlabas na mga wire sa pag-frame.
• Pagkatapos ay ulitin ang mga hakbang sa itaas para sa iba pang 7 mga haligi.

Magkakaroon ka na ng 64 LED's na may sinulid kasama ang 24 na mga naka-frame na wire na pag-frame. Siguraduhin na ang lahat ng mga LEDs ay nakaupo flush laban sa mga kahoy na daang-bakal at ituwid ang anumang mga LED binti upang alisin ang anumang hindi pagkakapare-pareho.

Ngayon ay putulin ang iyong soldering iron at ayusin ang lahat ng mga koneksyon sa 192 sa pagitan ng mga LED loop at ang mga framing wires. Hindi ko ipaliwanag kung paano maghinang dito, maraming magagaling na mga tutorial na matatagpuan na nagpapaliwanag nito nang mas mahusay kaysa sa magagawa ko.

Tapos na? Maglaan ng isang sandali upang humanga sa iyong madaling gamiting kamay ang flip the jig over. Kailangan pa rin naming idagdag sa mga wire ng pag-frame ng Anode.

Ngayon makikita mo kung bakit baluktot namin ang mga anode lead loop na 90 degree.

• Dalhin ang iyong 8 straightened anode framing wires at muling i-thread sa bawat isa sa 8 LEDs sa bawat hilera.
• Pinutol ko ang kawad sa lapad ng jig ngunit hindi tinangka na ayusin ang mga ito sa mga pin ng panel.
• Sa sandaling natapos magtagal ng ilang sandali upang maituwid ang anumang mga LED upang matiyak na mayroon kang tuwid na pare-pareho na mga pagpapatakbo at sa sandaling muling solder ang lahat ng mga 64 na puntos ng koneksyon.

Pagsubok ng 8x8 slice

Ang isang hiwa pababa ngunit bago mo i-cut ito mula sa jig ay hayaan mong subukan muna ito. Para sa mga ito kailangan mo ng isang mapagkukunang 5v (mula sa iyong Arduino o iyong LED tester breadboard) at solong risistor (anumang bagay sa paligid ng 100 ohm ang gagawin).

• Ikonekta ang isang kawad sa Ground, magagamit ito sa lahat ng 24 na mga wire na nag-frame ng cathode.
• Ikonekta ang iba pang kawad sa 5v sa pamamagitan ng risistor.
• Hawakan ang 5v wire sa isa sa mga framing wires sa 8 mga antas ng anode
• Patakbuhin ang Ground wire sa bawat isa sa 24 na mga wire sa pag-frame ng cathode.
• Suriin ang bawat LED na ilaw up Red, Green at Blue para sa bawat isa sa 8 LED na konektado sa parehong wire ng anode.
• Ngayon ilipat ang 5v wire papunta sa susunod na antas at patakbuhin muli ang tsek hanggang masubukan mo ang bawat antas, bawat LED at bawat kulay.

Kung nakita mo ang isang LED ay hindi gumagana pagkatapos marahil ay hinalo mo ang anode lead sa LED kapag baluktot ang LED lead. KUNG natagpuan mo ang isa na hindi gumagana pagkatapos ay iminumungkahi ko na gupitin mo ang isang alisin ang LED, kumuha ng ekstrang handa na LED, buksan ang mga loop sa LED lead, itulak ang bagong LED sa jig at ibalik ang mga loop sa paligid ng mga wire sa pag-frame bilang pinakamahusay na kaya mo.

Sa sandaling ang lahat ng nasubukan maaari mo na ngayong i-cut ang slide mula sa jig. Upang gawin ito gupitin ang framing wire sa tuktok na hilera na malapit sa mga LED lead loop at gupitin ang ilalim na mga wire sa pag-frame kasama ang bahagyang may anggulong frame ng jig.

Iwanan ang lahat ng mga mahabang dulo ng framing wire sa ngayon, aayusin natin ang mga iyon sa paglaon kapag itinayo namin ang kubo.

Isa pababa, 7 pa ang pupunta.

Sinasabi ko na natutugunan ko ang aking unang layunin at bumuo ng isang solusyon upang gawing simple ang pagbuo ng mga hiwa ng kubo.

Hakbang 5: Sa Elektronika

Pagdidisenyo ng PCB

Ang aking pangalawang layunin ay alisin ang lahat ng mga kable ngunit nag-iiwan pa rin ng silid para sa ilang kakayahang umangkop.

Sa layuning iyon napagpasyahan kong:

• Dalhin ang 6 na processor control wires mula sa board sa pamamagitan ng isang konektor. Karamihan sa mga driver ng cube na nakita kong gumamit ng isang derivative ng SPI para sa paglipat ng data na nangangailangan ng 4 na mga input - Data, Clock, Output paganahin at Latch - plus nagdagdag ako ng 5v at Ground upang mapagana namin ang processor mula sa parehong cable.

• Iwanan buksan ang serial at mga serial out na koneksyon sa pagitan ng 74HC595 shift register chips upang maaari mong tukuyin ang iba't ibang mga loop sa pagitan ng mga chips.

  • Ang Kevins eskematiko ay para sa driver ng anode muna pagkatapos ang lahat ng 8 chips na nagmamaneho ng isang solong kulay sa susunod at pagkatapos ang susunod na dalawang kulay na sunud-sunod para sa isang kabuuang 25 rehistro ng paglilipat.
  • Ang Nicks eskematiko ay may isang hiwalay na loop pabalik sa processor para sa bawat kulay.
• Pahintulutan ang mga layer ng anode na hinimok ng sarili nitong shift register o direkta mula sa processor na may 8 magkakahiwalay na koneksyon.

Bilang karagdagan nais ko

• Gumamit sa pamamagitan ng mga bahagi ng butas (tulad ng kung ano ang nakasanayan ko).
• Limitahan ang aking sarili sa isang dalawang layer PCB board (muli na nasa loob ng aking karanasan).
• Ipagawa ang lahat ng mga bahagi sa isang bahagi ng PCB (sa ilalim) at payagan ang mga hiwa ng LED na direktang ma-solder sa tuktok na bahagi ng PCB.

Kaya't magtatapos ito sa pagiging isang malaking board (270mm x 270mm) upang suportahan ang isang kubo na may 30mm spacing sa pagitan ng LED - kahit na ito ay pa rin ng isang pisil upang magkasya sa lahat ng mga bahagi at bakas.

Gumamit ako ng isang pares ng iba't ibang mga software ng disenyo ng PCB sa nakaraan nang matagumpay.

Para sa kadalian ng paggamit Pad2Pad ay mahusay ngunit ikaw ay naka-lock sa kanilang mga mamahaling gastos sa pagmamanupaktura dahil hindi mo ma-export ang mga Gerber file. Para sa pagbuo na ito ginamit ko ang DesignSpark (hindi kasing simple na gamitin bilang Pad2Pad ngunit maaaring mag-export ng mga gerber file) at mula nang nag-eksperimento sa Eagle (isang napakahusay na tool ngunit pupunta pa rin ako sa curve ng pag-aaral).

Hindi ako naglakas-loob na idagdag ang mga oras na ginugol sa disenyo ng software ng PCB, tumagal ng maraming mga pagtatangka upang makakuha ng tama ngunit nasiyahan ako sa resulta. Mayroong isang pares ng mga nawawalang mga bakas sa aking unang bersyon ngunit ang mga ito ay simpleng upang palitan. Para sa pagmamanupaktura ng isang maliit na batch ng mga PCB na ginamit ko at inirerekumenda ang SeeedStudio. Mahusay na tugon sa mga katanungan, mapagkumpitensyang pagpepresyo at mabilis na serbisyo.

Mula nang iniisip ko ang pagdidisenyo ng isang bersyon ng SMD na maaari kong gawin sa lahat ng mga sangkap na nakalagay at na-solder.

Maraming sangkap

Tulad ng para sa mga sangkap na ginamit ko ang sumusunod (nakahanay sa eskematiko ni Kevin)

• 200 NPN 2N3904 transistors
• 25 100nF capacitors
• 8 100uF capacitors
• 8 IRF9Z34N MOSFETS
• 25 74HC595 paglilipat ng mga rehistro
• 128 82 Ohm 1 / 8W resistors (Pula na kasalukuyang LED na naglilimita ng mga resistor)
• 64 130 Ohm 1 / 8W resistors (Green at Blue LED kasalukuyang naglilimita sa mga resistors)
• 250 1k Ohm 1 / 8W resistors (na may ilang mga extra)
• 250 10k Ohm 1 / 8W resistors (na may ilang mga extra)
• 1 5v 20A power supply (higit sa sapat)
• 1 Arduino Mega (o pinili mong processor)
• ilang solong row pin ng header upang kumonekta sa Arduino
• ilang mga jumper cable upang lumikha ng serial in / out na mga loop sa pagitan ng mga rehistro ng shift
• isang 6 pin header cable sa board konektor
• isang 240v power supply cable at plug

Ginamit ko at inirerekumenda ang Mga Component ng Farnell para sa pag-order ng mga ito sa UK, lalo na ibinigay ang kanilang susunod na araw na serbisyo at mapagkumpitensyang pagpepresyo.

Paghihinang … maraming paghihinang

Pagkatapos ito ay maraming oras ng paghihinang ng lahat ng mga bahagi sa pisara. Hindi ko idadaan ang mga detalye dito ngunit ang ilang mga aralin na natutunan ko ay:

• Panatilihin ang isang solder pump at solder wick sa kamay - kakailanganin mo ito.
• Gumagana talaga ang isang flux pen bagaman magulo upang malinis pagkatapos
• Gumamit ng isang maliit na diameter solder - Natagpuan ko ang pinakamahusay na maging isang 0.5mm 60/40 Tin / Lead 2.5% flux solder.
• Ang isang magnifying glass ay madaling gamitin upang makita ang anumang mga solder bridges.
• Dalhin ang iyong oras, gumawa ng isang pangkat nang paisa-isa at suriin ang lahat ng mga kasukasuan bago magpatuloy sa susunod na lugar.
• Tulad ng laging panatilihing malinis ang iyong tip ng soldering iron.

Dahil sa Pulang kulay ng LED ay malamang na kakailanganin ng ibang halaga ng resistor sa Green at sa Blue na minarkahan ko ang kasalukuyang naglilimita ng mga resistors sa PCB A, B at C. Ngayon ang oras upang tukuyin ang huling oryentasyon ng mga hiwa sa paghahambing sa PCB upang tukuyin kung aling mga lead ng LED ang nauugnay sa kung aling kasalukuyang nililimitahan ang lokasyon ng risistor.

Kapag kumpleto na ay nilinis ko ang board gamit ang PCB cleaner, hinugasan ito ng sabon at tubig at pinatuyo ito ng lubusan.

Pagsubok sa iyong natapos na PCB

Bago natin ito ilagay sa isang panig kailangan nating subukan na ang lahat ay gumagana.

Na-load ko ang Arduino code ni Kevin (para sa mega na kakailanganin mong gumawa ng ilang mga menor de edad na pagbabago) at bumuo ng isang simpleng programa sa pagsubok na i-flash at i-off ang lahat ng LED nang tuloy-tuloy.

Upang subukan:

• Gumawa ako ng isang LED test wire sa pamamagitan ng pagkuha ng isang solong kulay na LED, hawak ang isang resistor na 100 Ohm sa isa sa mga lead at pagkatapos ay pagdaragdag ng isang mahabang kawad sa bawat bukas na dulo. Ang isang piraso ng electrical tape sa paligid ng bukas ay humahantong upang ihinto ang anumang mga shorts at minarkahan ang positibong (anode) wire mula sa LED.
• Ikonekta ang iyong processor (sa aking kaso isang Arduino mega) sa board gamit ang 6 na konektor
• Ikonekta ang lakas sa board mula sa power supply
• Ikonekta ang Anode test lead sa isang 5v na mapagkukunan sa board
• Pagkatapos ay ilagay ang kawad na Cathode mula sa LED na pagsubok na kawad papunta sa bawat isa sa mga konektor ng PCB cube cathode sa pagliko.
• Lahat ng pagiging maayos ng LED sa lead ng pagsubok ay dapat na flash at off, kung gayon lumipat sa susunod.
• Kung hindi ito nag-flash pagkatapos ay ang iyong paghanap ng kasalanan. Suriin ko muna ang iyong mga solder joint para sa anumang mga dry joint, sa labas nito iminumungkahi kong gumana ka sa layo mula sa mga rehistro ng shift na suriin ang isang sangkap nang paisa-isa.

Subukan ang lahat ng 192 cathode pagkatapos ay baguhin ang iyong code upang subukan ang mga driver ng layer ng anode, palitan ang iyong LED test lead at ikonekta ito sa lupa at subukan ang bawat isa sa 8 layer driver.

Kapag nakumpleto mo na at nasubukan mo ang PCB talagang nagsisimula ang saya - ngayon upang maitayo ang kubo.

Hakbang 6: Pagbuo ng Cube

Paghahanda ng iyong mga konektor sa antas ng Anode - isa pang jig

Mayroon kaming isa pang item na katha bago kami magsimulang maghinang ng iyong mga hiwa ng 8x8 papunta sa PCB.

Habang nagdaragdag kami ng mga hiwa kakailanganin naming magdagdag ng mga tirante sa labas ng bawat hiwa na sumasama sa mga pahalang na hiwa.

Dahil nakakonekta namin ang lahat ng mga LED na may mga loop sa mga pag-frame ng mga wire ay hindi hinihinto ngayon.

Upang maitayo ang anode cross braces:

• Kumuha ng isa pang haba ng kahoy na ginamit mo para sa mga daang-bakal at gumuhit ng isang linya pababa sa gitna ng riles.
• Gumawa ng 8 marka kasama ang linya na ito na 30mm na hiwalay.
• Kumuha ng 8 ng 0.8mm drill bits at i-drill ang mga ito sa kahoy, naiwan ang drill bit sa kahoy na may shank na nakausli tungkol sa 10mm mula sa ibabaw.
• Putulin ang haba ng pag-frame ng wire at ituwid ito tulad ng dati.
• Balutin ang isang dulo ng kawad sa paligid ng unang drill bit na bumubuo ng isang loop at pagkatapos ay i-loop ang kawad sa paligid ng bawat kasunod na drill bit na bumubuo ng isang tuwid na kawad na may 8 mga loop kasama ang haba nito.

Tumatagal ito ng ilang kasanayan ngunit subukang at manipulahin ang kawad pagkatapos mabuo ang lahat ng mga loop upang makuha ang kawad nang tuwid hangga't maaari. Dahan-dahang iginawad ang kawad mula sa mga drill bits at pagkatapos ay tangkain na tuluyang ituwid ito.

Para sa pangwakas na cube kakailanganin mo ng 16 haba ng kawad bawat isa na may 8 mga loop ngunit sa panahon ng proseso ng konstruksyon madaling gamitin ito upang magkaroon ng isang bilang dalawa at tatlong loop haba upang ibigay upang suportahan ang bawat bagong hiwa sa kapitbahay nito.

Sa wakas maaari na nating maitayo ang kubo

Kakailanganin nating itaas ang PCB sa ibabaw upang mai-align at babaan ang bawat hiwa papunta sa PCB. Gumamit ako ng isang pares sa maliliit na mga kahon ng plastik sa magkabilang panig ng PCB.

Naaalala ang iyong oryentasyon ng hiwa na napili bago kapag tinutukoy ang lokasyon ng kasalukuyang naglilimita ng mga resistor maaari mo na ngayong ibaba ang unang hiwa sa mga butas sa PCB sa isang dulo. Iminumungkahi kong magsimula ka sa pinakamalayo na hanay ng mga butas na malayo sa iyo at magtrabaho patungo sa iyong sarili.

Dito natin nakikita ang bentahe ng paggupit ng mga wire ng pag-frame ng cathode sa isang anggulo. Papayagan ka nitong hanapin ang bawat isa sa 24 na mga wire ng cathode nang paisa-isa.

Upang suportahan ang hiwa at tukuyin ang patayong lokasyon nito ginamit ko ang kahoy na riles na ginamit namin upang gawin ang mga konektor ng anode at inilagay ito kasama ang PCB sa ilalim ng unang hanay ng mga LED. Gamit ang isang parisukat na inhinyero na ginamit upang matiyak na ang hiwa ay patayo sa PCB at antas mula sa dulo hanggang dulo maaari mo na ngayong maghinang ang mga cathode framing wires sa PCB.

Maaari mong subukan ang hiwa na ito ngayon ngunit nakita kong pinakamahusay na ilagay ang unang dalawang hiwa papunta sa PCB at gumamit ng maiikling 2 loop anode konektor sa isang pares ng mga lugar kasama ang dalawang hiwa bago ang paunang pagsubok upang gawing mas matatag ang unang dalawang hiwa. Pagkatapos ng unang dalawang pagsubok sa bawat hiwa sa pagliko bago idagdag ang susunod.

Pagsubok ng mga hiwa

Ang mga driver ng anode ay kasama ang isa sa mga gilid ng PCB at may mga butas sa PCB kung saan sa huli ay ikonekta namin ang bawat layer sa driver nito. Sa ngayon gagamitin namin ang mga ito sa ilang mga log wires at 8 mini crocodile clip upang ilakip sa bawat layer sa bawat hiwa sa pagliko.

Gamit ang mga cathode na soldered papunta sa PCB at ang mga anode na konektado sa mga driver na may mga wire at clip maaari naming subukan ang hiwa sa pamamagitan ng pagbabago ng code na ginamit namin upang subukan ang PCB sa isang bagong animasyon.

• Sumulat ng isang simpleng animation upang magaan ang lahat ng mga LED sa iyong hiwa ng bawat kulay nang paisa-isa (lahat Pula, pagkatapos Green at Pula pagkatapos ay lahat para sa Puti). Maaari mong tukuyin ang hiwa numero bilang isang variable upang maaari mong baguhin ito habang sinusubukan mo ang bawat hiwa sa pagliko.
• Ikonekta ang processor at lakas sa PCB at i-on.
• Suriin ang lahat ng mga ilaw ng LED sa lahat ng mga kulay.

Ang tanging depekto na napagmasdan ko dito ay dahil sa isang dry joint sa isa sa mga patayong wire na nag-frame ng cathode.

Maghinang at subukan ang bawat hiwa sa pagliko.

Malapit na tayo. Mayroong dalawang higit pang mga elemento na kailangan namin upang idagdag sa cube ngayon na-solder at nasubukan namin ang lahat ng 8 ng mga hiwa.

Mga konektor ng layer ng anode

Ngayon ay maaari naming masira ang mga konektor ng anode gamit ang 8 mga loop na iyong inihanda kanina.

I-thread ang mga ito sa mga hiwa na sumasali sa parehong layer sa bawat hiwa sa parehong mga slide. Inilipat ko ang akin hanggang sa halos 5mm ang layo nila mula sa pinakamalapit na LED cathode wire. Siguraduhing ang mga ito ay tumingin tuwid at antas bago paghihinang ng lahat ng mga loop at sumali sa bawat isa sa 8 mga anode layer magkasama.

Mga konektor ng driver ng Anode

Alisin ang lahat ng mga wire na ginamit dati upang subukan ang mga hiwa mula sa mga butas ng driver ng anode sa PCB at tiyaking ang mga butas ay malinaw sa solder - ang solder wick ang iyong kaibigan dito.

Ang bawat isa sa mga 8 anode driver sa PCB ay kailangang maiugnay sa isang indibidwal na layer sa PCB. Ang driver ng anode na pinakamalapit sa mga koneksyon ng kuryente sa PCB ay dapat na konektado sa pinakamababang antas, pagkatapos ay bumalik nang paatras patungo sa likuran ng PCB at sa ika-8 layer.

Bend ang isang maliit na kanang anggulo sa isang piraso ng straighten framing wire at ibaba ang mahabang bahagi ng kawad sa pamamagitan ng cube sa butas ng driver ng anode sa PCB. Siguraduhin na ang kawad ay tuwid at antas, hindi hawakan ang anumang iba pang kawad sa kubo at pagkatapos ay ihihinang ito sa anode layer ng kubo at papunta sa PCB

Kumpleto para sa lahat ng 8 mga driver ng anode.

Hakbang 7: Kumpleto na Ito

Tapos na ang build, tapos na.

Sa lahat ng paghahanda, pagbuo, pagsubok na nagawa mo nang kaunti ay simple na ngayon.

• Ikonekta ang supply ng kuryente sa PCB
• Ikonekta ang processor sa PCB.
• Power on.
• I-load o paganahin ang mga animasyon sa iyong software, i-upload sa processor at hayaang gawin itong bagay

Paggawa ng kaso

Gugustuhin mong protektahan ang iyong pamumuhunan pagkatapos maglagay ng lahat ng mga oras na ito.

Gumawa kami ng isang kaso mula sa ilang mga board ng oak at isang maliit na sheet ng ply at nagtayo ng isang draw sa likod kung saan maaari naming ma-access ang supply ng kuryente at Arduino pati na rin ang pag-aakma ng isang USB plug papunta sa likuran ng kaso upang payagan ang mas madaling pag-access para sa muling pagprogram..

Pagkatapos ay natapos namin ito sa isang kaso ng acrylic mula sa acrylicdisplaycases.co.uk. Mahusay na inirekomenda.

Sa iyo

Mayroong ngayon dalawang bagay na maaari mong ibaling ang iyong isip:

• Anong uri ng suporta / kahon ang nais mong idisenyo at buuin upang suportahan ang PCB at ilagay ang power supply at processor - Iiwan ko iyon sa iyong imahinasyon.
• Pumunta sa code at magsimulang mag-disenyo at magsulat ng iyong sariling mga animasyon. Si Kevin, Nick at SuperTech-IT ay gumawa ng ilang mahusay na gawain dito upang simulan ka sa iyong paraan.

Hakbang 8: Clip ng Pangwakas na Produkto sa Pagkilos

Ang aking pasasalamat kay Kevin at SuperTech-IT para sa mga animasyon kasama ang ilan sa aking sarili na nilikha ko hanggang ngayon

Hakbang 9: Animation - Mga Ahas

Isa sa aking sariling mga animasyong maibabahagi gamit ang code ni Kevin Darrah

Tawagan ang sumusunod sa void Loop

ahas (200); // Iterations

Hakbang 10: Kapag ang Iyong Sa Groove

Ang aking kapatid na lalaki at ako ay nakabuo na ngayon ng bawat isa at nagtatrabaho kami sa isang pangatlo:-)

I-UPDATE - Natapos na ang Pangatlong kubo at ilalagay namin ang isang ito para ibenta sa eBay kasama ang dalawang ekstrang board ng PCB (at mga tagubilin).

Gumagawa kami ng ilang mga pagbabago sa PCB higit sa lahat upang suportahan ang pagpapaunlad ng aming susunod na proyekto - isang 16x16x16 RGB LED cube

Hakbang 11: Pinakabagong Bersyon ng Aking Arduino Mega Code

Nakalakip makikita mo rito ang pinakabagong bersyon ng aking code.

Ito ay predominadong kinuha mula sa solusyon na binuo ni Kevin Darrah dito ngunit naihatid ko ito sa Arduino Mega at idinagdag sa mga animasyon alinman sa ibang mga mapagkukunan o binuo ko ang aking sarili.

Ang mga pin sa Arduino Mega ay:

• Latch - pin 44
• Blangko - pin 45
• Data - pin 51
• Clock - pin 52