3x3x3 LED Cube With Arduino Lib: 4 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Mayroong iba pang Mga Tagubilin tungkol sa pagbuo ng mga LED cube, ang isang ito ay naiiba para sa maraming mga kadahilanan: 1. Ito ay binuo na may isang mababang bilang ng mga off-the-shelf na mga bahagi at mga kawit hanggang sa Arduino. 2. Ang isang malinaw, madaling kopyahin ang diagram ng circuit ay ibinigay na may maraming mga larawan. 3. Ang isang natatanging diskarte ay ginagamit para sa software na kung saan ginagawang mas madali at mas nagpapahayag ang pagprograma sa cube. Kailangan ng mga bahagi: - 1 Perfboard - 3 NPN Transistors (2N2222, 2N3904, BC547, atbp.) - 12 Mga Resistor (~ 220 ohm at ~ 10k ohm) - 13 Mga Header (lalaki o babae) - 27 LEDs - Wire

Hakbang 1: Ihanda ang mga LED

Ang hakbang na ito ay higit na sumusunod sa LED Cube 4x4x4 ngunit gagawa kami ng isang 3x3x3 cube sa halip. Ang isang kubo ng laki na ito ay tungkol sa kasing laki ng nakukuha nito nang hindi ipinakikilala ang karagdagang circuitry at pagiging kumplikado. Kakailanganin namin ang isang kabuuang 27 LEDs na mapangkat sa tatlong hanay ng siyam. Ang bawat hanay ng siyam na LED ay magbabahagi ng isang karaniwang koneksyon sa kanilang mga cathode (negatibong lead). Titingnan ko ang bawat set na ito bilang isang "antas". Ang bawat isa sa siyam na LEDs sa isang antas ay konektado sa kaukulang LED sa iba pang dalawang mga antas sa pamamagitan ng kanilang mga anode (positibong lead). Tatawagan ang mga ito bilang "mga haligi". Kung iyon ay walang katuturan magiging maliwanag sa sarili habang binubuo namin ang kubo. Upang magsimula gagamit kami ng isang drill upang lumikha ng isang jig mula sa isang maliit na piraso ng scrap kahoy. Hawak ng jig ang mga LED sa lugar habang hinihinang namin ito. Nagpasya akong i-space ang mga butas sa paligid ng 5/8 ng isang pulgada ang layo (~ 15 mm) ngunit ang eksaktong distansya ay hindi kritikal. Ang butas ay dapat magkaroon ng isang masikip na magkasya sa paligid ng LED dahil hindi namin nais na sila ay gumalaw habang naghihinang. Kapag tapos na ang jig ay ibaluktot natin ang katod ng bawat LED sa isang 90 degree na anggulo. Ang katod ay makikilala sa tatlong paraan: 1) Ito ang mas maikling paa, 2) Nasa patag na bahagi ng isang bilog na LED, 3) nakakonekta ito sa mas malaking piraso sa loob ng LED. Tiyaking yumuko mo ang cathode sa parehong direksyon para sa lahat ng mga LED. Ngayon handa na kaming simulan ang paghihinang.

Hakbang 2: Paghinang ng mga LED

Unang ilagay ang siyam sa mga LED sa iyong bagong built jig. Iposisyon ang mga ito upang ang mga binti ay tumuturo sa parehong counter-clockwise na direksyon. Ipinapakita ng mga larawan ang cathode na nakaturo pakaliwa na may anode na nakaharap, ngunit ibabaliktad ko ang mga LED kung ginawa ko ito muli upang mapanatili ang binti mula sa sagabal sa pagtingin sa LED. Maghinang ng magkabilang panig, isang pares sa bawat panig. Gumamit ng maliliit na clip upang mapanatili ang clamp ng mga binti habang inilalapat ang solder. Kapag ang bawat isa sa apat na panig ay na-solder, ilipat ang mga clip upang hawakan ang mga sulok nang magkasama at maglapat ng solder sa bawat isa. Panghuli, maghinang ang cathode ng gitnang LED sa isa sa mga gilid at putulin ang labis. Ulitin ng tatlong beses. Dapat mayroon ka na ngayong tatlong hanay ng siyam na LED. Iposisyon ang dalawa sa mga set na isa sa itaas ng isa pa. Panatilihin ang distansya na katumbas ng spacing na naitaguyod sa pagitan ng mga LED. Kapag komportable ka na sa spacing maaari mong i-clamp ang bawat hanay ng mga binti gamit ang dalawang clip, isa sa bawat direksyon, upang mapanatili ang mga binti nang matatag sa lugar habang naghihinang. Maaaring kailanganin mong yumuko sa paligid ng isang LED upang makakuha ng isang mahusay na koneksyon. Maghinang bawat isa sa siyam na pares, isa-isa. Gawin ito nang isa pang oras at tapos ka na sa cube. Ilagay ang kubo sa isang gilid ng perfboard. Siguraduhin na ang siyam na mga binti ay nakaposisyon nang pantay-pantay habang ginagabayan mo ang bawat isa sa isang butas. Ang aking board ay may limang butas sa pagitan ng bawat hanay ng mga binti. Nais mong umalis ng mas maraming silid hangga't maaari sa kabilang dulo ng perfboard upang magkasya ang iba't ibang mga bahagi. Magdagdag ng ilang mga clip upang hawakan ang mga binti sa lugar kapag masaya ka sa pagpoposisyon. Iwanan ang maraming binti ng paglundot sa ilalim dahil gagawin nitong mas madaling maghinang ng mga resistor sa paglaon. Baligtarin ang pisara at maghinang ang bawat binti upang mapanatili ang mga ito sa lugar. I-flip ang cube pabalik sa sandaling ang lahat ng mga binti ay na-solder. Panghuli kailangan naming maghinang ng isang lead mula sa bawat isa sa mga antas pababa sa ilalim ng board. Huhubad ang isang piraso ng solidong kawad at yumuko ang isang maliit na kawit sa isang dulo. Isabit ang kawit sa isa sa mga center LEDs na binti at gabayan ito sa isang butas sa perfboard. Paghinang ang dulo ng kawit upang mapanatili ang kawad sa lugar. Ulitin muli para sa iba pang dalawang mga antas. Ang susunod na hakbang ay upang buuin ang natitirang circuit.

Hakbang 3: Buuin ang Circuit

Ang circuit ay medyo simple. Ang bawat isa sa siyam na mga haligi ay kumokonekta sa isang pin sa Arduino sa pamamagitan ng isang kasalukuyang nililimitahan na risistor. Ang bawat isa sa tatlong mga antas ay kumokonekta sa lupa sa pamamagitan ng isang NPN transistor kapag naisaaktibo ng isang Arduino pin. Gumagamit kami ng 12 output pin na kabuuang sa Arduino ngunit mayroong 18 LEDs sa lakas. Ang bilis ng kamay ay ang isang solong antas lamang na maaaring naiilawan nang paisa-isa. Kapag ang isang antas ay konektado sa lupa, ang bawat isa sa mga LED sa antas na iyon ay maaaring paandar nang paisa-isa sa isa sa siyam na iba pang mga pin ng Arduino. Kung sindihan natin ang mga antas ng sapat na mabilis lilitaw na parang lahat ng tatlong mga antas ay naiilawan nang sabay. Buuin natin ang circuit. Ang unang hakbang ay upang ihanda ang siyam na kasalukuyang naglilimita ng mga resistor. Gumagamit ako ng 220 ohms bawat pin na iguhit sa paligid ng 22mA. Ang halaga ay maaaring mag-iba depende sa mga LED na ginagamit ngunit manatili sa pagitan ng mga 135 at 470 ohms. Ang bawat pin ay may kakayahang sourcing ng hanggang sa 40mA. Upang makatipid ng silid nais naming maghinang ng mga resistors sa isang patayong posisyon. Bend ang isang tingga pababa upang ang parehong mga lead ay parallel sa bawat isa. Gawin ito para sa lahat ng siyam na resistors. Kapag handa na ang mga resistor ay solder namin sila isa-isa. Upang gawing madali ay maghinang kami ng resistor na humantong nang direkta sa iba pang mga bahagi sa halip na gumamit ng isang hiwalay na kawad para sa bawat isa. Ang isang dulo ng risistor ay kumokonekta sa isang haligi at ang isa ay kumokonekta sa isang header. Magsimula sa unang hilera ng mga LED na kung saan ay pinakamalapit sa mga resistors at gumana pabalik. Kapag natapos ang bawat hilera maaari kang gumamit ng isang maliit na piraso ng tape upang ihiwalay ang magkakapatong na mga lead upang maiwasan ang isang maikling. Sumangguni sa mga larawan at diagram upang makita kung ano ang magiging hitsura nito kapag natapos na ito. Ngayon na wala sa daan ang mga haligi, ang susunod na hakbang ay upang maghinang ng mga bahagi na kinokontrol ang mga antas. Ang base ng isang NPN transistor ay isasaaktibo ng isang Arduino pin sa pamamagitan ng isang kasalukuyang nililimitahan na risistor ng 10k (o doon). Ikokonekta nito ang katumbas na antas sa lupa na magpapahintulot sa kasalukuyang dumaloy sa mga LED. Sumangguni sa mga larawan at diagram. Kapag nakumpleto ang mga LED ay dapat kumonekta sa mga pin 2-10 sa Arduino at ang mga antas ay dapat kumonekta sa mga pin 11-13, sa ibaba hanggang sa itaas. Ang mga pin ay mai-configure din sa software kung kailangan mo ng ibang pag-set up. Kumpleto na ang circuit, oras upang magpatuloy sa software!

Hakbang 4: Gamit ang Software

Natagpuan ko ang ilang mga halimbawa ng code na lumulutang sa paligid ng 'net para sa pagkontrol ng isang LED cube. Lahat sila ay nangangailangan ng malalaking mga arrays ng binary o hex data upang makontrol ang mga LED. Naisip ko na dapat may isang mas madaling paraan kaya't nagtakda ako upang sumulat ng aking sariling software. Ang aking unang desisyon ay gawin ang software na salamin sa hardware. Nangangahulugan iyon na tugunan ang bawat LED sa pamamagitan ng haligi at antas sa halip na gumamit ng raw data ng port o tradisyunal na x, y, z. Ang pangalawang desisyon ay upang magsimula sa mga pangunahing pag-andar, tulad ng pag-on o pag-off ng isang solong ilaw, at pagbuo mula roon. Panghuli nagpasya akong ipakilala ang dalawang mga tampok na kung saan ay kapaki-pakinabang para sa mas kawili-wiling mga epekto. Ang isa ay isang buffer na nagbibigay-daan sa mga pangunahing pag-andar upang makabuo ng mas kumplikadong mga pattern. Ang iba pa ay isang pagpapaandar na pagkakasunud-sunod na nagsisindi ng isang hanay ng mga LED nang paisa-isa, o lahat nang sabay-sabay. Ang library ay nagsimula bilang code ng pang-proseso at maluwag na mga pag-andar. Mula doon napakadaling sundin ang tutorial upang lumikha ng isang magagamit na muli ng Arduino library. Tiyaking i-download ang library at i-unzip ito sa sketchbook / aklatan. Kung na-set up nang tama dapat kang makahanap ng isang halimbawa sa Arduino software sa ilalim ng File> Mga Halimbawa> LedCube> ledcube. Magagamit din ang code sa Github sa gzip / arduino-ledcube. Salamat sa pagbabasa!