4x4x4 ლედ კუბი: 13 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

რატომ ავაშენოთ ეს LED კუბი?

* დასრულების შემდეგ შეგიძლიათ აჩვენოთ ლამაზი და რთული ნიმუში.

* ეს გიბიძგებს ფიქრისკენ და პრობლემის გადაჭრაზე.

* სახალისო და დამაკმაყოფილებელია იმის დანახვა, თუ რამდენად კარგად ხდება ეს ყველაფერი ერთად.

* ეს არის პატარა და მართვადი პროექტი ყველასთვის, ვინც ახალ წებოვანაზე და ელექტრონიკაში ისწავლის და ჯერ კიდევ საკმარისად დიდია კაშკაშა და შთამბეჭდავი ნიმუშების გამოსახატავად.

* Arduino კოდის მართვა საკმაოდ ადვილია.

* შედარებით დაბალი ღირებულება მაღალი გართობისთვის და უზარმაზარი თანხა, რომელსაც შეისწავლით, თუკი ახალი ხართ ელექტრონიკაში.

პირველ რიგში მე გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ეს სწრაფი 4x4x4 led კუბი, რომლის დაყენებისათვის საჭიროა მხოლოდ რამდენიმე საათიანი სამუშაო (როდესაც თქვენ დაამზადებთ ჯიგებს), მაგრამ ასევე არის მყარი დიზაინი. ყველანაირად შევეცდები ავხსნა, რომ ყველამ გაიგოს ჩემი დიზაინის არჩევანი. დაბოლოს, მე ავხსნი, თუ როგორ უნდა დავპროგრამოთ ახალი ნიმუშები 2 სხვადასხვა გზით.

მარაგები

ნაწილები:

1. 10 სმ * 15 სმ პროტოტიპის დაფა - 1x $ 2 ეა
2. sn74hc595n - 2x $ 0.57 ეა
3. 120 ohm რეზისტორები - 16x $ 0.04 ea (მნიშვნელობა დამოკიდებულია თქვენს LED- ზე იხილეთ ნაბიჯი 7)
4. 10k ohm რეზისტორები - 4x $ 0.10 ea
5. Fqp20n06l N არხი MOSFETS - 4x $ 0.95 ეა
6. Arduino nano v3 - 1x $ 22 ეა
7. 5.5 მმ DC ჯეკი - 1x სურვილისამებრ $ 0.35
8. დაკონსერვებული სპილენძის მავთულები 20 AWG - 15 ფუტი $ 0.12/ფუტი
9. ლენტი კაბელი 40 დირიჟორი ან სხვა მცირე ზომის (AWG) მავთული - არანაკლებ 1 ფუტი $ 2.3/ფუტი
10. 5 მმ პლაივუდი 6 ", 12" - 1 x $ 2 ეა
11. solder.8 მმ - 1x $ 10.89 ეა
12. 1 "x 6" x 4 'დაფა - 6 "$ 8.39 ეა
13. 5 მმ დიფუზური LED- ები - 64 $ 15 ნაკრები
14. 100nf კერამიკული ქუდი - 2x $ 0.25 ეა

თითო კუბის სავარაუდო ღირებულება: $ 40 (თუ ნაწილები იყიდება ნაყარი, ღირებულება მნიშვნელოვნად შემცირდება)

ინსტრუმენტები:

1. ნემსის ცხვირსახოცი x2
2. ფლეში საჭრელი ან გვერდითი საჭრელი
3. გასაყიდი რკინა
4. მავთულის სტრიპტიზატორები
5. მაგიდის ხერხი
6. საბურღი (რეკომენდირებულია საბურღი პრესა)
7. Hacksaw ან band ხერხი
8. კომპიუტერი პროგრამირებისთვის

ნაბიჯი 1: პირველი ჯიგი **

პირველი ჯიგი შედგება 2) 0.8 მმ საბურღი ნაწილისგან, პროტოტიპის დაფისგან და 5 მმ ხვრელისაგან LED- სთვის. დაიწყეთ პროტოტიპის დაფის აღებით (მინიმუმ 2 სმ სიგანე და 2.54 მმ (0.1 ") მანძილი ცენტრში ხვრელების ცენტრში) მონიშნეთ პირველი წერტილი დაფის ერთ კიდეზე. შემდეგ გადაადგილების შემდეგ გააკეთეთ სხვა ნიშანი სწორი ხაზით. კიდევ 3 ხვრელი. შემდეგ მონიშნეთ წერტილი, რომელიც არის კიდევ 2 ხვრელი (იხილეთ სურათი #1). შემდეგ ცენტრში აღინიშნება ხვრელი 5 მმ -იანი ხვრელის გამოსაყენებლად, მე გამოვიყენე 13/64 ინჩიანი ბიტი და ის მშვენივრად მუშაობდა. უმჯობესია, თუ თქვენ გამოიყენეთ პატარა ბიტები და იმუშავეთ 13/64 ინჩამდე მხოლოდ იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ ის შესანიშნავად არის ორიენტირებული ხვრელში, თუ ეს არ არის მთელი კუბი გამორთული იქნება. შემდეგ გარე მარკირებაზე გამოიყენეთ 0.8 მმ ბიტიანი ოდნავ გასაფართოებლად ხვრელები. დარწმუნდით, რომ ყველა ხვრელი პროტოტიპების დაფაზე პერპენდიკულარულია, თუ ეს შესაძლებელია, გამოიყენეთ საბურღი პრესი, მაგრამ ხელის საბურღი იმუშავებს. გაჭრა 3) 1 "კვადრატი ყველაზე ადვილია სამაჯურის ხერხის გამოყენება, მაგრამ ხელის ხერხიც იმუშავებს. ელმერის წებოთი გააკეთეთ პატარა ხის დასტა, რომლის ყველა კიდე ერთმანეთზეა გადახურული. საბოლოოდ მიამაგრეთ იგი პროტოტიპების დაფაზე და შეახვიეთ ყველაფერი ერთად და დაელოდეთ. მას შემდეგ, რაც ყველაფერი გაშრება ხელახლა გაბურღეთ ყველაფერი ისე, რომ პროტოტიპების დაფაზე არსებული ხვრელები გაიაროს მთელს ხის საყრდენზე. მოათავსეთ 0.8 მმ ბიტიანი ხვრელი, რომელიც გაკეთდა კიდეზე. თუ ყველაფერი სწორად გაკეთდა, ის უნდა გამოიყურებოდეს #2 სურათზე.

** სურათზე გამოსახული ჯაგები შექმნილია 8*8*8 LED კუბის გასაკეთებლად, ასე რომ ისინი ოდნავ დიდია. შენი ჯაგარი უფრო პატარა იქნება. ეს ჯიგები დაფუძნებულია სტივ მენლის დიზაინზე მისი 8*8*8 RGB LED კუბისთვის. მშვენივრად გამოიყურება და მუშაობს. მე გირჩევთ გადახედოთ მის ვიდეოებს.

მისი you-tube არხი

ნაბიჯი 2: მეორე ჯიგი **

მეორე ჯიმი დამზადებულია 5 მმ პლაივუდისგან. დაიწყეთ მარკირებითა და მოჭრით 3 ცალი, რომელიც არის 4”2” ამისათვის მე გამოვიყენე სამაჯური, მაგრამ ხელის ხერხიც იმუშავებდა. ერთ -ერთ ნაჭერზე მონიშნეთ 1 "2" მხარეს ორივე ბოლოში და დახაზეთ ხაზი ორს შორის. 4 "მხარეს გადადით 1/2" ადრე გაკეთებულ ხაზზე შემდეგი ნიშანი უნდა იყოს 1 "დღევანდელიდან გააგრძელეთ სანამ არ მიაღწევთ დაფის ბოლომდე. დანარჩენი ორი ცალი უნდა იყოს გასწორებული და წებოვანი ელმერის წებოთი მას შემდეგ, რაც წებო გაშრება, აიღეთ ორივე მონიშნული მონაკვეთი და წებოვანი მონაკვეთი დააკავშირეთ ისინი ერთმანეთთან. ამოიღეთ 5 მმ (13/64) ხვრელები დაფაზე გადაკვეთილი ხაზების გასწვრივ. საბოლოო ნაბიჯი არის წებოვანი ნაჭრის ხვრელების გაკეთება. უფრო დიდი მივდიოდი 1/4”.

ნაბიჯი 3: მესამე ჯიგი **

მესამე ჟიგი დამზადებულია 1 "x 6" ნაწილისგან. ჯერ დაფა დაყავით უფრო მოსახერხებელ ნაწილად, დაახლოებით 5 "სიგრძის. ამის გაკეთებისთანავე შეგიძლიათ მიიყვანოთ იგი მაგიდის ხერხთან, რათა კორომები დაახლოებით 1/4 სიღრმეში გაჭრას, ნებისმიერი ორიენტაცია იმუშავებს. მათ უნდა ჰქონდეთ მანძილი კოჭების ცენტრამდე 1 ინჩიანი ცენტრი. კერფი (ხერხის ნაჭერი დამზადებული) უნდა იყოს 0.1 "სიგანის. დაიწყეთ დაფის კიდედან პირველი სლოტის ინჩის მოჭრით. შემდეგ დახურეთ ხერხი და გადაიტანეთ ღობე 1 "-ზე. გაიმეორეთ ეს პროცესი მანამ, სანამ თქვენს დაფაზე არ მოჭრილი იქნება 4 სლოტი. ჟიგი უნდა გამოიყურებოდეს ზემოთ მოცემულ სურათზე.

ნაბიჯი 4: პირველი ჯიგის გამოყენება

ეს არის შენობის ყველაზე ერთფეროვანი ნაწილი, რომელიც შლის LED- ების ყველა ხაზს. მიზეზი, რის გამოც გსურთ ამ ჯიგის გამოყენება არის მიიღოთ მტკიცე კონსტრუქცია, რომელიც მშვენივრად გამოიყურება. აიღეთ თქვენი პირველი ჯოხი კათოდის მოსახვევში (მოკლე ტყვია იხილეთ სურათი 2) უფრო ახლოს (0.2 ) საბურღი, შემდეგ შემოახვიეთ იგი ბიტი და მოხსენით. აიღეთ ანოდი და მოხარეთ მეორე ბიტის გარშემო და მოშალეთ. გაჭერით დამატებითი მიჰყევით გამრეცხი საჭრელებით / გვერდითი საჭრელებით და ამოიღეთ შუქდიოდი. გააბრტყელეთ როგორც ანოდი, ასევე კათოდი. გადაუგრიხეთ კათოდი 90 გრადუსით ისე, რომ ის ქვემოთ იყოს (იხილეთ სურათი 3) გააგრძელეთ პროცესი კიდევ 63 -ჯერ.

შენიშვნა: ხშირად დამხმარეა პატარა ნემსის ცხვირსახოცი, რათა ბორბლები შემოიხვიოს საბურღი ნაწილის გარშემო.

ნაბიჯი 5: მეორე ჯიგის გამოყენება

სანამ ამ ჯიგს გამოვიყენებთ, ჩვენ უნდა გავასწოროთ და გავჭრათ ჩვენი 20 ლიანდაგიანი (awg) დაკონსერვებული სპილენძის მავთული. უმჯობესია გათიშოთ მინიმუმ 36 4 "მავთულის მონაკვეთი, თუ გააკეთებთ კიდევ 4 მონაკვეთს, რადგან ის კუბს სიმეტრიულს ხდის (შენიშვნა: სასარგებლოა მავთულის უფრო დიდი მონაკვეთების გასწორება მანამ, სანამ სიგრძეს გაიჭრით, მაგრამ ორივე გზა იმუშავებს). მავთულის გასასწორებლად აიღეთ ორი ქინძი და თითოეული ბოლოდან ცოტათი გაიყვანეთ მავთული. ეს მეთოდი რთულია, ასე რომ, თუკი თქვენ გაქვთ ვიცე, შეგიძლიათ მავთული დაიჭიროთ ვიცეში და გაიყვანოთ იქიდან და თქვენ ბევრად უკეთესები იქნებით შედეგი უფრო ადვილია. მას შემდეგ რაც ყველა მავთულის მომზადება მოათავსეთ 4 LED- ში jig #2 -ში (იხ. სურათი #2) კათოდი უნდა იყოს მოშორებული თქვენგან. მოათავსეთ ერთ -ერთი 4 "მავთულის მონაკვეთი კათოდური მარყუჟების მეშვეობით შეაერთეთ ოთხივე სახსარი (მიზანშეწონილია შეამოწმოთ ყველა LED- ები შედუღებამდე). მას შემდეგ რაც შეაერთეთ ყველა LED- ი აწიეთ ზედა ნაწილი და დააჭირეთ ჯაგს ისე, რომ LED- ების მომრგვალებული ბოლოები ბრტყელ ზედაპირზე. LED- ების რიგი უნდა გამოჩნდეს. ახლა გააკეთეთ ეს პროცესი კიდევ 16 ჯერ.

ნაბიჯი 6: მესამე ჯიგის გამოყენება

ახლა, როდესაც თქვენ დაასრულეთ LED– ების 16 რიგი, დროა გამოვიყენოთ საბოლოო ჯეგი. აიღეთ LED- ების 4 ზოლები და მოათავსეთ ლითონის სადენები ერთ -ერთ ჭრილში, დარწმუნდით, რომ სხვადასხვა მონაკვეთის ყველა ხვრელი შეესაბამება. ჩადეთ მავთულის ერთი ნაწილი ქვემოდან ზემოთ ამ სვეტის დანარჩენ ხვრელებში. დარწმუნდით, რომ ის არის კვადრატი, შემდეგ შეაერთეთ ყველა 16 კავშირი და გადადით 3 სხვაზე.

ნაბიჯი 7: ელექტრონიკა

პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის გამოთვალოთ 16 რეზისტორი, რომლებიც საჭიროა კუბის მუშაობისთვის. ეს შეიძლება გაკეთდეს ამ კალკულატორის ან ამ ფორმულის საშუალებით წინააღმდეგობა = (ძაბვის წყარო - LED ძაბვა) / led მიმდინარე. ერთადერთი პრობლემა ის არის, რომ ხშირად გამყიდველი არ აძლევს საჭირო ღირებულებებს. თუ თქვენ იყენებთ ბმულს, რომელიც მოცემულია LED ნაკრებისთვის, რომელიც მე მივიღე, ყვითელ LED- ებს სჭირდებათ 120 ოჰამი, რადგან ისინი 2 ვ და ლურჯი 75 ოჰ 3 ვ. თუ არ გინდათ ამაზე ინერვიულოთ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ კომპლექტში მოყვანილი 220 ომი, მაგრამ ისინი კარგად უნდა მუშაობდნენ, მაგრამ თქვენი კუბი ოდნავ დაბურული იქნება, ზოგჯერ ყვითელი შეიძლება ოდნავ დაბნელდეს (ყველაზე ნათელი ფერი მე ვიპოვე ამ ნაკრებიდან არის ლურჯი, გამორიცხულია თეთრი, რომელიც არ არის დიფუზიური).

ნაბიჯი 8: ელექტრონიკა

ასე რომ, ახლა თქვენ გაქვთ 2 ვარიანტი, რომლითაც შეგიძლიათ გადახვიდეთ ქვემოთ მოცემულ სქემატურიდან/შექმნათ თქვენი საკუთარი განლაგება სურათების გამოყენებით კარგი განლაგებისთვის, შეუკვეთოთ პერსონალური PCB ქვემოთ ნაპოვნი Gerber ფაილის გამოყენებით (შესანიშნავია, თუ რამოდენიმეს აკეთებთ).

PCB და სქემატური- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526|e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

ნაბიჯი 9: კუბის შედუღება PrototypingBoard- ზე

ახლა, როდესაც თქვენ გაქვთ ელექტრონიკა ერთმანეთთან დაკავშირებული, თქვენ უნდა აიღოთ 4 ვერტიკალური განყოფილება, რომელიც ადრე გააკეთეთ. მოათავსეთ ერთ -ერთი მონაკვეთი, როგორც ეს ნაჩვენებია პირველ სურათზე და შეაერთეთ, რათა დარწმუნდეთ, რომ პროტოტიპის დაფაზე კვადრატულია. დაამატეთ კიდევ ერთი 9 ხვრელით დასრულებას შორის და დაამატეთ ბოლო 2 იგივენაირად.

ნაბიჯი 10: ფენების დაკავშირება

შემდეგ თქვენ უნდა დააკავშიროთ საერთო კათოდური ფენები, აიღეთ გასწორებული მავთულის ნაჭერი და დადეთ საერთო კათოდური მავთულის ნაჭერზე, რომელიც იჭრება, გააკეთეთ შედუღების ერთობლიობა თითოეულ კვეთაზე. თქვენ უნდა გააკეთოთ მინიმუმ 4, მაგრამ შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ მე ეს გავაკეთე ორივე მხრიდან, რათა კუბი სიმეტრიულად გამოიყურებოდეს. ფენის ყველა კავშირის დასრულების შემდეგ თქვენ უნდა დაამატოთ მავთული პროტოტიპის დაფაზე კუბის ფენებს. ეს შეიძლება გაკეთდეს მავთულის გასწორებული მონაკვეთის აღებით, რომელსაც აქვს 90 გრადუსიანი მოსახვევი, რომელიც გამოდის დაახლოებით 1/2 . მიამაგრეთ მავთულის გრძელი ბოლო იმ ადგილას, სადაც გინდათ დააკავშიროთ იგი პირველ ფენასთან ფენა. გაიმეორეთ ხვრელიდან გასვლისას და შემდეგ ფენაში გადასვლისას. როდესაც მიიღებთ ოთხივე ფენის კავშირს გადადით შემდეგ საფეხურზე.

ნაბიჯი 11: გაყვანილობის ბოლო ნაწილები

შემდეგი ნაწილი არის MOSFET– ის გადინების დაკავშირება ფენებთან, იხილეთ პირველი სურათი. მას შემდეგ რაც ეს გაკეთდა დააკავშირეთ ცვლის რეგისტრების შედეგები კუბის სვეტებთან. იხილეთ სქემატური დაწვრილებით.

ნაბიჯი 12: პროგრამირება თქვენი კუბი

თქვენ გაქვთ 3 ვარიანტი კუბის კოდირებისთვის გამოიყენეთ მოწოდებული კოდები, გამოიყენეთ arduino ან გამოიყენეთ arduino პითონთან ერთად კოდირების უფრო ადვილი გამოცდილების მისაღწევად. ერთადერთი, რომლის ახსნასაც ვაპირებ, არის არდუინო პითონთან, რადგან მისი გამოყენება ყველაზე ადვილია, მაგრამ თქვენ დაგჭირდებათ მცირეოდენი გამოცდილება არდუინოსთან/ენის სტრუქტურაში. დაიწყეთ ყველა ბმულის გადმოტვირთვით, რათა დაიწყოთ arduino პროგრამული უზრუნველყოფით და დამთავრდეთ პითონისთვის tkinter ბიბლიოთეკით. როგორ მუშაობს პითონის რედაქტორი, უმეტესწილად თვითგამოხსნილია, უბრალოდ გაუშვით პითონის კოდი ქვემოთ. შენახვის ღილაკზე დაჭერისას პითონის გარსი აფურთხებს ორობითი ბაიტებს, რომელთა ჩასმა დაგჭირდებათ arduino მასივში, რომელიც ამბობს სლაიდებს. ამის შემდეგ თქვენ დაგჭირდებათ arduino მასივში შეფერხებების დამატება, რომელშიც ნათქვამია სლაიდების მაქსიმალური რაოდენობა, რომლის გამოყენებაც შეგიძლიათ 150 არის არდუინო ნანოს მეხსიერების გამო, ის ბევრს ჰგავს, მაგრამ როდესაც დაიწყებთ გრაფიკული თარგმანის გაკეთებას, ის სწრაფად ჭამს ამ რაოდენობას.

კოდები არის 3 ჯგუფში, რადგან მე ვერ გადმოვიღე ისინი როგორც ერთი ფაილი გარდა პითონის ფაილისა.

ფაილების დაჯგუფება (ჯგუფის ყველა ფაილი უნდა იყოს ერთსა და იმავე საქაღალდეში, რომ სწორად იმუშაოს)

მყარი კოდირებული არდუინო (ნათელი_ყველა, led_cube_4x4x4, შოუს_პატრონი)

arduino byte კოდირებული ფაილები (გასაგები, მარტივი_პროგრამირება_ვ2, შოუს_პატერნი)

python gui (4x4x4 კოდის გენერატორი V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

ნაბიჯი 13: შესრულებულია

ამ ეტაპზე თქვენ უნდა შეგეძლოთ აჩვენოთ მინიმუმ რამდენიმე ნიმუში თქვენს კუბიკზე და იმედია ყველაფერი შეუფერხებლად წარიმართა.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, დასვით ქვემოთ კომენტარებში.