8x8x8 ლედ კუბი: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში ჩვენ ვაჩვენებთ თუ როგორ უნდა ავაშენოთ 8x8x8 ლედ კუბი. ყველაფერი დაიწყო როგორც იდეა საგანი "შემოქმედებითი ელექტრონიკა", რომელიც მიეკუთვნება ელექტრონიკის ინჟინერიის მეოთხე კურსის მოდულს მალაგას უნივერსიტეტში, ტელეკომუნიკაციების სკოლაში:

პროექტი ზოგადად შედგება ტექნიკური უზრუნველყოფისა და პროგრამული უზრუნველყოფის თანაპროექტისაგან. აპარატურის ნაწილი შედგება კუბისაგან და ყველა კავშირისგან, ასევე ბაზისგან, რომელიც მხარს უჭერს დიზაინს. პროგრამული უზრუნველყოფის ნაწილი შედგება მასშტაბური ბიბლიოთეკისგან, რომელიც განხორციელდა სხვა პროექტებისთვის გამოსაყენებლად.

Arduino Uno– ს მიერ კონტროლირებადი, ხუთას თორმეტი led ქმნის ამ კუბიკს და რადგან ისინი გამოყოფილია სვეტებად და ფენებად, თითოეული მათგანი შეიძლება ინდივიდუალურად იყოს ჩართული.

ჩვენ წარმოგიდგენთ რამდენიმე ნაბიჯს, რომელსაც შეუძლია გაადვილოს პროექტი, თუმცა ამას რამდენიმე დღე სჭირდება. პროექტისთვის ჩვენ გამოვიყენეთ Blue Leds და NPN ტრანზისტორები.

აქ ჩვენ ვამაგრებთ ჩამონათვალს საჭირო მასალით:

• 512 ები.
• 64 წინააღმდეგობა 220 Ohms.
• 9 ცვლის რეგისტრატორი 74HC595.
• 16 2N222 ტრანზისტორი.
• ქაფის დაფა.
• რამდენიმე მეტრი წვრილი მავთული (1.2 მმ).
• ზოლის მავთული.
• კონექტორები (კაცი და ქალი).
• Ენერგიის წყარო.
• წინასწარ გაბურღული ფირფიტა (PCB).
• სტრუქტურის მხარდაჭერა.
• ხის ყუთი სტრუქტურისთვის.

ვიმედოვნებთ, რომ ყველას მოსწონს ეს სასწავლო.

ნაბიჯი 1: შაბლონის დახატვა LED- ებისთვის

პირველი ნაბიჯი არის შაბლონის შედგენა ჯარისკაცის პროცესის გასაადვილებლად. ქაფის დაფაში, ჩვენ უნდა დავხატოთ კვადრატი და გავყოთ ის 64 პატარა კვადრატში, ყველა გამოყოფილია ერთი ინჩი. პატარა კვადრატის მეორესთან შეერთებისას, ჩვენ უნდა გავაკეთოთ ხვრელი ხრახნიანი ხრახნით, მაგალითად, იმისათვის, რომ მათ შიგნით ჩავდოთ ჯარისკაცები.

ნაბიჯი 2: შექმენით ბაზა

ჩვენ უნდა შევქმნათ ბაზა, სადაც ლიდერები დაისვენებენ. უმჯობესია გააკეთოთ ის ხის ფიცრით, რომელიც არ არის მძიმე, მაგრამ არც მქრქალი. დაფის მიღების შემდეგ, ჩვენ უნდა გავიმეოროთ ნაბიჯი 1, მაგრამ ახლა აქ. ჩვენ უნდა აღვნიშნოთ ხე, დავხატოთ კვადრატი 8 ინჩი, სადაც შიგნით, კიდევ 64 კვადრატული ინჩი იქნება დახატული.

როდესაც ჩვენ დავხატეთ ყველაფერი, დროა გამოვიყენოთ საბურღი მანქანა. ცოტა 1 მმ -ით, ჩვენ გავაკეთებთ ხვრელს, რომელიც შეჭრის ხეს თითოეული კვადრატის შეერთების ადგილას, რათა დავაყენოთ მავთულები, რომლებიც შეინარჩუნებს სტრუქტურას მათ შიგნით.

წაიღეთ თქვენი საბურღი მანქანა და გაბურღეთ!

ჩვენ გადავიღეთ ვიდეო, რომელიც გაჩვენებთ როგორ გააკეთოთ. საბოლოო შედეგი უნდა გამოიყურებოდეს აქ მოცემულ სურათებზე.

ნაბიჯი 3: დადეთ მავთულები პირდაპირ

უმჯობესია სტრუქტურამ გამოიყენოს მავთულები ლიდერებს შორის, რადგან ისინი სტრუქტურას უფრო ხისტსა და მოუქნელს გახდის. როგორც წესი მავთულები იყიდება რულონში, ჩვენ უნდა დავაყენოთ ისინი პირდაპირ. ჩვენ ასევე დაგვჭირდება საბურღი მანქანა ამ ნაბიჯისათვის.

ჩვენ უნდა გავჭრათ მავთული და ჩავდოთ ნაჭერი საბურღი მანქანაში. მას შემდეგ, რაც იგი დაფიქსირდება, ჩვენ უნდა დავიჭიროთ მავთულის მეორე ნაწილი და ჩართოთ საბურღი მანქანა. რამდენიმე წამში მავთული სწორი იქნება როგორც სანთელი!

ჩვენ ვაჩვენებთ, თუ როგორ უნდა მოხდეს ეს პროცესი ვიდეოში და ჩვენ ვაძლევთ გასაღებს პროცესის უფრო სწრაფი გასაკეთებლად: თქვენ შეგიძლიათ გაჭრათ გრძელი მავთული, გაასწოროთ ის ერთხელ და შემდეგ გაჭრათ.

ნაბიჯი 4: შეავსეთ ფენა

მას შემდეგ რაც დავრწმუნდებით, რომ ყველა წამყვანი კარგად არის ჩართული, დროა შევაერთოთ ისინი. ჩვენ უნდა გამოვყოთ კათოდები და ანოდები, რათა პროცესი უფრო სწრაფად მოხდეს.

ამ ეტაპზე, ყველა კათოდი იქნება დაკავშირებული. გამოყენებული იქნება 64 შუქდიოდური და 11 მავთული: ერთი თითოეული რიგისთვის, ხოლო 3 მეტი სტრუქტურის შესანახად. თქვენ ხედავთ, როგორ გავაკეთეთ ეს. ჩვენ ჩავყარეთ 3 ცენტი 10 ცენტი, რომ ყველა მავთული ერთ სიმაღლეზე დავაყენოთ და შემდეგ, პროცესი დაიწყება.

ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ შემოწმდეს შედუღების პროცესის შემდეგ, რომ ყველა გამჭოლი კარგად არის შედუღებული. ამის გაკეთება შეგიძლიათ Arduino– ს გამოყენებით, მავთულის დაკავშირება GND– თან და გამოძიება 5V შესასვლელით თითოეული LED– ით, როგორც ხედავთ ვიდეოში.

არ დაგავიწყდეთ თითოეული კათოდის ნაწილის მოჭრა, რომელიც არ იყო ჯარისკაცი.

ახლა თქვენ გააკეთეთ ერთი, გააგრძელეთ დანარჩენი შვიდი!

ჩვენ ასევე გადავიღეთ ფოტოები პროცესის საჩვენებლად.

ნაბიჯი 5: გააკეთეთ კუბის სტრუქტურა

თუ დასრულდა შედუღება, შემდეგი ნაბიჯი არის კუბის სტრუქტურის გაკეთება. ჩვენ შევდუღებთ ერთ ფენას მეორეზე მაღლა, გამოვყოფთ მას ქაფის დაფით დამზადებული ბალიშებით, როგორც ამას ფოტოზე ვაჩვენებთ.

ამ ეტაპზე, ყველა ანოდი უნდა იყოს შედუღებული მავთულხლართებზე. მთავარი ის არის, რომ დაიჭიროთ ვერტიკალური მავთულები, როდესაც დროა მიიღოთ სტრუქტურაში ფენა და თქვენი სამუშაო არ იქნება ძალიან რთული.

როგორც უკვე ვთქვით, ძალიან მნიშვნელოვანია შეამოწმოთ გამათბობლების სწორი მუშაობის შემდეგ. არ დაივიწყოთ ამ ნაბიჯში ზედმეტი ანოდის ფეხის ამოღება. ამის გაკეთება ახლა უფრო ადვილია, ვიდრე ამის გაკეთება ბოლოს.

წარმატება დასრულდება, როდესაც 8 ფენა ერთმანეთზე მაღლა იქნება ანოდებით. ამის შემდეგ, ანოდები გადაიყიდება PCB- ზე.

აუცილებელია ფუძიდან ვერტიკალური კაბელების დაკავშირება LED- ების თითოეულ ვერტიკალურ ფენაზე თითოეული ფენის სათანადო ფუნქციონირებისათვის და ორიენტირება x, y და z ღერძებზე. ამის ნახვა შეგიძლიათ ფოტოებში.

ნაბიჯი 6: შეაერთეთ ბაზა

ჩვენ უნდა შევდუღოთ შესაბამისი ფენები ზოლების მავთულის გამოყენებით, რომელსაც დავამატებთ კონექტორებს, რომლებიც შევა ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფაზე, რათა საბოლოოდ გაანათოს კუბი.

თითოეულ სვეტს ექნება შედუღებული კაბელი და ყოველი 8 სვეტი, რომლებიც ქმნიან ვერტიკალურ ფენას, შეუერთდება იმავე მამრობითი კონექტორს, რომელიც შემდგომ შევა PCB– ის მდედრობითი კონექტორში. ჰორიზონტალური ფენები ასევე ატარებენ კონექტორს, რათა მათ ჰქონდეთ კათოდები PCB– თან დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 7: შეაერთეთ წრე

სქემის სქემატური სქემის მიხედვით, ჩვენ შევაერთებთ ყველა კომპონენტს პერფორირებულ ფირფიტაზე, გადავალახავთ იმ კავშირებს, რომლებიც აუცილებელია და გავყვებით კაბელს იმ შემთხვევაში, თუ შედუღების ადგილი არ არის.

ამ ნაბიჯის გადასაჭრელად ჩვენ გვჭირდება:

• პერფორირებული ფირფიტა (შეიძლება იყოს ზოლები ან ნიმუშის გარეშე). ჩვენ გამოვიყენეთ ნიმუშის გარეშე
• წინააღმდეგობები
• მამრობითი კონექტორები
• ჩანაწერები
• NPN ტრანზისტორი
• ზოლების კაბელი

ნაბიჯი 8: კუბის მხარდაჭერა

ჩვენ შევიმუშავებთ საყრდენს, ჩვენს შემთხვევაში ხის, სადაც ჩვენ გავაცნობთ სქემას და მხარს ვუჭერთ კუბს.

როგორ მოვიქეცით? ყუთი 26 სმ სიგანის, 31 სიგრძისა და 10 სიმაღლის. ჩვენ დავაყენეთ მცირე ზომის საყრდენები, რომლებიც ხელს შეუშლის კუბის დაცემას ყუთის ბოლოში, რითაც დაზიანდება წრედი, რომელიც მიდის ქვემოთ.

ნაბიჯი 9: კოდი და პროგრამირება

კოდი შედგება 512 მნიშვნელობის ლოგიკური მასივისგან, რომელიც წარმოადგენს თითოეული led სტატუსს.

ის იყოფა ორ ნაწილად, ერთი პასუხისმგებელია თითოეული მათგანის სტატუსის შეცვლაზე მასივის მნიშვნელობების შეცვლით, მეორე ნაწილი პასუხისმგებელია ინფორმაციის გაგზავნაზე რეესტრებში.

ინფორმაციის რეგისტრებში გაგზავნისთვის გამოიყენება shiftOut () ფუნქცია, რომელსაც აქვს როგორც ბაიტი ტიპის მონაცემები, ის აწარმოებს საათს და მონაცემთა სიგნალებს რეგისტრატორებთან სერიული გადაცემისთვის.

ჩნდება ლოგიკური მასივის თარგმნის ტიპი ბაიტის მასივში, თითოეული ბაიტი წარმოადგენს ჩანაწერს. დამოკიდებულია კუბის ზომაზე, რათა შეიცვალოს პროექტში ცვლის რეგისტრების რაოდენობა. კოდის ეს ნაწილი მასშტაბურია, რათა ხელი შეუწყოს ინფორმაციის გაგზავნას სხვადასხვა ზომის კუბურებზე.

კუბში ანიმაციების შესაქმნელად ჩვენ ვიყენებთ voxelWrite () ფუნქციას, ეს ფუნქცია საშუალებას გვაძლევს შევცვალოთ led მდგომარეობა კოორდინატების მიხედვით x, y, z.

ჩვენს GitHub გვერდის შემდეგ ბმულზე შეგიძლიათ იპოვოთ სასარგებლო ინფორმაცია: