Arduino Mega 8x8x8 RGB LED კუბი: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

”ასე რომ, თქვენ გსურთ ააწყოთ 8x8x8 RGB LED კუბური”

მე უკვე ცოტა ხანია ვთამაშობ ელექტრონიკასა და არდუინოს, მათ შორის ჩემი მანქანის მაღალი გამაძლიერებელი კონტროლერის და ჩვენი სკაუტების ჯგუფის ექვს შესახვევიანი Pinewood Derby მოსამართლის მშენებლობას.

ასე რომ, მე დავინტერესდი და შემდეგ ჩავვარდი, როდესაც ვიპოვე კევინ დარჰას შესანიშნავი საიტი მისი დეტალური ახსნა -განმარტებებითა და ვიდეოების შექმნით.

თუმცა იყო მისი აღნაგობის რამდენიმე სფერო, რომელზეც ვფიქრობდი, რომ შემეძლო გაუმჯობესება.

Დადებით მხარეზე:

• ამ რთული პროგრამისთვის საჭირო Arduino კოდის დეტალური განმარტებები კევინმა გაამარტივა სტრუქტურის კოდირების მხარე.
• მე მხარს ვუჭერ კევინის მიერ ცალკეული ტრანზისტორების გამოყენებას თითოეული 192 კათოდის მართვისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მოითხოვს კომპონენტების მდიდარ აპარატურულ დიზაინს, ის საშუალებას გაძლევთ მართოთ თითოეული LED მძიმედ, რისკის გარეშე გადატვირთოთ ერთი დრაივერის ჩიპი, რომელიც მართავს 8 (ან მეტ) LED- ს.

სფეროები, რომელთა გაუმჯობესება მინდოდა:

• უნდა არსებობდეს თავად კუბის აგების უკეთესი გზა, ასევე არის 2000 – ზე მეტი სახვევი 8x8x8 RGB კუბიკზე და თუკი შუაში ერთი ჩავარდება/გატეხილი იქნება, თითქმის შეუძლებელია წვდომა და შეკეთება
• მთელი ეს გაყვანილობა !!!! მე მქონდა გამოცდილება PCB– ების დიზაინში წარსულში, ასე რომ მიზნად ისახავდა ერთი PCB– ს შექმნას, როგორც საჭირო კომპონენტების მნიშვნელოვანი რაოდენობის, ისე თავად კუბის მოსაწყობად.

შემდგომმა ძიებამ გამოავლინა კუბის შემდგომი დიზაინი, საიდანაც შთაგონების სხვა სფეროები ავიღე.

ნიკ შულზემ შექმნა ნოტის შესანიშნავი მაგალითი, თუმცა უფრო მარტივი STP16 აპარატურის მიდგომით და 32 ბიტიანი ჩიპი KIT UNO. მე გამოვიყენე მისი კუბის დიზაინი და არა კევინის.

SuperTech-IT ორიენტირებულია ტექნიკური მხარის გამარტივებაზე ერთი PCB მიდგომით, რომელიც აერთიანებს და აფართოებს როგორც კევინის, ასევე ნიკის პროგრამირების მიდგომას, აქცენტი კეთდება ყველა გაყვანილობის აღმოფხვრაზე.

ასე რომ, დასახული იყო გეგმა. კევინის სქემატური, ნიკის კუბის სტრუქტურის გამოყენებით, შეიმუშავეთ ერთი PCB და შეიმუშავეთ გამოსავალი, რომელიც გაამარტივებს აგებულებას და გააძლიერებს კუბს.

ნაბიჯი 1: ყველა ის LED

8x8x8 = 512 RGB ები. eBay არის თქვენი მეგობარი აქ და მე შევიძინე 1000 ჩინელი მომწოდებლისგან.

დიზაინი, რომელიც მე ავირჩიე, იყენებს 5 მმ საერთო ანოდის RGB LED- ებს - ასე რომ, თითოეულ შუქდიოდს აქვს კათოდური (უარყოფითი) მავთული თითოეული სამი ძირითადი ფერისთვის (წითელი/მწვანე/ლურჯი) და ერთი ანოდი (დადებითი) მავთული, რომელიც საერთოა თითოეული მათგანისთვის. ფერები.

LED- ების ტესტირება

იაფად, მე ოდნავ შეშფოთებული ვიყავი ხარისხით. ბოლო, რაც გსურთ იპოვოთ დუნდული LED თქვენი კუბიკის შუა ნაწილში, ასე რომ, მე განვიხილე თითოეული 512 LED- ის ტესტირება, რომელსაც მე გამოვიყენებდი.

მიდგომის გასამარტივებლად შევიმუშავე პატარა დაფა და მარტივი Arduino პროგრამა, რომელიც ინდივიდუალურად ამოძრავებდა ორი LED- ს წითელს> მწვანე> ლურჯს, შემდეგ კი თეთრს ღილაკზე დაჭერით.

ერთი შუქდიოდენი იმოქმედებს როგორც საერთო მითითება ყველა დანარჩენისთვის, რათა უზრუნველყოს, რომ ყველა შუქდიოდური ნათურა იყოს საერთო სიკაშკაშე.

მას შემდეგ რაც ჩაერთვებით LED- ის დაფაზე დაჭერით, დააჭირეთ ღილაკს, უყურეთ როგორ ანათებს LED ფერები, არც ისე დიდი დრო დასჭირდება ყველა 512 -ის გადახედვას. გარდა ამისა, მე ვერ ვიპოვე ერთი დეფექტი და იყო ძალიან კმაყოფილი LED- ების ხარისხით.

მიმდინარე შეზღუდვის რეზისტორის მნიშვნელობების არჩევა

სანამ პურის დაფა გამოდის, კარგი დროა შეამოწმოთ და დაადასტუროთ LED მიმდინარე შეზღუდვის რეზისტორები, რომელთა გამოყენებაც დაგჭირდებათ. არსებობს ბევრი გამომთვლელი, რომელიც დაგეხმარებათ სწორი მნიშვნელობის არჩევაში და ის არ იქნება ერთი და იგივე ყველა ფერისთვის (წითელს თითქმის აუცილებლად ექნება განსხვავებული მოთხოვნა მწვანე და ლურჯისგან).

ერთი მთავარი სფერო, რომელსაც უნდა მიაქციოთ ყურადღება არის თეთრი ფერი, რომელსაც LED ასხივებს, როდესაც ყველა RGB ფერი ჩართულია. თქვენ შეგიძლიათ დაბალანსოთ რეზისტორების ღირებულება სუფთა თეთრი ფერის მისაღებად LED- ის ამჟამინდელ ზღვრებში.

ნაბიჯი 2: კუბის მშენებლობის გამარტივება

Jig თითოეული 8x8 ნაჭრის ასაშენებლად

ამ სირთულის კუბის აგება უმნიშვნელოდ არ უნდა იქნას მიღებული. ეს მოითხოვს თქვენი დროის მნიშვნელოვან ინვესტიციას.

ჩემ მიერ შემუშავებულმა მიდგომამ გაამარტივა კუბის თითოეული 8x8 ვერტიკალური "ნაჭრის" შედუღება ერთ ღონისძიებაში, განსხვავებით 8 LED- ების მშენებლობისაგან თავის მხრივ და შემდეგ 8 მათგანის ერთმანეთთან შეხამება ცალკეულ ოპერაციაში.

თქვენ დაგჭირდებათ ჯიგარი ამ მიდგომისთვის და ცოტაოდენი დრო, რაც აქ დახარჯავთ, მოგვიანებით მიიღებს უზარმაზარ სარგებელს.

ზემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ამ დიზაინის სიმარტივეს.

• მე გამოვიყენე რამოდენიმე 18 მმ x 12 მმ რბილი ხე, რომელიც მიიღება ადგილობრივი ტექნიკის მაღაზიიდან.
• გაბურღულია 8 x 5 მმ ხვრელი 18 მმ მხარის შუაგულში, 30 მმ დაშორებით 8 სიგრძეზე, რაც საშუალებას იძლევა დამატებით 50 მმ სიგრძის თითოეულ ბოლოში.
• გამოიყენეთ ხის ორი სიგრძე თითოეულ მხარეს და დააფიქსირეთ ეს 8 გაბურღული მონაკვეთი იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ისინი ერთმანეთის პარალელურია და ზუსტად 30 მმ დაშორებით.
• მე გირჩევთ გამოიყენოთ ისინი ხის წებო ფრჩხილის/ხრახნის გარდა, როდესაც ისინი ერთმანეთთან აფიქსირებთ. თქვენ არ გინდათ, რომ ეს ჯიგარი მოექცეს.
• თავსაბურავის ზედა და ქვედა ბოლოში მე დავაყენე კიდევ ერთი სიგრძე და ჩავდე ფაილში სამი პატარა ლურსმანი/პანელის ქინძისთავები თითოეული ხვრელის სვეტით LED- ებისთვის. ცენტრი ერთი ზუსტად ხაზზეა და მეორე ორი 5 მმ დაშორებით თითოეულ მხარეს. ჩვენ გამოვიყენებთ ამ ლურსმნებს კუბის შესაქმნელად გამოყენებული მავთულის სწორი სიგრძის გასამყარებლად - უფრო გვიან.
• თქვენ შეამჩნევთ სურათებს ხის სხვა სიგრძის ზემოთ სხვა კუთხის მიმართ მცირე კუთხით. ეს იქნება მნიშვნელოვანი მოგვიანებით, რადგან ჩვენ დავჭრით ჩვენს სტრუქტურულ მავთულს ამ კუთხის შესაბამისად, რაც მნიშვნელოვნად გაამარტივებს თითოეული ამ ვერტიკალური ნაჭრის პოზიციონირებას PCB- ში მოგვიანებით.

დრო დაუთმეთ ამ ჯიშის მშენებლობას. რაც უფრო ზუსტი ხართ აქ, მით უფრო ზუსტი იქნება თქვენი საბოლოო კუბი.

ნაბიჯი 3: LED- ების მომზადება

LED ტყვიის კავშირები

ერთ -ერთი შეშფოთება, რაც წინა მაგალითებზე მქონდა წაკითხული იყო მარტივი კონდახის სახსრების გამოყენება LED- ის ჩარჩოების მავთულზე შედუღებისას. ეს გამოიწვევს ორ მთავარ საკითხს

• ძალიან რთული და შრომატევადია LED წამყვანი პოზიციის ჩამორთმევა მავთულის გვერდით ისე, რომ ის საკმარისად დიდხანს არ მოძრაობდეს, რათა უზრუნველყოთ კარგი შედუღების ერთობლიობა.
• კონდახის სახსრები ადვილად იშლება - რისი თავიდან აცილებაც მინდოდა.

ასე რომ, მე შევიმუშავე გამოსავალი, რომლის მიხედვითაც თითოეული LED მზადდება მარყუჟით თითოეული ტყვიის ბოლოს, რომლის მეშვეობითაც გადის ჩარჩოების მავთული, რომელიც მავთულხლართებს იკავებს პოზიციაში შედუღების დროს და ასევე უზრუნველყოფს მექანიკურ კავშირს, გარდა გამაგრების გასაძლიერებლად.

ამის მინუსი ის იყო, რომ თითოეული 512 LED- ის მომზადებას უფრო მეტი დრო დასჭირდა - მე ეს გავაკეთე 64 -ის პარტიად, ნაჭერი ერთდროულად, და მივიღე ეს დაახლოებით 3 საათამდე თითო ნაჭერში.

პლიუსს ის არის, რომ ნაჭრის რეალურ შედუღებას წინა ჯიგის გამოყენებით სულ რაღაც ერთი საათი დასჭირდა.

LED მოსახვევი jig

მე შევიმუშავე jig, რომელიც დაეხმარება LED- ების მომზადებას - სურათი ზემოთ ძირითადი ზომებით.

• მე ავიღე ადრე გამოყენებული 18x12 მმ -იანი რელსები, გავაღე 5 მმ -იანი ხვრელი 18 მმ -იანი მხარის ცენტრში და შემდეგ ეს რკინიგზა დავდე MDF- ის პატარა პანელზე (თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ხის ნაჭერი, ეს იყო ის, რაც მე მომიწია ხელი) და გადაიყვანეს რკინიგზის 5 მმ ხვრელზე MDF ცენტრამდე.
• ბურღვის გამოყენებით, რათა უზრუნველყოთ ორივე ხვრელი სარკინიგზო მაგისტრალსა და MDF– ში, აიღეთ ფანქარი და მიაპყარით ხაზს რკინიგზის ორივე მხარეს MDF– ის გასწვრივ.
• ამოიღეთ საბურღი და სარკინიგზო და თქვენ დარჩებით MDF– ში 5 მმ ხვრელით და ორი პარალელური ხაზით, რომლის ორივე მხარე შეესაბამება სარკინიგზო ზომებს (ერთმანეთისგან 18 მმ დაშორებით).
• დახაზეთ კიდევ ერთი ხაზი 5 მმ -იანი ხვრელის ცენტრში სარკინიგზო ხაზების პერპენდიკულარულად.
• მე გამოვიყენე 22swg დაკონსერვებული სპილენძის მავთული (500 გრ რულეტი საკმარისი იყო), რომელსაც აქვს სიგანე 0.711 მმ. მე ვიპოვე ინტერნეტში (eBay კვლავ სამაშველოში) რამოდენიმე 0.8 მმ საბურღი და გამოვიყენე ისინი როგორც შემქმნელები, რომლის გარშემოც LED შუქს ვუხვევდი მარყუჟის შესაქმნელად.
• გაბურღეთ სამი 0.8 მმ საბურღი, შუა 5 მმ ხვრელის ცენტრალურ ხაზზე, დანარჩენები 5 მმ დაშორებით და რაც მთავარია რკინიგზის ხაზის გარეთ, MDF დაფაზე LED ხვრელიდან- არა ხაზზე, არამედ ერთ მხარეს საბურღი, რომელიც მხოლოდ რკინიგზის ხაზს ეხება.
• მეოთხე 0.8 მმ საბურღი კვლავ გაბურღულია მეორე სარკინიგზო ხაზზე 5 მმ LED ხვრელის ცენტრალურ ხაზზე და ამჯერად სარკინიგზო ხაზის შიგნით. ზემოთ მოცემულ სურათზე ეს აღწერილობა ოდნავ გასაგები უნდა იყოს.
• დატოვეთ წვრთნები ხეზე დაახლოებით 1-15 მმ საბურღი ძარღვით, რომელიც გამოდის MDF– დან.

ახლა თქვენ გჭირდებათ ინსტრუმენტი - კარგი პროექტი ყოველთვის არის ის, სადაც უნდა შეიძინოთ სპეციალური ინსტრუმენტი:-). თქვენ დაგჭირდებათ პატარა ცხვირის ბრტყელი ცხვირი (eBay ისევ £ 2 - 3 £). მათ აქვთ სწორი პარალელური გრძელი ცხვირი და ბრტყელი ბოლო - იხილეთ სურათი.

LED წინასწარი მომზადება

ახლა მოდის გრძელი ამოცანა თითოეული 512 LED- ის მომზადებისთვის. მე გირჩევთ გააკეთოთ ისინი ჯგუფურად. უფრო დეტალურად ზემოთ მოცემულ სურათებში

• დაიჭირეთ LED ფანქარში ოთხი საყრდენი მიმართულია თქვენსკენ.
• მნიშვნელოვანია - ლიდერების წესრიგი და ორიენტაცია სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ამ ეტაპზე. ანოდი იქნება ყველაზე გრძელი ტყვიით მეორე ოთხი წამყვანიდან. დარწმუნდით, რომ ეს არის მეორედ უფლებადან. მიიღეთ ეს არასწორად და თქვენი LED ვერ ანათებს სწორად, როდესაც ჩვენ ვამოწმებთ მათ მოგვიანებით - მე ვიცი, რომ მე დავუშვი 2 შეცდომა 512 -დან.
• სანამ ეკრანს LED ატარებთ, განათავსეთ LED ნათურა MDF დაფის 5 მმ -იან ხვრელში, როგორც ეს მოცემულია ზემოთ მოცემულ სურათზე. შეიძლება დაგჭირდეთ 5 მმ -იანი ხვრელის ზედა ნაწილში ოდნავ გასუფთავება, რათა უზრუნველყოთ ფანქარი MDF- ზე.
• Bend LED იწვევს გარშემო საბურღი ბიტი თავის მხრივ შექმნას loop. მე აღმოვაჩინე, რომ თუ თქვენ უკან იხრებით მოსახვევში ჩრდილში, როდესაც ის სრულდება, ის ხსნის მარყუჟს და ეხმარება მარყუჟების ამოღებას საბურღიდან, როდესაც LED ამოიღებთ ჯიგზე
• მარყუჟის მახლობლად ოთხი ბილიკიდან ზედმეტი შეწყვიტეთ წყვილი პატარა მავთულის საჭრელით.
• დაიხურეთ ანოდის მარყუჟი, ერთი საკუთარი, 90 გრადუსი ისე, რომ მარყუჟი თავდაყირა დგას LED ნათურისკენ
• მზა LED განათავსეთ ბრტყელ ზედაპირზე და დარწმუნდით, რომ ყველა ბილიკი ზედაპირის გასწვრივ მდებარეობს, მცირე ზეწოლა LED- ზე გაათანაბრებს მათ ყველაფერს

Ის არის…. ახლა გაიმეორეთ 511 ჯერ:-)

ნაბიჯი 4: ნაჭრების შექმნა

ჩარჩოების მავთულის გასწორება

ასე რომ, ჩვენ ახლა გვაქვს ჯიგური, რათა გავაკეთოთ ჩვენი 8x8 ნაჭერი და გამოცდილი და მომზადებული LED- ების ნაკრები.

ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ ახლა არის ჩარჩოების მავთული. გამართავს ყველა LED- ს ერთად. მე გამოვიყენე 500 გრ რულეტი 22swg დაკონსერვებული სპილენძის მავთული (ისევ eBay– დან)

ახლა, რა თქმა უნდა, თქვენ გინდათ გაასწოროთ მავთული როლიდან ჩამოდის. მარტივი თუ სხვა ხელით შესრულებული ამოცანა. გაჭერით მავთულის მონაკვეთი სიგრძეზე და ორივე ბოლო დაიჭირეთ ორ წყვილ საცობში და ნაზად გაიყვანეთ და გაჭიმეთ მავთული. თუ კარგი ხარ, იგრძნობ, რომ მავთული იჭიმება და შემდეგ შეგიძლია გაჩერდე, თუ შენი მძიმე ხელით მავთული დაიმსხვრევა საცობებთან, როდესაც საკმარისად გაიჭიმება. ორივე გზა კარგია და თქვენ დასრულდება არა მხოლოდ მავთულის გასწორებით, არამედ ოდნავ გამკაცრებით, ასე რომ ის შეინარჩუნებს ფორმას.

თითოეული 8x8 ჩარჩოსთვის დაგჭირდებათ 24 სიგრძე საკმარისად გრძელი იმისათვის, რომ გაუშვათ თქვენი ჯის მთლიანი სიგრძე, სათადარიგო ბოლოებით, რომ შეახვიოთ პანელის ქინძისთავები, რომ შედუღების დროს დაიჭიროთ. გარდა ამისა, თქვენ დაგჭირდებათ 8 სიგრძე პერპენდიკულარული ანოდის მავთულისთვის, რომელიც ოდნავ უფრო ფართოა, ვიდრე ჯიგის სიგანე.

შენდება 8x8 ნაჭერი

ახლა მავთულები გასწორებულია, ჩვენ მივდივართ მხიარულ ნაწილზე.

• ჯიგთან ერთად იჯდა მის ორ ვერტიკალურ ლიანდაგზე და 8 გაბურღული ჯვარედინი ლიანდაგი თქვენსკენ უბიძგებს 8 LED ერთ სვეტში ერთდროულად და LED- ების სამი ფეხი თქვენსკენ არის მიმართული.
• ახლა ჩაასხით გასწორებული ჩარჩოების მავთულები ყველა 8 LED- ის შუა მარყუჟის მარყუჟებში და მიამაგრეთ თითოეული ბოლო პანელის ქინძისთავების შემოხვევით.
• გაიმეორეთ ეს ორი გარე ჩარჩო მავთულისთვის.
• შემდეგ გაიმეორეთ ზემოთ მოყვანილი ნაბიჯები დანარჩენი 7 სვეტისთვის.

თქვენ გექნებათ 64 LED- ის ხრახნიანი ერთად 24 ვერტიკალური ჩარჩო მავთული. დარწმუნდით, რომ ყველა LED ნათურა იჯდა ხის რელსებზე და გაასწორეთ ნებისმიერი LED ფეხი, რათა აღმოიფხვრას შეუსაბამობები.

ახლა დაარღვიეთ თქვენი soldering რკინის და დაფიქსირება ყველა 192 კავშირი შორის LED მარყუჟების და ჩარჩო ხაზები. მე არ ვაპირებ იმის ახსნას, თუ როგორ უნდა შედუღოთ აქ, არსებობს უამრავი შესანიშნავი გაკვეთილი, რომელიც ამას ახსნის ჩემზე უკეთ.

დასრულდა? ერთი წუთით აღფრთოვანდით თქვენი ხელნაკეთობით, გადაატრიალეთ თავსაბურავი. ჩვენ ჯერ კიდევ უნდა დავამატოთ ანოდი ჩარჩოს მავთულები.

ახლა თქვენ ხედავთ, რატომ დავხურეთ ანოდი ტყვიის მარყუჟები 90 გრადუსით.

• აიღეთ თქვენი 8 გასწორებული ანოდი ჩარჩოების მავთულები და კვლავ გადაუსვით თითოეულ მწკრივში თითოეულ 8 LED- ს.
• მე დავჭრა მავთულის სიგანე jig მაგრამ არ ცდილობენ გაასწორონ ეს ქვემოთ პანელი ქინძისთავები.
• დასრულების შემდეგ დაუთმეთ დრო LED- ების გასწორებას, რათა უზრუნველყოთ სწორი თანმიმდევრული გაშვება და კიდევ ერთხელ შეაერთეთ ყველა 64 კავშირის წერტილი.

ტესტირება 8x8 ნაჭერი

ერთი ნაჭერი ქვემოთ, მაგრამ სანამ ის ამოიღებთ ჟიგიდან, ჯერ შეამოწმეთ. ამისათვის დაგჭირდებათ 5 ვ წყარო (თქვენი არდუინოდან ან თქვენი LED ტესტერიდან) და ერთი რეზისტორი (ყველაფერი, რაც 100 ოჰმს გააკეთებს).

• შეაერთეთ ერთი მავთული მიწასთან, ის გამოყენებული იქნება ყველა 24 კათოდური ჩარჩოს მავთულის გასწვრივ.
• შეაერთეთ სხვა მავთული 5 ვ -თან რეზისტორის საშუალებით.
• დაიჭირეთ 5v მავთული ერთ ჩარჩოზე მავთულხლართზე 8 ანოდის დონეზე
• გაუშვით სახმელეთო მავთული 24 კათოდური ჩარჩოს მავთულის გასწვრივ.
• შეამოწმეთ თითოეული LED ანათებს წითელს, მწვანე და ლურჯს თითოეული 8 LED- ისთვის, რომელიც დაკავშირებულია იმავე ანოდის მავთულზე.
• ახლა გადაიტანეთ 5 ვ მავთული მომდევნო დონეზე და კვლავ გაუშვით შემოწმება სანამ არ შეამოწმებთ თითოეულ დონეს, თითოეულ LED- ს და თითოეულ ფერს.

თუ აღმოაჩენთ, რომ ერთი LED არ მუშაობს, თქვენ ალბათ აურიეთ ანოდის ტყვიის შუქდიოდური შუქდიოდის მიერთების დროს. თუ აღმოაჩენთ, რომ ერთი არ მუშაობს, მე გირჩევთ ამოიღოთ LED- ის ამოღება, აიღეთ სათადარიგო მომზადებული LED, გახსენით მარყუჟები LED- ებზე, დააყენეთ ეს ახალი LED jig- ში და საუკეთესოდ დააბრუნეთ მარყუჟები ჩარჩოების მავთულის გარშემო შენ შეგიძლია.

ყველაფრის შემოწმების შემდეგ შეგიძლიათ ამოიღოთ სლაიდი ჯიგიდან. ამისათვის მოჭერით ჩარჩოების მავთულები ზედა მწკრივზე ახლოს LED ტყვიის მარყუჟებთან და გაჭერით ქვედა ჩარჩოების მავთულები ოდნავ დახრილი ჯის ჩარჩოს გასწვრივ.

ახლა დატოვეთ ჩარჩოების მავთულის ყველა გრძელი ბოლო, ჩვენ დავალაგებთ მათ მოგვიანებით, როდესაც კუბს ავაშენებთ.

ერთი ქვემოთ, კიდევ 7 წასასვლელი.

მე მჯერა, რომ მე შევხვდი ჩემს პირველ მიზანს და შევიმუშავე გამოსავალი კუბის ნაჭრების აგების გასაადვილებლად.

ნაბიჯი 5: გადადით ელექტრონიკაში

PCB- ის დიზაინი

ჩემი მეორე მიზანი იყო ამოიღო ყველა გაყვანილობა, მაგრამ მაინც დატოვე ადგილი გარკვეული მოქნილობისთვის.

ამ მიზნით მე გადავწყვიტე, რომ:

• ამოიღეთ 6 პროცესორის საკონტროლო მავთული დაფაზე კონექტორის საშუალებით. კუბის დრაივერების უმეტესობა, რაც მე მინახავს, იყენებს SPI წარმოებულს მონაცემთა გადასაცემად, რომელიც მოითხოვს 4 შეყვანას - მონაცემები, საათი, გამომავალი ჩართვა და Latch - დამატებული 5V და Ground, რათა ჩვენ შევძლოთ პროცესორის ჩართვა ერთი და იმავე კაბელიდან.

• 74HC595 ცვლის რეგისტრის ჩიპებს შორის დატოვეთ სერიული შემოსული და სერიული კავშირები, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ სხვადასხვა მარყუჟები ჩიპებს შორის.

  • კევინსის სქემა არის ანოდის მძღოლისთვის, შემდეგ ყველა 8 ჩიპისთვის, რომელიც მართავს ერთ ფერს, შემდეგ კი შემდეგ ორ ფერს თანმიმდევრულად, სულ 25 ცვლის რეგისტრატორზე.
  • Nicks სქემატური აქვს ცალკე loop უკან პროცესორი თითოეული ფერი.
• ნება მიეცით ანოდის ფენებს მართოს საკუთარი ცვლის რეგისტრი ან პირდაპირ პროცესორიდან 8 ცალკეული კავშირით.

გარდა ამისა მინდოდა

• გამოიყენეთ ხვრელების კომპონენტების საშუალებით (როგორც ამას მიჩვეული ვარ).
• შემოვიფარგლები ორ ფენის PCB დაფაზე (ისევ ისე, როგორც ჩემი გამოცდილების ფარგლებში).
• ყველა კომპონენტი მოათავსეთ PCB– ის ერთ მხარეს (ქვედა მხარე) და მიეცით საშუალება LED ნაჭრები პირდაპირ PCB– ის ზედა ნაწილზე შეიკრა.

ასე რომ, ის დასრულდება როგორც დიდი დაფა (270 მმ x 270 მმ), რომელიც დაეხმარება კუბს 30 მმ -იანი მანძილით LED- ებს შორის - მაშინაც კი, ეს მაინც იყო შესუსტება, რათა მოერგოს ყველა კომპონენტს და კვალს.

წარსულში წარმატებით გამოვიყენე რამდენიმე განსხვავებული PCB დიზაინის პროგრამა.

მარტივად გამოყენებისათვის Pad2Pad შესანიშნავია, მაგრამ თქვენ ჩაკეტილი ხართ მათ ძვირადღირებულ წარმოების ხარჯებში, რადგან თქვენ არ შეგიძლიათ გერბერის ფაილების ექსპორტი. ამ აღნაგობისთვის მე გამოვიყენე DesignSpark (არა ისეთი მარტივი გამოსაყენებლად, როგორც Pad2Pad, მაგრამ შემიძლია გერბერის ფაილების ექსპორტი) და მას შემდეგ ექსპერიმენტებს ვატარებ Eagle– თან (ძალიან მძლავრი ინსტრუმენტია, მაგრამ მე მაინც ვაგრძელებ სწავლის მრუდს).

მე ვერ გავბედავ PCB- ის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინზე გატარებული საათების დამატებას, დასჭირდა არაერთი მცდელობა, რომ გამეკეთებინა, მაგრამ მე ძალიან კმაყოფილი ვარ შედეგით. ჩემს პირველ ვერსიაში არის რამდენიმე დაკარგული კვალი, მაგრამ მათი შეცვლა მარტივია. PCB– ების მცირე პარტიის წარმოებისთვის გამოვიყენე და ვურჩევდი SeeedStudio– ს. კარგი პასუხი კითხვებზე, კონკურენტუნარიანი ფასები და სწრაფი მომსახურება.

მას შემდეგ ვფიქრობ SMD ვერსიის შემუშავებაზე, რომლის შეკეთებაც შემეძლო უკვე მოთავსებული და შედუღებული ყველა კომპონენტით.

ბევრი კომპონენტი

რაც შეეხება კომპონენტებს, მე გამოვიყენე შემდეგი (კევინის სქემატური თანხვედრა)

• 200 NPN 2N3904 ტრანზისტორი
• 25 100nF კონდენსატორი
• 8 100uF კონდენსატორი
• 8 IRF9Z34N MOSFETS
• 25 74HC595 ცვლის რეგისტრი
• 128 82 Ohm 1/8W რეზისტორები (წითელი LED მიმდინარე შეზღუდვის რეზისტორები)
• 64 130 Ohm 1/8W რეზისტორები (მწვანე და ლურჯი LED მიმდინარე შეზღუდვის რეზისტორები)
• 250 1k Ohm 1/8W რეზისტორები (დამატებით)
• 250 10k Ohm 1/8W რეზისტორები (რამდენიმე დამატებით)
• 1 5v 20A კვების წყარო (საკმარისზე მეტი)
• 1 არდუინო მეგა (ან პროცესორი თქვენი არჩევანით)
• რამოდენიმე რიგის სათაურის ქინძისთავები არდუინოსთან დასაკავშირებლად
• ზოგიერთი ჯუმბერის კაბელი ცვლის რეგისტრებს შორის სერიული შესასვლელი/გასასვლელი მარყუჟების შესაქმნელად
• 6 პინიანი სათაურის კაბელი დაფის კონექტორზე
• 240 ვ კვების კაბელი და შტეფსელი

მე ვიყენებდი და ვურჩევდი ფარნელის კომპონენტებს დიდ ბრიტანეთში შეკვეთისთვის, განსაკუთრებით მათი მომდევნო დღის მომსახურებისა და კონკურენტული ფასების გათვალისწინებით.

Soldering… ბევრი soldering

შემდეგ რამდენიმე საათის განმავლობაში მოხდა ყველა კომპონენტის დაფაზე გადატანა. აქ დეტალებს არ განვიხილავ, მაგრამ რამდენიმე გაკვეთილი ვისწავლე:

• შეინახეთ გამწოვი ტუმბო და გამწოვი ფითილი ხელში - დაგჭირდებათ.
• ნაკადიანი კალამი ნამდვილად მუშაობს, თუმცა შემდგომ გაწმენდა არეულია
• გამოიყენეთ მცირე დიამეტრის შედუღება - მე აღმოვაჩინე, რომ საუკეთესოა 0.5 მმ 60/40 კალის/ტყვიის 2.5% ნაკადი.
• გამადიდებელი შუშა მოსახერხებელია ნებისმიერი ხრახნიანი ხიდის შესამჩნევად.
• მიიღეთ დრო, გააკეთეთ პარტია ერთდროულად და შეამოწმეთ ყველა სახსარი, სანამ გააგრძელებთ შემდეგ ადგილს.
• როგორც ყოველთვის შეინარჩუნეთ გამწოვი წვერი სუფთა.

იმის გათვალისწინებით, რომ წითელი ფერის LED- ებს ალბათ დასჭირდება განსხვავებული რეზისტენტული მნიშვნელობა მწვანე და ცისფერზე მე აღვნიშნე მიმდინარე შემზღუდავი რეზისტორები PCB A, B და C. ახლა დროა განვსაზღვროთ ნაჭრების საბოლოო ორიენტაცია შედარებით PCB- ს, რათა დადგინდეს, რომელი LED- ები უკავშირდება რომელი დენის შემზღუდველი რეზისტორის მდებარეობას.

დასრულების შემდეგ მე გავწმინდე დაფა PCB გამწმენდით, ჩამოვიბანე საპნით და წყლით და კარგად გავამშრალე.

თქვენი მზა PCB ტესტირება

სანამ ამას ერთ მხარეს გადავდებთ, ჩვენ უნდა შევამოწმოთ, რომ ყველაფერი მუშაობს.

ჩავტვირთე კევინის არდუინოს კოდი (მეგასთვის დაგჭირდებათ მცირედი ცვლილებების შეტანა) და შევიმუშავე მარტივი სატესტო პროგრამა, რომელიც მუდმივად ანათებდა და გამორთავდა ყველა LED- ს.

შესამოწმებლად:

• მე შევქმენი LED სატესტო მავთული ერთი ფერის LED- ის აღებით, 100 ოჰმეტიანი რეზისტორი ერთ -ერთ წამყვანზე და შემდეგ თითოეულ ღია ბოლოზე გრძელი მავთულის დამატებით.ცოტა ელექტრული ლენტი ღია მიდამოში აჩერებს ნებისმიერ შორტს და აღნიშნავს პოზიტიურ (ანოდურ) მავთულს LED- დან.
• შეაერთეთ თქვენი პროცესორი (ჩემს შემთხვევაში Arduino მეგა) დაფაზე 6 კონექტორით
• შეაერთეთ დაფა დენის წყაროსგან
• შეაერთეთ ანოდის ტესტის კაბელი დაფაზე 5 ვ წყაროსთან
• შემდეგ განათავსეთ კათოდური მავთული LED ტესტირების მავთულიდან, თავის მხრივ, თითოეულ PCB კუბის კათოდურ კონექტორზე.
• ყველაფერი კარგად არის, რომ ტესტის ტყვიის შუქდიოდური LED უნდა აანთოს და გამორთოს, თუ ასეა, გადადით შემდეგზე.
• თუ ის არ ციმციმებს, მაშინ ხარ შეცდომის პოვნაში. მე პირველად შევამოწმებდი თქვენს შედუღების სახსრებს რაიმე მშრალ სახსრებზე, ამის გარდა მე გირჩევთ, რომ თქვენ, თავის მხრივ, მოშორებით იმუშაოთ ცვლის რეგისტრაციისგან, რომელიც ერთდროულად ამოწმებს კომპონენტს.

შეამოწმეთ ყველა 192 კათოდი, შემდეგ შეცვალეთ თქვენი კოდი ანოდის ფენის დრაივერების შესამოწმებლად, შეცვალეთ თქვენი LED საცდელი ტყვიით და დააკავშირეთ იგი მიწასთან და შეამოწმეთ თითოეული 8 ფენის დრაივერი.

მას შემდეგ რაც PCB დაასრულეთ და გამოსცადეთ, გართობა ნამდვილად იწყება - ახლა კუბის ასაშენებლად.

ნაბიჯი 6: ავაშენოთ კუბი

თქვენი ანოდის დონის კონექტორების მომზადება - კიდევ ერთი ჯიგი

ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი ელემენტი შესაქმნელად, სანამ დავიწყებთ თქვენი 8x8 ნაჭრების შედუღებას PCB– ზე.

ნაჭრების დამატებისას ჩვენ უნდა დავამატოთ ბრეკეტები თითოეული ნაჭრის გარედან, რომელიც აერთიანებს ჰორიზონტალურ ნაჭრებს ერთმანეთთან.

იმის გათვალისწინებით, რომ ჩვენ ყველა LED- ს მარყუჟებით ვუკავშირდებით ჩარჩოების მავთულხლართებს, მოდით არ გავჩერდეთ ახლა.

ანოდის ჯვრის ბრეკეტების ასაშენებლად:

• აიღეთ ხის სხვა სიგრძე, რომელიც გამოიყენეთ რელსებისთვის და მიაპყარით ხაზს რკინიგზის ცენტრში.
• გააკეთეთ 8 ნიშანი ამ ხაზის გასწვრივ 30 მმ დაშორებით.
• აიღეთ 0.8 მმ -იანი საბურღიდან 8 ბურღვი და შეაბურღეთ ისინი ხეში, დატოვეთ საბურღი ხეში, ხოლო წვივი ზედაპირზე დაახლოებით 10 მმ -ია.
• შეწყვიტე ჩარჩოების მავთულის სიგრძე და გაასწორე როგორც ადრე.
• გადააფარეთ მავთულის ერთი ბოლო პირველი მარყუჟის გარშემო, რომელიც ქმნის მარყუჟს და შემდეგ გადაათრიეთ მავთული ყოველი მომდევნო საბურღის გარშემო, რომელიც ქმნის სწორ მავთულს 8 მარყუჟით მისი სიგრძის გასწვრივ.

ამას გარკვეული პრაქტიკა სჭირდება, მაგრამ ეცადეთ და მანიპულირება მოახდინოთ ყველა მარყუჟის შექმნის შემდეგ, რათა მავთული მაქსიმალურად სწორი იყოს. ნაზად ამოიღეთ მავთული საბურღიდან და შემდეგ სცადეთ მისი სრულად გასწორება.

საბოლოო კუბისთვის დაგჭირდებათ 16 სიგრძის მავთული თითოეულს 8 მარყუჟით, მაგრამ მშენებლობის პროცესში მოსახერხებელია ორი და სამი მარყუჟის სიგრძე, რათა ხელი შეუწყოს თითოეულ ახალ ნაჭერს მეზობელთან ერთად.

საბოლოოდ ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ კუბი

ჩვენ დაგვჭირდება PCB- ის ამოღება ზედაპირზე, რათა თითოეული ნაჭერი განვათავსოთ და დავამციროთ PCB- ზე. მე გამოვიყენე რამოდენიმე პატარა პლასტიკური ყუთი PCB– ის ორივე მხარეს.

ახსოვთ თქვენი ორიენტაცია ნაჭერზე, რომელიც ადრე იყო არჩეული, როდესაც განსაზღვრავთ შემზღუდველი რეზისტორების ადგილმდებარეობას. მე გირჩევთ დაიწყოთ თქვენგან შორს არსებული ხვრელების ნაკრებით და იმუშაოთ საკუთარი თავისკენ.

ეს არის ის, სადაც ჩვენ ვხედავთ უპირატესობას კათოდური ჩარჩოების მავთულის დახრილობის კუთხით. ეს საშუალებას მოგცემთ დაადგინოთ თითოეული 24 კათოდური მავთული ინდივიდუალურად.

ნაჭრის მხარდასაჭერად და მისი ვერტიკალური ადგილმდებარეობის დასადგენად მე გამოვიყენე ხის სარკინიგზო, რომელსაც ჩვენ ვიყენებდით ანოდის კონექტორების დასამზადებლად და ეს მოვათავსე PCB- ის გასწვრივ LED- ების პირველი ნაკრების ქვეშ. ინჟინრების კვადრატი გამოიყენება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ნაჭერი პერპენდიკულარულია PCB– ზე და დონე ბოლოდან ბოლომდე შეგიძლიათ შეაერთოთ კათოდური ჩარჩოების მავთულები PCB– ში.

თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ეს ნაჭერი ახლა, მაგრამ მე ვიპოვე უკეთესი, რომ პირველი ორი ნაჭერი მოვათავსო PCB– ზე და გამოვიყენო მოკლე 2 მარყუჟის ანოდური კონექტორი ორი ნაჭრის გასწვრივ რამდენიმე ადგილას, პირველადი ტესტირების წინ, რათა ეს პირველი ორი ნაჭერი უფრო სტაბილური გახდეს. ამ პირველი ორი მასალის შემდეგ, თითოეული ნაჭერი რიგრიგობით შეამოწმეთ, სანამ შემდეგს დაამატებთ.

ნაჭრების ტესტირება

ანოდის დრაივერები მოთავსებულია PCB– ის ერთ მხარეს და არის ხვრელები PCB– ში, სადაც ჩვენ საბოლოოდ დავაკავშირებთ თითოეულ ფენას მის დრაივერთან. ახლა ჩვენ გამოვიყენებთ მათ რამოდენიმე ჟურნალის მავთულხლართებით და 8 მინი ნიანგის სამაგრებით, რიგრიგობით თითოეულ ფენაზე თითოეულ ფენას მიმაგრება.

PCB– ზე გადატანილი კათოდებითა და დრაივერებთან მავთულხლართებით და ანოდებით დაკავშირებულ ანოდებთან ერთად ჩვენ შეგვიძლია შევამოწმოთ ნაჭერი იმ კოდის შეცვლით, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ PCB– ის ახალი ანიმაციით შესამოწმებლად.

• დაწერეთ მარტივი ანიმაცია, რომ აანთოთ ყველა LED თქვენს ნაჭერში თითოეული ფერი ერთდროულად (ყველა წითელი, შემდეგ მწვანე შემდეგ წითელი შემდეგ ყველაფერი თეთრზე). თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ნაჭრის ნომერი, როგორც ცვლადი, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ იგი, როდესაც თქვენ ცდებით თითოეულ ნაჭერს თავის მხრივ.
• შეაერთეთ პროცესორი და დენი PCB და ჩართეთ.
• შეამოწმეთ ყველა LED ნათება ყველა ფერში.

ერთადერთი დეფექტი, რომელიც მე აქ შევამჩნიე, იყო ერთ -ერთი ვერტიკალური კათოდური ჩარჩოების მავთულზე მშრალი შეერთების გამო.

შედუღეთ და შეამოწმეთ თითოეული ნაჭერი თავის მხრივ.

თითქმის იქ იყვნენ. არის კიდევ ორი ელემენტი, რომელიც უნდა დავამატოთ კუბს, ახლა ჩვენ შევაერთეთ და გამოვცადეთ 8 ნაჭერი.

ანოდის ფენის კონექტორები

ახლა ჩვენ შეგვიძლია გავანადგუროთ ანოდის კონექტორები იმ 8 მარყუჟებით, რომლებიც თქვენ ადრე მოამზადეთ.

გაამაგრეთ ისინი ნაჭრების გასწვრივ და შეუერთეთ ერთი და იგივე ფენა თითოეულ ნაჭერში ორივე სლაიდზე. მე ჩემი გადავიტანე იქამდე სანამ ისინი 5 მმ დაშორებით არ იყვნენ უახლოესი LED კათოდური მავთულისგან. დარწმუნდით, რომ ისინი გამოიყურებიან სწორი და თანაბარი, სანამ შეაერთებთ ყველა მარყუჟს და შეაერთეთ თითოეული 8 ანოდის ფენა ერთად.

ანოდის დრაივერის კონექტორები

ამოიღეთ ყველა მავთული, რომელიც ადრე გამოიყენებოდა PCB– ის ანოდის დრაივერის ხვრელების ნაჭრების შესამოწმებლად და დარწმუნდით, რომ ხვრელები გამჭვირვალეა - solder wick არის თქვენი მეგობარი აქ.

PCB– ის 8 ანოდის დრაივერიდან თითოეული უნდა იყოს დაკავშირებული PCB– ს ინდივიდუალურ ფენასთან. ანოდის დრაივერი, რომელიც უახლოესია PCB– ზე დენის კავშირებს, უნდა იყოს დაკავშირებული ყველაზე დაბალ დონესთან, შემდეგ თანდათანობით დაუბრუნდეთ PCB– ს უკანა მხარეს და მე –8 ფენას.

მოხარეთ მცირე ზომის სწორი კუთხე გასწორებული მავთულის ნაჭერში და ჩამოწიეთ მავთულის გრძელი მხარე კუბის გავლით ანოდის დრაივერის ხვრელში PCB– ზე. დარწმუნდით, რომ მავთული სწორი და თანაბარია, არ შეეხოთ კუბში არსებულ სხვა მავთულს და შემდეგ შეაერთეთ იგი კუბის ანოდის ფენაზე და PCB– ზე

დაასრულეთ 8 -ე ანოდის დრაივერისთვის.

ნაბიჯი 7: დასრულებულია

მშენებლობა დასრულდა, დასრულდა.

ყველა მომზადების, მშენებლობის, ტესტირების თქვენ გააკეთა ეს ცოტა არის მარტივი.

• შეაერთეთ კვების ბლოკი PCB- თან
• შეაერთეთ პროცესორი PCB- თან.
• ჩართვა.
• ჩატვირთეთ ან ჩართეთ ანიმაციები თქვენს პროგრამულ უზრუნველყოფაში, ატვირთეთ პროცესორზე და მიეცით საშუალება გააკეთოს თავისი საქმე

საქმის კეთება

თქვენ გსურთ დაიცვათ თქვენი ინვესტიცია მთელი ამ საათების დახარჯვის შემდეგ.

ჩვენ მოვამზადეთ ქეისი მუხის დაფებიდან და დაფის პატარა ფურცლიდან და ჩავატარეთ გათამაშება უკანა ნაწილში, სადაც ჩვენ შევძელით ელექტროენერგიის მიწოდება და არდუინო, ასევე ჩამონტაჟებული USB შტეფსელი საქმის უკანა ნაწილზე, რათა შესაძლებელი ყოფილიყო უფრო ადვილი წვდომა რეპროგრამირებისთვის რა

შემდეგ ჩვენ დავამთავრეთ აკრილის ქეისი acrylicdisplaycases.co.uk– დან. ძალიან კარგად არის რეკომენდირებული.

შენსკენ

ახლა არის ორი რამ, რისი გადახედვაც შეგიძლიათ:

• რა სახის მხარდაჭერა/ყუთი გსურთ შექმნათ და ააწყოთ PCB– ის მხარდასაჭერად და ელექტროენერგიის მიწოდებისა და პროცესორის განთავსებისთვის - ამას თქვენს ფანტაზიას დავტოვებ.
• შედით კოდში და დაიწყეთ საკუთარი ანიმაციების დიზაინი და წერა. კევინმა, ნიკმა და SuperTech-IT– მა გააკეთეს დიდი სამუშაო აქ, რათა დაგეწყოთ თქვენი გზა.

ნაბიჯი 8: საბოლოო პროდუქტის კლიპი მოქმედებაში

მადლობას ვუხდი კევინს და SuperTech-IT ანიმაციებისთვის პლუს რამდენიმე საკუთარი, რაც მე დღემდე შევიქმენი

ნაბიჯი 9: ანიმაცია - გველები

კევინ დარჰას კოდის გასაზიარებლად ჩემი ერთ -ერთი საკუთარი ანიმაცია

დარეკეთ შემდეგში void Loop

გველები (200); // გამეორება

ნაბიჯი 10: ერთხელ თქვენი Groove

მე და ჩემმა ძმამ ახლა ავაშენეთ თითო და მესამეზე ვმუშაობთ:-)

განახლება - მესამე კუბი ახლა დასრულებულია და ჩვენ ვაპირებთ ამ ერთის გაყიდვას eBay– ზე ორ სათადარიგო PCB დაფასთან ერთად (და ინსტრუქციით).

ჩვენ შევაკეთებთ PCB– ს უპირატესობას, რათა ხელი შევუწყოთ ჩვენი შემდეგი პროექტის განვითარებას - 16x16x16 RGB LED კუბს

ნაბიჯი 11: ჩემი Arduino მეგა კოდის უახლესი ვერსია

მიმაგრებული აქ ნახავთ ჩემი კოდის უახლეს ვერსიას.

ეს ძირითადად აღებულია კევინ დარჰას მიერ აქ შემუშავებული გადაწყვეტილებიდან, მაგრამ მე ეს გადავიტანე არდუინო მეგაზე და დავამატე ანიმაციებს სხვა წყაროებიდან, ან თვითონ შევიმუშავე.

Arduino Mega– ს ქინძისთავებია:

• ჩამკეტი - პინ 44
• ცარიელი - პინ 45
• მონაცემები - პინ 51
• საათი - პინი 52