3x3x3 LED კუბი Arduino Lib- ით: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:22

არსებობს სხვა ინსტრუქციები LED კუბების მშენებლობის შესახებ, ეს განსხვავდება რამდენიმე მიზეზის გამო: 1. ის აშენებულია შელფზე დაბალი კომპონენტების რაოდენობით და პირდაპირ კავშირშია არდუინოსთან. 2. მკაფიო, ადვილად რეპროდუცირების სქემის დიაგრამა უზრუნველყოფილია უამრავი ფოტოთი. 3. პროგრამული უზრუნველყოფისათვის გამოიყენება უნიკალური მიდგომა, რომელიც კუბის პროგრამირებას უფრო ადვილად და გამომხატველს ხდის. საჭირო ნაწილები: - 1 პერფორდი - 3 NPN ტრანზისტორი (2N2222, 2N3904, BC547 და ა.შ.) - 12 რეზისტორი (~ 220 ohms და k 10k ohms) - 13 სათაური (კაცი ან ქალი) - 27 LED ნათურა - მავთული

ნაბიჯი 1: მოამზადეთ LED- ები

ეს ნაბიჯი დიდწილად მიჰყვება LED კუბს 4x4x4, მაგრამ ამის ნაცვლად ჩვენ ავაშენებთ 3x3x3 კუბს. ამ ზომის კუბიკი იმდენად დიდია, რამდენიც იღებს დამატებითი სქემისა და სირთულის დანერგვის გარეშე. ჩვენ დაგვჭირდება სულ 27 LED, რომელიც დაჯგუფდება ცხრა ცხრა კომპლექტში. ცხრა LED- ის თითოეული ნაკრები იზიარებს საერთო კავშირს მათ კათოდებს შორის (უარყოფითი მიწოდება). მე თითოეულ ამ კომპლექტს მოვიხსენიებ როგორც "დონეს". დონის ცხრა LED- იდან თითოეული უკავშირდება შესაბამის LED- ს დანარჩენ ორ დონეზე მათი ანოდების საშუალებით (დადებითი გამტარები). ეს იქნება მოხსენიებული, როგორც "სვეტები". თუ ამას აზრი არ აქვს, ის გახდება თვითგამორკვეული, როდესაც ჩვენ ვაშენებთ კუბს. დასაწყისისთვის ჩვენ გამოვიყენებთ საბურღს ჯართის შესაქმნელად ჯართის პატარა ნაჭერიდან. Jig გამართავს LED- ები, სანამ ჩვენ solder მათ. მე გადავწყვიტე ხვრელების დაშორება 5/8 ინჩიანი დაშორებით (~ 15 მმ), მაგრამ ზუსტი მანძილი არ არის კრიტიკული. ხვრელი უნდა იყოს მჭიდროდ მორგებული LED- ის ირგვლივ, რადგან ჩვენ არ გვინდა, რომ ისინი გადაადგილდნენ შედუღების დროს. მას შემდეგ, რაც jig კეთდება, ჩვენ ვაპირებთ წარმართონ თითოეული LED- ის კათოდს 90 გრადუსიანი კუთხით. კათოდის იდენტიფიცირება შესაძლებელია სამი გზით: 1) ეს უფრო მოკლე ფეხია, 2) ის მრგვალი LED- ის ბრტყელ მხარესაა, 3) ის უკავშირდება LED- ის შიგნით არსებულ უფრო დიდ ნაწილს. დარწმუნდით, რომ კათოდს ერთი მიმართულებით მიმართავთ ყველა LED- ისთვის. ახლა ჩვენ მზად ვართ დავიწყოთ შედუღება.

ნაბიჯი 2: შეაერთეთ LED- ები

პირველი განათავსეთ ცხრა LED თქვენს ახლად აშენებულ ჯიგში. განათავსეთ ისინი ისე, რომ ფეხები მიმართული იყოს საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით. ფოტოებზე ნაჩვენებია კათოდი საათის ისრის მიმართულებით, ანოდისკენ მიმართული, მაგრამ მე LED- ებს ვატრიალებ, თუ ამას კიდევ ერთხელ გავაკეთებ, რათა ფეხი არ შეუშალოს LED- ის ხედვას. შედუღეთ მხარეები ერთმანეთზე, თითო წყვილი თითოეულ მხარეს. გამოიყენეთ პატარა სამაგრები, რომ შედუღების დროს ფეხები ერთმანეთზე დაიჭიმოთ. მას შემდეგ, რაც ოთხივე მხარე შედუღდება, გადაიტანეთ სამაგრები, რომ კუთხეები ერთმანეთთან დაიჭიროთ და თითოეულზე წაისვით გამაგრება. დაბოლოს, მიამაგრეთ შუა LED კათოდი ერთ მხარეს და მოაშორეთ ზედმეტი. გაიმეორეთ სამჯერ. თქვენ უნდა გქონდეთ ცხრა LED- ის სამი კომპლექტი. მოათავსეთ ნაკრები ორი ერთმანეთის თავზე. შეინარჩუნეთ მანძილი LED– ებს შორის უკვე დადგენილი ინტერვალის ტოლი. მას შემდეგ რაც კომფორტულად გრძნობთ ინტერვალს, შეგიძლიათ დააჭიროთ თითოეულ ფეხს ორი სამაგრის გამოყენებით, ერთი თითოეული მიმართულებით, რათა შედუღების დროს ფეხები მყარად შეინარჩუნოთ. შეიძლება დაგჭირდეთ LED- ის გარშემო მოხვევა კარგი კავშირის მისაღებად. გათიშეთ ცხრა წყვილიდან თითოეული, სათითაოდ. გააკეთეთ ეს კიდევ ერთხელ და თქვენ დაასრულებთ კუბს. მოათავსეთ კუბი პერფორის დაფის ერთ მხარეს. დარწმუნდით, რომ ცხრა ფეხი ერთმანეთისგან თანაბრად არის განლაგებული, სანამ თითოეულ მათგანს ხვრელში გაატარებთ. ჩემს დაფას აქვს ხუთი ხვრელი თითოეულ ფეხის ნაკრებებს შორის. გსურთ დატოვოთ რაც შეიძლება მეტი ადგილი პერფორის მეორე ბოლოში, რათა მოერგოს სხვადასხვა კომპონენტს. დაამატეთ რამოდენიმე სამაგრს, რათა დაიჭიროთ ფეხები მას შემდეგ რაც კმაყოფილი იქნებით პოზიციონირებით. დატოვეთ ბევრი ფეხი ქვემოდან, რადგან ეს გაადვილებს მოგვიანებით რეზისტორების შეკვრას. გადააბრუნეთ დაფა და შეაერთეთ თითოეული ფეხი, რომ შეინარჩუნოს ადგილი. გადააბრუნეთ კუბიკი უკან, მას შემდეგ რაც ყველა ფეხი გაიყიდება. დაბოლოს, ჩვენ უნდა შევაკრათ ტყვიის დაფარვა თითოეული დონის ქვემოთ დაფის ბოლოში. ამოიღეთ მყარი მავთულის ნაჭერი და ერთ ბოლოზე მოხარეთ პატარა კაკალი. ჩამოკიდეთ კაკალი ცენტრალურ LED- ების ერთ -ერთ ფეხიზე და გაატარეთ იგი პერფორფის ხვრელში. შეაერთეთ კაკვის ბოლო, რომ მავთული ადგილზე დარჩეს. გაიმეორეთ დანარჩენი ორი დონე. შემდეგი ნაბიჯი არის დანარჩენი წრის აშენება.

ნაბიჯი 3: შექმენით წრე

წრე საკმაოდ მარტივია. ცხრა სვეტიდან თითოეული შეუერთდება არდუინოს პინს მიმდინარე შემზღუდველი რეზისტორის საშუალებით. სამივე დონე თითოეული უკავშირდება მიწას NPN ტრანზისტორით, როდესაც გააქტიურებულია არდუინოს პინით. Arduino– ზე ჩვენ გამოვიყენებთ 12 გამომავალ ქინძისთავს, მაგრამ ძალაშია 18 LED ნათურა. ხრიკი ის არის, რომ მხოლოდ ერთი დონის განათება შეიძლება ერთდროულად. როდესაც დონე დაკავშირებულია მიწასთან, ამ დონის თითოეული LED შეიძლება ინდივიდუალურად იკვებებოდეს Arduino– ს ცხრა სხვა პინიდან ერთ – ერთი საშუალებით. თუ დონეებს საკმარისად სწრაფად გავანათებთ, ის გამოჩნდება, თითქოს სამივე დონე ერთდროულად განათებულია. მოდით ავაშენოთ წრე. პირველი ნაბიჯი არის ცხრა მიმდინარე შემზღუდველი წინააღმდეგობის მომზადება. მე ვიყენებ 220 ოჰმს პინზე, რომელიც 22mA- ს მიაპყრობს. მნიშვნელობა შეიძლება განსხვავდებოდეს გამოყენებული LED- ების მიხედვით, მაგრამ დარჩება დაახლოებით 135 და 470 Ohms- მდე. თითოეულ პინს აქვს 40 mA- მდე წყარო. ოთახის დაზოგვის მიზნით, ჩვენ გვინდა, რომ რეზისტორები შევაერთოთ ვერტიკალურ მდგომარეობაში. მოხარეთ ერთი ტყვიის ქვემოთ ისე, რომ ორივე წამყვანი ერთმანეთის პარალელურად იყოს. გააკეთეთ ეს ცხრავე წინააღმდეგობისთვის. მას შემდეგ, რაც რეზისტორები მზად იქნებიან, ჩვენ მათ სათითაოდ შევაერთებთ. გასაადვილებლად ჩვენ ვაპირებთ შევაერთოთ რეზისტორი პირდაპირ სხვა კომპონენტებთან, თითოეული მათგანისთვის ცალკე მავთულის გამოყენების ნაცვლად. რეზისტორის ერთი ბოლო დაუკავშირდება სვეტს, მეორე კი სათაურს. დაიწყეთ LED- ების პირველი რიგით, რომელიც ყველაზე ახლოს არის რეზისტორებთან და იმუშავეთ უკან. მას შემდეგ, რაც თითოეული რიგი დასრულდება, შეგიძლიათ გამოიყენოთ პატარა ნაჭერი ფირზე, რათა გამოყოთ გადახურვის ხაზები, რათა თავიდან აიცილოთ მოკლე. იხილეთ ფოტოები და დიაგრამა, რომ ნახოთ როგორი იქნება ეს დასრულების შემდეგ. ახლა, როდესაც სვეტები არ გამოდგება, შემდეგი ნაბიჯი არის კომპონენტების შედუღება, რომლებიც აკონტროლებენ დონეს. NPN ტრანზისტორის ბაზა გააქტიურდება არდუინოს ქინძისთავით 10k (ან იქით) მიმდინარე შემზღუდველი რეზისტორის საშუალებით. ეს დააკავშირებს შესაბამის დონეს მიწასთან, რაც საშუალებას მისცემს დენებს LED- ების გავლით. იხილეთ ფოტოები და დიაგრამა. დასრულების შემდეგ LED- ები უნდა დაუკავშირდეს არდუინოს 2-10 ქინძისთავებს და დონეები უნდა დაუკავშირდეს 11-13 ქინძისთავებს, ქვემოდან ზემოდან. ქინძისთავები ასევე კონფიგურირებადია პროგრამულ უზრუნველყოფაში, თუ დაგჭირდებათ სხვა დაყენება. წრე დასრულებულია, დროა გადავიდეთ პროგრამულ უზრუნველყოფაზე!

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენება

მე ვიპოვე რამოდენიმე კოდის მაგალითი, რომელიც მიედინება ქსელის გარშემო LED კუბის გასაკონტროლებლად. მათ ყველამ მოითხოვა ორობითი ან ექვსკუთხა მონაცემების დიდი მასივები LED- ების გასაკონტროლებლად. მივხვდი, რომ უნდა არსებობდეს უფრო მარტივი გზა, ამიტომ გადავწყვიტე დამეწერა ჩემი საკუთარი პროგრამული უზრუნველყოფა. ჩემი პირველი გადაწყვეტილება იყო პროგრამული უზრუნველყოფის სარკის აპარატურა. ეს გულისხმობდა თითოეული LED- ს მიმართვას სვეტით და დონით, ნედლი პორტის მონაცემების ან ტრადიციული x, y, z გამოყენების ნაცვლად. მეორე გადაწყვეტილება იყო ძირითადი ფუნქციების დაწყება, როგორიცაა ერთი შუქის ჩართვა ან გამორთვა და იქიდან განვითარება. დაბოლოს, მე გადავწყვიტე შემომეტანა ორი თვისება, რომლებიც სასარგებლოა უფრო საინტერესო ეფექტებისთვის. ერთი არის ბუფერი, რომელიც საშუალებას აძლევს ძირითად ფუნქციებს შექმნან უფრო რთული ნიმუშები. მეორე არის თანმიმდევრობის ფუნქცია, რომელიც ანათებს LED- ების მასივს ერთდროულად, ან ერთდროულად. ბიბლიოთეკა დაიწყო როგორც პროცედურული კოდი, ასევე ფუნქციები. იქიდან ძალიან ადვილი იყო გაეცნოთ სახელმძღვანელოს მრავალჯერადი გამოყენების Arduino ბიბლიოთეკის შესაქმნელად. დარწმუნდით, რომ გადმოწერეთ ბიბლიოთეკა და გახსენით იგი sketchbook/ბიბლიოთეკებში. თუ სწორად არის დაყენებული თქვენ უნდა იპოვოთ მაგალითი Arduino პროგრამულ უზრუნველყოფაში ფაილი> მაგალითები> LedCube> ledcube. კოდი ასევე ხელმისაწვდომია Github– ზე gzip/arduino-ledcube. Მადლობა წაკითხვისთვის!