8x8x8 Led kocka: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

V tem navodilu bomo pokazali, kako zgraditi 8x8x8 Led Cube. Vse se je začelo kot ideja za predmet "Ustvarjalna elektronika", ki pripada modulu 4. letnika elektronskega inženiringa na Univerzi v Malagi, Šola za telekomunikacije:

Na splošno je projekt sestavljen iz sooblikovanja strojne in programske opreme. Strojni del je sestavljen iz kocke in vseh povezav ter osnove, ki podpira oblikovanje. Programski del je sestavljen iz razširljive knjižnice, ki je bila uporabljena za druge projekte.

Kocino, ki jo upravlja Arduino Uno, tvori to kocko petsto dvanajst LED, in ker so ločene v stolpcih in plasteh, se lahko vsaka posebej vklopi.

Predstavljamo nekaj korakov, ki lahko olajšajo projekt, čeprav to traja nekaj dni spajkanja. Za projekt smo uporabili tranzistorje Blue Leds in NPN.

Tukaj prilagamo seznam s potrebnim materialom:

• 512 LED.
• 64 upori 220 ohmov.
• 9 Menjalni registri 74HC595.
• 16 2N222 Tranzistorji.
• Plošča iz pene.
• Več metrov fine žice (1,2 mm).
• Strip žica.
• Priključki (moški in ženski).
• Napajanje.
• Vnaprej izvrtana plošča (PCB).
• Podpora za strukturo.
• Lesena škatla za konstrukcijo.

Upamo, da je vsem ljudem všeč ta pouk.

1. korak: Narišite predlogo za LED

Prvi korak je, da narišete predlogo za lažji postopek vojaka. V penasto ploščo moramo narisati kvadrat in ga razdeliti na 64 majhnih kvadratov, ki so vsi ločeni en centimeter. V stiku majhnega kvadrata z drugim moramo na primer z izvijačem narediti luknjo, da v njih vstavimo svetleče diode.

2. korak: Zgradite bazo

Moramo narediti bazo, kjer bodo počivale LED diode. Bolje je, da ga naredite z leseno desko, ki ni težka, a niti mlahava. Ko dobimo tablo, moramo ponoviti 1. korak, zdaj pa tukaj. Les moramo označiti tako, da narišemo kvadrat velikosti 8 palcev, kjer bomo v notranjosti potegnili še 64 kvadratnih centimetrov palca.

Ko smo vse narisali, je čas, da uporabimo vrtalni stroj. Z delcem 1 mm naredimo luknjo, ki prebije les na stičišču vsakega kvadrata, da bi v njih položili žice, ki bodo držale konstrukcijo.

Vzemite vrtalni stroj in vrtajte stran!

Posneli smo video, ki vam pokaže, kako to storiti. Končni rezultat bi moral izgledati kot te slike, prikazane tukaj.

3. korak: Žice postavite naravnost

Bolje je, da struktura uporablja žice med svetlečimi diodami, ker bodo naredile strukturo bolj togo ali neprilagodljivo. Ker se običajno žice prodajajo v zvitku, jih moramo poravnati. Tudi za ta korak bomo potrebovali vrtalni stroj.

Žico moramo prerezati in rezino vstaviti v vrtalni stroj. Ko je pritrjen nanj, moramo držati drugi del žice in vklopiti vrtalni stroj. V nekaj sekundah bo žica ravna kot sveča!

Kako narediti ta postopek, vam pokažemo v videoposnetku in podamo ključ za pospešitev postopka: lahko odrežete daljšo žico, jo enkrat poravnate in nato prerežete.

4. korak: Spajkajte plast

Ko smo prepričani, da se vse LED diode dobro vklopijo, je čas, da jih spajkamo. Za pospešitev procesa moramo ločiti katode in anode.

V tem koraku bodo povezane vse katode. Uporabljenih bo 64 LED in 11 žic: po ena za vsako vrstico in še 3 za držanje konstrukcije. Lahko vidite, kako nam je to uspelo. Dali smo 3 kovance za 10 centov, da smo vse žice postavili na isto višino, nato pa se je začel postopek.

Po postopku spajkanja je zelo pomembno preveriti, ali so vse LED diode dobro varjene. To lahko storite z uporabo Arduina, tako da žico povežete z GND in preizkusite s 5V vhodom na vsaki LED, kot lahko vidite v videoposnetku.

Ne pozabite odrezati dela vsake katode, ki ni bil vojak.

In zdaj ste naredili enega, nadaljujte z drugimi sedmimi!

Naredili smo tudi nekaj fotografij, ki prikazujejo postopek.

5. korak: Ustvarite strukturo kocke

Če ste končali spajkanje, je naslednji korak izdelava strukture Cube. Zvarimo eno plast nad drugo in jo ločimo z nekaj blazinicami, narejenimi s penasto ploščo, kot kaže slika.

V tem koraku je treba vse anode privariti na žice. Ključno je, da držite navpične žice, ko je čas, da plast vstavite v strukturo, in vaše delo ne bo zelo zapleteno.

Kot smo že povedali, je zelo pomembno, da po spajkanju preverite pravilno delovanje LED diod. V tem koraku ne pozabite odstraniti odvečne anodne noge. To je lažje storiti zdaj, namesto da to storite na koncu.

Postopek se bo zaključil, ko bo 8 slojev postavljenih drug na drugega ob anodah. Po tem bodo anode spajkane na tiskano vezje.

Za pravilno delovanje vsake plasti je potrebno navpične kable od podnožja priključiti na vsako navpično plast LED in usmeriti led na osi x, y in z. To lahko vidite na fotografijah.

6. korak: Ožičite bazo

Ustrezne plasti moramo variti z žicami trakov, ki jim bomo dodali konektorje, ki bodo vstopili v tiskano vezje, da končno osvetlimo kocko.

Vsak stolpec bo varjen s kablom, vsakih 8 stebrov, ki tvorijo navpično plast, pa bodo povezani z istim moškim konektorjem, ki bo nato vstavljen v ženski konektor na tiskanem vezju. Vodoravne plasti bodo imele tudi konektor, da bodo katode združene za povezavo z tiskanim vezjem.

7. korak: Spajkajte vezje

Po shemi vezja bomo vse komponente zvarili na perforirano ploščo, premostili tiste potrebne povezave in potegnili kabel, če ni prostora za varjenje.

Za ta korak potrebujemo:

• Perforirana plošča (lahko trakovi ali brez vzorca). Uporabili smo brez vzorca
• Upori
• Moški priključki
• Zapisi
• NPN tranzistorji
• Kabel iz trakov

8. korak: Podpora kocke

V našem primeru lesa bomo izdelali oporo, kjer bomo predstavili vezje in podprli kocko.

Kako smo ravnali? Škatla široka 26 cm, dolga 31 in visoka 10. Postavili smo nekaj majhnih nosilcev, ki bodo preprečili, da bi kocka padla na dno škatle in tako poškodovali vezja, ki gredo pod njo.

9. korak: Koda in programiranje

Koda je sestavljena iz logične matrike z 512 vrednostmi, ki predstavljajo stanje vsake LED.

Razdeljen je na dva dela, eden je odgovoren za spreminjanje statusa vsakega, ki ga vodi, s spreminjanjem vrednosti v matriki, drugi del je odgovoren za pošiljanje informacij v registre.

Za pošiljanje informacij v registre se uporablja funkcija shiftOut (), ki ima kot vhod podatke tipa bajt, ki generira uro in podatkovne signale za serijski prenos z registri.

Pojavi se potreba po prevajanju logične matrike v matriko tip bajtov, vsak bajt predstavlja zapis. Odvisno od velikosti kocke se oblikuje število registrov premikov v projektu. Ta del kode je prilagodljiv, da olajša pošiljanje informacij na kocke različnih velikosti.

Za ustvarjanje animacij v kocki uporabljamo funkcijo voxelWrite (), ta funkcija nam omogoča spreminjanje stanja LED glede na nekatere koordinate x, y, z.

na naslednji povezavi do naše strani GitHub najdete koristne informacije: