3x3x3 LED kocka z Arduino Lib: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

Obstajajo še drugi navodili o gradnji LED kock, ta je drugačen iz več razlogov: 1. Zgrajen je z majhnim številom sestavnih delov, ki so na voljo, in se poveže neposredno z Arduinom. 2. Jasna in enostavno reproducirana shema vezja je opremljena z veliko fotografijami. 3. Za programsko opremo se uporablja edinstven pristop, ki olajša programiranje kocke in ga naredi bolj izrazitega. Potrebni deli: - 1 Perfboard - 3 NPN tranzistorji (2N2222, 2N3904, BC547 itd.) - 12 uporov (~ 220 ohmov in ~ 10 k ohmov) - 13 glav (moški ali ženski) - 27 LED - žica

1. korak: Pripravite LED

Ta korak v veliki meri sledi LED kocki 4x4x4, namesto tega bomo zgradili kocko 3x3x3. Kocka te velikosti je približno tako velika, kot jo dobi, ne da bi uvedla dodatno vezje in zapletenost. Potrebovali bomo skupaj 27 LED, ki bodo združene v tri sklope po 9. Vsak sklop devetih LED bo imel skupno povezavo med svojimi katodami (negativni vodi). Vsakega od teh sklopov bom imenoval "raven". Vsaka od devetih LED na enem nivoju je prek svojih anod (pozitivni vodi) povezana z ustrezno LED na drugih dveh nivojih. Ti bodo imenovani "stolpci". Če to ni smiselno, bo postalo samoumevno, ko gradimo kocko. Za začetek bomo s svedrom ustvarili sestavljanko iz majhnega kosa odpadnega lesa. Kombinacija bo držala LED na mestu, medtem ko jih spajkamo. Odločil sem se, da luknje razporedim približno 5/8 palca narazen (~ 15 mm), vendar natančna razdalja ni kritična. Luknja se mora tesno prilegati okrog LED, saj ne želimo, da se med spajkanjem premikajo. Katodo je mogoče prepoznati na tri načine: 1) je krajša noga, 2) je na ravni strani okrogle LED, 3) je povezana z večjim kosom znotraj LED. Prepričajte se, da ste upognili katodo v isto smer za vse LED diode. Zdaj smo pripravljeni na spajkanje.

2. korak: Spajkajte LED

Najprej postavite devet LED v novo zgrajeno sestavo. Postavite jih tako, da bodo noge usmerjene v isto smer. Fotografije prikazujejo katodo, usmerjeno v smeri urinega kazalca z anodo obrnjeno navzven, vendar bi LED -je obrnil, če bi to ponovil, da noga ne bi ovirala pogleda LED -diode. Spajamo stranice skupaj, po en par na vsaki strani. Med nanašanjem spajkalnika držite noge skupaj z majhnimi sponkami. Ko sta vsaka od štirih strani spajkana, premaknite sponki, da držita vogale skupaj, in na vsako nanesite spajkanje. Nazadnje, spajkajte katodo srednje LED na eno stran in odrežite presežek. Ponovite trikrat. Zdaj bi morali imeti tri sklope devetih LED. Dva kompleta postavite enega na drugega. Naj bo razdalja enaka že določenemu razmiku med LED. Ko ste zadovoljni z razmikom, lahko pritrdite vsak sklop nog z dvema zaponkama, po eno v vsako smer, da noge med spajkanjem ostanejo trdno na svojem mestu. Za dobro povezavo se boste morda morali upogniti okoli LED. Spajkajte vsakega od devetih parov, enega za drugim. Naredite to še enkrat in končali ste s kocko. Kocko postavite na eno stran plošče. Prepričajte se, da je devet nog enakomerno nameščenih, medtem ko vsako vodite skozi luknjo. Moja deska ima med vsakim sklopom nog pet lukenj. Na drugem koncu plošče želite pustiti čim več prostora za namestitev različnih sestavnih delov. Dodajte nekaj posnetkov, da noge ostanejo na mestu, ko boste zadovoljni s postavitvijo. Pustite veliko nog, ki bodo štrlele po dnu, saj boste tako lažje kasneje spajkali upore. Obrnite desko in spajkajte vsako nogo, da ostane na svojem mestu. Ko so kocke spajkane, kocko obrnite nazaj. Nazadnje moramo spajkati vodilo od vsake stopnje navzdol skozi dno plošče. Odstranite kos trdne žice in na enem koncu upognite majhen kavelj. Kavelj obesite na eno od osrednjih nog LED in ga vodite skozi luknjo na plošči. Spajajte konec kljuke, da žica ostane na mestu. Ponovite še enkrat za drugi dve stopnji. Naslednji korak je izgradnja preostalega vezja.

3. korak: Zgradite vezje

Vezje je precej preprosto. Vsak od devetih stolpcev se bo povezal s čepom na Arduinu skozi upor za omejevanje toka. Vsaka od treh ravni se poveže z ozemljitvijo prek tranzistorja NPN, ko jo aktivira Arduino pin. Na Arduinu bomo uporabljali skupaj 12 izhodnih zatičev, za napajanje pa je 18 LED. Trik je v tem, da lahko hkrati osvetlite samo eno raven. Ko je nivo priključen na ozemljitev, se lahko vsaka LED dioda na tem nivoju napaja ločeno prek enega od devetih drugih zatičev Arduino. Če stopnje osvetlimo dovolj hitro, se bo zdelo, kot da svetijo tri stopnje hkrati. Zgradimo vezje. Prvi korak je priprava devetih uporov za omejevanje toka. Uporabljam 220 ohmov na pin, ki porabi okoli 22 mA. Vrednost se lahko razlikuje glede na LED diode, ki se uporabljajo, vendar ostanejo med 135 in 470 ohmi. Vsak pin lahko napaja do 40 mA. Da bi prihranili prostor, želimo upor spajkati v navpičnem položaju. Upognite eno žico navzdol, tako da sta obe vodi vzporedni drug z drugim. Naredite to za vseh devet uporov. Ko so upori pripravljeni, jih bomo spajkali enega po enega. Da bi olajšali, bomo spajkali uporne kable neposredno na druge komponente, namesto da bi za vsako uporabili ločeno žico. En konec upora se poveže s stolpcem, drugi pa z glavo. Začnite s prvo vrsto LED, ki je najbližje uporom, in se vrnite nazaj. Ko je vsaka vrstica končana, lahko z majhnim trakom izolirate prekrivajoče se kable, da preprečite kratek stik. Oglejte si fotografije in diagram, da vidite, kako bo to videti, ko bo končano. Zdaj, ko stolpcem ni več poti, je naslednji korak spajkanje komponent, ki nadzorujejo ravni. Osnovo tranzistorja NPN bo aktiviral Arduino pin preko tokovnega omejevalnega upora 10k (ali približno). To bo povezalo ustrezno raven z maso, kar bo omogočilo pretok toka skozi LED. Oglejte si fotografije in diagram. Ko so LED diode končane, se morajo povezati z nožicami 2-10 na Arduinu, ravni pa se morajo povezati z zatiči 11-13, od spodaj navzgor. Zatiči so v programski opremi nastavljivi tudi, če potrebujete drugačno nastavitev. Vezje je zdaj končano, čas je, da preidete na programsko opremo!

4. korak: Uporaba programske opreme

Našel sem nekaj primerov kod, ki lebdijo okoli mreže za nadzor LED kocke. Vsi so potrebovali velike nize binarnih ali šestnajstih podatkov za nadzor LED. Ugotovil sem, da mora obstajati lažji način, zato sem se odločil napisati svojo programsko opremo. Moja prva odločitev je bila, da programska oprema zrcali strojno opremo. To je pomenilo naslavljanje vsake LED po stolpcih in nivojih namesto uporabe neobdelanih podatkov o vratih ali tradicionalnih x, y, z. Druga odločitev je bila, da začnemo z osnovnimi funkcijami, na primer vklopom ali izklopom ene luči in od tam naprej. Nazadnje sem se odločil predstaviti dve funkciji, ki sta uporabni za zanimivejše učinke. Eden je medpomnilnik, ki osnovnim funkcijam omogoča ustvarjanje bolj zapletenih vzorcev. Druga je zaporedna funkcija, ki prižge niz LED -jev eno za drugo ali vse naenkrat. Knjižnica se je začela kot proceduralna koda in ohlapne funkcije. Od tam je bilo zelo enostavno slediti vadnici za ustvarjanje knjižnice Arduino za večkratno uporabo. Knjižnico prenesite in jo razpakirajte v skico/knjižnice. Če je pravilno nastavljen, boste našli primer v programski opremi Arduino pod Datoteka> Primeri> LedCube> ledcube. Koda je na voljo tudi v Githubu na gzip/arduino-ledcube. Hvala za branje!