4x4x4 Led Cube: 13 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Waarom hierdie LED -kubus bou?

* As u klaar is, kan u 'n pragtige en ingewikkelde patroon vertoon.

* Dit laat u dink en probleme oplos.

* Dit is lekker en bevredigend om te sien hoe alles bymekaar kom.

* Dit is 'n klein en hanteerbare projek vir almal wat nuut is in soldeer en elektronika om te leer, en is nog steeds groot genoeg om skitterende en indrukwekkende patrone te vertoon.

* Die arduino -kode is redelik maklik om te bestuur.

* 'N Relatief lae koste vir 'n hoë vermaaklikheid en die groot hoeveelheid wat u sal leer as u nuut is in elektronika.

Eerstens sal ek jou wys hoe om hierdie vinnige 4x4x4 led -kubus te maak wat slegs 'n paar uur se werk nodig is om op te stel (sodra jy die jigs gemaak het), maar ook 'n stewige ontwerp is. Ek sal my bes probeer om dit te verduidelik sodat almal my ontwerpkeuses verstaan. Laastens sal ek verduidelik hoe om nuwe patrone op 2 verskillende maniere te programmeer.

Voorrade

Dele:

1. 10 cm * 15 cm prototipe bord - 1x $ 2 elk
2. sn74hc595n - 2x $ 0,57 elk
3. 120 ohm weerstande - 16x $ 0.04 ea (die waarde is afhanklik van u LED, sien stap 7)
4. Weerstands van 10k ohm - 4x $ 0,10 stuk
5. Fqp20n06l N -kanaal MOSFETS - 4x $ 0,95 elk
6. Arduino nano v3 - 1x $ 22 elk
7. 5,5 mm DC -aansluiting - 1x opsioneel $ 0,35 ea
8. Vertinde koperdraad 20 AWG - 15ft $ 0,12/voet
9. Lintkabel 40 geleier of ander klein meter (AWG) draad - minder as 1,3 m $ 2,3/voet
10. 5 mm laaghout 6 ", 12" - 1 x $ 2 stuk
11. soldeer.8mm - 1x $ 10,89 ea
12. 1 "x 6" x 4 'bord - 6 "$ 8,39 per stuk
13. 5 mm diffuse LED's - kit van $ 15,00
14. 100nf keramiekdop - 2x $ 0,25 stuk

Geskatte koste per kubus: $ 40 (as onderdele in grootmaat gekoop word, sal die koste per aansienlik daal)

Gereedskap:

1. Naald tang x2
2. Spoel snyers of kant snyers
3. Soldeerbout
4. Draadstroppers
5. Tafelsaag
6. Boor (boorpers word aanbeveel)
7. Ystersaag of bandzaag
8. Rekenaar vir programmeer

Stap 1: Die eerste jig **

Die eerste mal bestaan uit 2) 0,8 mm -boorpunte, prototipe -bord en 'n 5 mm -gat vir die LED. Begin deur u prototipe -bord te neem (minstens 2 cm breed en 2,54 mm (0,1 ") tussen die middel tot die gate), merk die eerste punt op een van die rande van die bord. Maak dan in 'n reguit lyn nog 'n punt nadat u beweeg het nog 3 gate op. Merk dan die punt wat 2 gaatjies verder is (sien prent #1). Boor dan in die middelste gat 'n gat van 5 mm, ek gebruik 'n bits van 13/64 duim en dit werk goed. Dit is die beste as u Gebruik kleiner stukkies en werk tot by die 13/64 duim net om seker te maak dat dit perfek gesentreer is in die gat as dit nie die hele kubus is nie. Gebruik dan die 0.8mm stukkies op die buitenste merk om die Maak seker dat alle gate loodreg op die prototipe bord is, indien moontlik, gebruik 'n boorpers, maar 'n handboor werk. Sny 3) 1 "vierkante Dit is die maklikste om 'n lintsaag te gebruik, maar 'n handsaag werk ook. Maak met Elmer se gom 'n klein houtstapel met al die rande in lyn met mekaar. Plak dit uiteindelik aan die prototipe -bord vas, en wag alles. As alles droog is, boor u alles weer sodat die gate in die prototipe-bord heeltemal deur die houtsteun gaan. Plaas die stukke van 0,8 mm in die gat wat op die rand gemaak is. As alles korrek gedoen is, moet dit soos prentjie 2 lyk.

** Die jigs op die foto is ontwerp om 'n 8*8*8 LED -kubus te maak, sodat hulle effens groot is. Jou mal sal kleiner wees. Hierdie jigs is gebaseer op Steve Manley se ontwerpe vir sy 8*8*8 RGB LED -kubus. Dit lyk en werk puik. Ek sal aanbeveel om na sy video's te kyk.

sy you-tube kanaal

Stap 2: Die tweede jig **

Die tweede mal is gemaak van laaghout van 5 mm. Begin deur 3 stukke van 4 "by 2" te merk en te sny. Hiervoor het ek 'n lagsaag gebruik, maar 'n handsaag sou ook werk. Merk op een van die stukke 1 "aan die 2" kant aan beide kante en trek 'n lyn tussen die twee. Aan die 4 "kant, gaan in 1/2" op die lyn wat voorheen gemaak is, moet die volgende punt 1 "wees van die huidige, totdat u aan die einde van die bord kom. Die ander twee stukke moet in lyn gebring en met elmer se gom vasgeplak word.. Sodra die gom droog is, neem beide die gemerkte gedeelte en die vasgeplakte gedeelte dit in lyn en druk dit vas. Boor 5 mm (13/64) gate uit by die lyne wat op die bord kruis. groter het ek gegaan met 1/4 ".

Stap 3: Die Derde Jig **

Die derde mal is gemaak van 'n stuk van 1 "x 6". Sny eers die bord in 'n meer hanteerbare gedeelte van ongeveer 5 "lank. Sodra dit klaar is, kan u dit na 'n tafelsaag neem om die bosse ongeveer 1/4 in diepte te sny, en enige oriëntasie sal werk. Hulle moet 'n afstand van 1 duim middel tot middel van die bosse. Die kant (die gleuf wat deur die saaglem gemaak word) moet 0,1 "breed wees. Begin deur die eerste gleufduim van die rand van die bord af te sny. Skakel dan die saag af en skuif die heining oor 1 "herhaal hierdie proses totdat u 4 gleuwe in u bord gesny het. Die mal moet soos die prentjie hierbo lyk.

Stap 4: Gebruik die eerste jig

Dit is die mees eentonige deel van die konstruksie wat al die LED's van die LED's buig. Die rede waarom u hierdie mal wil gebruik, is om 'n stewige konstruksie te kry wat goed lyk. Buig die eerste jig van die katode (kort lood sien prent 2) tot by die nader (0.2 ) boorpunt, draai dit dan om die boor en maak los. Neem die anode en buig dit om die tweede boor en maak los. Sny die ekstra lei met spoelsnyers / sysnyers en verwyder die LED. Druk beide die anode en katode plat. Draai die katode 90 grade sodat dit na onder wys (sien prent 3) gaan voort met die proses 63 keer meer.

Nota: Dit is dikwels handig om 'n klein naaldtang te hê om die leidings om die boorpunte te buig.

Stap 5: Gebruik die tweede jig

Voordat ons hierdie mal gebruik, moet ons ons koperdraad van 20 meter reguit en sny. Knip eers ten minste 36 4 "stukke draad af, dit is die beste as u nog 4 snitte maak, want dit maak die kubus simmetries (let op: dit is handig om groter dele van die draad reguit te maak voordat u dit in lengte sny, maar dit sal in elk geval werk Om die draad reguit te maak, neem net 'n tang en trek aan elke kant 'n bietjie en trek die draad 'n bietjie. resultate makliker. Sodra u al die draad voorberei het, plaas 4 LED's in jig #2 (sien prent #2) moet die katode van u af wys. Plaas een van die 4 "dele van die draad deur die katode lusse, soldeer al die vier gewrigte (dit word aanbeveel dat u alle LED's toets voordat u soldeer). Nadat u al die LED's gesoldeer het, lig die boonste gedeelte op en druk op die mal sodat die afgeronde punte van die LED's op die plat oppervlak verskyn. Die ry LED's moet verskyn. Doen hierdie proses nou nog 16 keer.

Stap 6: Gebruik die derde jig

Noudat u al 16 rye LED's klaargemaak het, is dit tyd om die laaste mal te gebruik. Neem 4 stroke LED's en plaas die metaalverbindingsdrade in een van die gleuwe en maak seker dat al die gate van die verskillende afdelings in lyn is. Steek een van u draadgedeeltes van onder na bo in die oorblywende gate van die kolom. Maak seker dat dit vierkantig is, soldeer dan al die 16 verbindings en gaan voort met nog 3.

Stap 7: Die elektronika

Die eerste ding wat u moet doen, is om die 16 weerstande wat nodig is vir die kubus te bereken. Dit kan gedoen word deur middel van hierdie sakrekenaar of hierdie formule Weerstand = (spanningsbron - LED spanning) / geleide stroom. Die enigste probleem is dat die verkoper dikwels nie die nodige waardes gee nie. As u die skakel gebruik vir die LED -kit wat ek gekry het, benodig die geel LED's 120 ohm omdat dit 2v is en vir 75 ohm 3v blou. As u nie hieroor bekommerd wil wees nie, kan u net die 220 ohm wat in die kit voorsien word, gebruik; dit moet goed werk, maar u kubus is soms effens dowwer, maar die geel kan effens te dof wees (die helderste kleur wat ek gevind het) uit hierdie kit is blou, uitgesluit wit wat nie versprei is nie).

Stap 8: Die elektronika

As u nou twee opsies het, kan u uit die onderstaande skema gaan/u eie uitleg skep met behulp van die foto's om 'n goeie uitleg te vergemaklik; bestel 'n pasgemaakte PCB met behulp van die Gerber -lêer hieronder (ideaal as u verskeie maak).

PCB en skematiese- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526|e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

Stap 9: soldeer die kubus aan die prototipe bord

Noudat u die elektronika aanmekaar gekoppel het, moet u die 4 vertikale gedeeltes neem wat u vroeër gemaak het. Plaas een van die gedeeltes soos aangedui in die eerste prent, soldeer dit om seker te maak dat dit vierkantig is met die prototipe bord. Voeg nog een met 9 gate tussenin, eindig deur die laaste 2 op dieselfde manier by te voeg.

Stap 10: Verbind die lae

Vervolgens moet u die gewone katodelae verbind, neem 'n stuk draad wat reggemaak is en lê dit op die stuk algemene katodedraad wat uitsteek, maak 'n soldeerverbinding by elke kruising. U moet ten minste 4 keer doen, maar u sal miskien agterkom dat ek dit aan beide kante gedoen het om die kubus simmetries te laat lyk. Nadat u al die laagverbindings gedoen het, moet u draad van die prototipe bord by die lae van die kubus voeg. Dit kan gedoen word deur 'n reguit gedeelte van die draad met 'n buiging van 90 grade te neem op die wat ongeveer 'n 1/2 duim uitsteek. Plak die lang punt van die draad naby as u aan die eerste laag wil koppel, soldeer dit aan die laag. herhaal terwyl u uit 'n gat beweeg en na die volgende laag gaan. As u al vier laagverbindings voltooi het, gaan na die volgende stap.

Stap 11: Laaste stukke bedrading

Die volgende deel is om die afvoer van die MOSFET's aan te sluit op die lae, sien die eerste prentjie. Sodra dit gedoen is, koppel die uitsette van die skofregisters aan die kolomme van die kubus. Sien skematiese inligting vir meer besonderhede.

Stap 12: Programmering van u kubus

U het drie opsies om die kubus te kodeer, gebruik die meegeleverde kodes, gebruik arduino of gebruik arduino met python om 'n makliker koderingservaring te verkry. Die enigste wat ek gaan verduidelik, is arduino met luislang, omdat dit die maklikste is om te gebruik, maar u benodig net 'n bietjie ervaring met arduino/die taalstruktuur. Begin met die aflaai van al die skakels, begin met arduino -sagteware en eindig met die tkinter -biblioteek vir python. Die manier waarop die python -redakteur werk, is meestal selfverduidelikend, voer die python -kode hieronder uit. As u op die stoor -knoppie druk, spoeg die python -dop binêre grepe uit wat u in die arduino -skikking moet plaas wat skyfies sê. U moet dan vertragings byvoeg in die arduino -skikking wat sê delay_array die aantal skyfies wat u het, is die aantal vertragings wat u benodig. Die maksimum aantal skyfies wat u kan gebruik, is 150 as gevolg van die geheue van die arduino nano, dit klink baie, maar as u grafiese vertalings begin doen, eet dit vinnig weg.

Die kodes is in groepe van 3 omdat ek dit nie as een lêer kon aflaai nie, behalwe die python -lêer.

lêergroeperings (alle lêers in die groep moet in dieselfde gids geplaas word sodat dit behoorlik kan werk)

hard gekodeerde arduino (clear_all, led_cube_4x4x4, show_pattern)

arduino byte gekodeerde lêers (duidelik, maklik_programmeer_v2, vertoonpatroon)

python gui (4x4x4 kodegenerator V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

Stap 13: Dit is klaar

Op hierdie punt moet u ten minste 'n paar patrone op u kubus kan vertoon, en hopelik het alles vlot verloop.

As u enige vrae het, vra dit hieronder in die kommentaar.