LED -kubusvertoning: 9 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

In hierdie projek bou u 'n 8x8x8 LED -kubus as 'n skerm. Nadat u die kubus gebou het en die basiese kode geleer het, kan u u eie skermanimasies skryf. Dit is 'n wonderlike beeld vir wetenskaplike doeleindes, en dit sal 'n goeie dekoratiewe toevoeging tot u kamer wees! Tydens die proses van die kubusbou, sal u 'n hele paar basiese elektroniese vaardighede verwerf, wat die weg baan vir meer komplekse projekte in die toekoms.

Dit is my individuele projek vir die elektronika -kursus, en dit het ongeveer vyf weke geneem. Ek het 12 uur per week aan hierdie projek bestee, en ek het toegang gehad tot die onderdele en gereedskap wat gewoonlik in 'n universiteitselektronika -laboratorium voorkom. Dit kan ook goed wees om te weet dat, selfs al is die werklading nie 'n stukkie koek nie, geen praktiese kundigheid nodig is nie. In plaas daarvan sal u baie ervaring opdoen en onderweg leer uit u eie foute.

Disclaimer: ek het die ontwerp en die kode geleen van Kevin Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) wat 'n 8x8x8 RGB -kubus gebou het (dus die werk verdriedubbel!). Die golfvormvertoning is my eie werk. Ek beveel sterk aan om na al sy LED -video's te kyk voordat u met die projek begin! Hulle is baie nuttig om te verstaan hoe alles werk, wat van kardinale belang is vir hierdie ingewikkelde projek! Ek het kort verduidelikings gegee oor die stroombane en die algemene argitektuur toe ek die kringverbindings en die kode bespreek, dus moet u eers na daardie deel spring om 'n teoretiese begrip te kry:)

Stap 1: Deellys

• enkelkleurige DIFFUSED LED's x512 met ~ 30 onderdele (U sal miskien sien dat ek self drie kleure gebruik het. Dit is oorspronklik ontwerp om die golfvormamplitude te weerspieël (bv. rooi beteken 'n hoër amplitude), maar ek het nie die snye korrek gesoldeer nie, Uiteindelik het ek dit net dieselfde behandel. As u nog steeds belangstel om kleurvariasies in die vertikale rigting te maak, lees dan die aantekeninge oor die stap van die vertikale snye:))
• PC -borde, medium x7 en klein x2 (dit is die wat in my laboratorium beskikbaar is, maar pas die grootte aan, afhangende van wat u beskikbaar het! Lees die kringafdeling vir u verwysing. Ek het gevind dat PCB's vir beginners beskikbaar is) sonder enige gekoppelde stroke is meer tegemoetkomend, veral omdat u verbindings na willekeur kan byvoeg en afsny. Ontsoldeer kan lastig wees!)
• NPN 2N3904 transistors x72
• 1k weerstande x 150
• 100 Ohm weerstande x 72
• P-kanaal MOSFETs IRF9Z34 x8 plus 8 opkliphitte-wasbakke
• 100 mikro Farads -kapasitors x8
• 74HC595 skofregisters x9
• Arduino Uno + skroefskerm (ek het 'n protoskroef R3-stel gebruik)
• Draad met isolasie van 8 kleure (ek beveel sterk aan dat u verskillende kleure gebruik! U sal baie drade langs mekaar hê, en die kleure help regtig as ons die kring kyk.)
• 5V 2.8A kragtoevoer (solank u stroomkraglimiet hoër is as 64*(stroom deur 1 LED), behoort dit goed te werk:))
• draadterminale
• Molex -koppe met 8 penne en 6 penne.
• Molex-draadbehuizing met 8-penne en 6-penne (die hoeveelheid hiervan sal verskil, afhangende van u PCB-grootte en u stroombaanontwerp, dus lees die hele instruksies (veral die stroomonderdeel) voordat u besluit oor die nommer wat u benodig:))
• Soldeer
• Kaal koperdraad (vir die veilige kant, berei 50m hiervan voor)
• Groot houtbord (ongeveer 9 duim aan elke kant)
• 12 duim houtspiesies (opsioneel; as u 'n manier vind om reguit drade te maak, het u dit nie nodig nie)
• kleeflint
• lang naels x16

Gereedskap

• Soldeerbout
• draad snyer
• tang
• gomgeweer (opsioneel; as u 'n manier vind om reguit drade te maak, het u dit nie nodig nie)
• crimper
• hittebakklemme x2 (krokodilleklemme werk ook)
• draadstropper

Stap 2: Maak LED -rye

Toets eers al die LED's! Ek het 'n stroombaan met 'n LED en 'n weerstand van 100 Ohm ingebou. Ek het toe een LED op 'n slag getoets en dit bygevoeg parallel met die ander LED. Ons wil 1) gebreekte LED's, 2) LED's met die anode en die katode agteruit gooi (u wil nie net 'onthou' watter een dit laat draai het nie) 3) dowwer LED's.

Vervolgens het ons die houtkruik gemaak, wat ook my laaste houer vir die kubus is. Boor 'n 8x8 rooster met 'n duim tussen die middel van die gate. Kies boorpunte met 'n deursnee net bokant die deursnee van u LED's, sodat hulle in die gate kan pas en steeds reguit kan bly. Ons het ekstra houtstroke aan die omtrek vasgespyker, wat die oppervlak van die bord plat gehou het (ons het laaghout gebruik vir die bord, sodat dit 'n bietjie buiging het). Boonop verhoog dit die oppervlaktes met die gate sodat die LED's deur die gate kan steek. Kies een kant en sit twee lang spykers op dieselfde lyn as die middelpunte van die gate. Ons maak die drade aan hierdie spykers vas.

Ons kan nou begin om LED -rye te maak! Ek het nie 'n effektiewe manier gevind om reguit drade te maak nie, en ek het die drade net met 'n houtblok geknip. Plaas die draad oor die rand van die blok; hou die draad vas met jou duim aan die een kant van die blok en trek die draad deur; die rand van die blok sal die draad uitknip. Ek beveel aan dat u 'n handskoen aantrek om u duim te beskerm:(Plaas 8 LED's in hierdie ry met die lang "been", die anode, in een rigting. Ons gaan hulle op die draad soldeer. Let daarop dat die vlak wat gevorm word deur die anodebeen en die katodebeen loodreg op die lyn van die draad moet wees, en dat die katodebeen van die draad af moet wees. Bind die draad aan 'n spyker en trek dit om oor die LED's te gaan totdat dit reguit en styf is. Bind dit aan die ander spyker vas. Pas die draadhoogte aan (ek het 'n klein plat gebied op die LED -been opgemerk, en ek het die draad so aangepas dat dit vir alle LED's aan hierdie gebied raak). Hierdie hoogte is willekeurig, maar wees konsekwent. Hou in gedagte: 1) die vlakhoogteverskil in u kubus gaan ongeveer 1 duim wees (sodat die drade nie te hoog kan wees nie); 2) die LED's kan onder die hitte van die soldeerbout breek (sodat die drade nie te laag kan wees nie) (alhoewel ek persoonlik geen probleme hiermee ondervind het nie). Nou moet u draad die lang been van alle LED's raak en 'n kruis vorm. Soldeer die draad en die anodekabels en sny die leidings daarna.

In hierdie projek het ek geëksperimenteer met twee verskillende konfigurasies van die soldeerverbinding. Die een is die kruiskontak hierbo beskryf, en die ander buig die LED -been sodat die kontakdrade ewewydig is. Teoreties is die parallelle kontakverbindings meer stresbestand, maar as die ligte LED's lig is, is die dwarsverbindings waarskynlik nie so nadelig nie. U sal baie oefening kry om die draad en LED -bene te soldeer, dus eksperimenteer gerus met verskillende tegnieke! Ek het 'n soldeerbout met 'n plat punt gebruik, en ek dink persoonlik dat dit beter beheer oor die soldeerbolle en 'n groter oppervlak met hitte -kontak bied.

Nadat u die soldeerwerk gedoen het, gebruik die broodbord vir die LED-kontrole om die verbindings te kontroleer (belangrik). Klem die positiewe lood vas aan die draad en vee die negatiewe lood deur die kort LED -bene. Hulle moet almal brand! Nadat ons gekontroleer het of dit in orde is, druk die LED's saggies van onder die bord om dit te ontwrig en skuif die draad teen die spykers. U kan die luspunte afsny, maar bespaar beslis 'n bietjie lengte!

Wat as my LED nie brand nie?

Die eerste ding wat u kan nagaan, is of u die katode en die anode omgedraai het. Probeer dan om die positiewe lood aan die LED -been te plaas in plaas van die hele draad. As u LED so brand, kan u die LED weer soldeer. As u LED steeds nie brand nie, vervang dit met 'n ander.

Ons moet 64 sulke LED -rye maak:)

Stap 3: Soldeer vertikale skywe

As 'n voorskou is al die anodes in elke laag verbind, en alle katodes in elke vertikale kolom is verbind. Nou moet ons die vertikale snye maak. Onthou jy die twee spykers wat ons in die bord gesit het om drade vas te maak? Plaas nou nog 14 daarvan op 'n soortgelyke manier:) (Let op: lê die spykerpunte goed in!

Plaas nou 8 LED -rye op die bord en maak seker dat hul bene in dieselfde rigting wys. Let daarop dat die drade parallel moet wees met die rye spykers! Druk die LED's af sodat hulle almal op dieselfde hoogte is. As sommige van die LED's aanhou uitsteek (miskien as gevolg van die kromming in u draad), plak u die ente vas aan die bord. Draai die drade soos voorheen oor die spykers. Ek kon net die drade met die oog op ongeveer dieselfde hoogte sien, maar dit is goed, want wat u regtig omgee, is dat die LED's op dieselfde hoogte is.

Soldeer die katode lei op die drade. U sal agterkom dat ek die soldeerkonfigurasie met parallel-kontak hier gebruik het, en ek het dit stewiger en mooier as die dwarsverbindings gevind, maar dit was meer tydrowend, want u moet 1) die drade met 'n tang buig; 2) maak seker dat die gebuigde gedeelte die hoofdraad raak; 3) buig die gedeelte om op die regte hoogte te wees, want u soldeerbout kom skuins en u benodig die yster om aan beide drade gelyktydig te raak.

As u verskillende kleure in verskillende lae wil gebruik …

Maak seker dat elkeen van u snye die kleurskema weerspieël. As ek byvoorbeeld wou hê dat die boonste drie lae geel LED's moet wees, die middelste twee oranje LED's en die onderste drie rooi LED's, plaas ek drie geel LED -kolomme, twee oranje en drie rooi in die volgorde. Maak seker dat u kleurorde en die LED -oriëntasie konsekwent is vir al agt snye!

Gebruik die broodbordopstelling om al die LED's in elke sny te toets. Dit is beslis makliker om hier weer te soldeer as u LED's beveilig is eerder as in die middel van die lug.

As u drade nie reguit op hulself is nie, trek die sny nog nie van die spykers af nie! Lees die volgende stap

As u reeds reguit drade het, druk die LED's saggies van onder af en skuif die sny van die spykers af. Moenie die punte nog afsny nie:)

Stap 4: Ondersteuning van die vertikale skywe

As u drade 'n kromming het, net soos myne, kan ons dit op 'n plat vlak herstel deur 'n stywe steun langs die omtrek te voeg. Ek het houtspiesies van 12 duim gekies omdat dit maklik op Amazon beskikbaar is. Ek het die spiese op die omtrek vasgeplak en klein stukkies in die hoeke bygevoeg om die raam te versterk. Sien foto's vir besonderhede. Let daarop dat slegs twee spiesjies heeltemal aan die drade vasgemaak is, en die ander twee spies bo die hele rooster. Ek beveel aan dat u die raam eers sonder die hoekstukke toets. Ek het agtergekom dat die ekstra kort stokke die LED's in die pad steek toe ek die snye stapel, en die gomverbindings is waarskynlik sterk genoeg om die LED -rooster in elk geval te hou. As die rooster nog 'n bietjie bult, druk die twee nie-vasgeplakte sye vas en plak die drade op 'n paar punte aan die spiese. Moenie die los punte nog afsny nie! Hou veral 'n taamlike lengte spiese aan die kant wat onderaan die kubus gaan wees, sodat ons die LED's van die vloer af kan hou.

Stap 5: Monteer die kubus

Noudat ons die snye het, kan ons die kubus maak! Ek het dit makliker gevind om dit op te stapel eerder as om vertikale snye aanmekaar te plak, maar as u 'n medewerker het, kan u gerus improviseer! Om foute te vermy, plak die snye eers op 'n ander stel spiese en voeg later verbindingsdrade by. Soos u op die foto sien, het ek vier spiese aan die hoeke vasgeplak om die lae te ondersteun en te ondersteun. Hou in gedagte dat die lae verkieslik 1 duim uitmekaar is. Ek het agtergekom dat my LED's op die houtraam van die vorige laag rus, sodat ek dit nie hoef te hou terwyl ek dit plak nie, maar as u snye op 'n laer hoogte rus, sou 'n medewerker of houtstroke (sien foto) hulp. Voordat u die skywe plak, moet u seker maak dat die rigting korrek is! U wil hê dat die katode en anode eindig in konsekwente rigtings. Kyk ook na die rigting van die LED's.

Dit is baie belangrik om seker te maak dat die LED's brand wanneer u elke laag stapel! Dit sou feitlik onmoontlik wees om by die middel van die kubus uit te kom as u dit alles bymekaargemaak het.

U sal miskien sien dat my houtrame nie noodwendig met mekaar in lyn is nie, maar as u na die LED's kyk, pas dit beter! Aangesien ons hierdie kubus in 'n donker omgewing sal sien, is die verkeerde aanpassing van die raam aanvaarbaar.

Gebruik vervolgens ekstra drade om die anodeleidings op dieselfde vlak saam te soldeer. As u dit moeilik vind om die drade daar te hou, probeer dan om die draad deur die leidrade te "weef" (wissel die manier waarop die draad die drade kruis, van bo na onder) af. Dit is goed as hierdie drade nie heeltemal reguit is nie, want die hoof -LED -struktuur is reeds ingestel en die sydrade is nie baie sigbaar as ons die LED's aanskakel nie.

Om net veilig te wees (ons wil eerder aan die versigtige kant fouteer, ja?), Toets al die LED's weer. As een van die ligte in die middel van die kubus op die oomblik nie brand nie, is ek nie seker of daar 'n eenvoudige manier is om dit aan te spreek nie: (As u egter noukeurig was om die LED's na te gaan as u stapel) die lae, die LED's moet nog steeds goed wees.

Nou kan ons die oortollige draad afsny, behalwe die onderkant. Nou kan ons die kubus tydelik wegsit! Baie geluk! Nou is ons meer as halfpad daar:)

Stap 6: Kringaansluitings

Lees die pdf -skema's voordat u kringelemente op die rekenaarborde rangskik. Hierdie skema is vir die RGB -kubus deur Kevin Darrah, en aangesien ons kubus enkelkleurige LED's het, is ons werklading eintlik slegs 'n derde daarvan (ons het spesifiek 'n derde van die katodekontroles). Ek beveel sterk aan om al die kringelemente op die PCB's te plaas om eers die afstand te toets. Gee jouself meer ruimte om mee te werk, veral vir die skofregisterborde en die anode -beheerborde. Gooi dan die kringkomponente uit en soldeer slegs 'n paar op 'n slag, aangesien dit minder moeilik is om te soldeer sonder dat soveel kringe van die kringkomponente in die pad val.

anode- en katodebane

Ons stroombaanontwerp is van so 'n aard dat wanneer die insette van die anodestroombaan en die katodestroombaan beide 5V (of HOOG) is, die LED aangeskakel word. Kom ons gaan eers deur die anodebane. As die ingang HOOG is, word die transistor vinnig versadig en die kollektorspanning daal tot naby 0, wat beteken dat die poort van die MOSFET na LOW getrek word. Aangesien die MOSFET -bron aan 5V gekoppel is, beteken 'n LAAG in die poort dat die dreinspanning op HOOG is ingestel. Die kapasitor oor die bron help om die stelsel stabiel te hou.

As die katode -beheerinvoer HOOG is, is die transistor weer versadig en die kollektorspanning gaan na 0V. Die kollektorterminal verbind met die LED via 'n stroombeperkende weerstand. U kan die huidige beperkingsweerstand kies op grond van u LED -eienskappe. Aangesien ek rooi, oranje en geel LED's gebruik, het ek 100 Ohm gebruik. Ons sien dat die positiewe kant van die LED hoog is en die negatiewe kant laag trek, en die LED brand.

Aangesien ons 64 katodeleidings (elke kolom) en 8 anodeleidings (elke laag) het, benodig ons 64 stelle katodebeheer en 8 stelle anodebeheer. Ek beveel aan dat volledige stelle van 8 kontroles op dieselfde bord is, aangesien elke skofregister met 8 kontroles verbind word, en dit lyk meer georganiseerd as die 8 verbindingsdrade na dieselfde plek gaan. Wees versigtig om nie die planke te oorvol nie! Ons gaan baie drade loop, dus sorg dat u genoeg ruimte gee! Soldeer al die komponente aan die bord. Een truuk om die stabiliteit van u werkoppervlak te verhoog, is om aan komponente met dieselfde hoogte te soldeer (bv. Soldeer die transistors nadat al die weerstande gesoldeer is om te voorkom dat die weerstande uitval). Maak seker dat u vir elke stel 8 katode-beheerkringe een 8-pins kopstuk soldeer wat data na die LED-kubus stuur.

Dit is nie duidelik uit die skemas nie, maar oral waar daar 'n transistor is, moet ons dit koppel aan GND en 5V

skofregisterbane

Die skofregisters is met mekaar verbind via 6 drade. Hulle is parallel gekoppel vir 5V, GND, CLOCK, LATCH en BLANK, en in serie vir DATA. As u die drade verbind, moet u seker maak dat die katodeverskuiwingsregisters aan die einde van die ry is, want die DATA gaan altyd tot aan die einde van die reekslyn. Basies stuur die Arduino 'n string binêre kode uit wat oor die DATA -lynverbinding vloei. Die binêre kode word dan in 8 bisse per skofregister opgedeel. Die 8 skofregisterterminale word dan gekoppel aan 'n stel van 8 katode/anode kontroles. Die 5V voed die hele kubus, en aangesien ons maksimum 64 LED's gelyktydig aansteek, moet u seker maak dat die totale stroom nie u limiet oorskry nie. Die ander penne beheer basies wanneer die data in die skofregisters kom en wanneer die data vanaf die skofregisters aan die kringkontroles vrygestel word. Maak seker dat elke skofregister sy eie 8-pen kop het en dat elke skofregisterbord (behalwe die laaste een) 'n 6-pen kop het waardeur die 5V-, GND-, KLOK-, LATCH-, BLANK- en DATA-draad na die volgende skof registerbord.

Arduino kring

Die stroombane by die Arduino is baie eenvoudig. Eintlik het ons 6 drade wat uit die Arduino kom (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK en DATA). Maak seker dat u GND -aansluiting gekoppel is aan die GND van die Arduino (eintlik moet al die GND in hierdie projek gekoppel wees), maar dat u 5V -kabel nie is nie! Let daarop dat die Arduino in die skema van Darrah eintlik die terminale van die ATMEGA -chip toon. Sien een van die beelde wat aangeheg is vir die ooreenstemmende terminale tussen die chip en die Arduino.

Ons het 'n skroefskerm gebruik om te voorkom dat die drade direk in die Arduino inloop. Die dele wat u op die skroefskerm moet soldeer, is die stapelkoppenne vir die digitale poorte, 1 6-pins kopstuk en 1 2-poort-aansluitblok. U kan nog 'n ry stapelkoppenne aan die ander kant byvoeg vir balans. (Let daarop dat die blou aansluitblokke wat op die foto's verskyn, eintlik niks doen nie). Soldeer volgens skemas. Belangrike opmerking: net vir die veiligheid, koppel die 5V-aansluiting op die 6-pen-kopstuk aan die 5V van die kragbron (dit is die groen aansluitblok), NIE die 5V van die Arduino nie. Op hierdie manier word u Arduino aangedryf deur u rekenaar, en al die 5V in u kring word deur die kragbron voorsien. Koppel egter al die GND's aan mekaar. U kan op die prentjie sien dat ek die GND-pen van die 6-pen-kopstuk en die GND-pen van die aansluitblok aan die GND-strook op die skroefskerm soldeer.

Alhoewel ek nie maniere ken om die skofregisterkringe na te gaan nie, kan en moet ons die anode- en katode -beheerkring met behulp van 'n broodbord kontroleer. Sien die foto's vir die besonderhede. Eintlik verbind ons die ingang van die bord tot 5V. Dan kan ons 'n multimeter gebruik om die uitsetspannings te kontroleer. Ons het gevind dat die uitsetspanning van die anodekontroles slegs ongeveer 4V is, maar dit is 'n verwagte gevolg van die MOSFET.

Bedrading wenke:

• Moenie die lengte van u verbindingsdrade tussen die borde kort nie! U sal baie borde en baie drade hê, en dit sal duideliker en makliker wees om probleme op te los as die planke goed van mekaar geskei is.
• Gebruik verskillende kleure om te onderskei watter draad is watter. Dit is baie belangrik, veral gegewe hoeveel drade u benodig. Ons plaas hierdie drade dan in 'n vaste volgorde in die draadbehuizing. Gebruik 'n goeie crimper om veilige draad terminale te maak.
• Wees konsekwent met die gebruik van kopstukke en die draadbehuizing! In my projek, vir 'n sekere bord, kom al die insette uit draadbehuise en die uitsette gaan deur die kopstukke.
• Omdat die kopstukke redelik naby mekaar is, moet u versigtig wees dat u nie die drade aanmekaar soldeer nie, veral as u relatief onervare is soos ek! 'N Truuk wat ek nuttig gevind het, was om die draad met die soldeerbout af te druk om die soldeer te smelt, en dan 'n tang te gebruik om die drade in die draad aan mekaar vas te druk en die draad nader aan die kopstuk te druk. Beweeg die soldeerbout weg, en die soldeerbout moet binnekort afkoel en sy vorm behou.

Stap 7: Monteer die kubus

In plaas daarvan om die stewige katodeleidings deur die 64 gate te ryg, wat in die praktyk redelik moeilik is, kan ons eers die drade aan die leidings soldeer en dan die drade deur die gate trek. Boor 9 gate aan die kant van die houer (8 vir die katode en 1 vir die anode) sodat die drade onder die monteerplatform kan uitkom.

Sny eers die spies ongeveer dieselfde lengte. Sny die katodeleiers so dat hulle amper op dieselfde hoogte as die spies is. Buig nou die lood om 'n klein haak met 'n tang te vorm. Trek ongeveer 'n half duim van u draad af en buig ook die draad. Haak die lood en die draad saam en maak die hake met 'n tang toe. Dit bied goeie kontak tussen die draad en die lood, en dit maak u hande vry vir die soldeer. Maak seker dat u 'n hittebakklem voor die naaste LED -soldeerverbinding sit sodat die soldeerverbinding nie van die nuwe hitte afkom nie. As u nie 'n koellichaamklem het nie, werk alligatorklemme ook.

Dit is 'n goeie idee om die verbindings na te gaan (ek het die weerstand van die soldeerverbinding gemeet) nadat u elke laag gesoldeer het, alhoewel ek gevind het dat die "haak" -metode baie sterk soldeerverbindings gee.

Ryg nou die drade deur die gate. Trek die drade saggies en druk op die monteerplatform om in kontak te kom met die spiese. Ryg elke stel van 8 drade deur een gat aan die kant van die monteerplatform en maak die bondel vas met 'n stuk elektriese band. Aangesien die vier sye van die kubus gelyk is, maak dit nie saak aan watter kant u groep die drade het nie. Ek stel voor dat u die draadterminale vooraf voorberei, sodat u die draadbehuizing vinnig kan monteer.

Vir die anodeverbindings, soldeer een draad op elke vlak en voer die draad uit een van die gate. U benodig twee hitte -afsluitingsklemme om te verhoed dat die buis soldeerverbinding smelt.

Nadat u die kubus aangebring het, toets elke LED weer om seker te maak dat dit goed is.

Wenke:

Moenie die draadlengte spaar nie! Ek dink my drade is maklik 12 sentimeter lank, maar dit blyk steeds 'n bietjie korter te wees.

Nou is u gereed om alles aan te sluit en die kubus te laat loop!

Stap 8: Die kode en veelvoud

As gevolg van die kort projek tyd, het ek die kode van Darrah geleen en slegs klein veranderinge aangebring. Ek heg die weergawe wat ek gebruik het, aan. Hy het uitstekende opmerkings gemaak oor sy kode, en ek beveel aan dat u dit lees om 'n beter idee te kry van hoe dit eintlik werk. Hier beskryf ek twee belangrikste kenmerke van sy kode, die multiplexing en die bithoekmodulasie.

Veelvoudig

Al die LED -kubusprojekte waaroor ek gelees het, maak gebruik van multiplexing, en dit is die tegniek waarmee ons individuele lig kan beheer. Met multiplexing word slegs een laag van die LED's gelyktydig verlig. Aangesien die lae met 'n baie hoë frekwensie deurgegaan word, 'bly' die beeld 'n rukkie in ons visie, en ons dink dat die lig nog steeds daar is. In die sagteware trek ons een laag op 'n keer na HOOG en al die ander lae na LAAG, sodat slegs die LED's in hierdie laag kan brand. Om vas te stel watter een wel brand, het ons die skofregisters gebruik om te bepaal watter van die 64 katodes HOOG getrek word. Voordat ons die volgende laag aansteek, stel ons die anode van hierdie laag op LAAG sodat geen ligte in hierdie laag kan brand nie. Dan trek ons die anode op die volgende laag na HOOG.

Modulasie van bietjie hoek

Met die BAM -tegniek kan ons die helderheid van elke LED op 'n skaal tussen 0 en 15. beheer. As u nie die helderheidsverandering nodig het nie, hoef u dit nie te implementeer nie. Eintlik het ons 'n vierbit -kontrole, en hierdie kontrole stem ooreen met 15 siklusse om van die onderste laag na die boonste laag te gaan (onthou dat ons elke laag op 'n slag verlig vir multiplexing?). As ons 1 na die eerste bietjie skryf, gaan hierdie een LED aan as ons vir die eerste keer deur die lae ry. As ons 1 na die tweede bietjie skryf, gaan hierdie een LED aan vir die volgende twee siklusse. Die 3de bis stem ooreen met die volgende 4 siklusse, en die vierde stem ooreen met die volgende 8 siklusse (dus het ons 15 siklusse in 'n volledige stel). Sê, ons wil die LED op 1/3 van sy volle helderheid stel, wat 5/15 is. Om dit te bereik, skryf ons 1 na die eerste en die derde bietjie en 0 aan die ander twee sodat die LED vir die eerste siklus aanskakel, af vir die volgende twee, aan vir die volgende vier en af vir die volgende 8. Sedert ons ry so vinnig hierdeur, ons visie "gemiddelde" die helderheid, en ons kry 1/3 van die volle helderheid.

LED -kubus as 'n vertoning vir golffunksies?

Een moontlikheid waaraan ons aan die begin van hierdie projek gedink het, was om hierdie skerm te gebruik om golffunksies van deeltjies in 'n vierkantige boks aan te toon. Ek het wel 'n metode in die Arduino -kode geskryf wat die grondtoestand en die eerste opgewekte toestand beskryf, maar dit blyk dat die resolusie nie heeltemal voldoende is nie. Die grondtoestand lyk goed, maar die eerste opgewekte toestand vereis 'n mate van interpretasie. As u egter skeel, kan u sien dat die funksie soos 'n stamp lyk as u dit vanuit een rigting kyk, en dit lyk soos 'n volle sinusgolfsiklus as u uit die ander rigting kyk. Dit is hoe die amplitude van die golffunksie moet lyk! Aangesien selfs die eerste opgewekte toestand 'n mate van agteruitgang nodig het, het ek nie vir ander meer ingewikkelde dinge gekodeer nie.

Stap 9: toetslopies

Baie geluk met die voltooiing van die kubus! Probeer nou u eie vertoningsfunksie skryf en deel u werk met gesinne en vriende:)

Nadat u kubus korrek funksioneer, plak u die agterkant van die printplate vas met 'n nie-geleidende band, aangesien die verbindings nou blootgestel is en dit mekaar kan kort.