3x3x3 LED -kubus met Arduino Lib: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:29

Daar is ander instruksies oor die bou van LED-kubusse; hierdie een is om verskeie redes anders: 1. Dit is gebou met 'n lae aantal komponente op die rak en sluit direk aan op die Arduino. 2. 'n Duidelike, maklik om weer te gee stroombaan diagram word voorsien van baie foto's. 3. 'n Unieke benadering word gebruik vir die sagteware wat die programmering van die kubus makliker en meer ekspressief maak. Onderdele benodig: - 1 Perfboard - 3 NPN -transistors (2N2222, 2N3904, BC547, ens.) - 12 weerstande (~ 220 ohm en ~ 10k ohm) - 13 kopstukke (manlik of vroulik) - 27 LED's - draad

Stap 1: Berei die LED's voor

Hierdie stap volg grootliks op die LED Cube 4x4x4, maar ons bou eerder 'n 3x3x3 kubus. 'N Kubus van hierdie grootte is omtrent so groot as wat dit kan word sonder om bykomende stroombane en kompleksiteit in te voer. Ons benodig 'n totaal van 27 LED's wat in drie stelle van nege gegroepeer sal word. Elke stel van nege LED's sal 'n gemeenskaplike verbinding tussen hul katodes (negatiewe leidings) deel. Ek sal elkeen van hierdie stelle as 'n 'vlak' noem. Elkeen van die nege LED's op 'n vlak is verbind met die ooreenstemmende LED op die ander twee vlakke deur hul anodes (positiewe leidings). Dit sal 'kolomme' genoem word. As dit nie sin maak nie, sal dit vanselfsprekend word namate ons die kubus bou. Om mee te begin, gebruik ons 'n boor om 'n mal uit 'n klein stukkie hout te maak. Die jig hou die LED's op hul plek terwyl ons dit soldeer. Ek het besluit om die gate ongeveer 15 mm uitmekaar te plaas, maar die presiese afstand is nie van kritieke belang nie. Die gat moet styf om die LED pas, aangesien ons nie wil hê dat hulle moet rondbeweeg terwyl ons soldeer nie. Sodra die mal klaar is, buig ons die katode van elke LED in 'n hoek van 90 grade. Die katode kan op drie maniere geïdentifiseer word: 1) Dit is die korter been, 2) dit is aan die plat kant van 'n ronde LED, 3) dit is verbind met die groter stuk in die LED. Buig die katode in dieselfde rigting vir al die LED's. Nou is ons gereed om te begin soldeer.

Stap 2: Soldeer die LED's

Plaas eers nege van die LED's in u nuutgeboude mal. Plaas hulle so dat die bene in dieselfde kloksgewys rigting wys. Die foto's toon die katode wat met die kloksgewys wys terwyl die anode na buite wys, maar ek sou die LED's omdraai as ek dit weer doen om te voorkom dat die been die uitsig van die LED belemmer. Soldeer die kante saam, een paar aan elke kant. Gebruik klein knippies om die bene vas te hou terwyl die soldeer aangebring word. Sodra elk van die vier kante gesoldeer is, skuif die klampe om die hoeke bymekaar te hou en pas soldeer op elkeen toe. Soldeer laastens die katode van die middelste LED aan een van die kante en sny die oortollige af. Herhaal drie keer. U behoort nou drie stelle van nege LED's te hê. Plaas twee van die stelle een bo -op die ander. Hou die afstand gelyk aan die afstand wat reeds tussen LED's bepaal is. Sodra u gemaklik is met die afstand, kan u elke stel bene vasdruk met twee clips, een in elke rigting, om die bene stewig op hul plek te hou terwyl u soldeer. Miskien moet u om 'n LED buig om 'n goeie verbinding te kry. Soldeer elkeen van die nege pare, een vir een. Doen dit nog 'n keer en jy is klaar met die kubus. Plaas die kubus aan die een kant van die perfboard. Maak seker dat die nege bene eweredig uitmekaar is terwyl u elkeen deur 'n gat lei. My bord het vyf gate tussen elke stel bene. U wil soveel moontlik ruimte aan die ander kant van die perfboard laat om die verskillende komponente te pas. Voeg 'n paar knippies by om die bene vas te hou sodra u tevrede is met die posisie. Laat baie bene deur die onderkant steek, want dit sal dit makliker maak om die weerstande later te soldeer. Draai die bord om en soldeer elkeen van die bene om dit op hul plek te hou. Draai die kubus terug sodra al die bene gesoldeer is. Laastens moet ons 'n lood van elk van die vlakke tot onder in die bord soldeer. Trek 'n stuk soliede draad af en buig 'n klein haak aan die een kant. Hang die haak aan een van die middelste LED's se bene en lei dit deur 'n gat op die bord. Soldeer die haakpunt om die draad vas te hou. Herhaal weer vir die ander twee vlakke. Die volgende stap is om die res van die stroombaan te bou.

Stap 3: Bou die stroombaan

Die kring is redelik eenvoudig. Elkeen van die nege kolomme sal via 'n stroombeperkende weerstand met 'n pen op die Arduino verbind word. Elkeen van die drie vlakke kan via 'n NPN -transistor met die aarde verbind word as dit deur 'n Arduino -pen geaktiveer word. Ons sal altesaam 12 uitvoerpenne op die Arduino gebruik, maar daar is 18 LED's aan die gang. Die truuk is dat slegs 'n enkele vlak op 'n slag verlig kan word. As 'n vlak aan die grond gekoppel is, kan elkeen van die LED's op daardie vlak individueel deur een van die nege ander Arduino -penne aangedryf word. As ons die vlakke vinnig genoeg verlig, sal dit lyk asof al drie vlakke gelyktydig aangesteek is. Kom ons bou die kring. Die eerste stap is om die nege stroombeperkende weerstande voor te berei. Ek gebruik 220 ohm per pen wat ongeveer 22mA sal trek. Die waarde kan wissel na gelang van die LED's wat gebruik word, maar bly tussen ongeveer 135 en 470 ohm. Elke pen kan tot 40mA verkry. Om ruimte te bespaar, wil ons die weerstande in 'n vertikale posisie soldeer. Buig een leiding af sodat albei leidings parallel met mekaar is. Doen dit vir al nege die weerstande. Sodra die weerstande gereed is, soldeer ons hulle een vir een. Om dit makliker te maak, gaan ons die weerstandsleidings direk na die ander komponente soldeer in plaas van om 'n aparte draad vir elkeen te gebruik. Die een kant van die weerstand sal aan 'n kolom koppel en die ander aan 'n opskrif. Begin met die eerste ry LED's wat die naaste aan die weerstande is en werk terug. Sodra elke ry klaar is, kan u 'n klein stukkie band gebruik om die oorvleuelende leidings te isoleer om 'n korting te voorkom. Raadpleeg die foto's en diagram om te sien hoe dit sal lyk sodra dit klaar is. Noudat die kolomme uit die weg geruim is, is die volgende stap om die komponente wat die vlakke beheer, te soldeer. Die basis van 'n NPN -transistor word deur 'n Arduino -pen geaktiveer deur 'n stroombeperkende weerstand van 10k (of daarheen). Dit sal die ooreenstemmende vlak met die grond verbind, waardeur stroom deur die LED's kan vloei. Verwys na die foto's en diagram. Sodra dit voltooi is, moet die LED's aansluit by penne 2-10 op die Arduino en die vlakke moet verbind word met penne 11-13, van onder na bo. Die penne kan ook in die sagteware gekonfigureer word as u 'n ander opstelling benodig. Die kring is nou voltooi, tyd om na die sagteware te gaan!

Stap 4: Gebruik die sagteware

Ek het 'n paar kodevoorbeelde gevind wat oor die net dryf om 'n LED -kubus te beheer. Hulle het almal groot skikkings binêre of heks -data benodig om die LED's te beheer. Ek het gedink daar moet 'n makliker manier wees, en ek het my eie sagteware gaan skryf. My eerste besluit was om die sagteware die hardeware te laat weerspieël. Dit beteken dat elke LED volgens kolom en vlak aangespreek moet word in plaas van rou poortdata of die tradisionele x, y, z te gebruik. Die tweede besluit was om met basiese funksies te begin, soos om 'n enkele lig aan of uit te skakel en van daar af op te bou. Laastens het ek besluit om twee funksies bekend te stel wat nuttig is vir meer interessante effekte. Die een is 'n buffer waarmee die basiese funksies meer komplekse patrone kan opbou. Die ander is 'n volgordefunksie wat 'n verskeidenheid LED's een vir een, of alles tegelyk, aansteek. Die biblioteek het begin as prosedurele kode en los funksies. Van daar af was dit baie maklik om die tutoriaal te volg om 'n herbruikbare Arduino -biblioteek te skep. Laai die biblioteek af en pak dit uit na die sketsboek/biblioteke. As dit korrek opgestel is, moet u 'n voorbeeld vind in die Arduino -sagteware onder File> Voorbeelde> LedCube> ledcube. Die kode is ook beskikbaar op Github by gzip/arduino-ledcube. Dankie vir die lees!