Mchemraba wa LED ya DIY: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mchemraba wa LED sio chochote isipokuwa safu ya 3-dimensional ya LED ili kuangaza katika aina na mifumo tofauti. Ni mradi wa kupendeza kujifunza au kuboresha Soldering yako, Ubunifu wa Mzunguko, Uchapishaji wa 3D, na ustadi wa Programu. Ingawa ningependa kujenga mchemraba wa RGB, nadhani nitaanza kwanza na mchemraba mmoja ulioongozwa na rangi moja kupata uzoefu.

Nilivutiwa sana na kuhamasishwa na mradi wa Char kutoka kwa Maagizo, unapaswa kuangalia ikiwa umepata wakati.

Nitaunda mchemraba ulioongozwa na 8x8x8, ambayo sio chochote isipokuwa safu 8, safu 8 na safu 8 za LED. Hiyo ni 512 LEDs kwa wote. Sasa, kitu muhimu zaidi ni LED, chagua saizi ndogo ili mchemraba uwe sawa. Pia, ni bora kupata LED zilizoenezwa juu ya zile zenye mwangaza kwa sababu zile za kutu hutawanya mwanga na hazivutii sana.

Hatua ya 1: Vipengele vinahitajika

LEDs - 512 pc

Resistors 1k, 220E - wachache

Kubadilisha tactile - 1 pc

Bonyeza kwa ON switch - 1 pc

Vichwa M / F - Vichache

Arduino Pro Mini - 1pc

Capacitors 0.1uF - 9pc

Ubao wa ubao (15cm x 15cm) - 2pc

LED - 1pc

74HC594 - 8pc

2N2222 Transistor - 16pc

74LS138D - 1pc

Soketi za IC 20 pini - 9pc

Soketi za IC 16 pini - 1pc

Kamba za Ribbon - Mita 5

Programu ya UART

RPS

Ufikiaji wa Printa ya 3D

Hatua ya 2: Kukusanya Muundo wa Mchemraba wa LED

Nimechukua kifurushi cha LED 1000 zilizosambazwa ambazo nitatumia 512. Sasa, lazima tuwe na uwezo wa kudhibiti kila moja ya LED kwa uhuru, hapo ndipo tunaweza kutengeneza mifumo ya kupendeza.

Nitatumia bodi ya Arduino Pro Mini kudhibiti LED, lakini bodi hii ina pini 21 tu za kudhibiti LED. Lakini naweza kutumia multiplexer kuendesha LED zote za 512 kupitia pini 21.

Kabla ya kuingia kwenye muundo wa mzunguko wa dereva, wacha tujenge muundo wa mchemraba wa LED. Ni muhimu sana tupate haki ya ulinganifu kwa mchemraba uonekane mzuri, kwa hivyo acha kwanza kupata gig tayari ambayo itatusaidia kudumisha ulinganifu.

Nitaenda kuchapisha 3D msingi wa 120x120x2mm kwa ujenzi wa mchemraba. Nitatumia hii kuunda kila safu ya LED, ambayo itakuwa juu ya LEDs 64 kwa kila safu. Sasa, ninahitaji kuweka nafasi za LED sawasawa kwa bodi. Kwa kuwa cathode iko karibu 17mm, ikiacha 2mm kwa kutengenezea, nitaweka nafasi ya mashimo 15mm mbali. Wacha tuanze uchapishaji wa 3d.

Mimi kwanza napanga LEDs mfululizo na nikipunguza cathode. Vivyo hivyo, nitaenda kupanga safu 8 za LED na cathode zao zimepunguzwa. Mara baada ya kumaliza, nina pini 1 ya cathode na pini 64 za anode, hii inaunda safu 1.

Kupanga matabaka 8 juu ya kila mmoja kutaifanya iwe imara na muundo utabadilika. Kwa hivyo nitaipa msaada wa ziada. Kuna njia kadhaa za kufanya na njia moja wapo ni kutumia waya wa shaba iliyofunikwa na fedha, lakini kwa kuwa sina hii nami nitajaribu njia mbaya. Kunyoosha waya ya kutengeneza inaimarisha, kwa hivyo nitaitumia hiyo kwa msaada. Tumia usafirishaji kwenye pini za cathode kabla ya kutumia waya kutoa msaada. Tunatumahi kuitumia katikati na pande inapaswa kumpa mchemraba nguvu inayohitaji. Tutahitaji waya kama 16 na ni muhimu sana kupata sehemu hii sawa.

Nitaenda kunyoosha pini za anode ili kuzifanya ziwe sawa.

LED zinaweza kuharibika wakati mwingine kwa sababu ya joto la kutengenezea, kwa hivyo ni bora kuziangalia baada ya kujenga kila safu. Mara baada ya kumaliza, tabaka zinaweza kukusanyika juu ya kila mmoja na wakati huu pini za anode zinaweza kuuzwa. Mwishowe, unapaswa kuwa na pini 64 za anode na pini moja ya cathode kwa kila safu. Kwa hivyo na pini hizi 64 + 8 = 72, tunapaswa kudhibiti kila moja ya taa kwenye mchemraba huu.

Sasa, tunahitaji muundo wa msaada wa kukusanya tabaka juu ya kila mmoja.

Nilifanya makosa. Nilikuwa na shauku sana na sikuangalia ikiwa pini za anode zililingana. Ningepaswa kuinama pini za anode na 2mm ili kila safu iweze kuuziana na laini moja inaweza kutengenezwa. Kwa kuwa sikufanya hivi, nitalazimika kunama pini zote ambazo nimeuza na hii inaweza kuathiri ulinganifu wangu mwishowe. Lakini unapoijenga, chukua tahadhari inayofaa ili usifanye makosa sawa. Sasa ujenzi umekamilika, itabidi tufanye kazi kwenye mzunguko wa dereva.

Hatua ya 3: Mzunguko wa Dereva - Punguza Idadi ya Pini

Kama nilivyosema mwanzoni, tutahitaji pini 72 za IO kutoka kwa mdhibiti, lakini hiyo ni anasa ambayo hatuwezi kumudu. Basi wacha tujenge mzunguko wa kuzidisha na kupunguza idadi ya pini. Wacha tuangalie mfano, wacha tuchukue flip-flop IC. Hii ni aina ya D-flip-flop, wacha tuwe na wasiwasi juu ya ufundi wakati huu. Kazi ya kimsingi ya IC ni kukumbuka pini 8, ambazo 2 ni za usambazaji wa umeme, D0 - D7 ni pini za kuingiza kupokea data na Q0 - Q7 ni pini za pato la kutuma data iliyosindika. Pato linalowezesha pini ni pini ya chini inayotumika, kwa hivyo wakati tu tutafanya 0 data ya kuingiza itaonekana kwenye pini za pato. Kuna pia pini ya saa, wacha tuone ni kwanini tunaihitaji.

Sasa, nimerekebisha IC kwenye ubao wa mkate na kuweka maadili kwa 10101010 na LED 8 zilizounganishwa na pato. Sasa, LED zinawashwa au kuzimwa kulingana na pembejeo. Wacha nibadilishe pembejeo iwe 10101011 na nione pato. Sioni mabadiliko yoyote na LEDs. Lakini ninapotuma mapigo ya chini kwenda juu kupitia pini ya saa, pato hubadilika kulingana na pembejeo mpya.

Tutatumia dhana hii kukuza bodi yetu ya mzunguko wa dereva. Lakini IC yetu inaweza kukumbuka data ya pini 8 tu ya kuingiza, kwa hivyo tutatumia jumla ya IC kama 8 kusaidia pembejeo 64.

Hatua ya 4: Ubunifu wa Mzunguko wa Dereva

Ninaanza na kuzidisha pini zote za kuingiza za IC kwenye pini za data 8 za mdhibiti mdogo. Ujanja hapa ni kugawanya data ya biti 64 za pini 8 kwenye vipande 8 vya data.

Sasa, wakati nitapitisha data 8 kwa IC ya kwanza na kufuatiwa na ishara ya chini ya juu kwenye pini ya saa, nitaona data ya pembejeo ikionyesha kwenye pini za pato. Vivyo hivyo, kwa kutuma data 8 kwa IC zingine na kudhibiti pini za saa, ninaweza kutuma data 64 kwa IC zote. Sasa shida nyingine ni uhaba wa pini za saa kwenye kidhibiti. Kwa hivyo nitatumia 3 hadi 8 ya avkodare ya laini ya IC ili kuzidisha vidhibiti vya pini ya saa. Kutumia pini 3 za anwani kwenye dekoda pamoja na mdhibiti mdogo ninaweza kudhibiti pini 8 za pato la decoder. Pini hizi 8 za pato zinapaswa kuunganishwa na pini za saa kwenye IC. Sasa tunapaswa kufupisha pato zote kuwezesha pini na kuungana na pini kwenye mdhibiti mdogo, kwa kutumia hii tunapaswa kuwasha au kuzima LED zote.

Kile ambacho tumefanya hadi sasa ni kwa safu moja tu, sasa tunahitaji kupanua utendaji kwa matabaka mengine kupitia programu. Led moja hutumia karibu 15mA ya sasa, kwa hivyo kwenda kwa nambari hiyo tutahitaji karibu Amp 1 ya sasa kwa safu moja. Sasa bodi ya mini ya Arduino pro inaweza tu chanzo au kuzama hadi 200 mA ya sasa. Kwa kuwa mabadiliko yetu ya sasa ni mengi sana tutalazimika kutumia BJT au MOSFET kudhibiti safu ya LED. Sina MOSFET nyingi, lakini nina transistors chache za NPN na PNP. Kinadharia, tunaweza kulazimika kubadili hadi 1 amp ya sasa kwa kila safu. Kati ya transistors niliyopata, ya juu zaidi inaweza kubadilisha tu juu ya 800mA ya sasa, 2N22222 transistor.

Wacha tuchukue transistors 2 na tuongeze uwezo wao wa sasa kwa kuwaunganisha kwa usawa. Watu wengi wanapotumia njia hii hutumia kikaidi cha msingi, lakini shida hapa ni kwa kuwa hali ya joto hubadilisha hali ya sasa kupitia transistors kuwa isiyo na usawa na kusababisha maswala ya utulivu. Ili kupunguza shida, tunaweza kutumia vipingaji 2 sawa katika mtoaji na pia kudhibiti hali ya sasa hata wakati joto linabadilika. Dhana hii inaitwa upungufu wa emitter. Kinzani cha emitter hutoa aina ya maoni ili kutuliza faida ya transistor.

Nitatumia vipinga tu kwenye msingi. Hii inaweza kusababisha shida katika siku zijazo, lakini kwa kuwa hii ni mfano tu nitaishughulikia baadaye.

Hatua ya 5: Kuunganisha Vipengee

Sasa, wacha tukusanye mzunguko kwenye ubao wa perfboard. Wacha tuanze na flipflop IC na tumia kishikilia IC kwa kusudi hili. Daima anza na pini za kwanza na za mwisho, angalia uthabiti, halafu unganisha PIN zote zilizobaki. Wacha tutumie pia kichwa cha kiume kwa sababu ya kuziba na uchezaji wa vipinga vizuizi vya sasa na kwa unganisho kwa Mchemraba. Sasa unganisha vichungi vya utenguaji vya IC karibu na pini za usambazaji wa umeme wa IC.

Ifuatayo, wacha tufanye kazi kwa mdhibiti mdogo. Ili kuifanya kuziba na kucheza, wacha tutumie kishikilia na tuunganishe pini za kike kwanza, kisha weka mdhibiti mdogo.

Wakati wa kufanya kazi kwa transistors. Vipinga vya 1 1 ohm vinatakiwa kushikamana na msingi wa transistors. Ili kuweka pini za kawaida za cathode ya Mchemraba wa LED katika hali ya mantiki, nitatumia kipikizi cha zipu 8 K ohm, ambacho kina vipinga 8. Mwishowe inafanya kazi kwenye nambari ya nambari ya anwani IC. Sasa mzunguko umetengenezwa tayari sawa na muundo wa mzunguko.

Hatua ya 6: Uchapishaji wa 3D

Tunahitaji kizuizi kwa makazi ya bodi ya mzunguko na mchemraba ulioongozwa, kwa hivyo tumia moja iliyochapishwa ya 3d. Nitaifanya iwe sehemu tatu kwa urahisi wa kukusanyika.

Kwanza, sahani ya msingi ya kushikilia muundo ulioongozwa. Pili, mwili kuu kwa umeme. Tatu, kifuniko cha kufunga nyumba.

Hatua ya 7: Kufunga

Wacha tuanze na kuweka muundo ulioongozwa. Unaweza kushinikiza pini kupitia mashimo na kuiunganisha moja kwa moja kwa bodi ya mzunguko, lakini kwa sababu ya utulivu, nitatumia kwanza bodi ya manukato, kisha kuiuza kwa mzunguko. Ninatumia kebo ya Ribbon kutengenezea kwa LED, kisha unganisha upande mwingine kwa pini husika za pato za ICs.

Kuunganisha kati ya transistor na tabaka za mchemraba wa LED, tunahitaji kuwa na pini za kujitegemea kuungana na pini za cathode. Kabla ya kuiwasha, ni muhimu kuangalia mwendelezo na voltage kati ya alama. Mara tu kila kitu kitakapokuwa nzuri, IC zinaweza kushikamana na kisha kuwashwa. Tena, ni vizuri kuangalia ikiwa taa zote za LED zinawaka kwa kuziunganisha moja kwa moja na nguvu kabla ya kuiunganisha kupitia mzunguko. Ikiwa zote zinaonekana kuwa nzuri, basi nyaya zilizoongozwa zinaweza kushikamana na sehemu husika za flip-flop.

Wacha tufanye kazi ya kusafisha - ondoa kebo ya programu ya microcontroller, kata pini zinazojitokeza, nk Sasa wacha tuunganishe kebo ya programu kwa mwili wa nyumba, tengeneza hali iliyoongozwa, swichi ya nguvu na mwishowe ubadilishe upya. Tunakaribia kuimaliza, kwa hivyo acha kuweka pamoja sehemu tatu. Anza na msingi wa LED kwa mwili, kisha mara tu nyaya zinapoketi vizuri funga kifuniko hapo chini.

Pakua nambari hiyo kwa Arduino Pro Mini na ndio hiyo!

Shukrani kwa Chr https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ kwa kanuni na kanuni zake bora.