Arduino Kulingana 3x3 Cube ya LED: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Halo na karibu kwenye Agizo langu la kwanza.

Ninawasilisha muundo rahisi, nadhifu kwa mchemraba wa Kompyuta wa 3x3x3. Ili kurahisisha kujenga, mimi hutoa maelezo ya PCB ya kawaida, unaweza kujitengeneza au kununua, maagizo na unaweza, kama mimi, kutumia tena programu kutoka kwa hii kuu ya maktaba ya Arduino na mchemraba wa libu ya arduino.

Moja ya malengo ya kubuni ilikuwa kutumia tu kupitia sehemu za shimo, ni rahisi kwa waanzishaji kutengeneza na kila kitu kinapatikana kwa urahisi kupitia mtandao kwenye mnada / tovuti zako unazopenda.

Ubunifu unaweza kutumiwa kutoka kwa kebo ya USB au adapta ya umeme ya 7.5-12V DC.

Mzunguko unatumia muundo wa msingi wa Arduino uliokatwa na unaweza kuupanga kwa mzunguko ukitumia programu ya bei rahisi ya Circuit System Programmable (ICSP) au USB inayopatikana kwa adapta ya TTL. Programu pekee unayohitaji ni Arduino IDE inayoheshimika.

Ubunifu huu sio wa kupindukia unajengwa tu juu ya kazi ya hapo awali na niliifunga vizuri. Natumahi unafurahiya.

Hatua ya 1: Sehemu Zinazohitajika

Ubunifu huu hutumika sana kupitia sehemu za shimo. Msambazaji wako wa karibu anapaswa kuhifadhi sehemu unayohitaji.

Unahitaji Atmega 168p au Atmega 328p na bootloader ya Arduino iliangaza ndani yake. Unaweza kupata hizi kwenye Ebay, tafuta "arduino bootloader", hakikisha unanunua anuwai ya Dual In Line (DIL). Unahitaji pia tundu la USB la B, la kawaida, la zamani, na mafuta. Nilichagua hii kama ni rahisi kuuza. Transistors, T1-T3 ni madhumuni ya jumla ya transistors ya NPN, na aina zilizoorodheshwa, unaweza kutumia BC108, 2N2222, 2N3904 nk, kila wakati angalia pinout ya transistor dhidi ya PCB ingawa.

Kwa taa muhimu sana, hakikisha unanunua mwangaza wa hali ya juu au taa za mwangaza. Nilitumia LED za 10000-12000mcd kutoka kwa muuzaji kwenye Ebay kwa mfano mchemraba ulioonyeshwa hapa. Unataka zenye kung'aa ili uweze bado kuona mchemraba kwenye taa ya kawaida ya chumba. Ikiwa maelezo ya bidhaa yanaelezea pembe ya kutazama, kawaida ni digrii 20 lakini unaweza kupata moja na pembe pana ya kutazama, fikiria. Hizi LED za ultrabright sio wazi wakati zinaonekana upande. Unaweza kulazimika kujaribu taa kadhaa za LED kutoka kwa wauzaji tofauti kabla ya kupata zile ambazo zinafaa mahitaji yako.

Orodha kamili ya sehemu:

Maelezo ya Thamani ya Sehemu PCB PCB nzuri ya kijani, tengeneze au ununue. 273mm LEDs, rangi ya chaguo lako. C1 100n 100nF, 25V, 7.5mm lami kauri capacitor C2 22p 22pF, 25V, 4.4mm lami kauri

C3 22p 22pF, 25V, 4.4mm lami kauri capacitor C4 100n 100nF, 25V, 7.5mm lami kauri capacitor C5 100n 100nF, 25V, 7.5mm lami kauri capacitor C6 10u 10uF 16V, 5.5mm kesi Electrolytic capacitor, 16V C7 22u 10uF 16V, Kesi ya 5.5mm Electrolytic capacitor, 16V IC1 ATMEGA ATEMEGA168 au ATMEGA328 na Arduino bootloader IC2 L7805T L7805CV 5V, mdhibiti wa mstari wa 100m, kifurushi cha TO92 kifurushi cha ICSP ICSP Pin, 0.1 "lami, njia ya 2x3. JP1 Pin header strip, 0.1 "lami, 1x3 njia. Q2 16MHz 16MHz, kioo cha kesi ya HC49, 50ppm, wasifu wa filamu ya chuma R1 10k 10K 1 / 4W filamu ya chuma resistor 1% R2 1k 1K 1 / 4W resistor film resistor 1% R3 1k 1K 1 / 4W resistor film resistor 1% R4 1k 1K 1K 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R5 470 470 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R6 1k 1K 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R8 100 100R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R9 100 100R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R10 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R11 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R12 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R13 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R14 470 470R 1 / 4W chuma resistor 1% R15 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R16 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R17 470 470R 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R18 1k 1K 1 / 4W chuma filamu resistor 1% R19 LDR Hiari LDR S1 S1 4 pini, 6x6mm PCB mlima PTH switch. T1 BC547 BC547 / BC548 nguvu ya chini transistor ya NPN, TO92 T2 BC547 BC547 / BC548 nguvu ya chini transistor ya NPN, TO92 T3 BC547 BC547 / BC548 nguvu ya chini ya NPN transistor, TO92 X4 USB aina B tundu, PCB hupita kupitia shimo. 4 x 3-5mm juu fimbo juu ya miguu ya mpira.

Hatua ya 2: Mchoro wa Mzunguko na Ufafanuzi wa Operesheni

Mpangilio umeonyeshwa hapo juu.

Ubunifu huo unategemea mpango wa Arduino Duemilanove, uliovuliwa hadi vitu muhimu. USB kwa kifaa cha serial iliondolewa lakini kuna kichwa cha serial, JP1, ambayo inaruhusu USB kwa TTL adapta kupanga kifaa, zaidi juu ya programu baadaye. Kuna pia kichwa cha ICSP.

Bodi inaweza kufanya kazi kutoka kwa kuziba USB, ikitumia usambazaji rahisi wa 5V kwenye PC, au duka la bei rahisi la paja / dola la duka la simu ya rununu. Chaguo jingine hutumia pembejeo la kuziba DC, hii inakubali pembejeo ya 7-15V DC ili uweze kutumia adapta yoyote ya kuziba unayo. Mzunguko hutumia 30mA tu adapta iliyotupwa mbali kwenye kifaa kilichokufa inapaswa kufanya kazi, angalia sanduku lako la taka.

Resistors R12 hadi R17 kuweka sasa, ambayo huweka mwangaza wa LEDs. Na risasi za RED na vipingaji vya 470R vimeonyeshwa, sasa ni ~ 5mA kwa kila LED. Ili kuhesabu sasa ya LED unahitaji voltage ya pato ya kifaa cha Atmega (4.2V) na kushuka kwa voltage mbele ya LED, kwa LED nyekundu ni 1.7V. Fomula ni:

LED ya sasa = (Voltage ya pato la Atmega - Voltage ya LED) / Nimeongoza

Na sehemu nilizotumia: LED ya sasa = (4.2-1.7) / 470LED ya sasa = 5.31mA

Punguza sasa kutoka Atmega 168/328 hadi 10mA

Baadhi ya matone ya kawaida ya voltage ya LED:

Nyekundu 1.7V Njano 2.1V Rangi 2.1V Kijani 2.2V Bluu 3.2V Rangi ya hudhurungi 3.6V Nyeupe baridi 3.6V

Kwa hivyo unaweza kutumia mwangaza wa juu wa taa ya bluu, kontena lingeshuka hadi 270R. Unaweza kuongeza sasa hadi 10mA, katika upimaji wangu nilipata 5mA ilikuwa ya kutosha.

Transistors T1-T3 ni transistors ya kawaida ya NPN BJT, BC547 / BC548 / 2N2222 nk. Wanadhibiti ubadilishaji wa kila tabaka tatu. Resistors R2-R4 hupunguza sasa msingi wa kontena.

R6 na PWR LED ni hiari, kunakiliwa kutoka Arduino, ni aina ya dhahiri ikiwa nguvu iko kwenye mchemraba wa LED.

C2, C3 na Q2 huunda mzunguko wa saa kwa kifaa cha Atmega 168 / 328p, kilichopangwa mapema na bootloader. Hakikisha unalingana na capacitors 22pF hapa na sio mahali pengine pop chip itashindwa kuanza. C1, C4 na C5 zinashuka kwa usambazaji wa umeme. IC2, C6 na C7 huunda mzunguko rahisi wa mdhibiti. Sio mengi ya kusema juu ya hii lakini hakikisha unalingana na capacitors njia sahihi kote. Kuna alama + kwenye uchoraji wa PCB na skrini ya hariri.

SK1 na R8 na R9 ni kiolesura cha serial. Kutumia USB kwa adapta ya TTL, unaweza kupanga kifaa, ukitumia mfano hapa

Hatua ya 3: Kupata Faili za Kubuni na Kufanya PCB

Takwimu za muundo wa PCB zinaweza kupakuliwa kutoka Github kwenye

Kuna faili zilizosindika za Gerber kwa kutuma kwa mtengenezaji wa PCB, skimu na kufunika kwa PCB katika fomati ya-p.webp

PCB inaweza kutengenezwa nyumbani, ningefanya hii lakini nikamwishia Etchant. Ubunifu unaweza kutengenezwa kwa kutumia PCB ya upande mmoja na safu ya juu (RED kwenye picha) inaweza kutekelezwa kwa kutumia viungo vya waya vya shaba. Nilitumia https://pcbshopper.com/ kupata muuzaji anayefaa, kwa prototypes nilizotumia Elecrow.

Ubunifu wa PCB kwenye Github una mabadiliko 3 kwa muundo wa mfano ulioonyeshwa hapa:

1. Mdhibiti wa 7805CV amebadilishwa na mdhibiti mdogo wa 78L05.
2. PCB ilipungua kwa 5mm.
3. Niliondoa polyfuse kutoka kwa lishe ya USB + 5V.

Hatua ya 4: Kukusanya PCB

PCB iko sawa mbele kukusanyika. Nimeongeza picha ya PCB iliyokusanyika na mpangilio hapo juu kwa kumbukumbu. Daima ninaanza kwa kufaa sehemu ndogo kabisa kwanza na kufanya kazi juu, muhimu sana ikiwa hauna msimamo wa PCB.

1. Anza kwa kustahimili vipinga kwanza, usiwaingize bado. Hakikisha umeingiza sehemu sahihi mahali pazuri. Kwa urahisi wa kuangalia, ziweke na bendi ya uvumilivu kulia / chini, inafanya iwe rahisi kuangalia baadaye. Angalia hapa ikiwa unahitaji msaada kutambua nambari za rangi za kupinga. Mara tu unapothibitisha sehemu sahihi ziko mahali sahihi, unganisha sehemu hizo.
2. Solder kioo Q2 mahali na capacitors C2 na C3.
3. Solder tundu la pini 28 kwa Atmega168 / 328 mahali, hakikisha una pin 1 notch juu zaidi, hii inasaidia kuzuia kuweka kifaa nyuma.
4. Fanya viunganisho vya ICSP na JP1.
5. Fanya capacitors C1, C4 na C5, zote 100nF (sehemu ya nambari 104).
6. Mdhibiti wa mstari IC2.
7. Fanya transistors T1, T2 na T3. Hakikisha haujabadilisha T1 / T2 / T23 na IC1 kwani zote ziko kwenye kifurushi kimoja.
8. Fit S1, mwelekeo haujalishi.
9. Fit C6 na C7, hakikisha unapata polarity sahihi!
10. Weka kontakt USB X4.
11. Fitisha kuziba nguvu ya DC J1.

Kidogo cha kukusanyika ni kichwa cha siri cha SIL. Ninatumia jozi ya wakataji wazuri kuondoa kwa uangalifu plastiki kutoka kwa kila pini ya ukanda, narudia hii mpaka nitakapokuwa na soketi 12 za pini, halafu nikitumia koleo na mikono 3, nikitengenezea kila moja kwa PCB. Kwa kuwa watu wengi hawana mikono 3, bati kila shimo na solder fulani, kufunika pedi, iweze kupoa. Kisha weka chuma cha kutengenezea kuyeyuka solder na uweke pini, ondoa chuma cha kutengenezea kwa pamoja. Unaweza kuhitaji solder mpya ikiwa una kiungo kavu.

Kabla ya kuangalia soldering yako, pumzika kidogo, labda kwa kinywaji? Kagua soldering yako, angalia kontakt USB kwani pini zimepanuliwa kwa karibu na pini kwenye kifaa cha Atmega168 / 328.

Mara tu unapofurahi na kutengeneza yako, weka miguu ya wambiso chini ya PCB.

Hatua ya 5: Kukusanya Mchemraba wa LED

Hii ndio sehemu ngumu zaidi ya mkutano. Chukua muda wako, usiogope.

Nimeongeza maelezo kwenye picha hapo juu kwani picha inasema neno elfu.

Pointi chache muhimu.

1. Hakikisha risasi chanya (mguu mrefu) inaelekeza chini wakati muundo unabadilika + V kwa taa za 9 kwenye kila safu.
2. Hakikisha risasi hasi imeinama kwa digrii 90 kwa LED, ili kutengeneza baa zenye usawa.
3. Jenga kila safu peke yako na angalia mara mbili / tatu.
4. Hakikisha waya wa shaba uliowekwa kwenye bati, wakati unatumiwa, iko katikati ya kila safu ya LED, hii inafanya iwe rahisi kukabiliana na waya wa kubadili safu.

Hatua ya 6: Upimaji na Mkutano wa Mwisho wa Mchemraba

Kabla ya kuingiza mkutano wa mchemraba wa LED au kifaa cha Atmega168 / 328, unaweza kufanya hundi chache rahisi.

Ikiwa una DMM (unapaswa kuwa nayo ikiwa unaunda mradi kama huu), pima upinzani kwenye pini 7 (chanya) na 8 (hasi) ya tundu la pini 28, unapaswa kuwa na> 1K. Ikiwa iko chini kuliko hii, angalia soldering yako.

Ifuatayo tumia pembejeo ya 7-15V kwa J1, kurudi kwenye pini 7 & 8 ya tundu la pini 28, pima voltage, unapaswa kuona 5V lakini inaweza kuwa mahali popote kati ya 4.90V na 5.1V, hii ni sawa. Ikiwa umeweka R6 na PWR LED, hii inapaswa kuwashwa.

Chomoa J1, ingiza mwongozo wa USB ndani ya X4, ingiza kebo kwenye kitovu au waya kuu kwa adapta ya USB ya 5V, rudia usomaji wa voltage kwenye pini 7 & 8 ya tundu la pini 28, ni kusoma karibu 5V?

Hundi zilizo hapo juu zilipaswa kuhakikisha kuwa viwango vya usambazaji vilikuwa sahihi na ya polarity sahihi.

Ifuatayo, ingiza kwa uangalifu kifaa cha Atmega168p / 328p. Piga pini kidogo, ikiwa inahitajika, kutoshea tundu. Kutumia J1 na usambazaji wako wa 7-15V, washa umeme, angalia ikiwa IC2 inapata moto mara tu baada ya kuwasha umeme. Ikiwa inafanya hivyo, zima umeme na angalia mwelekeo wa IC1.

Ifuatayo kwa uangalifu weka safu ya kwanza ya safu ya LED. Hakikisha kuwa moja ya baa za msaada wa waya zilizowekwa kwenye bati iko karibu na PADL1, PADL2 na PADL3, unahitaji hii baadaye wakati utasafisha waya kwa kila safu. Ni bora kuanza na pini ya kona na kutumia koleo za pua za sindano, piga kwa uangalifu kila pini kidogo, safu kwa mstari, kutoshea tundu kwenye PCB. Nimeongeza picha ya safu ya kwanza iliyokusanyika hapo juu. Kutumia kipande cha waya 1 / 0.6 kilichokwama, kata kwa urefu unaofaa kutoka PADL1 / PADL2 au PADL3 kwa kila safu ya mchemraba. Nimeona ni rahisi kuingiza safu ya kwanza ya LED kwenye PCB na kuuzia waya wa kwanza wa kudhibiti safu (iliyoonyeshwa nyeupe) kisha nirudi kwenye hatua ya awali, tengeneza safu nyingine, kisha unganisha kila safu kwenye PCB kwani hii ilitoa utulivu msingi.

Anza kwa kutengeneza safu inayofuata kwa kutengenezea moja ya taa za kona, halafu tengeneza kona iliyo kinyume. Sasa angalia safu ni sawa kabla ya kuuuza zaidi. Mara tu ukishabadilisha safu, weka taa za kona zingine mbili, safu inapaswa kuwa ya ushuru lakini iangalie tena. Solder LED zilizobaki. Rudia mkutano wa safu kwa safu ya mwisho.

Hatua ya 7: Programu

Kulingana na kifaa chako cha Atmega, unaweza kuhitaji kupakua bootloader au kupakua tu nambari. Ikiwa una chip na bootloader iliyowekwa tayari, unaweza kutumia USB kwa adapta ya TTL. Fuata mwongozo huu:

www.instructables.com/id/Program-Arduino-Mini-05-with-FTDI-Basic/

Unaweza pia kutumia kontakt 2x3 Katika kontakt ya Mfumo wa Mzunguko inayopangwa (ICSP), unaweza kutumia Arduino nyingine kufanya hivi:

www.instructables.com/id/How-to-use-Arduino-Mega-2560-as-Arduino-isp/

Ninatumia programu ya Usbasp ambayo inafanya kazi na IDE ya Arduino, sanidi hii kupitia menyu ya Zana-> Programu. Unaweza kuchagua programu za Arduino / Atmel AVR kwa bei rahisi kupitia Ebay au tovuti zingine za mnada.

Pakua maktaba ya mchemraba wa LED kutoka https://github.com/gzip/arduino-ledcube, fuata maagizo kwenye Github na uangalie katika saraka yako ya Mifano ya 'mchele-ulioongozwa-wa-arduino-> ledcube'.

Ikiwa unatumia programu ya ICSP, shikilia mabadiliko kabla ya kubofya pakia ili kuwaamuru Arduino IDE kutumia programu. Ikiwa unatumia adapta ya USB-to TTL, bonyeza na uachilie kuweka upya mara tu IDE itakapomaliza kuandaa.

Mara tu nambari ya mfano ilipopangwa, unapaswa kuwa na mchemraba wa LED na muundo mzuri.

Hii ni ya kwanza kufundishwa, maoni na maoni yanakaribishwa.