Jinsi ya Kujenga Cube ya LED ya 8x8x8 na Udhibiti na Arduino: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Hariri ya Januari 2020:

Ninaacha hii ikiwa mtu yeyote anataka kuitumia kutoa maoni, lakini hakuna sababu yoyote ya kujenga mchemraba kulingana na maagizo haya. ICs za dereva za LED hazijafanywa tena, na michoro zote mbili ziliandikwa katika matoleo ya zamani ya Arduino na Usindikaji na haziendeshi tena. Sijui ni nini kinapaswa kubadilishwa ili kuwafanya wafanye kazi. Pia, njia yangu ya ujenzi ilisababisha machafuko ya winky yaliyotengwa. Maoni yangu ni kufuata maagizo juu ya mwingine anayeweza kufundishwa au kununua kit. Mchemraba huu uligharimu karibu $ 50 nyuma mnamo 2011, unaweza kununua kit kwa ebay kwa karibu $ 20 sasa.

Utangulizi halisi:

Kuna cubes nyingi za LED kwenye Maagizo, kwa nini unafanya mwingine? Nyingi ni za cubes ndogo zinazojumuisha LEDs 27 au 64, ambazo ni kubwa mara chache kwa kuwa zinadhibitiwa na idadi ya matokeo yanayopatikana kwenye microcontroller. Mchemraba huu utakuwa LED za 512, na utahitaji tu waya 11 za pato kutoka Arduino. Je! Hii inawezekanaje? Kwa kutumia dereva wa Allegro Microsystems A6276EA LED.

Nitakuonyesha jinsi nilivyotengeneza mchemraba yenyewe, bodi ya mtawala, na mwishowe nambari ya kuangaza.

Hatua ya 1: Vifaa

Sehemu zote utahitaji kujenga mchemraba: 1 Arduino / Freeduino na Atmega168 au chip ya juu 512 LEDs, saizi na rangi ni juu yako, nilitumia 3mm nyekundu 4 A6276EA chips za dereva za LED kutoka Allegro 8 NPN transistors kudhibiti mtiririko wa voltage, Nilitumia BDX53B Darlington transistor 4 1000 ohm resistors, 1/4 watt au zaidi 12 560 ohm resistors, 1/4 watt au zaidi 1 330uF electrolytic capacitor 4 24 pin IC tundu 9 16 pin IC soketi 4 "x4" (au kubwa kipande cha ubao wa kushikilia sehemu zote, shabiki wa zamani wa kompyuta kebo ya zamani ya mtawala wa floppy Usambazaji wa umeme wa zamani wa waya nyingi za waya, solder, chuma cha soldering, mtiririko, kitu kingine chochote kufanya maisha yako iwe rahisi wakati wa kufanya hii. 7 "x7" (au kubwa) kipande cha kuni kinachotumiwa kutengeneza kijiko cha kutengenezea cha LED Kesi nzuri ya kuonyesha mchemraba wako uliomalizika My Arduino / Freeduino ya chaguo ni Bodi ya Mifupa ya Bare (BBB) kutoka www.moderndevice.com. LED zilinunuliwa kwenye eBay na ziligharimu $ 23 kwa LED 1000 zilizosafirishwa kutoka China. Elektroniki zilizobaki zilinunuliwa kutoka Newark Electronics (www.newark.com) na inapaswa gharama tu karibu $ 25. Ikiwa lazima ununue kila kitu, mradi huu unapaswa kugharimu karibu $ 100. Nina vifaa vingi vya zamani vya kompyuta kwa hivyo sehemu hizo zilitoka kwenye lundo la chakavu.

Hatua ya 2: Kusanya Tabaka

Jinsi ya kutengeneza safu 1 (LEDs 64) za mchemraba huu wa 512 wa LED: LED nilizonunua zilikuwa na kipenyo cha 3mm. Niliamua kutumia LED ndogo kupunguza gharama na kufanya ukubwa wa mwisho wa mchemraba uwe wa kutosha kukaa kwenye dawati au rafu yangu bila kuchukua kabisa dawati au rafu. Nilichora gridi ya 8x8 na takriban inchi.6 kati ya mistari. Hii ilinipa saizi ya mchemraba karibu na inchi 4.25 kila upande. Piga mashimo ya 3mm ambapo mistari hukutana ili kufanya jig ambayo itashika taa za LED unapotengeneza kila safu. A6276EA ni kifaa cha kuzama cha sasa. Hii inamaanisha inatoa njia ya ardhini badala ya njia ya chanzo cha voltage. Utahitaji kujenga mchemraba katika usanidi wa kawaida wa anode. Cubes nyingi zimejengwa kama cathode ya kawaida. Upande mrefu wa LED kwa ujumla ni anode, angalia yako ili uhakikishe. Jambo la kwanza nilifanya ni kujaribu kila LED. Ndio mchakato mrefu na wa kuchosha na unaweza kuruka ukipenda. Ningependa kutumia wakati kujaribu LEDs kuliko kupata mahali pa kufa kwenye mchemraba wangu baada ya kukusanywa. Nimepata 1 imekufa LED kati ya 1000. Sio mbaya. Kata vipande 11 vya waya thabiti, isiyo na maboksi waya hadi sentimita 5. Weka 1 LED kila mwisho wa safu kwenye jig yako na kisha uunganishe waya kwa kila anode. Sasa weka LED 6 zilizobaki kwenye safu na uunganishe anode hizo kwenye waya. Hii inaweza kuwa wima au usawa, haijalishi kwa muda mrefu kama unafanya tabaka zote kwa njia ile ile. Unapomaliza kila safu, punguza risasi ya ziada kutoka kwa anode. Niliondoka karibu 1/8 . Rudia hadi umalize safu zote 8. Sasa suuza vipande 3 vya waya wa kunasa kwenye safu uliyotengeneza kuziunganisha zote kuwa kipande kimoja. Kisha nikajaribu safu hiyo kwa kushikilia volts 5 kwa kuunganisha waya wa waya kupitia kontena na kugusa risasi ya chini kwa kila mkato. Badilisha taa yoyote ambayo haiwashi. Ondoa kwa uangalifu safu kutoka kwenye jig na uiweke kando. Ikiwa utainama waya, usijali, tu nyoosha kwa kadiri uwezavyo. Ni rahisi sana kuinama. Kama unavyoweza kusema kutoka kwenye picha zangu, nilikuwa na waya nyingi zilizopigwa. Hongera, umekamilisha 1/8. Tengeneza matabaka 7 zaidi. tabaka pamoja (Hatua ya 3) ni rahisi, wakati kila safu inayofuata bado iko kwenye jig bend inchi ya juu ya cathode mbele digrii 45 hadi 90. Hii itaruhusu mwangaza kufikia karibu na LED inayounganisha na itafanya soldering sana Usifanye hivi kwa safu yako ya kwanza, tutatangaza kwamba moja ni safu ya chini na viongozo vinahitaji kuwa s traight.

Hatua ya 3: Kusanya Mchemraba

Jinsi ya kusawazisha tabaka zote pamoja kutengeneza mchemraba: Sehemu ngumu iko karibu kumalizika. Sasa, weka safu moja kwa uangalifu kwenye jig, lakini usitumie shinikizo nyingi, tunataka kuweza kuiondoa bila kuipindisha. Safu hii ya kwanza ni uso wa juu wa mchemraba. Weka safu nyingine juu ya ile ya kwanza, panga safu na uanze kutengenezea. Niliona ni rahisi kufanya pembe kwanza, halafu nje ya makali, halafu ndani ya safu. Kuendelea kuongeza tabaka mpaka utakapomaliza. Ikiwa umepiga risasi mapema, hakikisha umehifadhi safu na miongozo iliyonyooka kwa mwisho. Nilikuwa na nafasi kidogo sana kati ya kila safu kwa hivyo sikupata sura ya mchemraba kabisa. Sio jambo kubwa, naweza kuishi nayo.

Hatua ya 4: Kuunda Bodi ya Mdhibiti

Jinsi ya kujenga bodi ya mtawala na kuiambatisha kwa Arduino yako: Fuata skimu na ujenge ubao kwa vyovyote utakavyochagua. Niliweka vidonge vya kidhibiti katikati ya ubao na kutumia upande wa kushoto kushikilia transistors zinazodhibiti sasa kwa kila safu ya mchemraba, na nikatumia upande wa kulia kushikilia viunganisho ambavyo hutoka kwa vidonge vya mtawala kwenda kwa cathode za nguzo za LED. Nilipata shabiki wa zamani wa 40mm wa kompyuta na kontakt ya kike ya molex ili kuiingiza kwenye usambazaji wa umeme wa kompyuta. Hii ilikuwa kamili. Kiasi kidogo cha mtiririko wa hewa kwenye chip ni muhimu na sasa nina njia rahisi ya kutoa volts 5 kwa vidonge vya mtawala na Arduino yenyewe. Kwa skimu, RC ndio kipingamizi cha sasa cha vizuizi kwa LED zote zilizounganishwa na kila A6276EA. Nilitumia ohms 1000 kwa sababu inatoa milimita 5 kwa LED, ya kutosha kuiwasha. Ninatumia Mwangaza wa Juu, sio LED za Super Brite, kwa hivyo unyevu wa sasa uko chini. Ikiwa LED zote 8 kwenye safu zinawashwa mara moja, ni milimita 40 tu. Kila pato la A6276EA linaweza kushughulikia milliamps 90 kwa hivyo niko vizuri ndani ya anuwai. RL ni kontena linaloshikamana na mantiki au ishara ya ishara. Thamani halisi sio muhimu sana maadamu ipo na sio kubwa sana. Ninatumia ohms 560 kwa sababu nilikuwa na kikundi chao kilichopatikana. Nilitumia transistor ya nguvu inayoweza kushughulikia hadi amps 6 kudhibiti sasa kwenda kwenye kila safu ya mchemraba. Hii ni ujazo zaidi kwa mradi huu, kwani kila safu ya mchemraba itachota tu milliamps 320 na taa zote za taa. Nilitaka chumba kukua na ningeweza kutumia bodi ya mtawala kwa jambo kubwa zaidi baadaye. Tumia saizi yoyote ya ukubwa inayofaa mahitaji yako. Capacitor ya 330 kwenye chanzo cha voltage iko ili kusaidia kushuka kwa mabadiliko yoyote madogo ya voltage. Kwa kuwa ninatumia umeme wa zamani wa kompyuta, hii sio lazima, lakini niliiacha ikiwa tu mtu anataka kutumia adapta ya ukuta wa volt 5 kuwezesha mchemraba wake. Kila chip ya mtawala ya A6276EA ina matokeo 16. Sikuwa na kiunganishi kingine chochote kinachofaa kwa hivyo niliuza visanduku kwenye soketi kadhaa za 16 za IC na nitazitumia kuunganisha bodi ya mtawala kwa mchemraba. Pia nilikata tundu la IC katikati na nilitumia kuunganisha waya 8 ambazo zinaunganisha transistors kwa tabaka za mchemraba. Nilikata karibu inchi 5 kutoka mwisho wa kebo ya zamani ya kutumia kama kiunganishi cha Arduino. Cable ya floppy ni safu 2 za pini 20, Bodi ya Mifupa iliyo wazi ina pini 18. Hii ni njia ya bei rahisi sana (bure) ya kuunganisha Arduino na bodi. Nilivuta kebo ya utepe katika vikundi vya waya 2, nikavua ncha na kuziunganisha pamoja. Hii hukuruhusu kuziba Arduino kwenye safu yoyote ya kiunganishi. Fuata skimu na uunganishe kontakt mahali pake. Usisahau kusawazisha volt 5 na njia za ardhini kwa kontakt kutoa nguvu kwa Arduino. Nina nia ya kutumia bodi hii ya mtawala kwa miradi mingine ili muundo wa kawaida unifanyie kazi vizuri. Ikiwa unataka waya ngumu waunganisho, hiyo ni sawa.

Hatua ya 5: Jenga Kesi ya Uonyesho

Fanya bidhaa yako ya mwisho ionekane nzuri: Nilipata kifua hiki cha mbao kwenye Hobby Lobby kwa $ 4 na nilidhani itakuwa kamili kwani ina nafasi ndani ya kushikilia waya wote pamoja na inaonekana ni nzuri. Nilitia alama doa moja nyekundu, ile ile niliyotumia kwenye dawati langu la kompyuta ili zilingane. Chora gridi ya juu juu sawa na gridi iliyotumiwa kwa jig ya soldering (inchi.6 kati ya mistari). Piga mashimo ili kuruhusu kuongoza kupitia juu, na kuchimba shimo lingine nyuma ya gridi kwa waya / safu za ndege (kutoka kwa transistors katika Hatua ya 4). Nilijifunza kwa njia ngumu kwamba kujaribu kupanga safu 64 husababisha kupitia mashimo madogo ni ngumu sana. Hatimaye niliamua kuchimba tena mashimo yote kidogo ili kufanya mchakato uende haraka. Niliishia kutumia karibu biti ya kuchimba. Hakikisha unaunganisha waya zote kwa mpangilio sahihi. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64Na unganisha waya kati ya matabaka (yaliyoandikwa 'ndege' kwenye skimu) na transistors. Transistor kwenye Arduino pin 6 ndio safu ya juu ya mchemraba. Kama waya zina makosa, inaweza kusahihishwa ndani ya nambari, lakini inaweza kuhitaji kazi nyingi, kwa hivyo jaribu kuzipanga kwa mpangilio sahihi. kila kitu kimejengwa na tayari kwenda, wacha tupate nambari kadhaa na tuijaribu.

Hatua ya 6: Kanuni

Nambari ya mchemraba huu imefanywa tofauti kuliko nyingi, nitaelezea jinsi ya kuzoea. Msimbo mwingi wa mchemraba hutumia moja kwa moja kuandika kwa safu. Nambari hiyo inasema kwamba Safuwima X inahitaji kuwashwa ili ipatie juisi na tumemaliza. Hiyo haifanyi kazi wakati wa kutumia vidonge vya mtawala. Chips za mtawala hutumia waya 4 kuzungumza na Arduino: SPI-in, Clock, Latch, na Wezesha. Niliweka chini Wezesha pini (pini 21) kupitia kontena (RL) kwa hivyo pato linawezeshwa kila wakati. Sikuwahi kutumia Wezesha kwa hivyo nilitoa nje ya nambari. SPI-in ni data kutoka Arduino, Saa ni ishara ya muda kati ya hao wawili wakati wanazungumza, na Latch inamwambia mdhibiti ni wakati wa kukubali data mpya. Pato la kila chip linadhibitiwa na nambari ya binary 16. Kwa mfano; kutuma 101010101010101010 kwa kidhibiti kunaweza kusababisha kila taa zingine kwenye kidhibiti kuwasha. Nambari yako inahitaji kupitia kila kitu kinachohitajika kwa onyesho na ujenge nambari hiyo ya kibinadamu, kisha itume kwa chip. Ni rahisi kuliko inavyosikika. Kitaalam ni rundo la kuongeza kidogo, lakini mimi nina lousy kwa hesabu kidogo kwa hivyo hufanya kila kitu kwa desimali. Kuamua kwa bits 16 za kwanza ni kama ifuatavyo: 1 << 0 == 1 1 << 1 == 2 1 << 2 == 4 1 << 3 == 8 1 << 4 == 16 1 << 5 == 32 1 << 6 == 64 1 << 7 == 128 1 << 8 == 256 1 << 9 == 512 1 << 10 == 1024 1 << 11 == 2048 1 << 12 == 4096 1 << 13 == 8192 1 << 14 == 16384 1 << 15 == 32768 Hii inamaanisha ikiwa unataka washa matokeo 2 na 10, unaongeza desimali (2 na 512) pamoja kupata 514. Tuma 514 kwa kidhibiti na matokeo 2 na 10. yatakuwa mepesi. Lakini tuna taa zaidi ya 16 kwa hivyo inakuwa ngumu kidogo. Tunahitaji kujenga habari ya kuonyesha kwa chips 4. Ambayo ni rahisi kama kuijenga kwa 1, fanya mara 3 zaidi. Ninatumia safu ya kutofautisha kushikilia nambari za kudhibiti. Ni rahisi tu kwa njia hiyo. Ukisha kuwa na nambari zote 4 za kuonyesha tayari kutuma, toa latch (iweke chini) na uanze kutuma nambari. Unahitaji kutuma ya kwanza kwanza. Tuma nambari za chip 4, kisha 3, kisha 2, kisha 1, kisha weka Latch kwa HIGH tena. Kwa kuwa pini ya Wezesha kila wakati imeunganishwa ardhini, onyesho hubadilishwa mara moja. Msimbo mwingi wa mchemraba ambao nimeona kwenye Maagizo, na wavuti kwa ujumla, ina kizuizi kikubwa cha nambari iliyowekwa kutekeleza uhuishaji uliowekwa mapema. Hiyo inafanya kazi vizuri kwa cubes ndogo lakini inahitaji kuhifadhi, kusoma, na kutuma bits 512 za kila wakati unataka kubadilisha onyesho inachukua kumbukumbu nyingi. Arduino haikuweza kushughulikia zaidi ya fremu chache. Kwa hivyo niliandika kazi rahisi kuonyesha mchemraba katika hatua ambayo hutegemea hesabu badala ya michoro zilizowekwa mapema. Nilijumuisha uhuishaji mdogo kuonyesha jinsi inafanywa, lakini nitakuachia ujenge maonyesho yako mwenyewe.cube8x8x8.pde ni nambari ya Arduino. Ninapanga kuendelea kuongeza kazi kwenye nambari na nitasasisha programu mara kwa mara.matrix8x8.pde ni mpango katika Usindikaji wa kujenga maonyesho yako mwenyewe. Nambari ya kwanza iliyopewa huenda kwa mfano1 , ya pili kwa muundo2 , nk. Hifadhidata ya A6276EA inapatikana kwa:

Hatua ya 7: Onyesha kazi yako ya mikono

Umemaliza, sasa ni wakati wa kufurahiya mchemraba wako. Kama unavyoona, mchemraba wangu ulitoka kwa kupotosha kidogo. Sina nia ya kujenga jingine hata hivyo nitaishi nayo ikiwa imepotoka. Nina matangazo kadhaa yaliyokufa ambayo ninahitaji kuangalia. Inaweza kuwa unganisho mbaya, au nitahitaji chip mpya ya mtawala. Natumahi hii inayoweza kukufundisha inakuhimiza kujenga mchemraba wako mwenyewe, au mradi mwingine wa LED ukitumia A6276AE. Tuma kiunga kwenye maoni ikiwa utaunda moja. Nimekuwa nikijaribu kuamua ni wapi pa kwenda kutoka hapa. Bodi ya mtawala pia itadhibiti mchemraba wa 4x4x4 RGB, kwa hivyo huo ni uwezekano. Nadhani ingekuwa nadhifu kufanya nyanja na jinsi ninavyoandika nambari, haitakuwa ngumu sana kufanya.