8x8x8 Led Cube: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Dalam arahan ini, kita akan menunjukkan cara membina Led Cube 8x8x8. Semua bermula sebagai idea untuk subjek 'Creative Electronics', milik modul Kejuruteraan Elektronik tahun ke-4 di University of Málaga, School of Telecommunications:

Projek ini secara amnya terdiri daripada perkakasan dan perisian reka bentuk bersama. Bahagian perkakasan terdiri dari Cube, dan semua sambungan, serta pangkalan yang menyokong reka bentuk. Bahagian perisian terdiri dari perpustakaan berskala, yang telah dilaksanakan agar dapat berguna untuk projek lain.

Dikendalikan oleh Arduino Uno, lima ratus dua belas led membentuk kubus ini, dan kerana ia dipisahkan dalam lajur dan lapisan, masing-masing dapat dihidupkan secara individu.

Kami mengemukakan beberapa langkah yang dapat menjadikan projek lebih mudah, walaupun ini memerlukan beberapa hari untuk menyolder. Untuk projek ini, kami telah menggunakan transistor Blue Leds dan NPN.

Di sini kami lampirkan senarai dengan bahan yang diperlukan:

• 512 LED.
• 64 Daya tahan 220 ohm.
• 9 Daftar Shift 74HC595.
• 16 2N222 Transistor.
• Papan busa.
• Beberapa meter dawai halus (1.2mm).
• Kawat jalur.
• Penyambung (lelaki dan wanita).
• Bekalan Kuasa.
• Plat pra-gerudi (PCB).
• Sokongan untuk struktur.
• Kotak kayu untuk struktur.

Kami harap semua orang menyukai arahan ini.

Langkah 1: Melukis Templat untuk LED

Langkah pertama adalah melukis templat untuk mempermudah proses askar. Dalam papan busa, kita harus melukis sebuah segi empat sama dan membaginya dalam 64 kotak kecil, semuanya terpisah satu inci. Di persimpangan sebuah alun-alun kecil dengan yang lain, kita harus membuat lubang dengan pemutar skru, misalnya, untuk meletakkan lekukan di dalamnya untuk menjadi askar mereka.

Langkah 2: Bina Pangkalan

Kita harus membuat pangkalan di mana led akan berehat. Lebih baik membuatnya dengan papan kayu, yang tidak berat tetapi tidak lembik. Setelah mendapat papan, kita harus mengulangi langkah 1, tetapi sekarang di sini. Kita mesti menandakan kayu, melukis persegi 8 inci, di mana di dalamnya, 64 persegi inci lain akan dilukis.

Setelah kami melukis semua, inilah masanya untuk menggunakan mesin penggerudi. Dengan sedikit 1mm, kami akan membuat lubang yang menembusi kayu di persimpangan setiap persegi, untuk meletakkan wayar yang akan menahan struktur di dalamnya.

Ambil mesin gerudi anda dan gerudi!

Kami telah membuat video untuk menunjukkan cara melakukannya. Hasil akhirnya harus seperti gambar-gambar yang diberikan di sini.

Langkah 3: Pasang Kawat Lurus

Lebih baik struktur menggunakan wayar antara led, kerana ia akan menjadikan struktur lebih kaku atau tidak fleksibel. Seperti biasanya wayar dijual dalam gulungan, kita harus meletakkannya lurus. Kami memerlukan mesin gerudi untuk langkah ini juga.

Kita mesti memotong wayar dan memasukkan sepotong ke dalam mesin gerudi. Setelah dilekatkan di atasnya, kita harus memegang bahagian wayar yang lain, dan hidupkan mesin gerudi. Dalam beberapa saat, wayar akan lurus seperti lilin!

Kami menunjukkan kepada anda cara membuat proses ini dalam video, dan kami memberikan kunci untuk mempercepat proses: anda boleh memotong wayar yang lebih panjang, meluruskannya sekali, dan kemudian memotongnya.

Langkah 4: Selesaikan Lapisan

Setelah kami yakin semua lampu menyala dengan baik, inilah masanya untuk menyoldernya. Kita harus memisahkan katod dan anod, untuk mempercepat prosesnya.

Dalam langkah ini, semua katod akan dihubungkan. 64 led dan 11 wayar akan digunakan: satu untuk setiap baris, dan 3 lagi untuk memegang struktur. Anda dapat melihat bagaimana kami membuatnya. Kami meletakkan 3 syiling 10 sen untuk meletakkan semua wayar pada ketinggian yang sama, dan kemudian, prosesnya bermula.

Sangat penting untuk memeriksa selepas proses pematerian bahawa semua lekapan dikimpal dengan baik. Anda boleh melakukan ini menggunakan Arduino, menyambungkan wayar ke GND dan menyelidiki dengan entri 5V setiap led, seperti yang anda lihat dalam video.

Jangan lupa untuk memotong bahagian setiap katod yang belum menjadi tentera.

Dan sekarang anda sudah selesai, teruskan dengan tujuh yang lain!

Kami membuat beberapa gambar untuk menunjukkan prosesnya juga.

Langkah 5: Buat Struktur Cube

Sekiranya anda selesai menyolder, langkah seterusnya adalah membuat struktur Cube. Kami akan mengelas satu lapisan di atas yang lain, memisahkannya dengan beberapa pad yang dibuat dengan papan busa, seperti yang kami tunjukkan pada foto.

Dalam langkah ini, semua anod mesti dikimpal ke wayar. Kuncinya adalah menahan wayar menegak ketika tiba masanya untuk memasukkan lapisan ke dalam struktur, dan kerja anda tidak akan terlalu rumit.

Seperti yang telah kami katakan sebelumnya, sangat penting untuk memeriksa selepas menyolder kerja lekapan yang betul. Jangan lupa dalam langkah ini untuk membuang lebihan kaki anod. Lebih mudah melakukannya sekarang, daripada melakukannya pada akhir.

Proses akan selesai apabila 8 lapisan berada di atas satu sama lain oleh anod. Selepas itu, anod akan disolder ke PCB.

Adalah perlu untuk menyambungkan kabel menegak dari dasar ke setiap lapisan LED menegak untuk berfungsi dengan baik setiap lapisan dan untuk mengorientasikan led pada paksi x, y dan z. Anda dapat melihatnya dalam foto.

Langkah 6: Kawat Pangkalan

Kita harus mengelas lapisan yang sesuai menggunakan wayar jalur, yang mana kita akan menambah penyambung yang akan memasuki papan litar bercetak, untuk akhirnya menerangi kubus.

Setiap lajur akan mempunyai kabel yang dikimpal, dan setiap 8 tiang, yang membentuk lapisan menegak, akan disambungkan ke penyambung lelaki yang sama, yang kemudian akan dimasukkan ke dalam penyambung wanita di PCB. Lapisan mendatar juga akan membawa penyambung untuk menghubungkan katod untuk penyambungan ke PCB.

Langkah 7: Selesaikan Litar

Mengikuti skematik litar, kami akan mengimpal semua komponen ke plat berlubang, menjembatani sambungan yang diperlukan dan menarik kabel sekiranya tidak ada tempat untuk dikimpal.

Untuk langkah ini, kita memerlukan:

• Plat berlubang (boleh menjadi jalur atau tanpa corak). Kami telah menggunakan tanpa corak
• Ketahanan
• Penyambung lelaki
• Rekod
• Transistor NPN
• Kabel jalur

Langkah 8: Sokongan Cube

Kami akan menguraikan sokongan, dalam kes kayu, di mana kami akan memperkenalkan litar dan menyokong kubus.

Bagaimana kita berjaya? Kotak selebar 26 cm, panjang 31 dan tinggi 10. Kami meletakkan beberapa penyokong kecil yang akan menghalang kubus jatuh ke bahagian bawah kotak, sehingga merosakkan litar yang berada di bawahnya.

Langkah 9: Kod dan Pengaturcaraan

Kod ini terdiri daripada susunan Boolean 512 nilai yang mewakili status setiap led.

Ia dibahagikan kepada dua bahagian, satu bertanggung jawab untuk mengubah status masing-masing yang dipimpin oleh perubahan nilai dalam array, bahagian yang lain bertanggungjawab untuk menghantar maklumat ke daftar.

Untuk mengirim maklumat ke register, fungsi shiftOut () digunakan, dengan memasukkan data jenis byte, ia menghasilkan isyarat jam dan data untuk penghantaran bersiri dengan register.

Keperluan untuk menerjemahkan array Boolean ke array jenis byte muncul, setiap bait mewakili rekod. Bergantung pada ukuran kubus untuk merancang jumlah daftar pergeseran dalam projek berubah. Bahagian kod ini boleh diskalakan untuk memudahkan pengiriman maklumat ke kiub dengan ukuran berbeza.

Untuk penciptaan animasi di kubus kita menggunakan fungsi voxelWrite (), fungsi ini membolehkan kita mengubah keadaan led mengikut beberapa koordinat x, y, z.

dalam pautan berikut ke halaman GitHub kami, anda boleh mendapatkan maklumat berguna: