Paparan Kiub LED: 9 Langkah (dengan Gambar)

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

Dalam projek ini, anda akan membina sebuah kubus LED 8x8x8 sebagai paparan. Setelah membina kiub dan mempelajari asas kod, anda akan dapat menulis animasi paparan anda sendiri. Ini adalah visual yang bagus untuk tujuan ilmiah dan ia akan menjadi tambahan hiasan yang bagus untuk bilik anda! Semasa proses pembinaan kubus, anda akan memperoleh banyak kemahiran asas elektronik, yang membuka jalan untuk projek yang lebih kompleks pada masa akan datang.

Ini adalah projek individu saya untuk kursus Elektronik, dan memakan masa sekitar lima minggu. Saya menghabiskan 12 jam untuk projek ini setiap minggu, dan saya mempunyai akses ke bahagian dan alat yang biasanya terdapat di makmal elektronik kolej. Mungkin baik untuk mengetahui bahawa, walaupun beban kerja bukan sepotong kek, tidak diperlukan kepakaran langsung. Sebaliknya, anda akan memperoleh banyak pengalaman dan belajar dari kesilapan anda sendiri sepanjang perjalanan.

Penafian: Saya meminjam reka bentuk dan kod dari Kevin Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) yang membina sebuah kubus RGB 8x8x8 (sehingga menggandakan karya!). Paparan bentuk gelombang adalah karya saya sendiri. Saya sangat mengesyorkan menonton semua video LEDnya sebelum anda memulakan projek! Mereka sangat membantu dalam memahami bagaimana semuanya berfungsi, yang sangat penting untuk projek yang rumit ini! Saya memberikan penjelasan ringkas mengenai litar dan seni bina umum ketika saya membincangkan sambungan litar dan kodnya, jadi jangan ragu untuk melompat ke bahagian itu terlebih dahulu untuk mendapatkan pemahaman teori:)

Langkah 1: Senarai Bahagian

• LED DIFFUSED satu warna x512 dengan ~ 30 alat ganti (Anda mungkin menyedari bahawa saya menggunakan tiga warna sendiri. Ini pada asalnya dirancang untuk membantu mencerminkan amplitud bentuk gelombang (contohnya merah bermaksud amplitud yang lebih tinggi), tetapi saya tidak menyisipkan potongan dengan betul, jadi akhirnya saya memperlakukannya sama. Sekiranya anda masih berminat untuk membuat variasi warna dalam arah menegak, sila baca nota pada langkah potongan menegak:))
• Papan PC, x7 sederhana dan x2 kecil (Ini adalah yang ada di makmal saya, tetapi sila sesuaikan ukurannya bergantung pada apa yang tersedia untuk anda! Sila baca bahagian litar untuk rujukan anda. Saya dapati bahawa untuk pemula, PCB tanpa jalur yang disambungkan lebih akrab, terutamanya kerana anda boleh menambah dan memotong sambungan sesuka hati. Pematerian boleh menjadi sukar!)
• Transistor NPN 2N3904 x72
• Perintang 1k x 150
• Perintang 100 Ohm x 72
• P-channel MOSFET IRF9Z34 x8 plus 8 sink haba klip-on
• 100 kapasitor Farads mikro x8
• Daftar pergeseran 74HC595 x9
• Perisai skru Arduino Uno + (saya menggunakan kit R3 proto-skru)
• Kawat dengan penebat 8 warna (saya sangat mengesyorkan menggunakan warna yang berbeza! Anda akan mempunyai banyak wayar di sebelah satu sama lain, dan warna sangat membantu ketika kita memeriksa litar.)
• Bekalan kuasa 5V 2.8A (selagi had arus bekalan kuasa anda lebih tinggi daripada 64 * (semasa hingga 1 LED), ia seharusnya berfungsi dengan baik:))
• terminal dawai
• Header Molex dengan 8 pin dan 6 pin.
• Perumahan wayar Molex dengan 8-pin dan 6-pin (kuantiti ini akan berbeza bergantung pada ukuran PCB dan reka bentuk litar anda, jadi sila baca keseluruhan Instructable (terutamanya bahagian litar) sebelum memutuskan nombor yang anda perlukan:))
• Pateri
• Kawat tembaga telanjang (untuk berada di sisi yang selamat, sediakan 50m dari ini)
• Papan kayu besar (kira-kira 9 inci di setiap sisi)
• Tusuk kayu 12 inci (pilihan; jika anda mencari kaedah untuk membuat wayar lurus, anda tidak memerlukannya)
• pita scotch
• kuku panjang x16

Alat

• Besi pematerian
• pemotong wayar
• tang
• pistol gam (pilihan; jika anda mencari cara untuk membuat wayar lurus, anda tidak memerlukannya)
• kelim
• pengapit haba x2 (klip buaya berfungsi juga)
• pelucut wayar

Langkah 2: Membuat Baris LED

Pertama sekali, uji semua LED! Saya membuat papan litar dengan LED dan perintang 100 Ohm. Saya kemudian menguji satu LED pada satu masa dan menambahkannya selari dengan LED yang lain. Kami ingin membuang 1) LED pecah, 2) LED dengan anod dan katod ke belakang (anda tidak mahu hanya "ingat" yang mana yang membuatnya terbalik!) 3) LED redup.

Seterusnya, kami membuat jig kayu, yang juga merupakan pemasangan terakhir untuk kubus. Bor grid 8x8 dengan 1 inci di antara pusat lubang. Pilih bit gerudi dengan diameter tepat di atas diameter LED anda, sehingga mereka boleh masuk ke dalam lubang dan tetap tegak. Kami memaku jalur kayu tambahan ke perimeter, yang menjadikan permukaan papan tetap rata (kami menggunakan papan lapis untuk papan, jadi ia agak lentur). Di samping itu, ini mengangkat kawasan dengan lubang sehingga LED boleh menembusi lubang. Pilih satu sisi dan letakkan dua paku panjang pada garis yang sama dengan pusat lubang. Kami akan mengikat wayar pada kuku ini.

Kita sekarang boleh mula membuat baris LED! Saya tidak menjumpai cara yang berkesan untuk membuat wayar lurus, jadi saya hanya melepaskan kawat menggunakan blok kayu. Letakkan wayar di tepi blok; tahan wayar ke bawah dengan ibu jari anda di satu sisi blok dan tarik wayar melalui; tepi blok akan melepaskan wayar. Saya cadangkan memakai sarung tangan untuk melindungi ibu jari anda:(Letakkan 8 LED ke baris ini dengan "kaki" panjang, anod, menghadap satu arah. Kami akan memasangkannya ke wayar. Perhatikan bahawa satah yang dibentuk oleh kaki anod dan kaki katod harus berserenjang dengan garis dawai, dan kaki katod harus jauh dari wayar. Ikat wayar pada kuku dan tarik untuk menyeberangi LED sehingga lurus dan tegang. Ikat pada paku yang lain. Laraskan ketinggian wayar (saya melihat kawasan rata kecil di kaki LED, dan saya menyesuaikan wayar sehingga menyentuh kawasan ini untuk semua LED). Ketinggian ini sewenang-wenangnya, tetapi harap konsisten. Perlu diingat: 1) perbezaan ketinggian dalam kubus anda akan menjadi kira-kira 1 inci (jadi wayar tidak boleh terlalu tinggi); 2) LED mungkin pecah di bawah panas besi pematerian (jadi wayar tidak boleh terlalu rendah) (walaupun saya sendiri tidak mengalami masalah dari ini). Kini wayar anda harus menyentuh kaki panjang dari semua LED, membentuk salib. Memateri wayar dan petunjuk anod dan memangkas plumbum selepas itu.

Dalam projek ini, saya bereksperimen dengan dua konfigurasi hubungan sendi pateri yang berbeza. Salah satunya ialah hubungan silang yang dijelaskan di atas, dan yang lain membengkokkan kaki LED sehingga wayar yang bersentuhan selari. Secara teorinya, sendi kontak selari lebih tahan tekanan, tetapi memandangkan betapa ringannya LED, sambungan silang mungkin tidak begitu berbahaya. Anda akan mendapat banyak latihan menyolder wayar dan kaki LED, jadi jangan ragu untuk bereksperimen dengan teknik yang berbeza! Saya menggunakan besi pemateri hujung rata, dan secara peribadi saya fikir ia menawarkan kawalan yang lebih baik terhadap gumpalan solder dan kawasan permukaan sentuhan panas yang lebih besar.

Selepas anda melakukan pematerian, gunakan papan roti untuk pemeriksaan LED untuk memeriksa sambungan (penting). Pasangkan plumbum positif ke wayar dan sapu timbal negatif melalui kaki LED pendek. Mereka semua mesti menyala! Setelah kami memeriksa bahawa semuanya baik-baik saja, tekan perlahan-lahan LED dari bawah papan untuk melucutkannya dan geser wayar ke atas kuku. Anda boleh memotong hujung yang bergelung, tetapi pasti menjimatkan sedikit!

Bagaimana jika LED saya tidak menyala?

Perkara pertama yang mungkin anda periksa adalah sama ada anda mendapat katod dan anod dibalik. Kemudian cuba klipkan petunjuk positif ke kaki LED dan bukannya keseluruhan wayar. Sekiranya LED anda menyala dengan cara itu, anda boleh menyolder semula LED. Sekiranya LED anda masih tidak menyala, ganti dengan yang lain.

Kita perlu membuat 64 baris LED seperti itu:)

Langkah 3: Memotong kepingan menegak

Sebagai pratonton, semua anod di setiap lapisan disambungkan, dan semua katod di setiap lajur menegak disambungkan. Sekarang kita perlu membuat kepingan menegak. Ingat dua paku yang kita masukkan ke papan untuk mengikat wayar? Sekarang masukkan 14 lagi dengan cara yang serupa:) (Perhatian: masukkan hujung kuku dengan baik! Anda akan menekan jari anda dengan banyak.)

Sekarang letakkan 8 baris LED ke papan dan pastikan kaki mereka menghadap ke arah yang sama. Perhatikan bahawa wayar harus selari dengan barisan paku! Tekan LED ke bawah sehingga ketinggiannya sama. Sekiranya beberapa LED terus keluar (mungkin kerana kelengkungan pada wayar anda), pita scotch ke hujungnya ke papan. Sekarang, pasangkan wayar di kuku seperti sebelumnya. Saya hanya boleh melihat wayar pada ketinggian yang sama, tetapi tidak mengapa kerana apa yang anda amat harapkan ialah LED berada pada ketinggian yang sama.

Pateri katod menuju ke wayar. Anda akan perhatikan bahawa di sini saya menggunakan konfigurasi pematerian hubungan selari, dan saya mendapati bahawa lebih padat dan kelihatan lebih baik daripada sambungan silang, tetapi lebih memakan masa, kerana anda perlu 1) membengkokkan wayar dengan tang; 2) pastikan bahagian bengkok menyentuh wayar utama; 3) bengkokkan bahagian itu pada ketinggian yang betul, kerana besi pematerian anda akan masuk pada sudut dan anda memerlukan besi untuk menyentuh kedua wayar pada masa yang sama.

Sekiranya anda ingin menggunakan warna yang berbeza pada lapisan yang berlainan…

Pastikan bahawa setiap kepingan anda mencerminkan skema warna. Sebagai contoh, jika saya mahu tiga lapisan teratas menjadi LED kuning, dua tengah menjadi LED oren dan tiga bawah menjadi LED merah, saya akan meletakkan tiga lajur LED kuning, dua yang berwarna oren dan tiga yang berwarna merah mengikut urutan itu. Pastikan urutan warna dan orientasi LED anda sesuai untuk semua lapan keping!

Gunakan penyediaan papan roti untuk menguji semua LED di setiap bahagian. Sudah tentu lebih mudah untuk menyolder semula di sini apabila LED anda dilindungi daripada di udara.

Sekiranya wayar anda tidak lurus pada diri mereka sendiri, JANGAN tarik potongan dari kuku dulu! Baca langkah seterusnya

Sekiranya anda sudah mempunyai wayar lurus, tekan LED dengan perlahan dari bawah dan luncurkan potongan dari kuku. Jangan memotong hujungnya:)

Langkah 4: Menyokong Potongan Vertikal

Sekiranya wayar anda mempunyai kelengkungan pada mereka, seperti yang saya lakukan, kami dapat memperbaikinya agar berada pada satah rata dengan menambahkan sokongan tegar sepanjang perimeter. Saya memilih lidi kayu 12 inci kerana tersedia di Amazon. Saya menempelkan lidi pada perimeter dan menambah potongan kecil di sudut untuk menguatkan bingkai. Lihat gambar untuk perincian. Perhatikan bahawa hanya dua lidi yang terpasang sepenuhnya pada wayar, dan dua lidi lain berada di atas keseluruhan grid. Saya cadangkan untuk menguji bingkai tanpa bahagian sudut terlebih dahulu. Saya mendapati bahawa tongkat pendek tambahan menghalangi LED ketika saya meletakkan kepingan, dan sendi gam mungkin cukup kuat untuk menahan grid LED pula. Sekiranya grid masih melambung sedikit, tekan kedua sisi yang tidak terpaku dan lekatkan wayar ke tusuk sate pada beberapa titik. Jangan memotong hujung yang longgar! Khususnya, simpan sedikit tusuk sate di sisi yang akan berada di bahagian bawah kubus, supaya kita dapat menjauhkan LED dari lantai.

Langkah 5: Memasang Kiub

Sekarang kita mempunyai kepingan, kita dapat membuat kiub! Saya merasa lebih mudah untuk menyusunnya daripada melekatkan kepingan menegak bersama-sama, tetapi jika anda mempunyai kolaborator, silakan membuat improvisasi! Untuk mengelakkan kesilapan, tempelkan kepingan terlebih dahulu ke set lidi lain dan tambahkan wayar sambungan kemudian. Seperti yang anda lihat di foto, saya menempelkan empat tusuk sate di sudut untuk membantu menyelaraskan dan menyokong lapisan. Perlu diingat bahawa, idealnya, lapisannya terpisah 1 inci. Saya mendapati bahawa LED saya terletak pada bingkai kayu dari lapisan sebelumnya, jadi saya tidak perlu menahannya semasa menempelkannya, tetapi jika kepingan anda terletak pada ketinggian yang lebih rendah, rakan sekerja atau beberapa helai kayu (lihat foto) akan menolong. Sebelum merekatkan kepingan, pastikan orientasinya betul! Anda mahu katod dan hujung anod menunjuk ke arah yang konsisten. Periksa juga orientasi LED.

Sangat penting untuk memastikan LED menyala ketika anda menumpuk setiap lapisan! Hampir mustahil untuk sampai ke pusat kubus setelah anda memasangnya.

Anda mungkin menyedari bahawa bingkai kayu saya tidak semestinya sejajar satu sama lain, tetapi jika anda melihat LED, ia lebih baik! Oleh kerana kita akan melihat kubus ini dalam persekitaran yang gelap, penyesuaian bingkai yang salah dapat diterima.

Seterusnya, gunakan wayar tambahan untuk menyolder petunjuk anod pada tahap yang sama bersama-sama. Sekiranya anda sukar menyimpan wayar di sana, cubalah "menenun" wayar melalui petunjuk (ganti cara wayar melintasi petunjuk, antara dari atas ke bawah). Tidak mengapa jika wayar ini tidak lurus dengan sempurna, kerana struktur LED utama sudah diatur, dan wayar sisi tidak begitu kelihatan setelah kita menyalakan LED.

Hanya untuk selamat (kita lebih suka melakukan kesalahan dengan berhati-hati, ya?), Uji semua LED sekali lagi. Pada ketika ini, jika salah satu lampu di tengah kubus tidak menyala, saya tidak pasti sama ada ada kaedah mudah untuk mengatasi hal itu: (Walau bagaimanapun, jika anda teliti memeriksa LED ketika anda memasang lapisan, LED mesti tetap baik.

Sekarang kita dapat memotong kelebihan wayar pada semua kecuali bahagian bawah. Sekarang kita boleh meletakkan kubus buat sementara waktu! Tahniah! Sekarang kita sudah hampir separuh jalan:)

Langkah 6: Sambungan Litar

Sila baca skema pdf sebelum menyusun elemen litar pada papan PC. Skema ini adalah untuk kubus RGB oleh Kevin Darrah, dan kerana kubus kami mempunyai LED berwarna tunggal, beban kerja kami sebenarnya hanya sepertiga dari itu (kami mempunyai sepertiga kawalan katod, khususnya). Saya sangat mengesyorkan meletakkan semua elemen litar ke PCB untuk menguji jaraknya terlebih dahulu. Beri diri anda lebih banyak ruang untuk bekerjasama, terutama untuk papan daftar shift dan papan kawalan anod. Kemudian buang komponen litar dan hanya terpateri beberapa pada satu masa, kerana sukar untuk menyolder tanpa banyak kaki komponen litar menghalangi.

litar anod dan katod

Reka bentuk litar kami sedemikian rupa sehingga apabila input ke litar anod dan litar katod keduanya 5V (atau TINGGI), LED dihidupkan. Mari kita lalui litar anod terlebih dahulu. Apabila inputnya TINGGI, transistor cepat menjadi tepu, dan voltan pengumpul turun menjadi hampir 0, yang bermaksud Gerbang MOSFET ditarik ke RENDAH. Oleh kerana Sumber MOSFET disambungkan ke 5V, RENDAH di Gerbang bermaksud voltan Saliran ditetapkan ke TINGGI. Kapasitor di seluruh Sumber membantu menjaga sistem tetap stabil.

Apabila input kawalan katod TINGGI, transistor kembali tepu dan voltan pengumpul pergi ke 0V. Terminal pemungut menyambung ke LED melalui perintang penghad semasa. Anda boleh memilih perintang penghad semasa berdasarkan sifat LED anda. Oleh kerana saya menggunakan LED merah, oren dan kuning, saya menggunakan 100 Ohms. Kami melihat bahawa sekarang sisi positif LED dinaikkan tinggi dan sisi negatif ditarik rendah, dan LED menyala.

Oleh kerana kita mempunyai 64 petunjuk katod (setiap lajur) dan 8 petunjuk anod (setiap lapisan), kita memerlukan 64 set kawalan katod dan 8 set kawalan anod. Saya mengesyorkan bahawa set 8 kawalan lengkap berada di papan yang sama, kerana setiap daftar peralihan menghubungkan ke 8 kawalan, dan nampaknya lebih teratur jika 8 kabel sambungan menuju ke tempat yang sama. Hati-hati agar tidak terlalu banyak papan! Kami akan menggunakan banyak wayar jadi pastikan untuk memberi ruang yang cukup kepada diri anda! Pateri semua komponen ke papan. Salah satu helah untuk meningkatkan kestabilan permukaan kerja anda adalah dengan menyolder komponen dengan ketinggian yang sama (mis. Solder transistor setelah menyolder semua perintang untuk mengelakkan perintang jatuh). Untuk setiap set 8 rangkaian katod kawalan, pastikan untuk menyolder satu header 8-pin yang mengeluarkan data ke kubus LED.

Ini tidak jelas dari skema, tetapi di mana sahaja terdapat transistor, kita perlu menghubungkannya ke GND dan 5V

litar daftar pergeseran

Register shift dihubungkan antara satu sama lain melalui 6 wayar. Mereka disambungkan secara selari untuk 5V, GND, CLOCK, LATCH dan BLANK, dan secara siri untuk DATA. Semasa anda menyambungkan wayar, pastikan register pergeseran katod berada di hujung urutan, kerana DATA selalu menuju ke hujung siri bersiri. Pada asasnya, Arduino menghantar rentetan kod binari yang mengalir ke sambungan talian DATA. Kod binari kemudian dibahagikan kepada 8 bit per daftar pergeseran. Terminal 8 shift beralih kemudian disambungkan ke satu set 8 katod / anod kawalan. 5V memberi kuasa kepada seluruh kubus, dan kerana kami mempunyai maksimum 64 LED menyala pada masa yang sama, pastikan arus keseluruhan tidak melebihi had sumber kuasa anda. Pin yang lain pada dasarnya mengawal kapan data masuk ke register shift dan ketika data dilepaskan ke kawalan litar dari register shift. Pastikan setiap register shift mempunyai header 8-pin tersendiri dan setiap papan register shift (kecuali yang terakhir) mempunyai header 6-pin di mana wayar 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK dan DATA boleh pergi ke papan daftar shift seterusnya.

Litar Arduino

Litar di Arduino sangat mudah. Pada dasarnya, kami mempunyai 6 wayar yang keluar dari Arduino (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK dan DATA). Pastikan plumbum GND anda disambungkan ke GND Arduino (Sebenarnya, semua GND dalam projek ini harus disambungkan), tetapi petunjuk 5V anda tidak! Perhatikan bahawa skema Arduino dalam Darrah sebenarnya menunjukkan terminal cip ATMEGA. Lihat salah satu gambar yang dilampirkan untuk terminal yang sesuai antara cip dan Arduino.

Kami menggunakan perisai skru untuk mengelakkan wayar terus masuk ke Arduino. Bahagian yang perlu anda solder ke pelindung skru adalah pin header susun untuk port digital, 1 header 6-pin dan 1 blok terminal 2-port. Anda boleh menambah satu lagi pin penumpuk header di sisi lain untuk keseimbangan. (Perhatikan bahawa blok terminal biru yang ditunjukkan dalam gambar sebenarnya tidak melakukan apa-apa). Pateri mengikut skema. Nota penting: untuk selamat, sambungkan terminal 5V pada tajuk 6-pin ke 5V sumber kuasa (yang merupakan blok terminal hijau), BUKAN 5V Arduino. Dengan cara ini, Arduino anda dikuasakan oleh komputer anda, dan semua 5V di litar anda dibekalkan oleh sumber kuasa. Walau bagaimanapun, sambungkan semua GND bersama-sama. Anda mungkin memberitahu dari gambar bahawa saya menyolder pin GND dari header 6-pin dan pin GND dari blok terminal ke jalur GND pada penutup skru.

Walaupun saya tidak tahu cara untuk memeriksa litar daftar pergeseran, kita boleh dan harus memeriksa litar kawalan anod dan katod menggunakan papan roti. Lihat gambar untuk perinciannya. Pada asasnya, kami menyambungkan input papan ke semua 5V. Kemudian kita boleh menggunakan multimeter untuk memeriksa voltan keluaran. Kami mendapati bahawa voltan output dari kawalan anod hanya sekitar 4V, tetapi itu adalah akibat yang diharapkan dari MOSFET.

Petua pendawaian:

• Jangan memandang panjang kabel sambungan anda di antara papan! Anda akan mempunyai banyak papan dan banyak wayar, dan lebih sukar dan lebih mudah untuk masalah menembak sekiranya papan dipisahkan dengan baik.
• Gunakan warna yang berbeza untuk membezakan wayar mana. Ini sangat penting terutamanya memandangkan berapa banyak wayar yang anda perlukan. Kami kemudian meletakkan wayar ini di perumahan dawai mengikut urutan tetap. Gunakan kelim yang baik untuk membuat terminal wayar yang selamat.
• Selari dengan penggunaan header dan wire wire! Dalam projek saya, untuk papan tertentu, semua input berasal dari kawat wayar dan output keluar melalui tajuk.
• Kerana terminal header cukup dekat, berhati-hatilah bahawa anda tidak menyolder wayar bersama-sama, terutamanya jika anda tidak berpengalaman dalam pematerian seperti saya! Satu muslihat yang saya anggap berguna ialah menekan wayar dengan besi pematerian untuk mencairkan pateri, kemudian menggunakan tang untuk menjepit helai di dawai bersama dan mendorong wayar lebih dekat ke terminal header. Jauhkan besi pematerian dan sendi pateri akan menjadi sejuk dan mengekalkan bentuknya tidak lama lagi.

Langkah 7: Memasang Kiub

Daripada memasukkan kabel katod yang tegar melalui lubang 64, yang agak sukar dalam praktiknya, kita boleh menyolder wayar ke plumbum terlebih dahulu dan kemudian menarik wayar melalui lubang. Untuk membolehkan wayar keluar dari bawah platform pelekap, gerudi 9 lubang di sisi pelekap (8 untuk katod dan 1 untuk anod).

Pertama, potong lidi dengan panjang yang hampir sama. Potong plumbum katod sehingga ketinggian hampir sama dengan lidi. Sekarang bengkokkan plumbum untuk membentuk cangkuk kecil menggunakan tang. Tanggalkan kira-kira setengah inci wayar anda dan bengkokkan wayar juga. Hubungkan plag dan wayar bersama-sama dan tutup cangkuk dengan tang. Ini menawarkan hubungan yang baik antara wayar dan plumbum, dan ia melepaskan tangan anda untuk pematerian. Pastikan memasang penjepit haba sebelum sambungan pateri LED terdekat supaya sendi pateri tidak terlepas dari panas baru. Sekiranya anda tidak mempunyai pengapit pendingin, pengapit buaya juga berfungsi.

Adalah praktik yang baik untuk memeriksa sambungan (saya mengukur rintangan sendi pateri) setelah anda menyelesaikan pematerian setiap lapisan, walaupun saya mendapati bahawa kaedah "cangkuk" memberikan sendi pateri yang sangat kuat.

Sekarang pasangkan wayar melalui lubang. Tarik wayar dengan perlahan dan tolak pelekap pemasangan agar bersentuhan dengan lidi. Benang setiap set 8 wayar melalui satu lubang di sisi pelantar pemasangan dan pasangkan bundel dengan sekeping pita elektrik. Oleh kerana keempat-empat sisi kubus itu sama, tidak menjadi masalah di mana sisi kabel kumpulan anda. Saya cadangkan untuk membuat terminal wayar terlebih dahulu, supaya anda dapat memasang perumahan wayar dengan cepat.

Untuk sambungan anod, pateri satu wayar ke setiap tingkat dan lancarkan wayar itu keluar dari salah satu lubang. Anda memerlukan dua pengapit pendingin untuk mengelakkan sambungan pateri jiran tidak cair.

Setelah anda memasang kiub, uji setiap LED sekali lagi untuk memastikan bahawa mereka baik-baik saja.

Petua:

Jangan memandang panjang wayar! Saya rasa wayar saya panjang 12 inci, tetapi ia tetap sedikit lebih pendek.

Sekarang anda sudah bersedia untuk menghubungkan semuanya dan menjalankan kiub!

Langkah 8: Kod dan Multiplexing

Oleh kerana masa projek yang singkat, saya meminjam kod Darrah dan hanya membuat sedikit perubahan padanya. Saya melampirkan versi yang saya gunakan. Dia memberikan komen yang baik terhadap kodnya, dan saya mengesyorkan membacanya untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana ia sebenarnya berfungsi. Di sini saya akan menerangkan dua ciri utama kodnya, pemodelan multiplexing dan sudut bit.

Pelbagai fungsi

Semua projek kubus LED yang saya baca menggunakan multiplexing, dan ini adalah teknik yang membolehkan kita mengawal cahaya individu. Dengan multiplexing, hanya satu lapisan LED menyala dalam satu masa. Walau bagaimanapun, kerana lapisan dikelilingi dengan frekuensi yang sangat tinggi, gambar "tetap" dalam penglihatan kami untuk sementara waktu, dan kami berpendapat bahawa cahaya masih ada. Dalam perisian, kami menarik satu lapisan ke TINGGI sekaligus dan semua lapisan lain ke RENDAH, jadi hanya LED di lapisan ini yang dapat menyala. Untuk menentukan yang mana yang ringan, kami menggunakan register geser untuk mengawal 64 katod mana yang ditarik TINGGI. Sebelum menyalakan lapisan seterusnya, kami menetapkan anoda lapisan ini ke RENDAH sehingga tidak ada lampu di lapisan ini yang dapat menyala. Kemudian kami menarik anod pada lapisan seterusnya ke TINGGI.

Modulasi Sudut Bit

Teknik BAM memungkinkan kita untuk mengawal kecerahan setiap LED pada skala antara 0 dan 15. Jika anda tidak memerlukan perubahan kecerahan, anda tidak perlu melaksanakan ini. Pada dasarnya, kita mempunyai kawalan empat bit, dan kawalan ini sesuai dengan 15 kitaran dari lapisan bawah ke lapisan atas (ingat bahawa untuk multiplexing, kita menerangi setiap lapisan pada satu masa?). Sekiranya kita menulis 1 hingga bit pertama, LED yang satu ini akan menyala ketika kita mengitar lapisan pada kali pertama. Sekiranya kita menulis 1 hingga bit kedua, LED satu ini akan menyala untuk dua kitaran seterusnya. Bit ke-3 sesuai dengan 4 kitaran seterusnya, dan keempat sepadan dengan 8 kitaran seterusnya (jadi kita mempunyai 15 kitaran dalam satu set lengkap). Katakanlah, kami ingin menetapkan LED ke 1/3 dari kecerahan penuhnya, iaitu 5/15. Untuk mencapai ini, kami menulis 1 hingga bit pertama dan ketiga dan 0 untuk dua yang lain sehingga LED menyala untuk kitaran pertama, mati untuk dua seterusnya, menyala untuk empat seterusnya dan mati untuk 8 seterusnya. Sejak kita melalui ini dengan pantas, penglihatan kita "rata-rata" kecerahan, dan kita mendapat 1/3 dari kecerahan penuh.

Kubus LED sebagai paparan fungsi gelombang?

Satu kemungkinan yang kami fikirkan pada permulaan projek ini adalah menggunakan paparan ini untuk menunjukkan fungsi gelombang zarah dalam kotak persegi. Saya memang menulis kaedah dalam kod Arduino yang menggambarkan keadaan dasar dan keadaan teruja pertama, tetapi ternyata resolusi itu tidak mencukupi. Keadaan tanah kelihatan baik, tetapi keadaan teruja pertama memerlukan beberapa tafsiran. Walau bagaimanapun, jika anda menyipit, anda dapat mengetahui bahawa fungsinya kelihatan seperti satu benjolan ketika anda melihatnya dari satu arah, dan ia kelihatan seperti kitaran gelombang sinus penuh jika anda melihat dari arah lain. Seperti inilah rupa amplitud fungsi gelombang! Oleh kerana keadaan teruja pertama memerlukan penafsiran belakang, saya tidak membuat kod untuk yang lain yang lebih rumit.

Langkah 9: Ujian Berjalan

Tahniah kerana menyelesaikan kiub! Sekarang cuba tuliskan fungsi paparan anda sendiri dan kongsi karya anda dengan keluarga dan rakan:)

Setelah kubus anda berfungsi dengan betul, pita bahagian belakang PCB dengan pita bukan pengalir, kerana sambungannya kini terdedah dan mungkin saling pendek.