Kubus LED Arduino Mega 8x8x8 RGB: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Jadi, anda mahu membina Cube LED 8x8x8 RGB

Saya telah bermain-main dengan elektronik dan Arduino untuk sementara waktu, termasuk membina alat kawalan suis amp tinggi untuk kereta saya dan Pinewood Derby Judge enam lorong untuk kumpulan Pengakap kami.

Oleh itu, saya tertarik dan kemudian terpikat ketika saya menjumpai laman web Kevin Darrah yang hebat dengan penjelasan terperinci dan membina video.

Namun ada beberapa bidang bangunannya yang saya fikir boleh saya tingkatkan.

Jika dilihat pada pandangan positif:

• Penjelasan terperinci Kevin mengenai kod Arduino yang diperlukan untuk program yang rumit ini menyederhanakan sisi pengekodan binaan.
• Saya menyokong penggunaan Kevin transistor individu untuk memacu setiap 192 katod. Walaupun ini memerlukan reka bentuk perkakasan yang kaya dengan komponen, ia membolehkan anda menggerakkan setiap LED dengan kuat tanpa mengambil risiko memuatkan satu cip pemacu tunggal yang menguruskan 8 (atau lebih) LED.

Kawasan yang ingin saya tingkatkan:

• Pasti ada cara yang lebih baik untuk membina kubus itu sendiri dan terdapat lebih dari 2000 sendi pateri dalam cub RGB 8x8x8 dan jika seseorang gagal / pecah di tengahnya, mustahil untuk diakses dan diperbaiki
• Semua pendawaian itu !!!! Saya mempunyai beberapa pengalaman dalam merancang PCB pada masa lalu sehingga bertujuan untuk membina satu PCB untuk menjadi tuan rumah kepada sebilangan besar komponen yang diperlukan dan kubus itu sendiri

Pencarian lebih lanjut menunjukkan reka bentuk kubus yang lebih jauh dari mana saya telah mengambil bidang inspirasi lain.

Nick Schulze telah membina contoh nota yang indah walaupun dengan pendekatan perkakasan STP16 yang lebih sederhana dan chipbit 32 bit UNIT. Saya memanfaatkan reka bentuk kubusnya daripada Kevin.

SuperTech-IT telah memfokuskan pada mempermudah sisi perkakasan dengan pendekatan PCB tunggal yang mengintegrasikan dan memperluas pendekatan pengaturcaraan Kevin dan Nick dengan fokus untuk menghilangkan semua pendawaian.

Jadi rancangan telah ditetapkan. Dengan menggunakan skematik Kevin, struktur Nick's Cube, merancang satu PCB dan kembangkan satu penyelesaian untuk kedua-duanya mempermudah pembinaan dan pengukuhan kubus itu sendiri.

Langkah 1: Semua LED

8x8x8 = 512 RGB LED. eBay adalah rakan anda di sini dan saya membeli 1000 dari pembekal China.

Reka bentuk yang saya pilih menggunakan LED RGB Anode Biasa 5mm - jadi setiap LED mempunyai wayar Cathode (negatif) untuk setiap tiga warna utama (Merah / Hijau / Biru) dan wayar Anode (positif) tunggal yang biasa untuk setiap warna.

Menguji LED

Walaupun murah saya agak mementingkan kualiti. Perkara terakhir yang anda mahu cari LED dud di tengah-tengah kubus anda jadi saya mula menguji setiap 512 LED yang akan saya gunakan.

Untuk mempermudah pendekatan, saya merancang papan roti kecil dan program Arduino ringkas yang akan mendorong dua LED Merah> Hijau> Biru secara individu dan kemudian semuanya dinyalakan Putih dengan menekan butang.

Satu LED akan berfungsi sebagai rujukan umum untuk semua yang lain untuk memastikan bahawa semua LED mempunyai kecerahan yang sama.

Sebaik sahaja anda masuk ke dalam menekan LED ke papan roti, menekan butang, menonton lampu kilat LED melalui warna tidak perlu terlalu lama untuk mengkaji semua 512. Sebagai tambahan, saya tidak menemui satu kekurangan dan sangat berpuas hati dengan kualiti LED.

Memilih nilai perintang had semasa

Semasa papan roti habis, ini adalah masa yang tepat untuk menguji dan mengesahkan perintang had semasa LED yang perlu anda gunakan. Terdapat banyak kalkulator di luar sana untuk membantu anda memilih nilai yang tepat dan tidak akan sama untuk semua warna (Merah hampir pasti mempunyai keperluan yang berbeza dari Hijau dan Biru).

Satu bidang utama yang perlu diperhatikan adalah warna Putih keseluruhan yang dipancarkan LED ketika semua warna RGB dihidupkan. Anda boleh mengimbangkan nilai perintang untuk menghasilkan warna Putih yang bersih dalam had semasa LED.

Langkah 2: Memudahkan Pembinaan Cube

Jig untuk membina setiap potongan 8x8

Membina kubu kerumitan ini tidak boleh dipandang ringan. Ini memerlukan pelaburan yang besar pada masa anda.

Pendekatan yang saya rancang mempermudah pematerian setiap "kepingan" kubus 8x8 menegak dalam satu peristiwa, berbanding dengan membina garis 8 LED secara bergantian dan kemudian menyolder 8 daripadanya dalam operasi yang berasingan.

Anda akan memerlukan pendekatan untuk pendekatan ini dan sedikit masa yang dilaburkan di sini akan memperoleh banyak faedah kemudian.

Gambar di atas menunjukkan kesederhanaan reka bentuk ini.

• Saya menggunakan sebilangan kayu lembut 18mm x 12mm yang bersumber dari kedai perkakasan tempatan.
• Digerudi lubang 8 x 5mm di tengah sisi 18mm, jarak 30mm pada 8 panjang memungkinkan panjang 50mm tambahan pada setiap hujungnya.
• Gunakan dua panjang kayu di setiap sisi dan pasangkan 8 bahagian yang digerudi ini memastikan mereka selari antara satu sama lain dan jaraknya 30mm.
• Saya menasihatkan untuk menggunakan beberapa gam kayu sebagai tambahan pada paku / skru semasa membetulkannya bersama. Anda tidak mahu jig ini melentur.
• Di hujung atas dan bawah jig saya menetapkan panjang yang lain dan meletakkan tiga paku kecil / pin panel dalam fail dengan setiap lajur lubang untuk LED. Bahagian tengahnya betul-betul sebaris dan dua yang lain terpisah 5mm di setiap sisi. Kami akan menggunakan paku ini untuk mengikat panjang dawai lurus yang digunakan untuk membentuk kubus - lebih lama kemudian.
• Anda akan melihat gambar-gambar di atas panjang kayu yang lain pada sudut yang sedikit dengan yang lain. Ini akan menjadi penting kemudian kerana kita akan memotong wayar struktur kita selaras dengan sudut ini yang akan dengan mudah mempermudah meletakkan setiap potongan menegak ini ke dalam PCB di kemudian hari.

Luangkan masa anda untuk membina jig ini. Semakin tepat anda berada di sini, semakin tepat kiub akhir anda.

Langkah 3: Menyiapkan LED

Sambungan plumbum LED

Salah satu kebimbangan yang saya ada pada contoh sebelumnya yang saya baca ialah penggunaan sambungan pantat sederhana ketika menyolder LED ke wayar pembingkaian. Ini akan membawa kepada dua masalah utama

• Adalah sangat sukar dan memakan masa untuk memegang plumbum LED di sebelah wayar pembingkaian tanpa bergerak cukup lama untuk memastikan anda mendapat sambungan solder yang baik.
• Sendi punggung boleh pecah dengan mudah - sesuatu yang ingin saya elakkan.

Oleh itu, saya merancang penyelesaian di mana setiap LED disiapkan dengan gelung di hujung setiap plumbum, di mana wayar pembingkaian melewati yang kedua-duanya memegang wayar pada kedudukan semasa pematerian dan juga menyediakan sambungan mekanikal selain solder untuk peningkatan kekuatan.

Kelemahannya adalah bahawa penyediaan setiap 512 LED mengambil masa lebih lama - saya melakukan ini dalam kumpulan 64, satu bahagian pada satu masa, dan menurunkannya menjadi sekitar 3 jam setiap keping.

Di sisi positifnya pematerian sebenar menggunakan jig sebelumnya mengambil masa lebih dari satu jam.

Jig lenturan LED

Saya merancang jig untuk menyokong penyediaan LED - gambar di atas dengan dimensi utama.

• Saya mengambil salah satu rel 18x12mm yang sebelumnya digunakan, menggerudi lubang 5mm melalui bahagian tengah sisi 18mm dan kemudian meletakkan rel ini di atas panel kecil MDF (anda boleh menggunakan sekeping kayu sekerap, ini hanya yang saya harus tangan) dan dibawa ke lubang 5mm di rel hingga ke pusat MDF.
• Menggunakan bit gerudi untuk memastikan kedua-dua lubang di rel dan MDF diselaraskan mengambil pensil dan lukiskan garis di sepanjang kedua sisi rel di sepanjang MDF.
• Tanggalkan gerudi dan rel dan anda ditinggalkan dengan lubang 5MM di MDF dan dua garis selari di kedua-dua sisinya sepadan dengan dimensi rel (jarak 18mm).
• Lukis garis lain melalui pusat lubang 5mm yang berserenjang dengan garis rel.
• Saya menggunakan wayar tembaga 22swg (gulungan 500g sudah mencukupi) yang mempunyai lebar 0.711mm. Saya menjumpai dalam talian (eBay untuk menyelamatkan lagi) beberapa bit gerudi 0.8mm dan menggunakannya sebagai pembentuk di mana saya akan membengkokkan petunjuk LED untuk membentuk gelung.
• Bor tiga bit gerudi 0.8mm, yang tengah di garis tengah lubang LED 5mm, yang lain berjarak 5mm dan yang penting di luar garisan rel jauh dari lubang LED pada papan MDF - bukan di garisan tetapi dengan satu sisi gerudi hanya menyentuh landasan kereta api.
• Bit gerudi 0.8mm keempat kemudian digerudi lagi di garis tengah lubang LED 5mm di garisan rel lain dan kali ini tepat di dalam garisan rel. Gambar di atas semestinya menjadikan penerangan ini sedikit lebih jelas.
• Biarkan latihan di kayu dengan kira-kira 1-15mm batang gerudi yang menonjol dari MDF.

Sekarang anda memerlukan alat - projek yang baik selalu menjadi tempat anda perlu membeli alat khas:-). Anda memerlukan sepasang tang hidung rata (eBay lagi dengan harga £ 2 - £ 3). Ini mempunyai hidung panjang selari lurus dan hujung rata - lihat gambar.

Persediaan LED

Sekarang tiba tugas panjang untuk menyiapkan setiap 512 LED. Saya cadangkan anda melakukannya secara berkumpulan. Maklumat lebih terperinci dalam gambar di atas

• Pegang LED di tang dengan empat petunjuk menghala ke arah anda.
• PENTING - Urutan dan orientasi petunjuk sangat penting dalam langkah ini. Anode akan menjadi petunjuk terpanjang kedua di antara empat petunjuk. PASTIKAN INI KEDUA KEDUA DARI KANAN. Kesalahan ini dan LED anda akan gagal menyala dengan betul semasa kami mengujinya di kemudian hari - Saya tahu saya telah membuat 2 kesalahan daripada 512.
• Semasa memegang LED di tang masukkan mentol LED ke lubang 5mm di papan MDF seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Anda mungkin perlu melepaskan lubang 5mm sedikit di bahagian atas untuk memastikan Tang diletakkan rata di MDF.
• Bengkokkan petunjuk LED di sekitar gerudi secara bergantian untuk membentuk gelung. Saya dapati bahawa jika anda mundur dari selekoh apabila selesai, ia akan membuka gelung dan akan melepaskan gelung dari bit gerudi semasa mengeluarkan LED dari jig
• Potong lebihan dari empat plag yang dekat dengan gelung dengan sepasang pemotong wayar kecil.
• Bengkokkan Gelung Anode, satu dengan sendirinya, 90 darjah sehingga gelung menghadap tegak ke arah mentol LED
• Letakkan LED siap ke permukaan yang rata dan pastikan semua petunjuk terletak rata di sepanjang permukaan, sedikit tekanan pada LED akan menyelaraskan semuanya dengan sederhana

Itu sahaja…. sekarang ulang 511 kali:-)

Langkah 4: Membina Kepingan

Meluruskan wayar pembingkaian

Oleh itu, kita sekarang mempunyai jig untuk membuat kepingan 8x8 dan sekumpulan LED yang telah diuji dan disediakan.

Yang anda perlukan sekarang hanyalah wayar pembingkaian. untuk menyatukan semua LED. Saya menggunakan gulungan kawat tembaga kalengan 22gg 500g (sekali lagi dari eBay)

Sudah tentu anda mahu meluruskan wayar ketika dilancarkan. Tugas manual yang mudah jika lain. Potong bahagian dawai hingga panjang dan tahan kedua hujungnya dalam dua pasang tang dan tarik dan regangkan wayar dengan lembut. Sekiranya anda baik, anda akan merasakan kawat meregang dan kemudian anda boleh berhenti, jika tangan anda yang berat, wayar akan pecah pada tang apabila sudah cukup diregangkan. Kedua-dua cara itu baik dan anda akan berakhir bukan sahaja meluruskan wayar tetapi juga mengeraskannya sedikit sehingga ia akan tetap bentuknya.

Untuk setiap bingkai 8x8, anda memerlukan 24 panjang yang cukup panjang untuk menjalankan panjang jig anda dengan beberapa ganti di hujungnya untuk membungkus pin panel untuk menahan sambil menyolder. Sebagai tambahan, anda memerlukan 8 panjang untuk wayar Anode tegak lurus yang sedikit lebih lebar daripada lebar jig.

Membina potongan 8x8

Sekarang wayar diluruskan sehingga kita sampai ke bahagian yang menyeronokkan.

• Dengan jig duduk di dua rel menegak dan 8 rel salib yang digerudi menghadap anda mendorong 8 LED ke satu lajur pada satu masa dengan tiga kaki LED menunjuk ke arah anda.
• Sekarang pasangkan wayar pembingkaian yang diluruskan melalui gelung plumbum LED tengah dari semua 8 LED dan ikat setiap hujung dengan membungkus pin panel.
• Ulangi ini untuk dua wayar pembingkaian luar.
• Kemudian ulangi langkah di atas untuk 7 lajur yang lain.

Anda kini mempunyai 64 LED berulir bersama dengan 24 wayar pembingkaian menegak. Pastikan semua LED duduk di atas rel kayu dan luruskan kaki LED untuk menghilangkan sebarang ketidakkonsistenan.

Sekarang pecahkan besi pematerian anda dan perbaiki semua sambungan 192 antara gelung LED dan wayar pembingkaian. Saya tidak akan menerangkan cara pematerian di sini, terdapat banyak tutorial terbaik yang dapat dijelaskan yang lebih baik daripada yang saya dapat.

Selesai? Luangkan sedikit masa untuk mengagumi hasil karya anda yang membalikkan jig. Kita masih perlu menambah wayar pembingkaian Anode.

Sekarang anda dapat melihat mengapa kami membengkokkan gelung plumbum anod 90 darjah.

• Ambil 8 wayar pembingkaian anod anda yang diluruskan dan utas semula setiap 8 LED di setiap baris.
• Saya memotong wayar dengan lebar jig tetapi tidak berusaha untuk memasangkannya ke pin panel.
• Setelah selesai, luangkan masa untuk meluruskan sebarang LED untuk memastikan anda menjalankan lurus yang konsisten dan sekali lagi menyolokkan semua 64 titik sambungan.

Menguji kepingan 8x8

Satu kepingan tetapi sebelum anda memotongnya dari jig mari mengujinya terlebih dahulu. Untuk ini, anda memerlukan sumber 5v (dari Arduino atau papan penguji LED anda) dan perintang tunggal (apa-apa yang akan dilakukan sekitar 100 ohm).

• Sambungkan satu wayar ke Ground, ini akan digunakan di semua 24 wayar framing katod.
• Sambungkan wayar lain ke 5v melalui perintang.
• Pegang wayar 5v ke salah satu wayar pembingkaian pada tahap 8 anod
• Jalankan wayar Ground di setiap 24 wayar pembingkaian katod.
• Periksa setiap lampu LED menyala Merah, Hijau dan Biru untuk setiap 8 LED yang disambungkan ke wayar anod yang sama.
• Sekarang pindahkan wayar 5v ke tingkat seterusnya dan jalankan pemeriksaan semula sehingga anda telah menguji setiap tahap, setiap LED dan setiap warna.

Sekiranya anda mendapati satu LED tidak berfungsi, anda mungkin mencampurkan plumbum anod pada LED ketika membengkokkan plumbum LED. JIKA anda mendapati yang tidak berfungsi maka saya sarankan anda memotong LED yang dilepaskan, mengambil LED yang telah disediakan, buka gelung pada plumbum LED, tolak LED baru ini ke jig dan bengkokkan gelung di sekitar kabel pembingkaian dengan sebaik-baiknya. awak boleh.

Setelah semua diuji, anda kini boleh memotong slaid dari jig. Untuk melakukan ini, potong wayar pembingkaian di barisan atas dekat dengan gelung plumbum LED dan potong wayar bingkai bawah di sepanjang bingkai jig yang sedikit bersudut.

Tinggalkan semua hujung wayar bingkai yang panjang, kami akan merapikannya kemudian ketika kami membina kubus.

Satu lagi, 7 lagi.

Saya yakin saya telah memenuhi objektif pertama saya dan membuat penyelesaian untuk mempermudah pembinaan kepingan kiub.

Langkah 5: Ke Elektronik

Merancang PCB

Objektif kedua saya adalah untuk membuang semua pendawaian tetapi masih memberi ruang untuk sedikit kelonggaran.

Untuk itu saya memutuskan bahawa saya akan:

• Keluarkan wayar kawalan 6 pemproses dari papan melalui penyambung. Sebilangan besar pemacu kubus yang saya lihat menggunakan derivatif SPI untuk pemindahan data yang memerlukan 4 input - Data, Jam, Output memungkinkan dan Latch - ditambah saya menambah 5v dan Ground supaya kita dapat mengaktifkan pemproses dari kabel yang sama.

• Biarkan buka sambungan bersiri dan keluar antara cip register shift 74HC595 sehingga anda dapat menentukan gelung yang berbeza antara cip.

  • Skema Kevins adalah untuk pemacu anod terlebih dahulu kemudian semua 8 cip menggerakkan satu warna seterusnya dan kemudian dua warna seterusnya secara berurutan untuk sejumlah 25 register shift.
  • Skema Nicks mempunyai gelung berasingan kembali ke pemproses untuk setiap warna.
• Benarkan lapisan anod didorong oleh shift shiftnya sendiri atau terus dari pemproses dengan 8 sambungan yang berasingan.

Di samping itu saya mahu

• Gunakan melalui komponen lubang (seperti itulah yang saya biasa).
• Hadkan diri saya pada papan PCB dua lapisan (sekali lagi seperti dalam pengalaman saya).
• Mempunyai semua komponen di satu sisi PCB (bahagian bawah) dan biarkan kepingan LED disolder terus ke bahagian atas PCB.

Oleh itu, ia akan menjadi papan besar (270mm x 270mm) untuk menyokong kubus dengan jarak 30mm antara LED - walaupun itu masih menjadi tekanan untuk dipasang di semua komponen dan jejak.

Saya telah menggunakan beberapa perisian reka bentuk PCB yang berbeza pada masa lalu dengan kejayaan.

Untuk kemudahan penggunaan Pad2Pad sangat bagus tetapi anda terkunci dengan kos pembuatannya yang mahal kerana anda tidak dapat mengeksport fail Gerber. Untuk binaan ini, saya menggunakan DesignSpark (tidak semudah digunakan sebagai Pad2Pad tetapi dapat mengeksport fail gerber) dan sejak itu saya telah bereksperimen dengan Eagle (alat yang sangat berkemampuan tetapi saya masih meneruskan pembelajaran).

Saya tidak berani menambah masa yang dihabiskan untuk reka bentuk perisian PCB, memerlukan banyak usaha untuk dilakukan dengan betul tetapi saya sangat gembira dengan hasilnya. Terdapat beberapa jejak yang hilang dalam versi pertama saya tetapi mudah diganti. Untuk pembuatan sebilangan kecil PCB yang saya gunakan dan akan mengesyorkan SeeedStudio. Jawapan yang baik terhadap soalan, harga yang kompetitif dan perkhidmatan yang pantas.

Saya sejak merancang untuk merancang versi SMD yang kemudian dapat saya buat dengan semua komponen yang sudah diletakkan dan disolder.

Banyak komponen

Bagi komponen saya menggunakan yang berikut (sejajar dengan skema Kevin)

• 200 transistor NPN 2N3904
• 25 kapasitor 100nF
• 8 kapasitor 100uF
• 8 MOSFET IRF9Z34N
• 25 daftar shift 74HC595
• 128 82 perintang Ohm 1 / 8W (perintang had semasa LED merah)
• 64 130 Ohm 1 / 8W perintang (perintang had semasa LED Hijau & Biru)
• 250 perintang Ohm 1 / 8W (dengan beberapa tambahan)
• 250 10k Ohm 1 / 8W perintang (dengan beberapa tambahan)
• 1 5v 20A bekalan kuasa (lebih daripada cukup)
• 1 Arduino Mega (atau pemproses pilihan anda)
• beberapa pin header baris tunggal untuk menyambung ke Arduino
• beberapa kabel pelompat untuk membuat gelung masuk / keluar bersiri antara register shift
• kabel header 6 pin ke penyambung papan
• kabel dan palam bekalan kuasa 240v

Saya menggunakan dan akan mengesyorkan Farnell Components untuk memesannya di UK, terutamanya memandangkan perkhidmatan mereka pada hari berikutnya dan harga yang kompetitif.

Pematerian … banyak pematerian

Kemudian beberapa jam menyolder semua komponen ke papan. Saya tidak akan membaca perinciannya di sini tetapi beberapa pengajaran yang saya pelajari adalah:

• Simpan pam solder dan sumbu pateri ke tangan - anda memerlukannya.
• Pena fluks benar-benar berfungsi walaupun tidak kemas selepas itu
• Gunakan pateri berdiameter kecil - Saya dapati solder fluks 0.5% 60/40 Tin / Lead 2.5% yang terbaik.
• Kaca pembesar berguna untuk melihat jambatan solder.
• Luangkan masa anda, lakukan satu per satu dan periksa semua sendi sebelum meneruskan ke kawasan seterusnya.
• Seperti biasa, pastikan hujung besi pemateri anda sentiasa bersih.

Memandangkan warna Merah LED mungkin memerlukan nilai perintang yang berbeza dengan Hijau dan Biru, saya menandakan perintang had semasa pada PCB A, B dan C. Sekarang adalah masa untuk menentukan orientasi akhir potongan sebagai perbandingan kepada PCB untuk menentukan plumbum LED mana yang berkaitan dengan lokasi perintang yang mengehadkan arus.

Setelah selesai saya membersihkan papan dengan pembersih PCB, mencucinya dengan sabun dan air dan mengeringkannya dengan bersih.

Menguji PCB siap anda

Sebelum meletakkan ini ke satu sisi, kita perlu menguji bahawa semuanya berfungsi.

Saya memuatkan kod Arduino Kevin (untuk mega anda perlu membuat beberapa perubahan kecil) dan mengembangkan program ujian mudah yang akan menyalakan dan mematikan semua LED secara berterusan.

Untuk menguji:

• Saya membuat wayar ujian LED dengan mengambil LED warna tunggal, memegang perintang 100 Ohm ke salah satu petunjuk dan kemudian menambahkan wayar panjang ke setiap hujung terbuka. Sedikit pita elektrik di sekitar bukaan terbuka untuk menghentikan sebarang seluar pendek dan menandakan wayar positif (anod) dari LED.
• Sambungkan pemproses anda (dalam kes saya adalah Arduino mega) ke papan dengan 6 penyambung
• Sambungkan kuasa ke papan dari bekalan kuasa
• Sambungkan petunjuk ujian Anode ke sumber 5v di papan tulis
• Kemudian pasangkan wayar Cathode dari wayar ujian LED ke setiap penyambung katod kubus PCB secara bergantian.
• Semua LED yang baik pada plumbum pengujian harus menyala dan mati, jika demikian beralih ke yang berikutnya.
• Sekiranya ia tidak menyala maka anda akan mencari kesalahan. Saya terlebih dahulu memeriksa sendi pateri anda untuk mana-mana sendi kering, di luar itu saya cadangkan anda bekerja secara berasingan dari daftar pergeseran memeriksa komponen pada satu masa.

Uji semua 192 katod kemudian ubah kod anda untuk menguji pemacu lapisan anod, tukar petunjuk ujian LED anda dan sambungkan ke tanah dan uji setiap pemacu 8 lapisan.

Setelah anda melengkapkan dan menguji PCB, keseronokan akan bermula - sekarang untuk membina kubus.

Langkah 6: Membina Kiub

Menyiapkan penyambung tahap Anode anda - jig lain

Kami mempunyai satu item lagi untuk dibuat sebelum kita mula memasangkan kepingan 8x8 anda ke PCB.

Semasa kita menambah kepingan, kita perlu menambah pendakap di bahagian luar setiap potongan yang menyatukan potongan mendatar bersama.

Memandangkan kami menghubungkan semua LED dengan gelung ke kabel pembingkaian, jangan berhenti sekarang.

Untuk membina pendakap silang anod:

• Ambil panjang kayu yang anda gunakan untuk rel dan lukiskan garis ke tengah-tengah rel.
• Jadikan 8 tanda sepanjang garis ini 30mm.
• Ambil 8 dari bor 0.8mm dan gerudi ke kayu, meninggalkan bor di kayu dengan batang yang menonjol sekitar 10mm dari permukaan.
• Potong wayar berbingkai panjang dan luruskan seperti sebelumnya.
• Balut satu hujung wayar di sekitar bit gerudi pertama membentuk gelung dan kemudian gelung wayar di sekitar setiap bit gerudi seterusnya membentuk wayar lurus dengan 8 gelung sepanjang panjangnya.

Ini memerlukan beberapa latihan tetapi cuba dan memanipulasi wayar setelah membentuk semua gelung untuk mendapatkan wayar selurus mungkin. Lepaskan wayar dari bit gerudi dengan perlahan dan kemudian cuba meluruskannya sepenuhnya.

Untuk kiub akhir, anda memerlukan wayar 16 panjang masing-masing dengan 8 gelung tetapi semasa proses pembinaannya berguna untuk mempunyai sebilangan panjang dua dan tiga gelung untuk ditopang untuk menyokong setiap kepingan baru dengan tetangganya.

Akhirnya kita dapat membina kubus

Kita perlu menaikkan PCB dari permukaan untuk menyelaraskan dan menurunkan setiap kepingan ke PCB. Saya menggunakan beberapa kotak plastik kecil di kedua-dua sisi PCB.

Mengingat orientasi potongan anda yang dipilih sebelum menentukan lokasi perintang penghad semasa, anda kini boleh menurunkan potongan pertama ke dalam lubang pada satu hujung. Saya cadangkan anda memulakan dengan set lubang paling jauh dari anda dan berusaha untuk diri sendiri.

Di sinilah kita melihat kelebihan memotong wayar framing katod pada sudut. Ini akan membolehkan anda mencari setiap 24 wayar katod secara individu.

Untuk menyokong potongan dan menentukan lokasi menegaknya, saya menggunakan rel kayu yang kami gunakan untuk membuat penyambung anod dan meletakkannya di sepanjang PCB di bawah set LED pertama. Dengan kotak jurutera yang digunakan untuk memastikan potongannya tegak lurus dengan PCB dan aras dari ujung ke hujung kini anda boleh menyisipkan kabel pembingkaian katod ke dalam PCB.

Anda boleh menguji hirisan ini sekarang tetapi saya rasa yang terbaik ialah meletakkan dua kepingan pertama ke PCB dan menggunakan penyambung anod gelung pendek 2 di beberapa tempat di sepanjang dua kepingan sebelum ujian awal untuk menjadikan dua kepingan pertama ini lebih stabil. Selepas dua ujian pertama ini, setiap kepingan bergantian sebelum menambah yang berikutnya.

Menguji kepingan

Pemacu anode berada di salah satu sisi PCB dan terdapat lubang di PCB di mana kita akhirnya akan menghubungkan setiap lapisan ke pemacu. Buat masa ini kami akan menggunakan ini dengan beberapa wayar log dan 8 klip buaya mini untuk melekat pada setiap lapisan pada setiap potongan secara bergilir-gilir.

Dengan katoda disisipkan ke PCB dan anod disambungkan ke pemandu dengan wayar dan klip, kita kemudian dapat menguji slice dengan mengubah kod yang kita gunakan untuk menguji PCB dengan animasi baru.

• Tuliskan animasi ringkas untuk menyalakan semua LED dalam kepingan anda setiap warna pada satu masa (semua Merah, kemudian Hijau kemudian Merah kemudian semua dinyalakan untuk Putih). Anda boleh menentukan nombor slice sebagai pemboleh ubah sehingga anda dapat mengubahnya semasa anda menguji setiap slice secara bergantian.
• Sambungkan pemproses dan kuasa ke PCB dan hidupkan.
• Periksa semua lampu LED dalam semua warna.

Satu-satunya kecacatan yang saya perhatikan di sini adalah disebabkan oleh sambungan kering pada salah satu wayar pembingkai katod menegak.

Pateri dan uji setiap kepingan secara bergantian.

Hampir di sana. Terdapat dua lagi elemen yang perlu kita tambahkan ke dalam kubus sekarang kita telah menyolder dan menguji kesemua 8 kepingan tersebut.

Penyambung lapisan anod

Sekarang kita boleh memecahkan penyambung anod dengan 8 gelung yang anda sediakan sebelumnya.

Jalurkan semua ini pada kepingan yang bergabung dengan lapisan yang sama di setiap kepingan pada kedua-dua slaid. Saya memindahkan tambang sehingga mereka berada sekitar 5mm dari wayar katod LED terdekat. Pastikan ia kelihatan lurus dan rata sebelum menyolder semua gelung dan gabungkan setiap lapisan 8 anod bersama-sama.

Penyambung pemacu anod

Tanggalkan semua wayar yang sebelumnya digunakan untuk menguji kepingan dari lubang pemacu anoda di PCB dan pastikan lubang tidak bersolek - sumbu solder adalah rakan anda di sini.

Setiap 8 pemacu anod pada PCB perlu disambungkan ke lapisan individu pada PCB. Pemacu anod yang paling hampir dengan sambungan kuasa pada PCB harus disambungkan ke tahap paling rendah, kemudian bekerja kembali secara bertahap ke arah belakang PCB dan lapisan ke-8.

Bengkokkan sudut kanan kecil dalam sekeping kawat pembingkaian lurus dan turunkan sisi panjang wayar melalui kubus ke lubang pemacu anoda pada PCB. Pastikan wayar lurus dan rata, tidak menyentuh wayar lain di dalam kubus dan kemudian pasangkannya ke lapisan anoda kubus dan ke PCB

Lengkap untuk semua 8 pemacu anod.

Langkah 7: Selesai

Pembinaan sudah selesai, selesai.

Dengan semua persiapan, pembinaan, pengujian yang telah anda lakukan sedikit mudah sekarang.

• Sambungkan bekalan kuasa ke PCB
• Sambungkan pemproses ke PCB.
• Hidupkan.
• Muatkan atau aktifkan animasi dalam perisian anda, muat naik ke pemproses dan biarkan ia melakukannya

Membuat kes

Anda pasti mahu melindungi pelaburan anda setelah dimasukkan selama berjam-jam.

Kami membuat casing dari beberapa papan kayu oak dan sepotong kecil lapis dan membuat penarik ke belakang di mana kami dapat mengakses bekalan kuasa dan Arduino serta memasang palam USB ke belakang casing untuk memudahkan akses untuk memprogram ulang.

Kemudian kami menyelesaikannya dengan kotak akrilik dari acrylicdisplaycases.co.uk. Sangat digalakkan.

Kepada anda

Kini ada dua perkara yang boleh anda fikirkan:

• Jenis sokongan / kotak apa yang anda ingin reka bentuk dan bina untuk menyokong PCB dan menempatkan bekalan kuasa dan pemproses - saya akan membiarkannya mengikut imaginasi anda.
• Masukkan kod dan mulailah merancang dan menulis animasi anda sendiri. Kevin, Nick dan SuperTech-IT telah melakukan beberapa kerja hebat di sini untuk memulakan anda dalam perjalanan.

Langkah 8: Klip Produk Akhir Beraksi

Terima kasih saya kepada Kevin dan SuperTech-IT untuk animasi serta beberapa karya saya sendiri yang saya buat sehingga kini

Langkah 9: Animasi - Ular

Salah satu animasi saya sendiri untuk dikongsi menggunakan kod Kevin Darrah

Panggil perkara berikut dalam Gelung kosong

ular (200); // Pengulangan

Langkah 10: Sebaik sahaja anda memasuki Groove

Saya dan abang saya telah membina satu sama lain dan kami sedang berusaha yang ketiga:-)

KEMASKINI - Kubus ketiga kini selesai dan kami akan meletakkannya untuk dijual di eBay bersama dengan dua papan PCB ganti (dan arahan).

Kami akan membuat beberapa revisi terhadap PCB terutamanya untuk menyokong pengembangan projek kami yang seterusnya - sebuah kubus LED 16x16x16 RGB

Langkah 11: Versi Terkini My Arduino Mega Code

Terlampir anda akan dapati di sini versi terbaru kod saya.

Ini sebahagian besarnya diambil dari penyelesaian yang dikembangkan oleh Kevin Darrah di sini tetapi saya telah memasukkannya ke Arduino Mega dan menambahkan animasi baik dari sumber lain atau mengembangkan sendiri.

Pin di Arduino Mega adalah:

• Selak - pin 44
• Kosong - pin 45
• Data - pin 51
• Jam - pin 52