3x3x3 LED Cube With Arduino Lib: 4 Steps (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:14

Terdapat Instruksional lain mengenai membina kubus LED, yang satu ini berbeza kerana beberapa sebab: 1. Ia dibina dengan sebilangan kecil komponen luar rak dan menghubungkan terus ke Arduino. 2. Gambar rajah litar yang jelas dan senang dihasilkan dengan banyak gambar. 3. Pendekatan unik digunakan untuk perisian yang menjadikan pengaturcaraan kiub lebih mudah dan lebih ekspresif. Bahagian yang diperlukan: - 1 Perfboard - 3 NPN Transistor (2N2222, 2N3904, BC547, dll.) - 12 Perintang (~ 220 ohm dan ~ 10k ohm) - 13 Header (lelaki atau perempuan) - 27 LED - Kawat

Langkah 1: Sediakan LED

Langkah ini sebahagian besarnya mengikuti LED Cube 4x4x4 tetapi sebaliknya kita akan membina sebuah kubus 3x3x3. Sebiji kubus berukuran sebesar ini tanpa memperkenalkan litar dan kerumitan tambahan. Kami memerlukan sejumlah 27 LED yang akan dikelompokkan menjadi tiga set sembilan. Setiap set sembilan LED akan berkongsi sambungan yang sama di antara katod mereka (petunjuk negatif). Saya akan merujuk setiap set ini sebagai "level". Setiap sembilan LED pada tahap disambungkan ke LED yang sesuai pada dua tahap yang lain melalui anodnya (petunjuk positif). Ini akan disebut sebagai "lajur". Sekiranya itu tidak masuk akal, ia akan menjadi jelas ketika kita membina kubus. Untuk memulakan, kami akan menggunakan gerudi untuk membuat jig dari sekeping kayu sekerap kecil. Jig akan menahan LED di tempat semasa kita menyoldernya. Saya memutuskan untuk membuat lubang sekitar 5/8 inci (~ 15 mm) tetapi jarak yang tepat tidak penting. Lubang harus dipasang rapat di sekitar LED kerana kita tidak mahu mereka bergerak sambil menyolder. Setelah jig selesai, kita akan membengkokkan katod setiap LED dalam sudut 90 darjah. Katod dapat dikenal pasti dalam tiga cara: 1) Ini kaki yang lebih pendek, 2) Ia berada di sisi rata LED bulat, 3) ia disambungkan ke bahagian yang lebih besar di dalam LED. Pastikan anda membengkokkan katod ke arah yang sama untuk semua LED. Sekarang kami sudah bersedia untuk memulakan pematerian.

Langkah 2: Pateri LED

Tempatkan sembilan LED di jig baru anda. Posisikannya sehingga kaki menunjuk ke arah lawan arah yang sama. Foto menunjukkan katod menunjuk ke arah jarum jam dengan anod menghadap ke luar, tetapi saya akan menyalakan LED jika saya melakukannya sekali lagi agar kaki tidak menghalang pandangan LED. Selipkan sisi bersama, satu pasang di setiap sisi. Gunakan klip kecil untuk memastikan kaki terpaut bersama semasa menggunakan pateri. Setelah masing-masing dari empat sisi disolder, gerakkan klip untuk memegang sudut bersama dan pasangkan pateri pada masing-masing. Akhir sekali, pasangkan katod LED tengah ke salah satu sisi dan potong lebihan. Ulangi tiga kali. Anda kini harus mempunyai tiga set sembilan LED. Letakkan dua set satu di atas yang lain. Jauhkan jarak sama dengan jarak yang telah ditetapkan antara LED. Setelah anda merasa selesa dengan jarak, anda boleh mengepalkan setiap kaki dengan menggunakan dua klip, satu di setiap arah, untuk memastikan kaki tetap di tempat yang kuat semasa memateri. Anda mungkin perlu membengkokkan LED untuk mendapatkan sambungan yang baik. Selesaikan setiap sembilan pasang, satu demi satu. Lakukan ini sekali lagi dan anda sudah selesai menggunakan kiub. Letakkan kubus di satu sisi papan wangi. Pastikan sembilan kaki diletakkan sama rata semasa anda membimbing masing-masing melalui lubang. Papan saya mempunyai lima lubang di antara setiap set kaki. Anda mahu meninggalkan ruang sebanyak mungkin di hujung papan pucuk lain untuk memenuhi pelbagai komponen. Tambahkan beberapa klip untuk menahan kaki di tempat setelah anda berpuas hati dengan kedudukannya. Biarkan banyak kaki menembusi bahagian bawah kerana ini akan memudahkan pematerian perintang kemudian. Balikkan papan dan pateri setiap kaki agar tetap di tempatnya. Balikkan kubus ke belakang setelah semua kaki dipateri. Terakhir, kita perlu mendapatkan petunjuk dari setiap tahap hingga ke bawah papan. Jalur sekeping dawai padat dan bengkokkan cangkuk kecil di satu hujungnya. Gantungkan cangkuk pada salah satu kaki LED tengah dan pandu melalui lubang di papan wangi. Pateri hujung cangkuk untuk mengekalkan wayar di tempatnya. Ulangi lagi untuk dua tahap yang lain. Langkah seterusnya adalah membina litar selebihnya.

Langkah 3: Bina Litar

Litarnya cukup sederhana. Setiap sembilan lajur akan menyambung ke pin di Arduino melalui perintang penghad semasa. Masing-masing dari tiga aras menyambung ke tanah melalui transistor NPN apabila diaktifkan oleh pin Arduino. Kami akan menggunakan 12 pin output keseluruhan di Arduino tetapi terdapat 18 LED yang dihidupkan. Caranya ialah hanya satu tahap yang dapat dinyalakan dalam satu masa. Apabila aras disambungkan ke tanah, masing-masing LED di tingkat itu dapat dihidupkan secara individu melalui salah satu daripada sembilan pin Arduino yang lain. Sekiranya kita menyala tingkat cukup cepat, ia akan kelihatan seolah-olah ketiga tingkat menyala pada masa yang sama. Mari membina litar. Langkah pertama adalah menyediakan sembilan perintang penghad semasa. Saya menggunakan 220 ohm per pin yang akan menghasilkan sekitar 22mA. Nilainya mungkin berbeza-beza bergantung pada LED yang sedang digunakan tetapi tetap antara 135 dan 470 ohm. Setiap pin mampu memperoleh sehingga 40mA. Untuk menjimatkan ruang, kami ingin menyolder perintang dalam kedudukan menegak. Bengkokkan satu plumbum ke bawah sehingga kedua-dua petunjuk selari antara satu sama lain. Lakukan ini untuk semua sembilan perintang. Setelah perintang siap, kami akan menyoldernya satu persatu. Untuk mempermudah, kita akan menyolder kabel perintang terus ke komponen lain dan bukannya menggunakan wayar yang terpisah untuk masing-masing. Satu hujung perintang akan menyambung ke lajur dan yang lain akan dihubungkan ke pengepala. Mulakan dengan barisan LED pertama yang paling hampir dengan perintang dan jalan kembali. Setelah setiap baris selesai, anda boleh menggunakan sekeping pita kecil untuk mengasingkan petunjuk yang bertindih untuk mengelakkan pintasan. Rujuk foto dan rajah untuk melihat bagaimana keadaannya setelah selesai. Sekarang bahawa lajur tidak berfungsi, langkah seterusnya adalah menyolder komponen yang mengawal tahapnya. Pangkalan transistor NPN akan diaktifkan oleh pin Arduino melalui perintang had 10k semasa (atau sekitarnya). Ini akan menghubungkan tahap yang sesuai ke tanah yang membolehkan arus mengalir melalui LED. Rujuk gambar dan rajah. Setelah selesai, LED harus menyambung ke pin 2-10 di Arduino dan aras harus menyambung ke pin 11-13, bawah ke atas. Pin juga dapat dikonfigurasi dalam perisian jika anda memerlukan persediaan yang berbeza. Litar sekarang sudah selesai, masa untuk beralih ke perisian!

Langkah 4: Menggunakan Perisian

Saya menjumpai beberapa contoh kod yang melayang di sekitar jaring untuk mengawal kubus LED. Mereka semua memerlukan susunan data binari atau heksa yang besar untuk mengawal LED. Saya fikir mesti ada cara yang lebih mudah jadi saya mula menulis perisian saya sendiri. Keputusan pertama saya adalah membuat perisian mencerminkan perkakasan. Itu bermaksud menangani setiap LED mengikut lajur dan tingkat, bukannya menggunakan data port mentah atau x, y, z tradisional. Keputusan kedua adalah memulakan dengan fungsi asas, seperti menyalakan atau mematikan lampu tunggal, dan membangun dari sana. Terakhir saya memutuskan untuk memperkenalkan dua ciri yang berguna untuk kesan yang lebih menarik. Salah satunya adalah penyangga yang membolehkan fungsi asas membina corak yang lebih kompleks. Yang lain adalah fungsi urutan yang menyalakan pelbagai LED satu per satu, atau sekaligus. Perpustakaan bermula sebagai kod prosedur dan fungsi longgar. Dari situ sangat mudah untuk mengikuti tutorial untuk membuat perpustakaan Arduino yang boleh digunakan semula. Pastikan memuat turun pustaka dan buka zip ke buku sketsa / perpustakaan. Sekiranya disiapkan dengan betul, anda harus mencari contoh dalam perisian Arduino di bawah Fail> Contoh> LedCube> ledcube. Kodnya juga terdapat di Github di gzip / arduino-ledcube. Terima kasih untuk membaca!