Gelecekten Gelen Gibi Görünüşte Titreşimli Arduino LED Küp Nasıl Yapılır

İlan

Yeni başlayan Arduino projeleriyle uğraştıysanız, ancak biraz kalıcı ve harika bir seviyede arıyorsanız, mütevazi 4 x 4 x 4 LED küp doğal bir seçimdir. İnşaat düşündüğünüzden çok daha kolaydır ve bir çoğullama kullanarak tüm LED'leri doğrudan tek bir Arduino Uno kartından kontrol edebiliriz. Harika bir lehimleme uygulamasıdır ve bileşenlerin toplam maliyeti yaklaşık 40 dolardan fazla olmamalıdır.

Bugün, şeylerin inşaat tarafını ayrıntılı bir şekilde detaylandıracağım ve üzerinde hem etkileyici görünen hem de temel bilgileri öğreten bir yazılım sunacağım.

İhtiyacın olacak

• bir Arduino. Sağlanan kod bir Arduino Uno varsayar, ancak daha büyük bir modele de ayarlanabilir.
• 64 LED - kesin seçim size kalmış, ancak bu süper 3mm Mavi LED'leri kullandım (3.2v 30ma) @ 50 için 2,64 £.
• 16 Direnç LED'leriniz için uygun değere ayarlayın. Yukarıdaki LED'ler için 99 peni bunlardan 100'ü satın aldı. kullanım ledcalc.com - besleme gerilimi, LED'lerin gerilimi (benim durumumda 3.2) ve akımı miliamper (3.2) için 5v girin. İstediğiniz direnç etiketli kutuda gösterilecektir
  instagram viewer
  “En yüksek dereceli direnç”eBay'de bu değeri arayın.
• Biraz zanaat teli yapıyı güçlendirmek ve dekorasyon için - kullandım 0.8mm kalınlık.
• bir prototip kurulu tüm bitlerinizi lehimleyebileceğiniz bir tür. Palet kesicim olmadığı için tam paleti olmayan bir tane kullandım, ancak size uygun olanı kullanın. Arduino prototipleme kalkanı, LED'lerinizi gerçekten sıkmadığınız sürece biraz çok küçük.
• Rastgele bileşen teli - bazı ağ kablosu telleri ve bir kitin bazı prototip telleri iyi çalışır.
• Timsah klipleri veya “ellere yardım etmek” bitleri yerinde tutmak için faydalıdır.
• Havya ve lehim.
• Biraz hurda ağacı.
• LED'lerinizle aynı boyutta bir matkap.

Not: Bu öğreticideki 3B çizimler dakikalar içinde yapılmıştır. TinkerCAD. Kullanıcı tarafından Eğitilebilirler ile ilgili mevcut bir yapıyı izledim forte1994, bunu denemeden önce de okumak isteyebilirsiniz.

Tüm bu talimatları okuduğunuzdan emin olun ilk bunu kendiniz denemeden önce.

Bu Tasarımın İlkesi

İnşaata başlamadan önce, bu şeyin nasıl çalışacağına dair tam bir genel bakışa sahip olmanız önemlidir, böylece ilerlerken hataları doğaçlama ve tanımlayabilirsiniz. Bazı LED küpleri her bir LED için tek bir çıkış pimi kullanır - ancak 4x4x4 küpte, 64 pim - kesinlikle bir Arduino Uno'da yok. Bir çözüm kullanmak olacaktır vardiya kayıtları Arduino Programlama - Shift Kayıtlarıyla Oynama (daha da fazla LED)Bugün size Vardiya Kayıtları hakkında biraz bilgi vermeye çalışacağım. Bunlar Arduino programlamasının oldukça önemli bir parçasıdır, çünkü temel olarak, kullanabileceğiniz çıkışların sayısını ... Daha fazla oku , ancak bu gereksiz bir şekilde karmaşıktır.

Tüm bu LED'leri sadece 20 pinle kontrol etmek için, çoğullama adı verilen bir teknik kullanacağız. Küpü 4 ayrı katmana bölerek, sadece 16 LED için kontrol pimlerine ihtiyacımız var - böylece belirli bir LED, hem katmanı hem de kontrol pimini etkinleştirmeliyiz, bize 16 + 4 toplam gereksinimi iğneler. Her katmanın ortak bir katodu vardır - devrenin negatif kısmı - böylece tüm negatif bacaklar birleştirilir ve bu katman için tek bir pime bağlanır.

Anot üzerinde (pozitif) her LED, üstündeki ve altındaki katmanda ilgili LED'e bağlanacaktır. Esasen, pozitif bacaklardan 16 sütun ve negatiflerden 4 katmanımız var. Anlamanıza yardımcı olacak bağlantıların bazı 3D görünümleri:

İnşaat

Lehimlemek için tam bir metal yapı kullanmayacağımızdan, LED'lerin tüm bacaklarının yaklaşık dörtte bir üst üste binmesini ve yapıya sağlamlık vermesini istiyoruz. LED'lerinizin katotunu - düz çentik başlı ve kısa bacaklı taraf - şekilde gösterildiği gibi katlayın. (Tutarlı olduğunuz ve hiçbir zaman anoda dokunmadığı sürece sola veya sağa eğmeniz önemli değildir)

Bu projenin ilk kritik kısmı tahta bir mastar yapmaktır. Bu, bacakları bir araya getirirken bir LED tabakası tutacaktır, bu yüzden doğru ve çok gevşek olmamalıdır. LED'lerinizle aynı boyutta matkap ucu kullanarak, 4 × 4 matrisini ölçün ve eşit uzaklıkta delikleri. Bacağın yaklaşık dörtte birinin komşusuyla örtüşmesini istediğinizi ve gerçek bir cetvel kullandığınızı unutmayın. Bir LED'in tam olarak oturduğundan emin olmak için her deliği kontrol edin, ancak tekrar çıkaramayacağınız kadar sıkı değil veya tamamen lehimli bir katmanı kaldırmaya çalışırken sorun yaşarsınız.

4 sıra LED'in katotlarını lehimleyin. LED'leri yakmamaya dikkat edin - iyi bir sıcak demir istiyorsanız ve içeri ve dışarı çıkın. İşte ilk dört satırım tamamlandı.

Şimdi, katmanın sertliğini güçlendirmek için, her bir sıraya bağlandıklarından emin olarak iki düz zanaat telini iki ucundan kesin ve lehimleyin. Bu ilk katmanınız. Şimdilik fazla bacakların yanlara çıkmasını sağlayın.

Şimdi test etmek için harika bir zaman olacak - sadece varsayılan Arduino yanıp sönme uygulamasını yükleyin ve bir direnç bağlıyken, zemini katman çerçevesine koyun ve sırayla her LED'e pozitif kurşun basın.

Umarım hepsi yanar. Değilse, bir yerde bir lehim eklemini kaçırmadığınızdan emin olun ve gerekirse LED'i değiştirin.

Bu katmanı mastardan çıkarın ve işlemi tekrarlayın 3 kere daha.

Lehiminiz mükemmel değilse endişelenmeyin - kopmayacağı ve bağlantı sağlam olduğu sürece nihai ürünü etkilemez. İtiraf ediyorum, lehimlemem oldukça umutsuzdu, jigim kapalıydı ve hepsi Pisa'nın kulesine benziyordu. Yine de, bitmiş küple gurur duyuyorum ve LED'ler yandığında, lehim bağlantılarına zaten bakmayacaksınız!

Katmanları Birleştirme

Tamamlanmış 4 katmanınız olduğunda, tüm dikey bacakları birleştirmek istersiniz. Bunu yapının en zor kısmı olarak buldum ve sürece yardımcı olmak için bir yükselticiyi karttan kestim.

Bu, katmanları uygun yükseklikte tuttu, ancak bacakların çoğu hala mükemmel hizalanmayacaktı - bunun için onları yerinde tutmak için bazı timsah klipsleri kullandım.

Kaçınılması Gereken 1. Aptalca Hata

Sadece tam bir katmanı tamamladıktan sonra kart yükselticimin yerinde sıkıştığını fark ettim, bu yüzden kesmek zorunda kaldım! Yaptığım aynı hatayı yapma - yükselticiyi yan tarafta daha uzun yapın ve kart parçalarına katılın küpün dışında, bu nedenle katmanı tamamladığınızda, yükselticiyi yapılandırabilir ve kartı.

Kaçınılması Gereken 2. Aptalca Hata

Dikey bacağı katot çerçevesine lehimlemeyin. Dikey bacaklar sadece diğer dikey bacaklara bağlanmalı ve başka bir şey olmamalıdır.

Yine, her bir katman eklendikten sonra test edin. Aslında tüm katmanları test edin, yalnızca pozitif ucu en üst katmanın ucuna dokundurun, böylece tüm katmanlardan iyi bir şekilde temas ettiğinizden emin olun.

4 katın hepsi birlikte lehimlendiğinde, biraz temizlemeye başladım - tek bir bacağı bıraktım her bir katmandan bir çeşit basamak taşı tarzında uzatılmış - bu, tahta sonra. Metal çerçeve ve bacakların diğer yabancı bitleri kesildi. Açıkçası, dikey bacaklardan hiçbirini kesmeyin - bunları prototip tahtamıza koymamız gerekiyor.

Yönetim Kuruluna Sabitleme

Her tabakanın kendisine sabitlenmesinin en zor kısım olduğunu söylediğim zamanı hatırlıyor musunuz? Yalan söyledim. 16 LED ayağını bir prototip panosundaki küçük deliklere takmaya çalışmak aslında daha zordur. Bulduğum en kolay yol, bir seferde 4'ü dürtmek, onları timsah klipsleri ile sabitlemek, ardından 4'ün sonraki sırasına geçmekti. İşe yarayacaksa önceden boşluğu işaretlemek için bir kalem kullanın.

Geriye dönüp baktığımda, aslında dirençleri ilk olarak protokol panosuna yerleştirirdim. Olduğu gibi, önce küpün tüm bacaklarını tahtaya lehimledim, sonra her biri arasındaki dirençleri hassas bir şekilde sıkmaya çalıştım. Benim hatamdan öğrenin ve önce dirençlerinizi yerleştirin.

Onları eşit bir şekilde kademeli bir şekilde yerleştirmeye çalıştım, böylece Arduino'ya tüm son bağlantılar için küpün bir tarafını kullanabilirdim. İşte gittiğim devre şeması:

Dört negatif katman için, her bir katmandan tek bir kablo düşürdüm, sonra bunları şu şekilde kenara çektim:

Son olarak, daha sonra ilgili Arduino pinlerine yerleştirebileceğim bazı fiş kabloları ekledim. Sahip olduğunuz en uzun türü kullanın. Not Kötü planlama nedeniyle yerlerde sipariş berbat. Her bir LED sırası renk kodluydu.

Bu kadar. Tamamlandı!

Küpünüzü Programlama

Bu şeyin ateşlenmesini bekleyemeyeceğini biliyorum, bu yüzden 4 negatif katmanı Analog I / O bağlantı noktaları A2 (alt katman) vasıtasıyla A5 (üst katman)(bunlar dijital G / Ç işlevi de görebilir). Ardından, 16 LED kontrol pimini takın. +1 en sağda için dijital I / O bağlantı noktası 0, ile +15 ve +16 analoga geçiyor A0 ve A1. (AREF ve GND kullanmayın)

İndir demo kalıpları ve kod eğitimli kullanıcıdan forte1994. Ayrıca bir yararlı çevrimiçi araç kendi dizinizi özelleştirmek için bayt desenleri tasarlamak için. İşte küpümde bu kodun bir videosu var (Hızı varsayılan 20 yerine 5'e ayarladım).

Elbette küpünüzü programlamanın tek yolu bu değil, bu yüzden size kendi kalıplarınızı oluşturmanın temellerini öğretmek için birkaç dakika ayırmama izin verin programlı, yukarıdaki demoda olduğu gibi önceden ayarlanmış kalıpları oynatmak yerine.

Küpünüzü programlamaya çalışırken bilmeniz gereken birkaç şey vardır:

1. Tek bir LED'i adreslemek için bir uçak (katman) numarası 0-3 ve LED pimi numarası 0-15. LED'i etkinleştirmek için düzlemi DÜŞÜK çıkışa (bu negatif bacak olduğu için) ve LED pim numarası YÜKSEK (pozitif bacak) konumuna getirin.
2. Tek bir LED'i etkinleştirmeden önce, diğer tüm düzlemlerin kapalı olduğundan emin olun - yani YÜKSEK çıkışa ayarlayın. Bunun yapılmaması, tek bir LED yerine bir LED sütununun yanmasına neden olur.

Bunu göz önünde bulundurarak, incelemeniz için iki çok basit programlı dizi yaptım - kodu buradan indirin. Birincisi, her LED'i sırayla tek tek yakar. Bunun için döngüler için iki tane kullanırız, her katman ve her kontrol pimi üzerinde yineleme yaparız.

İkincisi rastgele bir döngüdür (ilkini yorumlamanız ve bunu test etmek için ana döngüde etkinleştirmeniz gerekir). Sadece rastgele bir katman ve rastgele kontrol pimini seçer, onları açar ve kapatır.

özet

Bu yapıdan korkmayın - lehimleme becerilerinden ciddi şekilde yoksundur ve bunu tamamladım (Bence?). Toplam inşa süresi bir hafta boyunca bir saat kadar bir gündü. Bir dahaki sefere, size küp için biraz daha iddialı bir programlama öğretmeye çalışacağım, umarım bu hafta kendi küpünüzü oluştururken bana katılacaksınız ve önümüzdeki hafta yeni bir kod yüklüyorum - ve kendi harika uygulamalarınızı veya dizilerinizi yaparsanız, lütfen bunları Pastebin'e yükleyin ve bize bildirin. yorumlar!