LED kocka kijelző: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ebben a projektben egy 8x8x8 LED -es kockát épít fel kijelzőként. A kocka felépítése és a kód alapjainak elsajátítása után saját animációkat írhat. Ez egy nagyszerű látvány tudományos célokra, és szép dísze lesz a szobának! A kockaépítés folyamán az elektronika alapvető készségeinek egész sorát sajátítja el, ami utat nyit a bonyolultabb projekteknek a jövőben.

Ez az egyéni projektem az elektronika tanfolyamon, és körülbelül öt hétig tartott. Hetente 12 órát töltöttem ezzel a projekttel, és hozzáférhettem a főiskolai elektronikai laboratóriumban található alkatrészekhez és eszközökhöz. Azt is jó tudni, hogy annak ellenére, hogy a munkaterhelés nem sütemény, nincs szükség gyakorlati szakértelemre. Ehelyett sok tapasztalatot szerez, és tanul a saját hibáiból.

Jogi nyilatkozat: A mintát és a kódot Kevin Darrah -tól (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) kölcsönöztem, aki 8x8x8 RGB kockát épített (ezzel megháromszorozva a munkát!). A hullámforma kijelző saját munkám. Erősen ajánlom, hogy nézze meg az összes LED -es videóját, mielőtt elkezdené a projektet! Rendkívül segítenek megérteni, hogyan működik minden, ami elengedhetetlen ehhez a bonyolult projekthez! Rövid magyarázatokat adtam az áramkörről és az általános architektúráról, amikor az áramköri kapcsolatokról és a kódról beszélek, ezért nyugodtan ugorjon először arra a részre, hogy elméleti megértést szerezzen:)

1. lépés: Alkatrészlista

• egyszínű DIFFUSED LED-ek x512 ~ 30 tartalékkal (Lehet, hogy észrevettem, hogy három színt használtam. Ezt eredetileg úgy tervezték, hogy segítsen tükrözni a hullámforma amplitúdóját (pl. a piros magasabb amplitúdót jelent), de nem forrasztottam be megfelelően a szeleteket, ezért végül csak ugyanolyannak tekintettem őket. Ha továbbra is szívesen változtatja a színeket függőleges irányban, kérjük, olvassa el a függőleges szeletek lépésével kapcsolatos megjegyzéseket:))
• PC táblák, közepes x7 és kicsi x2 (ezek a laboratóriumomban kaphatók, de kérjük, bátran állítsa be a méretet attól függően, hogy mi áll a rendelkezésére! Kérjük, olvassa el az áramköri részt hivatkozásul. Azt találtam, hogy kezdőknek, PCB -k minden csatlakoztatott csík nélkül befogadóbb, főleg azért, mert tetszés szerint hozzáadhat és levághat csatlakozásokat. A forrasztás bonyolult lehet!)
• NPN 2N3904 tranzisztorok x72
• 1k ellenállás x 150
• 100 ohmos ellenállások x 72
• P-csatornás MOSFET IRF9Z34 x8 plusz 8 klipszelhető hűtőborda
• 100 db mikro Farad kondenzátor x8
• 74HC595 műszakregiszterek x9
• Arduino Uno + csavarpajzs (proto-csavarvédő R3 készletet használtam)
• Vezeték 8 színű szigeteléssel (erősen ajánlom a különböző színek használatát! Sok vezeték lesz egymás mellett, és a színek valóban segítenek, amikor ellenőrizzük az áramkört.)
• 5V 2.8A tápegység (mindaddig, amíg a tápegység áramkorlátja meghaladja a 64*-ot (áram 1 LED -en keresztül), jól kell működnie:))
• vezetékes terminálok
• Molex fejrész 8 tűvel és 6 tűvel.
• Molex huzalház 8 és 6 tűs (ezek mennyisége a PCB méretétől és az áramkör kialakításától függően eltérő lehet, ezért kérjük, olvassa el az egész használati utasítást (különösen az áramköri részt), mielőtt eldönti, hogy melyik számra van szüksége:))
• Forrasztó
• Csupasz rézhuzal (a biztonság kedvéért készítsen ebből 50 métert)
• Nagy falap (kb. 9 hüvelyk mindkét oldalon)
• 12 hüvelykes fa nyárs (opcionális; ha talál módot egyenes vezetékek készítésére, akkor erre nincs szüksége)
• cellux
• hosszú körmök x16

Eszközök

• Forrasztópáka
• drótvágó
• fogó
• ragasztópisztoly (opcionális; ha talál módot egyenes vezetékek készítésére, akkor erre nincs szüksége)
• krimpelő
• hűtőborda bilincsek x2 (az aligátor klipek is működnek)
• huzalcsupaszító

2. lépés: LED -sorok készítése

Mindenekelőtt tesztelje az összes LED -et! Beáramoltam egy áramkört egy LED -el és egy 100 ohmos ellenállással. Ezután egy -egy LED -et teszteltem, és hozzátettem, hogy párhuzamosan a másik LED -del. El akarjuk dobni 1) a törött LED -eket, 2) az anóddal és a katóddal hátra fordított LED -eket (nem akarja csak "emlékezni", melyikük fordította meg!) 3) a halványabb LED -eket.

Ezt követően elkészítettük a fából készült csavart, amely egyben a kocka utolsó szerelvénye is. Fúrjon 8x8 -as rácsot, 1 hüvelykkel a lyukak középpontja között. Válasszon fúrószárakat, amelyek átmérője éppen meghaladja a LED -ek átmérőjét, hogy illeszkedjenek a lyukakba, és továbbra is egyenesek maradjanak. Extra facsíkokat szegeztünk a kerületre, amelyek a tábla felületét laposan tartották (a lemezhez rétegelt lemezt használtunk, így eléggé rugalmas). Ezenkívül ez megemelte a lyukakkal ellátott területeket, így a LED -ek át tudnak lyukadni a lyukakon. Válassza ki az egyik oldalt, és tegyen két hosszú szöget ugyanarra a vonalra, mint a lyukak középpontja. Ezekre a szögekre kötjük a vezetékeket.

Kezdhetjük a LED -es sorok készítését! Nem találtam hatékony módszert egyenes vezetékek készítésére, ezért csak egy fadarab segítségével oldottam meg a vezetékeket. Helyezze a vezetéket a blokk szélére; a hüvelykujjával tartsa lenyomva a vezetéket a blokk egyik oldalán, és húzza át a vezetéket; a blokk széle feloldja a vezetéket. Javaslom, hogy kesztyűt vegyen fel a hüvelykujja védelmére:(Helyezzen 8 LED -et ebbe a sorba úgy, hogy a hosszú „láb”, az anód egy irányba nézzen. Ezeket a huzalra forrasztjuk. Vegye figyelembe, hogy az anódszár és a katódszár által alkotott síknak merőlegesnek kell lennie a huzal vonalára, a katódszárnak pedig távol kell lennie a huzaltól. Fűzze a vezetéket egy körömre, és húzza át a LED -eket, amíg egyenes és feszes nem lesz. Rögzítse a másik körömre. Állítsa be a huzal magasságát (észrevettem egy kis lapos területet a LED -lábon, és úgy állítottam be a vezetéket, hogy minden LED -hez érintse ezt a területet). Ez a magasság tetszőleges, de legyen következetes. Ne feledje: 1) a kocka szintmagasság -különbsége nagyjából 1 hüvelyk lesz (tehát a vezetékek nem lehetnek túl magasak); 2) a LED -ek eltörhetnek a forrasztópáka hevítése alatt (így a vezetékek nem lehetnek túl alacsonyak) (bár személyesen nem tapasztaltam ebből problémát). Most a huzalnak hozzá kell érnie az összes LED hosszú lábához, keresztet képezve. Forrasztja a vezetéket és az anódvezetéket, majd vágja le a vezetékeket.

Ebben a projektben két különböző forrasztási kötés -konfigurációval kísérleteztem. Az egyik a fent leírt keresztérintkező, a másik pedig úgy hajlítja meg a LED -lábat, hogy az érintkező vezetékek párhuzamosak legyenek. Elméletileg a párhuzamos érintkezők jobban ellenállnak a feszültségnek, de ha figyelembe vesszük, hogy a LED-ek mennyire könnyűek, akkor a keresztcsuklók valószínűleg nem olyan károsak. Sok gyakorlatot szerezhet a huzal és a LED lábak forrasztására, ezért bátran kísérletezzen különböző technikákkal! Lapos hegyes forrasztópáka -t használtam, és személy szerint úgy gondolom, hogy ez jobb ellenőrzést kínál a forrasztófoltok felett és nagyobb hőérintkezési felületet.

A forrasztás után használja a kenyérsütőt a LED-ellenőrzéshez, hogy ellenőrizze a csatlakozásokat (fontos). Rögzítse a pozitív vezetéket a vezetékhez, és söpörje át a negatív vezetéket a rövid LED -lábakon. Mindegyiknek világítania kell! Miután ellenőriztük, hogy minden rendben van -e, óvatosan nyomja meg a LED -eket a tábla alól, hogy elmozduljon, és csúsztassa fel a vezetéket a szögeken. A hurkolt végeket levághatja, de mindenképpen takarítson meg hosszat!

Mi van, ha a LED nem világít?

Az első dolog, amit ellenőrizhet, hogy megvan -e a katód és az anód megfordult. Ezután próbálja megnyomni a pozitív vezetéket a LED -lábhoz a teljes vezeték helyett. Ha a LED így világít, újraforraszthatja a LED-et. Ha a LED továbbra sem világít, cserélje ki egy másikra.

64 ilyen LED -es sort kell készítenünk:)

3. lépés: Függőleges szeletek forrasztása

Előnézetként minden réteg összes anódja össze van kötve, és minden függőleges oszlopban minden katód össze van kötve. Most el kell készítenünk a függőleges szeleteket. Emlékszel arra a két körömre, amelyeket a táblába helyeztünk, hogy drótokat kössünk? Most tegyen be még 14 -et hasonló módon:) (Vigyázat: reszelje le jól a körömhegyeket! Sokat fogja nyomni az ujjait e tippek körül.)

Most helyezzen 8 LED -sort a táblára, és győződjön meg arról, hogy lábaik ugyanabba az irányba néznek. Vegye figyelembe, hogy a vezetékeknek párhuzamosaknak kell lenniük a körmösorokkal! Nyomja le a LED -eket úgy, hogy mindegyik azonos magasságban legyen. Ha a LED-ek egy része folyamatosan kiugrik (talán a vezeték görbülete miatt), akkor ragasztószalaggal húzza le a végeket a táblához. Most futtassa a vezetékeket a körmökön, mint korábban. Csak úgy tudtam szemrevételezni a vezetékeket, hogy megközelítőleg azonos magasságban legyenek, de ez rendben van, mert igazán érdekel, hogy a LED -ek azonos magasságban vannak.

Forrasztja a katód vezetékeket a vezetékekre. Észre fogja venni, hogy itt a párhuzamos érintkezésű forrasztási konfigurációt használtam, és azt találtam, hogy szilárdabb és jobban néz ki, mint a keresztkötések, de időigényesebb volt, mert 1) hajlítani kell a vezetékeket fogóval; 2) győződjön meg arról, hogy a hajlított rész hozzáér a fő huzalhoz; 3) hajlítsa meg ezt a részt a megfelelő magasságba, mert a forrasztópáka ferdén jön be, és szüksége van a vasalóra, hogy egyszerre érintse meg mindkét vezetéket.

Ha különböző színeket szeretne használni különböző rétegekben…

Győződjön meg arról, hogy minden szelet tükrözi a színsémát. Például, ha azt akartam, hogy a felső három réteg sárga LED legyen, a középső kettő narancssárga és az alsó három piros, akkor három sárga LED oszlopot, két narancssárgát és három vöröset helyezek el ebben a sorrendben. Győződjön meg arról, hogy színrendje és a LED tájolása egységes mind a nyolc szeletnél!

A kenyérlap beállításával tesztelje az összes szelet összes LED -jét. Határozottan könnyebb itt újraforrasztani, ha a LED-ek rögzítve vannak, nem pedig a levegő közepén.

Ha a huzalok nem egyenesek magukhoz, akkor még NE húzza ki a szeletet a körmökből! Olvassa el a következő lépést

Ha már egyenes vezetékei vannak, nyomja meg óvatosan alulról a LED -eket, és csúsztassa le a szeletet a körmökről. Még ne vágd le a végeit:)

4. lépés: A függőleges szeletek támogatása

Ha a vezetékeken van némi görbület, mint az enyémnél, akkor a kerület mentén merev tartó hozzáadásával rögzíthetjük őket lapos síkban. A 12 hüvelykes fa nyársat választottam, mert könnyen elérhetők az Amazon -on. A nyársat a kerületre ragasztottam, és a sarkokban apró darabokat adtam hozzá a keret megerősítéséhez. Részletekért lásd a fotókat. Vegye figyelembe, hogy csak két nyárs van teljesen rögzítve a vezetékekhez, a másik két nyárs pedig a teljes rács felett van. Javaslom, hogy először tesztelje a keretet a sarokrészek nélkül. Azt tapasztaltam, hogy az extra rövid rudak akadályozták a LED -eket, amikor felraktam a szeleteket, és a ragasztócsuklók valószínűleg elég erősek a LED -rács megtartásához. Ha a rács még mindig kissé kidudorodik, nyomja le a két nem ragasztott oldalt, és több ponton ragasztja a huzalokat a nyársra. Még ne vágja le a laza végeket! Különösen tartson egy kis hosszúságú nyársat azon az oldalon, amely a kocka alján lesz, hogy a LED -eket a padlóról távol tarthassuk.

5. lépés: A kocka összeszerelése

Most, hogy megvannak a szeletek, elkészíthetjük a kockát! Könnyebbnek találtam őket egymásra rakni, mint függőleges szeleteket ragasztani, de ha van munkatársa, bátran improvizáljon! A hibák elkerülése érdekében először ragasztja fel a szeleteket egy másik nyárskészletre, és később adjon hozzá csatlakozó vezetékeket. Amint a fotón látható, négy nyársat ragasztottam a sarkokhoz, hogy segítsem a rétegek igazítását és alátámasztását. Ne feledje, hogy ideális esetben a rétegek egymástól 1 hüvelyk távolságra vannak. Azt tapasztaltam, hogy a LED -eim az előző rétegből készült fakeretre támaszkodtak, így nem kell feltartani őket ragasztás közben, de ha a szeletek alacsonyabb magasságban pihennek, akkor egy munkatárs vagy néhány facsík (lásd a fotót) Segítség. Mielőtt ragasztaná a szeleteket, győződjön meg arról, hogy a tájolásuk helyes! Azt szeretné, hogy a katód és az anódvégek egyenletes irányba mutassanak. Ellenőrizze a LED -ek tájolását is.

Nagyon fontos, hogy minden réteg egymásra rakásakor győződjön meg arról, hogy a LED -ek világítanak! Gyakorlatilag lehetetlen lenne eljutni a kocka középpontjába, ha minden össze van szerelve.

Észreveheti, hogy a favázam nem feltétlenül illeszkedik egymáshoz, de ha megnézi a LED -eket, akkor jobban illeszkednek! Mivel ezt a kockát sötét környezetben fogjuk látni, a keret eltérése elfogadható.

Ezután további vezetékeket használjon az anódvezetékek azonos szintű forrasztásához. Ha nehezen tudja ott tartani a vezetékeket, próbálja meg "szőni" a vezetéket a vezetékeken keresztül (váltakozzon úgy, ahogy a huzal keresztezi a vezetékeket, felülről lefelé). Nem baj, ha ezek a vezetékek nem teljesen egyenesek, mert a fő LED -szerkezet már be van állítva, és az oldalsó vezetékek nem nagyon láthatók, ha bekapcsoljuk a LED -eket.

Csak a biztonság kedvéért (inkább tévedünk az óvatos oldalon, igen?), Tesztelje újra az összes LED -et. Ezen a ponton, ha a kocka közepén lévő egyik lámpa nem világít, nem vagyok biztos abban, hogy van -e egyszerű módja annak megoldására: (Ha azonban aprólékosan ellenőrizte a LED -eket, amikor összerakja a rétegek, a LED -eknek továbbra is rendben kell lenniük.

Most levághatjuk a huzalfelesleget mindenről, kivéve az alsó oldalt. Most átmenetileg eltehetjük a kockát! Gratulálunk! Már több mint a felénél tartunk:)

6. lépés: Áramköri csatlakozások

Kérjük, olvassa el a pdf -rajzokat, mielőtt az áramköri elemeket elrendezné a PC -kártyákon. Ez a vázlat Kevin Darrah RGB -kockájára vonatkozik, és mivel a kocka egyszínű LED -ekkel rendelkezik, a munkaterhelésünk valójában ennek csak egyharmada (konkrétan a katódvezérlők harmada). Erősen ajánlom, hogy az összes áramköri elemet helyezze a NYÁK -ra, hogy először tesztelje a távolságot. Hagyjon magának több teret a munkához, különösen a váltóregisztrációs táblák és az anódvezérlő táblák esetében. Ezután dobja ki az áramköri alkatrészeket, és csak néhányat forraszthat egyszerre, mivel kevésbé nehéz forrasztani anélkül, hogy annyi áramköri komponens lába akadályozná.

anód és katód áramkörök

Az áramkörünk kialakítása olyan, hogy amikor az anód áramkör és a katód áramkör bemenete egyaránt 5 V (vagy HIGH), a LED bekapcsol. Először nézzük végig az anód áramkört. Ha a bemenet MAGAS, a tranzisztor gyorsan telítődik, és a kollektor feszültsége 0 közelébe csökken, ami azt jelenti, hogy a MOSFET kapuja LOW -ra áll. Mivel a MOSFET forrás 5V -ra van csatlakoztatva, a kapu LOW értéke azt jelenti, hogy a leeresztési feszültség HIGH értékre van állítva. A kondenzátor a forráson keresztül segíti a rendszer stabilitását.

Ha a katódvezérlő bemenet HIGH, a tranzisztor ismét telített, és a kollektor feszültsége 0V -ra csökken. A kollektorcsatlakozó áramkorlátozó ellenálláson keresztül csatlakozik a LED -hez. Az áramkorlátozó ellenállást a LED tulajdonságai alapján választhatja ki. Mivel piros, narancs és sárga LED -eket használok, 100 Ohm -ot használtam. Látjuk, hogy most a LED pozitív oldala magasra emelkedik, a negatív oldal alacsonyra húzódik, és a LED világít.

Mivel 64 katód vezetékünk van (minden oszlop) és 8 anód vezeték (minden réteg), szükségünk van 64 készletre a katódvezérlésre és 8 készletre az anódvezérlésre. Javaslom, hogy a teljes vezérlőkészlet 8 vezérlővel legyen ugyanazon a táblán, mivel minden váltásregiszter 8 vezérlőhöz csatlakozik, és szervezettebbnek tűnik, ha a 8 csatlakozó vezeték ugyanarra a helyre kerül. Ügyeljen arra, hogy ne zsúfolja túl a táblákat! Sok vezetéket fogunk vezetni, ezért ügyeljen arra, hogy elegendő helyet adjon magának! Forrasztja az összes alkatrészt a táblához. A munkafelület stabilitásának növelésének egyik trükkje az azonos magasságú alkatrészek forrasztása (pl. A tranzisztorok forrasztása az összes ellenállás forrasztása után, hogy elkerülje az ellenállások kiesését). Minden 8 katódos vezérlőáramkör-készlethez forrasztjon egy 8 tűs fejlécet, amely adatokat továbbít a LED-kocka számára.

A rajzokból nem derül ki, de bárhol van tranzisztor, azt GND -hez és 5V -hoz kell csatlakoztatnunk

váltóregiszter áramkörök

A váltóregiszterek 6 vezetéken keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Párhuzamosan vannak csatlakoztatva 5V, GND, CLOCK, LATCH és BLANK, sorba kötve az ADATOK számára. A vezetékek csatlakoztatásakor ügyeljen arra, hogy a katód eltolódás regiszterei a sorozat végén legyenek, mert az ADATOK mindig a soros vonal legvégére kerülnek. Alapvetően az Arduino egy bináris kódot küld ki, amely a DATA vonali kapcsolaton keresztül áramlik le. A bináris kód ezután műszakonként 8 bitre tagolódik. A 8 váltóregiszter -terminál ezután 8 katód/anód vezérlőkészlethez kapcsolódik. Az 5V táplálja az egész kockát, és mivel egyszerre legfeljebb 64 LED világít, ügyeljen arra, hogy a teljes áram ne lépje túl az áramforrás korlátját. A többi csap alapvetően szabályozza, hogy az adatok mikor kerüljenek a váltóregiszterekbe, és mikor kerüljenek az adatok az áramkörvezérlőkhöz a váltóregiszterekből. Győződjön meg arról, hogy minden műszakregiszter saját 8 tűs fejléccel rendelkezik, és minden műszakregiszter-tábla (az utolsó kivételével) rendelkezik 6 tűs fejléccel, amelyen keresztül az 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK és DATA vezetékek a következő műszak nyilvántartótábla.

Arduino áramkör

Az Arduino áramköre nagyon egyszerű. Alapvetően 6 vezeték jön ki az Arduino -ból (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK és DATA). Győződjön meg arról, hogy a GND vezeték csatlakoztatva van az Arduino GND -jéhez (valójában a projekt összes GND -jét csatlakoztatni kell), de az 5 V -os vezetékét nem! Vegye figyelembe, hogy a Darrah sematikus ábráján szereplő Arduino valójában az ATMEGA chip termináljait mutatja. Lásd a csatolt képek egyikét a chip és az Arduino közötti megfelelő terminálokhoz.

Csavarvédőt használtunk, hogy elkerüljük a vezetékek közvetlen bevezetését az Arduino -ba. A csavarvédőre forrasztandó alkatrészek a digitális portok halmozási fejének csapjai, 1 6 tűs fej és 1 2 portos sorkapocs. Az egyensúly érdekében felvehet egy másik sor halmozási fejlécet a másik oldalon. (Vegye figyelembe, hogy a képeken látható kék sorkapocs valójában nem tesz semmit). Forrasztás a vázlatok szerint. Fontos megjegyzés: a biztonság kedvéért csatlakoztassa a 6-tűs fejléc 5V-os csatlakozóját az áramforrás 5V-hoz (amely a zöld sorkapocs), NEM az Arduino 5V-os csatlakozójához. Ily módon az Arduino -t a számítógépe táplálja, és az áramkörben lévő összes 5 V -ot az áramforrás táplálja. Csatlakoztassa azonban az összes GND -t. A kép alapján elmondható, hogy a 6 tűs fejléc GND csapját és a sorkapocs GND csapját forrasztom a csavarvédő GND szalagjára.

Bár nem tudom, hogyan lehet ellenőrizni a váltóregiszter -áramköröket, ellenőrizhetjük és meg is kell vizsgálnunk az anód- és katódvezérlő áramkört egy kenyértábla segítségével. A részleteket lásd a fényképeken. Alapvetően a tábla bemeneteit 5V -ra kapcsoljuk. Ezután multiméterrel ellenőrizhetjük a kimeneti feszültségeket. Azt találtuk, hogy az anódvezérlők kimeneti feszültsége csak körülbelül 4 V, de ez a MOSFET várható következménye.

Csatlakozási tippek:

• Ne fukarkodjon a táblák közötti csatlakozóvezetékek hosszával! Sok táblája és sok vezetéke lesz, és világosabb és könnyebb lenne a hibaelhárítás, ha a táblák jól el vannak választva.
• Különböző színekkel különböztesse meg, melyik vezeték melyik. Ez nagyon fontos, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy hány vezetékre van szüksége. Ezután rögzített sorrendben behelyezzük ezeket a vezetékeket a huzalházba. Használjon jó krimpelőt a biztonságos vezetékkivezetések készítéséhez.
• Legyen következetes a fejlécek és a huzalház használatával! A projektemben egy bizonyos tábla esetében az összes bemenet vezetékes házból származik, és a kimenet a fejlécen keresztül megy ki.
• Mivel a fejlécek nagyon közel vannak egymáshoz, ügyeljen arra, hogy ne forrasztja össze a vezetékeket, különösen, ha viszonylag tapasztalatlan a forrasztásban, mint én! Egy trükk, amelyet hasznosnak találtam, az volt, hogy a forrasztópáka segítségével nyomjuk le a vezetéket a forrasztópáka megolvasztásához, majd fogóval szorítsuk össze a huzalban lévő szálakat, és toljuk közelebb a vezetéket a fejléchez. Távolítsa el a forrasztópárat, és a forrasztócsuklónak nagyon hamar le kell hűlnie, és meg kell őriznie alakját.

7. lépés: A kocka felszerelése

Ahelyett, hogy a merev katódvezetékeket a 64 lyukon átfűznénk, ami a gyakorlatban meglehetősen nehéz, először a vezetékeket a vezetékekhez forraszthatjuk, majd a huzalokat áthúzhatjuk a lyukakon. Annak érdekében, hogy a vezetékek kijöhessenek a szerelőplatform alól, fúrjon 9 lyukat a tartó oldalán (8 a katódhoz és 1 az anódhoz).

Először vágja le a nyársakat körülbelül azonos hosszúságúra. Vágja le a katód vezetékeket úgy, hogy majdnem egy magasságban legyenek a nyársakkal. Most hajlítsa meg a vezetéket, hogy fogóval fogjon egy kis horgot. Vágja le körülbelül fél hüvelyk vezetékét, és hajlítsa meg a vezetéket is. Ragassza össze a vezetéket és a vezetéket, és csavarja le a kampókat fogóval. Ez jó kapcsolatot biztosít a huzal és a vezeték között, és felszabadítja a kezét a forrasztáshoz. Ügyeljen arra, hogy a legközelebbi LED forrasztási csukló elé tegye a hűtőborda -bilincset, hogy az a forrasztási kötés ne váljon le az új melegről. Ha nincs hűtőborda -bilincs, az aligátor bilincs is működik.

Jó gyakorlat ellenőrizni a csatlakozásokat (mértem a forrasztási kötés ellenállását), miután befejezte az egyes rétegek forrasztását, bár azt tapasztaltam, hogy a "horog" módszer valóban erős forrasztási kötéseket eredményez.

Most csavarja át a vezetékeket a lyukakon. Óvatosan húzza meg a vezetékeket, és tolja a szerelőpultot, hogy érintkezzen a nyársakkal. Vezesse át a 8 vezeték mindegyikét a szerelőpult oldalán található lyukon, és rögzítse a köteget egy elektromos szalaggal. Mivel a kocka négy oldala egyenértékű, nem mindegy, hogy melyik csoport mentén vezetékek. Javaslom, hogy ezeken készítse elő a vezetékkapcsokat, hogy gyorsan össze tudja szerelni a huzalházat.

Az anódcsatlakozásokhoz forrasztjon egy vezetéket minden szintre, és vegye ki a vezetéket az egyik lyukból. Szüksége lesz két hűtőborda -bilincsre, hogy megakadályozza a szomszédos forrasztási kötés olvadását.

A kocka felszerelése után tesztelje újra az egyes LED -eket, és győződjön meg arról, hogy rendben vannak -e.

Tippek:

Ne fukarkodjon a huzal hosszával! Azt hiszem, a vezetékeim könnyen 12 hüvelyk hosszúak, de még mindig egy kicsit rövidebbnek bizonyulnak.

Most készen áll arra, hogy mindent összekapcsoljon és futtassa a kockát!

8. lépés: A kód és a multiplexelés

A rövid projektidő miatt kölcsönkértem Darrah kódját, és csak kisebb változtatásokat eszközöltem rajta. Mellékelem a használt verziót. Kiváló megjegyzéseket tett a kódjához, és javaslom, hogy olvassa el őket, hogy jobban megértse, hogyan működik valójában. Itt leírom a kódjának két legfontosabb jellemzőjét, a multiplexelést és a bitszög modulációt.

Multiplexelés

Minden LED kocka projekt, amelyről olvastam, a multiplexelést használja, és ez a technika lehetővé teszi számunkra az egyedi fény szabályozását. A multiplexelésnél a LED -eknek csak egy rétege világít egyszerre. Mivel azonban a rétegeket nagyon nagy gyakorisággal ciklusozzák át, a kép egy ideig "megmarad" a látásunkban, és úgy gondoljuk, hogy a fény még mindig ott van. A szoftverben az egyik réteget egyszerre HIGH -ra húzzuk, az összes többi réteget pedig LOW -ra, így csak ebben a rétegben lévő LED -ek világíthatnak. Annak meghatározásához, hogy melyik világít, a váltóregiszterek segítségével szabályoztuk, hogy a 64 katód közül melyiket húzzuk HIGH. A következő réteg meggyújtása előtt ennek a rétegnek az anódját LOW -ra állítjuk, hogy ebben a rétegben egyetlen lámpa se világítson. Ezután a következő rétegen lévő anódot HIGH -ra húzzuk.

Bitszög moduláció

A BAM technika lehetővé teszi, hogy 0 és 15 közötti skálán szabályozjuk az egyes LED -ek fényerejét. Ha nincs szüksége a fényerő -változtatásra, akkor ezt nem kell végrehajtania. Alapvetően négy bites vezérlésünk van, és ez a vezérlés 15 ciklusnak felel meg, amikor az alsó rétegtől a felső rétegig haladunk (ne feledje, hogy a multiplexeléshez minden réteget egyszerre világítunk?). Ha az első bithez 1 -et írunk, ez az egy LED akkor világít, amikor először ciklusozunk a rétegek között. Ha 1 -et írunk a második bitre, ez az egyik LED világít a következő két ciklusban. A 3. bit a következő 4 ciklusnak felel meg, a negyedik pedig a következő 8 ciklusnak (tehát 15 ciklusunk van teljes készletben). Tegyük fel, hogy a LED -et teljes fényerejének 1/3 -ára szeretnénk állítani, ami 5/15. Ennek eléréséhez írjunk 1 -et az első és a harmadik bithez, és 0 -t a másik kettőhöz, hogy a LED az első ciklusban bekapcsoljon, a következő kettőben kialszik, a következő négyben bekapcsol, a következő 8 -ban pedig kikapcsol. olyan gyorsan biciklizünk ezen, látásunk "átlagolja" a fényerőt, és a teljes fényerő 1/3 -át kapjuk.

LED -kocka a hullámfunkciók kijelzőjeként?

Az egyik lehetőség, amire a projekt elején gondoltunk, az volt, hogy ezt a kijelzőt a négyzet alakú dobozban lévő részecskék hullámfunkcióinak megjelenítésére használjuk. Írtam egy módszert az Arduino kódba, amely az alapállapotot és az első gerjesztett állapotot ábrázolja, de kiderül, hogy a felbontás nem egészen megfelelő. Az alapállapot jónak tűnik, de az első izgatott állapot némi értelmezést igényel. Ha azonban hunyorít, láthatja, hogy a függvény egy dudornak tűnik, amikor az egyik irányból nézi, és a teljes szinuszhullám -ciklusnak tűnik, ha a másik irányból nézi. Így kell kinéznie a hullámfüggvény amplitúdójának! Mivel még az első izgatott állapot is némi utólagos értelmezést igényel, nem kódoltam más bonyolultabbakat.

9. lépés: Tesztelések

Gratulálunk a kocka kitöltéséhez! Most próbálja meg írni saját megjelenítési funkcióját, és ossza meg munkáját családjával és barátaival:)

Miután a kocka megfelelően működik, ragasztja le a PCB-k hátoldalát nem vezető szalaggal, mivel a csatlakozók most szabadon vannak, és rövidre zárhatják egymást.