3x3x3 LED kocka Arduino Lib -el: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Vannak más utasítások is a LED-kockák építéséről, ez több okból is különbözik: 1. Kevés polcon lévő alkatrészből épül fel, és közvetlenül az Arduino-hoz csatlakoztatható. 2. Világos, könnyen reprodukálható kapcsolási rajzot tartalmaz sok fotóval. 3. A szoftverhez egyedi megközelítést alkalmaznak, amely megkönnyíti és kifejezőbbé teszi a kocka programozását. Szükséges alkatrészek: - 1 Perfboard - 3 NPN tranzisztor (2N2222, 2N3904, BC547, stb.) - 12 ellenállás (~ 220 ohm és ~ 10 k ohm) - 13 fejléc (férfi vagy női) - 27 LED - vezeték

Lépés: Készítse elő a LED -eket

Ez a lépés nagyrészt a 4x4x4 LED -es kockát követi, de helyette 3x3x3 -as kockát építünk. Egy ekkora kocka körülbelül akkora, mint amennyi, anélkül, hogy további áramköröket és összetettséget vezetne be. Összesen 27 LED -re lesz szükségünk, amelyeket három kilenc készletbe fogunk csoportosítani. Minden kilenc LED -készlet közös kapcsolattal rendelkezik a katódjaik között (negatív vezetékek). Mindezeket a halmazokat "szintnek" nevezem. A szint kilenc LED -je mindegyike az anódokon (pozitív vezetékek) keresztül kapcsolódik a másik két szint megfelelő LED -jéhez. Ezeket "oszlopoknak" nevezzük. Ha ennek nem volt értelme, akkor magától értetődő lesz, amikor felépítjük a kockát. Először egy fúrót használunk, hogy egy kis darab fahulladékból készítsünk egy szúrógépet. A jig a helyén tartja a LED -eket, miközben forrasztjuk őket. Úgy döntöttem, hogy a lyukakat 5 ~ 8 hüvelyk távolságra (~ 15 mm) helyezzük el egymástól, de a pontos távolság nem kritikus. A lyuknak szorosan illeszkednie kell a LED köré, mivel nem akarjuk, hogy forrasztás közben elmozduljanak. Miután a jig elkészült, minden LED katódját 90 fokos szögben hajlítjuk. A katód háromféleképpen azonosítható: 1) ez a rövidebb láb, 2) egy kerek LED lapos oldalán található, 3) a LED belsejében lévő nagyobb darabhoz van csatlakoztatva. Győződjön meg arról, hogy a katódot ugyanabba az irányba hajlítja az összes LED -hez. Most készen állunk a forrasztás megkezdésére.

Lépés: Forrasztja a LED -eket

Először helyezze el a kilenc LED -et az újonnan épített jigben. Úgy helyezze el őket, hogy a lábak ugyanabba az óramutató járásával ellentétes irányba mutassanak. A képeken látható, hogy a katód az óramutató járásával megegyező irányba mutat, az anód kifelé néz, de ha megismételném, megfordítanám a LED -eket, hogy a láb ne akadályozza a LED látását. Forrasztja össze az oldalakat, mindkét oldalon egy pár. A forrasztás során kis csipeszekkel rögzítse a lábakat. Miután a négy oldal mindegyike forrasztott, mozgassa a kapcsokat, hogy a sarkokat összetartsa, és vigyen fel forrasztást mindegyikre. Végül forrasztja a középső LED katódját az egyik oldalra, és vágja le a felesleget. Ismételje meg háromszor. Most három kilenc LED -készletre van szüksége. Helyezze a halmazok közül kettőt egymásra. Tartsa a távolságot a LED -ek közötti távolsággal. Ha jól érzi magát a távolság, akkor mindkét lábszár két bilincs segítségével rögzíthető, mindkét irányban egyet, hogy a lábak szilárdan a helyükön maradjanak forrasztás közben. Lehet, hogy meg kell hajolnia egy LED körül a jó kapcsolat érdekében. Forrasztja a kilenc pár mindegyikét, egyenként. Végezze el ezt még egyszer, és kész a kockával. Helyezze a kockát a perfboard egyik oldalára. Győződjön meg arról, hogy a kilenc láb egyenletesen helyezkedik el egymástól, miközben mindegyiket egy lyukon keresztül vezeti. A táblámon minden lyuk között öt lyuk van. A lehető legtöbb helyet szeretné hagyni a parketta másik végén, hogy illeszkedjen a különböző alkatrészekhez. Ha elégedett a pozicionálással, adjon hozzá néhány csipeszt a lábak rögzítéséhez. Hagyjon sok lábat az alján, mert ez megkönnyíti az ellenállások forrasztását később. Fordítsa meg a táblát és forrasztja mindegyik lábát, hogy a helyükön maradjanak. Fordítsa vissza a kockát, miután az összes lábát forrasztották. Végül egy vezetéket kell forrasztanunk minden szintről lefelé a tábla alján. Vágjon le egy darab szilárd drótot, és hajlítson egy kis horgot az egyik végére. Akassza a kampót a középső LED -lábak egyikére, és vezesse át a lyukon a parkettalapon. Forgassa fel a horogvégét, hogy a huzal a helyén maradjon. Ismételje meg ismét a másik két szintnél. A következő lépés az áramkör többi részének felépítése.

3. lépés: Építse fel az áramkört

Az áramkör meglehetősen egyszerű. Mind a kilenc oszlop egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül csatlakozik az Arduino csapjához. Mindhárom szint NPN tranzisztoron keresztül csatlakozik a földhöz, amikor egy Arduino csap aktiválja. Összesen 12 kimenetet használunk az Arduino -n, de 18 LED van a tápellátáshoz. A trükk az, hogy egyszerre csak egyetlen szintet lehet megvilágítani. Ha egy szintet csatlakoztat a földhöz, akkor az adott szinten lévő LED -ek mindegyike külön -külön táplálható a kilenc másik Arduino csap egyikén keresztül. Ha elég gyorsan megvilágítjuk a szinteket, úgy tűnik, mintha mindhárom szint egyszerre világítana. Építsük fel az áramkört. Az első lépés a kilenc áramkorlátozó ellenállás előkészítése. 220 ohm -ot használok csaponként, ami körülbelül 22 mA -t vesz fel. Az érték a használt LED -ek függvényében változhat, de körülbelül 135 és 470 ohm között marad. Mindegyik tű 40 mA áramforrást képes előállítani. A helytakarékosság érdekében az ellenállásokat függőleges helyzetben szeretnénk forrasztani. Hajlítsa le az egyik vezetéket úgy, hogy mindkét vezeték párhuzamos legyen egymással. Tegye ezt mind a kilenc ellenállásra. Ha az ellenállások készen állnak, egyesével forrasztjuk őket. Ennek megkönnyítése érdekében az ellenállás vezetékeket közvetlenül a többi alkatrészhez forrasztjuk, ahelyett, hogy mindegyikhez külön vezetéket használnánk. Az ellenállás egyik vége egy oszlophoz csatlakozik, a másik pedig egy fejléchez. Kezdje az első LED -sorral, amely a legközelebb van az ellenállásokhoz, és haladjon vissza. Miután minden sor befejeződött, egy kis szalagdarab segítségével elkülönítheti az átfedő vezetékeket a rövidzárlat elkerülése érdekében. Tekintse meg a fényképeket és az ábrát, hogy ez hogyan fog kinézni, ha elkészült. Most, hogy az oszlopok el vannak távolítva, a következő lépés a szinteket vezérlő komponensek forrasztása. Az NPN tranzisztor bázisát egy Arduino csap aktiválja egy 10k -os áramkorlátozó ellenálláson keresztül (vagy annak környékén). Ez összeköti a megfelelő szintet a földdel, amely lehetővé teszi az áram áramlását a LED -eken. Nézze meg a képeket és a diagramot. A befejezés után a LED-eknek az Arduino 2-10-es csapjaihoz kell csatlakozniuk, a szinteknek pedig a 11-13-as tűkhöz, alulról felfelé. A csapok a szoftverben is konfigurálhatók, ha más beállításra van szükség. Az áramkör befejeződött, ideje továbblépni a szoftverhez!

4. lépés: A szoftver használata

Találtam néhány kódpéldát, amelyek a LED -kocka vezérlésére szolgáló háló körül lebegtek. Mindegyikhez nagy mennyiségű bináris vagy hexadecimális adatra volt szükség a LED -ek vezérléséhez. Úgy gondoltam, hogy van egy egyszerűbb módja is, ezért nekiláttam, hogy saját szoftvert írjak. Az első döntésem az volt, hogy a szoftvert tükrözzem a hardvernek. Ez azt jelentette, hogy minden LED -et oszloponként és szintenként kell kezelni a nyers portadatok vagy a hagyományos x, y, z helyett. A második döntés az volt, hogy az alapvető funkciókkal kell kezdeni, például egyetlen lámpa be- vagy kikapcsolásával, és onnan építkezve. Végül úgy döntöttem, hogy bemutatok két olyan funkciót, amelyek hasznosak az érdekesebb hatásokhoz. Az egyik egy puffer, amely lehetővé teszi az alapvető funkciók számára, hogy bonyolultabb mintákat hozzanak létre. A másik egy szekvenciafüggvény, amely egy sor LED -et világít egyszerre, vagy egyszerre. A könyvtár eljárási kódként és laza funkciókként indult. Innen nagyon könnyű volt követni az oktatóanyagot egy újrafelhasználható Arduino könyvtár létrehozásához. Feltétlenül töltse le a könyvtárat, és csomagolja ki a vázlatfüzetbe/könyvtárakba. Ha helyesen van beállítva, talál egy példát az Arduino szoftverben a Fájl> Példák> LedCube> ledcube menüpont alatt. A kód a Githubon is elérhető a gzip/arduino-ledcube címen. Köszönöm, hogy elolvasta!