Home-theater-designers
Если вы баловались некоторыми проектами для начинающих Arduino, но ищете что-то немного постоянное и на совершенно другом уровне потрясающего, то скромный светодиодный куб 4 x 4 x 4 - естественный выбор. Конструкция намного проще, чем вы думаете, и, используя мультиплексирование, мы можем управлять всеми светодиодами напрямую с одной платы Arduino Uno. Это отличный способ пайки, и общая стоимость компонентов не должна превышать 40 долларов.
Сегодня я подробно расскажу о конструкции и предоставлю для работы некоторое программное обеспечение, которое выглядит впечатляюще и учит основам.
что такое kernel_task Mac
Тебе понадобится
- AnАрдуино. Прилагаемый код предполагает использование Arduino Uno, но его также можно отрегулировать для более крупной модели.
- 64 светодиода - выбор за вами, но я использовал эти сверхяркие 3мм синие светодиоды ( 3,2 в 30 мА ) @ 2,64 фунта стерлингов за 50.
- 16 резисторов соответствующего значения для ваших светодиодов. Для приведенных выше светодиодов 100 из них были куплены на 99 пенсов. Использовать ledcalc.com - введите 5В для напряжения питания, напряжения светодиодов (в моем случае 3,2) и тока в миллиамперах (3,2). Желаемый резистор будет показан в поле с надписью Ближайший резистор с более высоким номиналом , а затем просто найдите это значение на eBay.
- Некоторые ремесленная проволока для усиления основной конструкции и для украшения - я использовал 0,8 мм толщина.
- К макетная плата какого-то типа, к которому вы можете припаять все свои биты. Я использовал тот, на котором не было полных гусениц, так как у меня нет гусеницы, но я использую то, что вам подходит. Щит для прототипирования Arduino слишком мал, если вы действительно не сожмете светодиоды вместе.
- Случайный компонентный провод - некоторые жилы сетевого кабеля и некоторые провода для прототипов из комплекта подойдут.
- Зажимы под крокодил или помогающие руки полезны для удержания бит на месте.
- Паяльник и припой.
- Немного древесного лома.
- Сверло того же размера, что и ваши светодиоды.
Примечание: 3D-рисунки в этом уроке были созданы за считанные минуты с использованием TinkerCAD . Я следил за существующей сборкой, подробно описанной в Instructables пользователемforte1994, который вы также можете прочитать, прежде чем пытаться это сделать.
Обязательно прочтите все эти инструкции. первый прежде чем пытаться это сделать для себя.
Принцип этого дизайна
Прежде чем приступить к строительству, важно иметь полное представление о том, как эта штука будет работать, чтобы вы могли импровизировать и выявлять ошибки по ходу дела. Некоторые светодиодные кубы используют один выходной контакт для каждого отдельного светодиода, однако в кубе 4x4x4 это потребует 64 контакта - чего у нас точно нет на Arduino Uno. Одним из решений было бы использование регистров сдвига, но это излишне сложно.
Чтобы управлять всеми этими светодиодами всего с 20 контактов, мы будем использовать метод, называемый мультиплексированием. Разбив куб на 4 отдельных слоя, нам понадобятся только контрольные выводы для 16 светодиодов - поэтому, чтобы зажечь определенный светодиод, мы должны активировать как слой, так и контрольный вывод, что дает нам в общей сложности 16 + 4 вывода. Каждый слой имеет общий катод - отрицательную часть схемы - поэтому все отрицательные выводы соединяются вместе и подключаются к одному выводу для этого слоя.
На аноде (положительный) сторона, каждый светодиод будет подключен к соответствующему светодиоду в слое выше и ниже него. По сути, у нас есть 16 столбцов положительных сторон и 4 слоя отрицательных. Вот несколько трехмерных изображений соединений, которые помогут вам понять:
Строительство
Поскольку мы не будем использовать полностью металлическую конструкцию для пайки, мы хотим, чтобы все ножки светодиодов перекрывались примерно на четверть и придавали конструкции жесткость. Сложите катод светодиодов стороной с плоской выемкой на головке и более короткой ножкой, как показано на схеме. (На самом деле не имеет значения, сгибаете ли вы его влево или вправо, если вы последовательны и он никогда не касается анода)
Первая важная часть этого проекта - изготовление деревянного приспособления. Это будет удерживать слой светодиодов, пока вы будете спаивать ножки вместе, поэтому он должен быть точным и не слишком свободным. Используя сверло того же размера, что и ваши светодиоды, отмерьте и просверлите матрицу 4x4 из равноудаленный дыры. Имейте в виду, что вы хотите, чтобы примерно четверть ножки пересекалась со своим соседом, и используйте настоящую линейку. Проверьте каждое отверстие, чтобы убедиться, что светодиод плотно прилегает, но не настолько плотно, чтобы вы не смогли вытащить его снова или у вас возникнут проблемы при попытке удалить полностью спаянный слой.
Припаиваем катоды к 4 рядам светодиодов. Будьте осторожны, чтобы не перегоревшие светодиоды - вам нужен хороший горячий утюг, и чтобы он был как внутри, так и снаружи. Вот мои первые четыре ряда завершены.
Теперь, чтобы усилить жесткость слоя, отрежьте и припаяйте два прямых отрезка проволоки к каждому концу, убедившись, что они соединяются с каждым рядом. Это ваш первый готовый слой. Оставьте пока все лишние ноги торчащими сбоку.
Теперь было бы отличное время для тестирования - просто загрузите приложение Arduino по умолчанию для мигания, подключите резистор, поместите заземление в рамку слоя и по очереди нажмите положительный вывод на каждый светодиод.
Надеюсь, они все загорятся. Если нет, убедитесь, что вы не пропустили где-то паяное соединение, и, если необходимо, замените светодиод.
Снимите этот слой с приспособления и повторите процесс. Еще 3 раза .
Не беспокойтесь, если ваша пайка не идеальна - пока она не сломается, а соединение прочное, это не повлияет на конечный продукт. Признаюсь, моя пайка была безнадежной, кондуктор отключился, и все это напоминало падающую Пизанскую башню. Тем не менее, я горжусь готовым кубом, а когда светятся светодиоды, вы все равно не будете смотреть на паяные соединения!
Объединение слоев
Когда у вас будет 4 готовых слоя, вам нужно соединить все вертикальные ножки вместе. Я обнаружил, что это самая сложная часть сборки, и, чтобы облегчить процесс, я вырезал подступенок из карты.
Это позволило сохранить слои на соответствующей высоте, но многие ноги все равно не выровнялись идеально - для этого я использовал зажимы из крокодиловой кожи, чтобы удерживать их на месте.
Первая глупая ошибка, которую следует избегать
Только после завершения полного слоя я понял, что переходник для карточек застрял на месте, поэтому мне пришлось его вырезать! Не делайте той же ошибки, что и я - сделайте подступенок длиннее сбоку и соедините части карты за пределами куба, чтобы, когда вы закончили слой, вы могли разобрать подступенок и вытащить карту.
2-я глупая ошибка, которую следует избегать
Очевидно, не припаивайте вертикальную ножку к катодной раме. Вертикальные ножки должны соединяться только с другими вертикальными ножками и ни с чем другим.
Опять же, проверьте после того, как каждый слой был прикреплен. Фактически, проверьте все слои, касаясь только положительного вывода до кончика самого верхнего слоя, тем самым убедившись, что у вас есть хороший контакт, проходящий через все слои.
Когда все 4 слоя были спаяны вместе, я приступил к небольшой очистке - я оставил одну ногу, выступающую из каждого слоя, что-то вроде ступеньки - позже она будет сброшена на плату. Остальные посторонние куски металлического каркаса и ножек были отрезаны. Очевидно, не обрезайте ни одну из вертикальных ножек - нам нужно вставить их в нашу макетную доску.
Крепление к доске
Помните, я сказал, что крепление каждого слоя к самому себе было самой сложной частью? Я врал. На самом деле сложнее вставить 16 светодиодных ножек в крошечные отверстия на макетной плате. Самый простой способ, который я нашел, заключался в том, чтобы проткнуть 4 штуки за раз, закрепить их снизу зажимами из крокодиловой кожи, а затем перейти к следующему ряду из четырех штук. Если это помогает, используйте маркер, чтобы заранее обозначить расстояние.
Оглядываясь назад, я бы сначала поместил резисторы в макетную плату. Как бы то ни было, я сначала припаял все ножки куба к плате, а затем попытался аккуратно протолкнуть резисторы между ними. Учитесь на моей ошибке и сначала разместите резисторы.
Я попытался расположить их одинаково ступенчато, чтобы затем можно было использовать одну всю сторону куба для всех окончательных подключений к Arduino. Вот принципиальная схема, которую я использовал:
Для четырех отрицательных слоев я опустил по одному проводу с каждого слоя, а затем просто отодвинул их в сторону, вот так:
Наконец, я добавил несколько соединительных проводов, которые затем можно было вставить в соответствующие контакты Arduino. Используйте самый длинный из имеющихся у вас. Обратите внимание, я испортил порядок местами из-за плохого планирования. Однако каждый ряд светодиодов имел цветовую кодировку.
Вот и все. Законченный!
Программирование вашего куба
Я знаю, что вам не терпится запустить эту штуку, поэтому вставьте 4 отрицательных слоя в Аналоговый ввод / вывод порты A2 (нижний слой) через A5 (верхний слой) (они также могут действовать как цифровой ввод / вывод) . Затем подключите 16 контактов управления светодиодами, начиная с +1 в крайнем правом углу к цифровой ввод / вывод порт 0 , с участием +15 а также +16 переходя в аналог A0 и A1 . (Не используйте AREF и GND)
Загрузите демонстрационные шаблоны и код от обучаемого пользователя forte1994 . Он также предоставил полезный онлайн-инструмент для разработки байтовых шаблонов для настройки вашей собственной последовательности. Вот видео этого кода в действии на моем кубе (Я установил скорость на 5 вместо стандартных 20) .
как удалить профили на xbox 360
Конечно, это не единственный способ запрограммировать куб, поэтому позвольте мне потратить несколько минут, чтобы научить вас основам создания собственных шаблонов. программно , а не воспроизводить предустановленные шаблоны, как это делает вышеприведенная демонстрация.
Вот несколько вещей, которые вы должны знать, пытаясь запрограммировать свой куб:
- Чтобы обратиться к одному светодиоду, вы используете самолет (слой) номер 0–3 и номер вывода светодиода 0–15. Поверните плоскость на выход LOW (так как это отрицательная ветвь) и номер контакта светодиода HIGH (положительная ветвь), чтобы активировать светодиод.
- Перед включением одного светодиода убедитесь, что все остальные плоскости выключены - это означает, что установите для них ВЫСОКИЙ выход. В противном случае загорится столбец светодиодов, а не один светодиод.
Имея это в виду, я сделал для вас две очень простые программные последовательности - загрузите код отсюда. Первый просто последовательно загорает все светодиоды. Для этого мы используем два цикла for, перебирая каждый слой и каждый контрольный вывод.
Второй - случайный цикл (вам нужно закомментировать первый и включить его в основном цикле, чтобы проверить его). Он просто выбирает случайный слой и случайный контрольный штифт, мигая их включением и выключением.
Резюме
Меня не пугает эта сборка - мне серьезно не хватает навыков пайки, и я справился с этим хорошо (Думаю?) . Общее время сборки составляло около часа в день в течение недели. В следующий раз я попытаюсь научить вас более амбициозному программированию для куба, поэтому я надеюсь, что вы присоединитесь ко мне в создании своего собственного куба на этой неделе и загрузке нового кода на следующей неделе - и если вы действительно сделаете свой собственный потрясающие приложения или последовательности, загрузите их на Pastebin и дайте нам знать в комментариях!
Делиться Делиться Твитнуть Эл. адрес 3 способа проверить, является ли электронное письмо настоящим или поддельнымЕсли вы получили письмо, которое выглядит немного сомнительным, всегда лучше проверить его подлинность. Вот три способа узнать, настоящее ли электронное письмо.
Читать далее Похожие темы- Сделай сам
- Ардуино
Джеймс имеет степень бакалавра в области искусственного интеллекта и имеет сертификаты CompTIA A + и Network +. Когда он не занят в качестве редактора обзоров оборудования, он любит LEGO, VR и настольные игры. До прихода в MakeUseOf он работал светотехником, учителем английского языка и инженером центра обработки данных.
Ещё от James BruceПодписывайтесь на нашу новостную рассылку
Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!
Нажмите здесь, чтобы подписаться