8x8x8 Led Cube: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

I denne instruksen skal vi vise hvordan du bygger en 8x8x8 Led Cube. Alt startet som en idé for emnet 'Creative Electronics', som tilhører modulen Electronics Engineering 4. år ved University of Málaga, School of Telecommunications:

Prosjektet generelt består av en co-design maskinvare og programvare. Maskinvaredelen består av kuben og alle tilkoblinger, samt en base som støtter designet. Programvaredelen består av et skalerbart bibliotek, som er implementert for å være nyttig for andre prosjekter.

Kontrollert av en Arduino Uno, danner fem hundre og tolv lysdioder denne kuben, og ettersom de er atskilt i kolonner og lag, kan hver enkelt slås på individuelt.

Vi presenterer noen trinn som kan gjøre prosjektet enklere, selv om dette tar noen dager med lodding. For prosjektet har vi brukt Blue Leds og NPN -transistorer.

Her legger vi ved en liste med nødvendig materiale:

• 512 lysdioder.
• 64 Motstander på 220 ohm.
• 9 Skiftregistre 74HC595.
• 16 2N222 Transistorer.
• Skumplate.
• Flere meter med fin tråd (1,2 mm).
• Strip wire.
• Kontakt (mann og kvinne).
• Strømforsyning.
• Forboret plate (PCB).
• Støtte for struktur.
• Treboks for struktur.

Vi håper alle mennesker liker dette lærerikt.

Trinn 1: Tegn malen for lysdioder

Det første trinnet er å tegne en mal for å gjøre soldatprosessen enklere. I et skumbrett må vi tegne en firkant og dele den i 64 små firkanter, alle adskilt en tomme. I krysset mellom et lite torg og et annet, må vi for eksempel lage et hull med en skrutrekker for å sette lysdiodene inni dem for soldater.

Trinn 2: Bygg en base

Vi må lage en base der lysdioder skal hvile. Det er bedre å lage den med en treplank, som ikke er tung, men heller ikke slak. Etter å ha fått brettet, må vi gjenta trinn 1, men nå her. Vi må markere treet og tegne et kvadrat på 8 tommer, hvor det skal tegnes ytterligere 64 kvadratmeter.

Når vi har tegnet alle, er det øyeblikket å bruke en boremaskin. Med litt 1 mm lager vi et hull som tenner gjennom treet i krysset mellom hver firkant for å sette ledningene som holder strukturen inne i dem.

Ta boremaskinen og bor vekk!

Vi har laget en video for å vise deg hvordan du gjør. Sluttresultatet skal se ut som disse bildene som er gitt her.

Trinn 3: Sett ledningene rett

Det er bedre for strukturen å bruke ledninger mellom lysdioder, fordi de vil gjøre strukturen mer stiv eller ufleksibel. Som normalt selges ledninger i rull, må vi sette dem rett. Vi trenger også en boremaskin for dette trinnet.

Vi må kutte tråden og legge en skive i boremaskinen. Etter at den er festet på den, må vi holde den andre delen av ledningen og slå på boremaskinen. I løpet av få sekunder vil ledningen være rett som et lys!

Vi viser deg hvordan du gjør denne prosessen i videoen, og vi gir en nøkkel for å gjøre prosessen raskere: du kan kutte en lengre ledning, rette den en gang og deretter kutte den.

Trinn 4: Lodd et lag

Når vi er sikre på at alle lysdiodene slår godt på, er det øyeblikket å lodde dem. Vi må skille katoder og anoder for å gjøre prosessen raskere.

I dette trinnet blir alle katodene koblet til. 64 lysdioder og 11 ledninger vil bli brukt: en for hver rad, og tre til for å holde på strukturen. Du kan se hvordan vi klarte det. Vi la 3 mynter på 10 cent for å sette alle ledningene i samme høyde, og deretter startet prosessen.

Det er veldig viktig å kontrollere etter lodding at alle lysdiodene er godt sveiset. Du kan gjøre dette ved å bruke Arduino, koble en ledning til GND og sonder med 5V -inngangen hver ledning, som du kan se i videoen.

Ikke glem å kutte delen av hver katode som ikke har vært soldat.

Og nå har du gjort en, fortsett med de andre syv!

Vi tok noen bilder for å vise prosessen også.

Trinn 5: Lag kubestrukturen

Hvis du er ferdig med lodding, er neste trinn å lage kubestrukturen. Vi sveiser det ene laget over det andre, og skiller det med noen pads laget med skumplate, som vi viser på bildet.

I dette trinnet må alle anodene sveises til ledningene. Nøkkelen er å holde de vertikale ledningene når det er på tide å få laget inn i strukturen, og arbeidet ditt vil ikke være veldig komplisert.

Som vi har sagt før, er det veldig viktig å sjekke etter lodding at lysdiodene fungerer som de skal. Ikke glem i dette trinnet for å fjerne overskuddet av anodebenet. Det er lettere å gjøre det nå, i stedet for å gjøre det på slutten.

Prosessen vil bli fullført når de 8 lagene ligger på hverandre av anodene. Etter det vil anodene loddes til et PCB.

Det er nødvendig å koble vertikale kabler fra basen til hvert vertikale lag med lysdioder for at hvert lag skal fungere og orientere lysdioden på x-, y- og z -aksene. Det kan du se på bildene.

Trinn 6: Tråd opp basen

Vi må sveise de tilsvarende lagene ved hjelp av ledninger av strimler, som vi vil legge til kontakter som kommer inn i kretskortet, for å endelig belyse kuben.

Hver kolonne vil ha en kabel sveiset, og hver åtte kolonne, som danner et vertikalt lag, vil bli forbundet med den samme hankontakten, som deretter settes inn i en hunkontakt i kretskortet. De horisontale lagene vil også bære en kontakt for å ha katodene sammen for tilkobling til PCB.

Trinn 7: Lodd kretsen

Etter kretsskjemaet vil vi sveise alle komponentene til den perforerte platen, bygge bro mellom de nødvendige tilkoblingene og trekke i kabelen hvis det ikke er noe sted å sveise.

For dette trinnet trenger vi:

• Perforert plate (kan være strimler eller uten mønster). Vi har brukt uten mønster
• Motstander
• Mannlige kontakter
• Rekorder
• NPN -transistorer
• Kabel av strimler

Trinn 8: Kubestøtte

Vi vil utarbeide en støtte, i vårt tilfelle av tre, der vi vil introdusere kretsene og støtte terningen.

Hvordan har vi gjort? En eske på 26 cm bred, 31 lang og 10 høy. Vi legger noen små støtter som forhindrer at terningen faller til bunnen av esken, og dermed skader kretsen som går under.

Trinn 9: Kode og programmering

Koden består av en boolsk matrise med 512 verdier som representerer statusen til hver led.

Den er delt inn i to deler, den ene er ansvarlig for å variere statusen for hver ledet ved å endre verdier i matrisen, den andre delen er ansvarlig for å sende informasjon til registerene.

For å sende informasjon til registrene brukes shiftOut () -funksjonen, som som input -byte -type data genererer den klokke- og datasignaler for seriell overføring med registrene.

Behovet for å oversette den boolske matrisen til en matrise av typebyte vises, hver byte representerer en post. Avhengig av kubestørrelsen for å designe antall skiftregistre i prosjektendringene. Denne delen av koden er skalerbar for å lette overføring av informasjon til kuber av forskjellig størrelse.

For å lage animasjoner i kuben bruker vi voxelWrite () -funksjonen, denne funksjonen lar oss endre tilstanden til en LED i henhold til noen koordinater x, y, z.

i den følgende lenken til vår GitHub -side, finner du nyttig informasjon: