LED kubo ekranas: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šiame projekte jūs sukursite 8x8x8 LED kubą kaip ekraną. Sukūrę kubą ir išmokę kodo pagrindų, galėsite parašyti savo ekrano animaciją. Tai puikus vaizdas mokslo tikslais ir bus puikus jūsų kambario dekoratyvinis priedas! Kubo kūrimo metu įgysite daugybę pagrindinių elektronikos įgūdžių, o tai atvers kelią sudėtingesniems projektams ateityje.

Tai mano individualus elektronikos kurso projektas, kuris truko apie penkias savaites. Šiam projektui praleidau 12 valandų per savaitę ir turėjau prieigą prie dalių ir įrankių, paprastai randamų kolegijos elektronikos laboratorijoje. Taip pat gali būti gerai žinoti, kad nors darbo krūvis nėra pyragas, praktinės patirties nereikia. Vietoj to, jūs įgysite daug patirties ir pasimokysite iš savo klaidų.

Atsakomybės atsisakymas: dizainą ir kodą pasiskolinau iš Kevino Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99), kuris sukūrė 8x8x8 RGB kubą (taip padvigubindamas darbą!). Bangos formos ekranas yra mano paties darbas. Primygtinai rekomenduoju pažiūrėti visus jo LED vaizdo įrašus prieš pradedant projektą! Jie labai padeda suprasti, kaip viskas veikia, o tai yra labai svarbu šiam sudėtingam projektui! Kai aptariau grandinės jungtis ir kodą, trumpai paaiškiniau apie grandinę ir bendrą architektūrą, todėl nedvejodami pereikite prie tos dalies, kad gautumėte teorinį supratimą:)

1 žingsnis: dalių sąrašas

• vienspalviai išsklaidyti šviesos diodai x512 su ~ 30 atsarginių dalių (galite pastebėti, kad pats naudojau tris spalvas. Iš pradžių ji buvo sukurta taip, kad padėtų atspindėti bangos formos amplitudę (pvz., raudona reiškia didesnę amplitudę), bet aš netinkamai lituodavau gabalėlius, todėl galų gale aš tiesiog laikiau juos vienodais. Jei vis dar norite keisti spalvas vertikalia kryptimi, perskaitykite pastabas apie vertikalių pjūvių žingsnį:))
• Kompiuterių plokštės, vidutinės x7 ir mažos x2 (tai yra mano laboratorijoje, bet nedvejodami pakoreguokite dydį, atsižvelgdami į tai, kas jums yra prieinama! Prašome perskaityti grandinių skyrių, kad pamatytumėte. Radau, kad pradedantiesiems, PCB be prijungtų juostų yra patogesni, daugiausia dėl to, kad galite pridėti ir iškirpti jungtis savo nuožiūra. Lituoti gali būti sudėtinga!)
• NPN 2N3904 tranzistoriai x72
• 1k rezistoriai x 150
• 100 omų rezistoriai x 72
• P-kanalo MOSFETai IRF9Z34 x8 plius 8 užspaudžiamos šilumos kriauklės
• 100 x Farads kondensatorių x8
• 74HC595 pamainų registrai x9
• „Arduino Uno +“varžtų skydas (aš naudoju proto varžtų skydo R3 rinkinį)
• Viela su 8 spalvų izoliacija (labai rekomenduoju naudoti skirtingas spalvas! Turėsite daug laidų šalia vienas kito, o spalvos tikrai padeda, kai tikriname grandinę.)
• 5V 2.8A maitinimo šaltinis (kol jūsų maitinimo šaltinio srovės riba yra didesnė nei 64*(srovė per 1 šviesos diodą), ji turėtų veikti gerai:))
• laidų gnybtai
• „Molex“antraštės su 8 ir 6 kaiščiais.
• „Molex“vielos korpusas su 8 ir 6 kaiščiais (jų kiekis skirsis priklausomai nuo jūsų PCB dydžio ir grandinės konstrukcijos, todėl prieš nuspręsdami, kokio numerio jums reikia, perskaitykite visą instrukciją (ypač grandinės dalį):))
• Lituoklis
• Plikas varinis laidas (kad būtų saugu, paruoškite 50 m)
• Didelė medžio lenta (maždaug 9 colių iš kiekvienos pusės)
• 12 colių mediniai iešmai (neprivaloma; jei rasite būdą, kaip padaryti tiesius laidus, jums to nereikia)
• lipni juosta
• ilgi nagai x16

Įrankiai

• Lituoklis
• vielos pjaustytuvas
• replės
• klijų pistoletas (neprivaloma; jei rasite būdą, kaip padaryti tiesius laidus, jums to nereikia)
• gofruotojas
• radiatoriaus spaustukai x2 (taip pat veikia aligatoriaus spaustukai)
• vielos nuėmėjas

2 žingsnis: darykite LED eilutes

Pirmiausia išbandykite visus šviesos diodus! Aš sukūriau grandinę su šviesos diodu ir 100 omų rezistoriumi. Tada aš išbandžiau po vieną šviesos diodą ir pridėjau, kad lygiagrečiai su kitu šviesos diodu. Mes norime atmesti 1) sugedusius šviesos diodus, 2) šviesos diodus su anodu ir katodu atgal (nenorite tiesiog „prisiminti“, kuris iš jų yra apverstas!) 3) šviesesnių šviesos diodų.

Tada mes pagaminome medinį stendą, kuris taip pat yra mano paskutinis kubo laikiklis. Gręžkite 8x8 tinklelį su 1 coliu tarp skylių centro. Pasirinkite grąžtus, kurių skersmuo šiek tiek viršija jūsų šviesos diodų skersmenį, kad jie tilptų į skyles ir vis tiek liktų tiesūs. Prie perimetro prikalėme papildomas medines juosteles, kurios išlaikė plokščią plokštės paviršių (plokštei naudojome fanerą, todėl ji buvo pakankamai lanksti). Be to, tai padidino vietas su skylėmis taip, kad šviesos diodai galėtų prasiskverbti pro skyles. Pasirinkite vieną pusę ir uždėkite du ilgus vinis toje pačioje linijoje kaip skylių centrai. Mes pririšime laidus prie šių vinių.

Dabar galime pradėti kurti LED eilutes! Neradau veiksmingo būdo tiesiems laidams gaminti, todėl atlaisvinau tik medinius blokus. Padėkite laidą per bloko kraštą; laikykite vielą žemyn nykščiu vienoje bloko pusėje ir ištraukite laidą; bloko kraštas atlenks laidą. Rekomenduoju užsimauti pirštinę, kad apsaugotumėte nykštį:(Į šią eilutę įdėkite 8 šviesos diodus su ilga „koja“, anodu, nukreipta į vieną pusę. Mes ketiname juos lituoti ant vielos. Atkreipkite dėmesį, kad plokštuma, kurią sudaro anodo kojelė ir katodo kojelė, turi būti statmena vielos linijai, o katodo kojelė - toliau nuo vielos. Užriškite vielą ant vinio ir traukite, kad eitų per šviesos diodus, kol ji bus tiesi ir įtempta. Užriškite jį ant kito nago. Sureguliuokite laido aukštį (pastebėjau nedidelį plokščią plotą ant LED kojelės ir sureguliavau laidą taip, kad jis liestų šią sritį visiems šviesos diodams). Šis aukštis yra savavališkas, tačiau prašau būti nuoseklus. Atminkite: 1) jūsų kubo lygio aukščio skirtumas bus maždaug 1 colio (taigi laidai negali būti per aukšti); 2) šviesos diodai gali sulūžti po lituoklio kaitros (taigi laidai negali būti per žemi) (nors aš asmeniškai nesu patyręs jokių problemų). Dabar jūsų viela turėtų liesti ilgąją visų šviesos diodų koją, sudarydama kryžių. Lituokite laidą ir anodo laidus, o po to nukirpkite laidus.

Šiame projekte aš eksperimentavau su dviem skirtingomis lydmetalio jungčių konfigūracijomis. Vienas iš jų yra aukščiau aprašytas kryžminis kontaktas, o kitas - LED kojos lenkimas taip, kad kontaktiniai laidai būtų lygiagrečiai. Teoriškai lygiagrečios kontaktinės jungtys yra atsparesnės įtempiams, tačiau, atsižvelgiant į šviesos diodų šviesą, kryžminės jungtys tikriausiai nėra tokios kenksmingos. Įgysite daug praktikos lituojant laidus ir LED kojas, todėl drąsiai eksperimentuokite su įvairiomis technikomis! Aš naudojau plokščią antgalio lituoklį, ir aš asmeniškai manau, kad jis leidžia geriau valdyti litavimo lizdus ir didesnį šilumos sąlyčio paviršiaus plotą.

Baigę lituoti, naudokite duonos lentą, kad patikrintumėte šviesos diodus, kad patikrintumėte jungtis (svarbu). Priveržkite teigiamą laidą prie laido ir perbraukite neigiamą laidą per trumpas LED kojas. Jie visi turėtų užsidegti! Patikrinę, ar jiems viskas gerai, švelniai stumkite šviesos diodus iš apačios, kad jie išsiskirtų, ir pastumkite vielą aukštyn. Galite nukirpti kilpinius galus, bet tikrai sutaupykite šiek tiek ilgio!

Ką daryti, jei mano šviesos diodas neužsidega?

Pirmiausia galite patikrinti, ar gavote katodą ir ar anodas buvo apverstas. Tada pabandykite nukirpti teigiamą laidą prie LED kojelės, o ne visą laidą. Jei jūsų šviesos diodas užsidega taip, galite iš naujo lituoti šviesos diodą. Jei jūsų šviesos diodas vis tiek neužsidega, pakeiskite jį kitu.

Turime pagaminti 64 tokias LED eilutes:)

3 žingsnis: vertikalių skiltelių litavimas

Kaip peržiūra, visi kiekvieno sluoksnio anodai yra prijungti ir visi katodai kiekviename vertikaliame stulpelyje yra sujungti. Dabar turime padaryti vertikalias skilteles. Prisimeni du vinis, kuriuos įkišome į lentą, kad surištume laidus? Dabar panašiai įveskite dar 14 iš jų:) (Dėmesio: gerai paduokite nagų galiukus! Daug spustelėsite pirštus aplink tuos patarimus.)

Dabar uždėkite 8 LED eilutes ant lentos ir įsitikinkite, kad jų kojos nukreiptos ta pačia kryptimi. Atkreipkite dėmesį, kad laidai turi būti lygiagrečiai vinių eilėms! Paspauskite šviesos diodus taip, kad jie būtų vienodo aukščio. Jei kai kurie šviesos diodai nuolat užsidega (galbūt dėl jūsų laido išlinkimo), nubraukite juostelę ant lentos galų. Dabar perveskite laidus per nagus, kaip ir anksčiau. Galėčiau tik pastebėti, kad laidai yra maždaug vienodo aukščio, bet tai gerai, nes jums tikrai rūpi, kad šviesos diodai būtų vienodo aukščio.

Lituokite katodo laidus ant laidų. Pastebėsite, kad čia aš naudojau lygiagretaus kontakto litavimo konfigūraciją ir radau, kad ji yra tvirtesnė ir atrodo geriau nei kryžminės jungtys, tačiau tai užima daugiau laiko, nes reikia 1) sulenkti laidus replėmis; 2) įsitikinkite, kad sulenkta dalis liečia pagrindinį laidą; 3) sulenkite tą sekciją, kad ji būtų tinkamo aukščio, nes jūsų lituoklis pateks kampu ir jums reikia lygintuvo vienu metu paliesti abu laidus.

Jei norite naudoti skirtingas spalvas skirtinguose sluoksniuose…

Įsitikinkite, kad kiekviena jūsų skiltelė atspindi spalvų schemą. Pavyzdžiui, jei norėčiau, kad trys viršutiniai sluoksniai būtų geltoni šviesos diodai, du viduriniai - oranžiniai šviesos diodai, o apatiniai trys - raudoni šviesos diodai, aš išdėstysiu tris geltonus šviesos diodų stulpelius, du oranžinius ir tris raudonus.. Įsitikinkite, kad jūsų spalvų tvarka ir šviesos diodų orientacija atitinka visus aštuonis gabalus!

Naudokite duonos lentos sąranką, kad patikrintumėte visus kiekvienos skiltelės šviesos diodus. Čia tikrai lengviau lituoti, kai jūsų šviesos diodai yra apsaugoti, o ne oro viduryje.

Jei jūsų laidai nėra tiesūs ant savęs, dar netraukite pjūvio nuo nagų! Perskaitykite kitą žingsnį

Jei jau turite tiesius laidus, švelniai stumkite šviesos diodus iš apačios ir pastumkite gabalėlį nuo nagų. Dar nenukirpkite galų:)

4 žingsnis: vertikalių pjūvių palaikymas

Jei jūsų laidai turi tam tikrą kreivumą, kaip ir mano, mes galime juos pritvirtinti lygioje plokštumoje, pridėdami standžią atramą išilgai perimetro. Aš pasirinkau 12 colių medinius iešmus, nes jie yra lengvai prieinami „Amazon“. Aš klijavau iešmus ant perimetro ir pridėjau mažus gabalėlius kampuose, kad sustiprintų rėmą. Daugiau informacijos rasite nuotraukose. Atkreipkite dėmesį, kad tik du iešmai yra pritvirtinti prie laidų, o kiti du iešmai yra virš visos tinklelio. Rekomenduoju pirmiausia išbandyti rėmą be kampų. Radau, kad papildomos trumpos lazdelės trukdė šviesos diodams, kai sudėjau riekeles, o klijų jungtys tikriausiai yra pakankamai tvirtos, kad vis tiek laikytų LED tinklelį. Jei tinklelis vis tiek šiek tiek išsipūtęs, paspauskite dvi nesuklijuotas puses ir kelis taškus priklijuokite prie iešmų. Dar nenupjaukite palaidų galų! Visų pirma, šono, esančio kubo apačioje, laikykite šiek tiek ilgio iešmų, kad galėtume išlaikyti šviesos diodus nuo grindų.

5 žingsnis: kubo surinkimas

Dabar, kai turime gabaliukus, galime pagaminti kubą! Man buvo lengviau juos sukrauti, o ne klijuoti vertikalias skilteles, bet jei turite bendradarbį, nedvejodami improvizuokite! Kad išvengtumėte klaidų, pirmiausia klijuokite griežinėlius prie kito iešmo rinkinio ir vėliau pridėkite jungiamųjų laidų. Kaip matote nuotraukoje, aš suklijavau keturis iešmelius kampuose, kad padėčiau išlyginti ir palaikyti sluoksnius. Atminkite, kad idealiu atveju sluoksniai yra 1 colio atstumu. Radau, kad mano šviesos diodai buvo ant medinio rėmo iš ankstesnio sluoksnio, todėl man nereikia jų laikyti, kol juos klijuoju, bet jei jūsų griežinėliai ilsisi mažesniame aukštyje, bendradarbis ar kai kurios medinės juostos (žr. Nuotrauką) padėti. Prieš klijuodami skilteles, įsitikinkite, kad jų kryptis yra teisinga! Norite, kad katodo ir anodo galai būtų nukreipti vienodomis kryptimis. Taip pat patikrinkite šviesos diodų orientaciją.

Labai svarbu įsitikinti, kad, sudėjus kiekvieną sluoksnį, užsidega šviesos diodai! Surinkus visa tai būtų beveik neįmanoma patekti į kubo centrą.

Galite pastebėti, kad mano mediniai rėmai nebūtinai sutampa vienas su kitu, bet jei pažvelgsite į šviesos diodus, jie geriau susilygins! Kadangi šį kubą matysime tamsioje aplinkoje, netinkamas rėmo išdėstymas yra priimtinas.

Tada naudokite papildomus laidus, kad lituotumėte anodo laidus tame pačiame lygyje. Jei jums sunku ten išlaikyti laidus, pabandykite „pinti“laidą per laidus (pakaitomis, kaip viela kerta laidus, tarp viršaus į apačią). Gerai, jei šie laidai nėra visiškai tiesūs, nes pagrindinė šviesos diodų struktūra jau nustatyta, o šoniniai laidai nėra labai matomi, kai įjungiame šviesos diodus.

Kad būtumėte saugūs (verčiau klystume atsargiai, taip?), Dar kartą išbandykite visus šviesos diodus. Šiuo metu, jei viena iš kubo centre esančių lempučių neužsidega, nesu tikras, ar yra paprastas būdas tai išspręsti: (Tačiau jei kruopščiai tikrinsite šviesos diodus, kai sukrausite sluoksnių, šviesos diodai vis tiek turėtų būti gerai.

Dabar mes galime nupjauti vielos perteklių iš visų, išskyrus apatinę pusę. Dabar galime laikinai atidėti kubą! Sveikinu! Dabar esame daugiau nei pusiaukelėje:)

6 žingsnis: grandinės jungtys

Prieš sudėdami grandinės elementus į PC plokštes, perskaitykite pdf schemas. Ši schema skirta Kevin Darrah RGB kubui ir kadangi mūsų kube yra vienspalviai šviesos diodai, mūsų darbo krūvis iš tikrųjų yra tik trečdalis to (konkrečiai turime trečdalį katodo valdiklių). Aš primygtinai rekomenduoju įdėti visus grandinės elementus į PCB, kad pirmiausia patikrintumėte tarpus. Suteikite sau daugiau vietos darbui, ypač pamainų registravimo plokštėms ir anodo valdymo plokštėms. Tada išmeskite grandinės komponentus ir lituokite tik kelis vienu metu, nes lituoti yra mažiau sunku, kai netrukdo tiek daug grandinės komponentų kojelių.

anodo ir katodo grandinės

Mūsų grandinės konstrukcija yra tokia, kad kai įvestys į anodo grandinę ir katodo grandinę yra 5 V (arba HIGH), šviesos diodas yra įjungtas. Pirmiausia pereikime prie anodo grandinės. Kai įėjimas yra AUKŠTAS, tranzistorius greitai tampa prisotintas, o kolektoriaus įtampa nukrenta iki beveik 0, o tai reiškia, kad MOSFET vartai yra traukiami žemai. Kadangi MOSFET šaltinis yra prijungtas prie 5 V įtampos, LOW vartuose reiškia, kad išleidimo įtampa nustatyta kaip HIGH. Šaltinio kondensatorius padeda išlaikyti sistemą stabilią.

Kai katodo valdymo įvestis yra HIGH, tranzistorius vėl prisotinamas ir kolektoriaus įtampa nukrenta iki 0 V. Kolektoriaus gnybtas jungiamas prie šviesos diodo per srovės ribojimo rezistorių. Srovės ribojimo rezistorių galite pasirinkti pagal savo LED savybes. Kadangi naudoju raudonus, oranžinius ir geltonus šviesos diodus, naudojau 100 omų. Matome, kad dabar teigiama šviesos diodo pusė yra pakelta aukštai, o neigiama - žemai, o šviesos diodas užsidega.

Kadangi turime 64 katodų laidus (kiekvienas stulpelis) ir 8 anodo laidus (kiekvienas sluoksnis), mums reikia 64 katodo valdymo rinkinių ir 8 anodo valdymo rinkinių. Aš rekomenduoju, kad visi 8 valdiklių rinkiniai būtų toje pačioje plokštėje, nes kiekvienas poslinkių registras jungiasi prie 8 valdiklių, ir atrodo, kad labiau organizuota, jei 8 jungiamieji laidai eina į tą pačią vietą. Būkite atsargūs, kad neperkrautumėte lentų! Mes ketiname paleisti daug laidų, todėl įsitikinkite, kad turite pakankamai vietos! Lituokite visus komponentus prie plokštės. Vienas triukas, kaip padidinti darbinio paviršiaus stabilumą, yra lituoti to paties aukščio komponentus (pvz., Lituoti tranzistorius po visų rezistorių litavimo, kad rezistoriai nenukristų). Kiekvienam 8 katodo valdymo grandinės rinkiniui būtinai prilituokite vieną 8 kontaktų antraštę, kuri perduoda duomenis į LED kubą.

Iš schemų tai nematyti, tačiau visur, kur yra tranzistorius, turime jį prijungti prie GND ir 5V

poslinkio registro grandinės

Pamainų registrai yra sujungti vienas su kitu per 6 laidus. Jie yra prijungti lygiagrečiai 5V, GND, CLOCK, LATCH ir BLANK, o nuosekliai - DUOMENims. Prijungdami laidus įsitikinkite, kad katodo poslinkio registrai yra sekos pabaigoje, nes DUOMENYS visada eina į pačią serijos linijos pabaigą. Iš esmės „Arduino“siunčia dvejetainio kodo eilutę, kuri teka DATA linijos ryšiu. Tada dvejetainis kodas suskirstomas į 8 bitus per pamainos registrą. Tada 8 pamainų registro gnybtai yra prijungti prie 8 katodo/anodo valdiklių. 5 V maitina visą kubą, o kadangi vienu metu šviečia ne daugiau kaip 64 šviesos diodai, įsitikinkite, kad bendra srovė neviršija jūsų energijos šaltinio ribos. Kiti kaiščiai iš esmės kontroliuoja, kada duomenys patenka į pamainų registrus ir kada duomenys perduodami grandinės valdikliams iš pamainų registrų. Įsitikinkite, kad kiekvienas pamainų registras turi savo 8 kontaktų antraštę ir kiekviena pamainų registro plokštė (išskyrus paskutinę) turi 6 kontaktų antraštę, per kurią 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ir DATA laidai gali patekti į kitos pamainos registro lenta.

Arduino grandinė

„Arduino“grandinė yra labai paprasta. Iš esmės iš „Arduino“išeina 6 laidai (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ir DATA). Įsitikinkite, kad jūsų GND laidas yra prijungtas prie „Arduino“GND (Tiesą sakant, visas šio projekto GND turėtų būti prijungtas), bet jūsų 5 V laidas nėra! Atminkite, kad „Arduino“Darrah schemoje iš tikrųjų rodo ATMEGA lusto gnybtus. Žiūrėkite vieną iš paveikslėlių, pridedamų prie atitinkamų gnybtų tarp lusto ir „Arduino“.

Mes naudojome varžtą, kad išvengtume tiesioginių laidų patekimo į „Arduino“. Dalys, kurias reikia lituoti ant varžtų skydo, yra skaitmeninių prievadų kaiščių kaiščiai, 1 6 kontaktų antraštė ir 1 2 prievadų gnybtų blokas. Norėdami subalansuoti, kitoje pusėje galite pridėti dar vieną kraunamų antraščių kaiščių eilę. (Atkreipkite dėmesį, kad mėlyni gnybtų blokai, parodyti nuotraukose, iš tikrųjų nieko nedaro). Lituoklis pagal schemas. Svarbi pastaba: kad būtumėte saugūs, prijunkite 5 V gnybtą 6 kontaktų antraštėje prie 5 V maitinimo šaltinio (kuris yra žalias gnybtų blokas), o ne „Arduino“5 V. Tokiu būdu jūsų „Arduino“maitina jūsų kompiuteris, o visi 5 V grandinės grandiniai tiekiami iš maitinimo šaltinio. Tačiau prijunkite visus GND kartu. Iš paveikslėlio galite pasakyti, kad lituosiu 6 kontaktų antraštės GND kaištį ir gnybtų bloko GND kaištį ant varžtų skydo GND juostos.

Nors aš nežinau būdų, kaip patikrinti poslinkio registro grandines, mes galime ir turėtume patikrinti anodo ir katodo valdymo grandinę naudodami duonos lentą. Išsamesnės informacijos ieškokite nuotraukose. Iš esmės plokštės įvestis prijungiame prie 5 V įtampos. Tada mes galime naudoti multimetrą, kad patikrintume išėjimo įtampą. Mes nustatėme, kad anodo valdiklių išėjimo įtampa yra tik apie 4 V, tačiau tai yra tikėtina MOSFET pasekmė.

Prijungimo patarimai:

• Netaupykite jungiamųjų laidų tarp plokščių ilgio! Turėsite daug plokščių ir daug laidų, o jei būtų gerai atskirtos plokštės, būtų aiškiau ir lengviau išspręsti problemas.
• Naudokite skirtingas spalvas, kad atskirtumėte, kuris laidas yra. Tai labai svarbu, ypač atsižvelgiant į tai, kiek laidų jums reikės. Tada šiuos laidus įstatome į vielos korpusą fiksuota seka. Naudokite gerą gofruoklį, kad pritvirtintumėte saugius laidų gnybtus.
• Naudokite antraštes ir vielos korpusą! Mano projekte tam tikroje plokštėje visi įėjimai gaunami iš laidų korpusų, o išėjimai išeina per antraštes.
• Kadangi antraštės gnybtai yra gana arti vienas kito, būkite atsargūs, kad nesulituosite laidų kartu, ypač jei esate palyginti nepatyrę lituojant, kaip aš! Man pasirodė naudinga gudrybė - paspausti laidą su lituokliu, kad lydmetalis ištirptų, tada replėmis suveržti vielos sruogas kartu ir stumti laidą arčiau antraštės gnybto. Perkelkite lituoklį ir lituoklio jungtis labai greitai atvės ir išlaikys savo formą.

7 žingsnis: kubo montavimas

Užuot įsukę standžius katodo laidus per 64 skyles, o tai praktiškai yra gana sunku, mes galime iš pradžių lituoti laidus prie laidų, o tada ištraukti laidus per skyles. Kad laidai išeitų iš po montavimo platformos, gręžkite 9 skyles laikiklio šone (8 katodui ir 1 anodui).

Pirmiausia supjaustykite iešmus maždaug tokio paties ilgio. Nupjaukite katodo laidus taip, kad jie būtų beveik to paties aukščio kaip iešmai. Dabar sulenkite laidą, kad suformuotumėte nedidelį kabliuką replėmis. Pašalinkite maždaug pusę colio vielos ir sulenkite vielą. Sujunkite laidą ir vielą kartu ir užsukite kabliukus replėmis. Tai užtikrina gerą kontaktą tarp laido ir laido ir atlaisvina rankas litavimui. Prieš artimiausią šviesos diodų litavimo jungtį būtinai uždėkite radiatoriaus spaustuką, kad tas lydmetalis neatsiliktų nuo naujos šilumos. Jei neturite radiatoriaus spaustukų, veikia ir aligatoriaus spaustukai.

Gera praktika yra patikrinti jungtis (aš išmatavau lydmetalio jungties varžą), kai baigsite lituoti kiekvieną sluoksnį, nors pastebėjau, kad „kablio“metodas suteikia tikrai tvirtų litavimo siūlių.

Dabar perkiškite laidus per skyles. Švelniai patraukite laidus ir stumkite tvirtinimo platformą, kad ji liestųsi su iešmais. Perkiškite kiekvieną 8 laidų rinkinį per vieną skylę montavimo platformos šone ir pritvirtinkite ryšulį elektros juostos gabalu. Kadangi keturios kubo pusės yra lygiavertės, nesvarbu, kurioje pusėje jūsų grupė yra laidai. Siūlau iš anksto paruošti laidų gnybtus, kad galėtumėte greitai surinkti vielos korpusą.

Norėdami prijungti anodą, lituokite po vieną laidą ant kiekvieno lygio ir išleiskite tą laidą iš vienos iš skylių. Norint išvengti lydmetalio jungties lydymosi, jums reikės dviejų radiatoriaus spaustukų.

Sumontavę kubą, dar kartą patikrinkite kiekvieną šviesos diodą, kad įsitikintumėte, jog viskas gerai.

Patarimai:

Netaupykite laido ilgio! Manau, kad mano laidai yra lengvai 12 colių ilgio, tačiau jie vis tiek yra šiek tiek trumpesni.

Dabar esate pasiruošę viską sujungti ir paleisti kubą!

8 žingsnis: kodas ir multipleksavimas

Dėl trumpo projekto laiko pasiskolinau Darrah kodą ir padariau tik nedidelius jo pakeitimus. Pridedu versiją, kurią naudojau. Jis pateikė puikių komentarų apie savo kodą ir rekomenduoju juos perskaityti, kad geriau suprastumėte, kaip jis iš tikrųjų veikia. Čia aprašysiu dvi pagrindines jo kodo ypatybes - multipleksavimą ir bitų kampo moduliavimą.

Dauginimasis

Visi LED kubo projektai, apie kuriuos aš skaičiau, naudoja multipleksavimą, ir tai yra technika, leidžianti valdyti atskirą šviesą. Naudojant multipleksavimą, vienu metu užsidega tik vienas šviesos diodų sluoksnis. Tačiau, kadangi sluoksniai yra cikliniai labai dažnai, vaizdas kurį laiką „lieka“mūsų regėjime, ir mes manome, kad šviesa vis dar yra. Programinėje įrangoje vienas sluoksnis vienu metu traukiamas į HIGH, o visi kiti - į LOW, todėl gali užsidegti tik šio sluoksnio šviesos diodai. Norėdami nustatyti, kurie iš jų užsidega, mes naudojome pamainų registrus, norėdami kontroliuoti, kuris iš 64 katodų yra traukiamas AUKŠTU. Prieš apšviesdami kitą sluoksnį, šio sluoksnio anodą nustatome į LOW, kad jokie šio sluoksnio žibintai negalėtų užsidegti. Tada mes traukiame anodą ant kito sluoksnio į HIGH.

Bitų kampo moduliavimas

BAM technika leidžia valdyti kiekvieno šviesos diodo ryškumą skalėje nuo 0 iki 15. Jei jums nereikia keisti ryškumo, jums to nereikia įgyvendinti. Iš esmės mes turime keturių bitų valdiklį, ir šis valdymas atitinka 15 ciklų, pereinant nuo apatinio sluoksnio prie viršutinio sluoksnio (atminkite, kad multipleksuojant, mes apšviečiame kiekvieną sluoksnį vienu metu?). Jei pirmam bitui rašome 1, šis vienas šviesos diodas įsijungia, kai pirmą kartą pereiname per sluoksnius. Jei rašome 1 į antrąjį bitą, šis vienas šviesos diodas įsijungia kitiems dviem ciklams. Trečiasis bitas atitinka kitus 4 ciklus, o ketvirtasis - kitus 8 ciklus (taigi mes turime 15 ciklų pilname rinkinyje). Tarkime, mes norime nustatyti šviesos diodą iki 1/3 viso jo ryškumo, ty 5/15. Norėdami tai padaryti, mes rašome 1 į pirmąjį ir trečiąjį bitą ir 0 į kitus du, kad šviesos diodas įsijungtų 1 ciklui, išjungtų kitus du, įjungtų kitus keturis ir išjungtų kitus 8 metus. mes taip greitai važiuojame dviračiu, mūsų regėjimas „vidutiniškai“ryškina ir gauname 1/3 viso ryškumo.

LED kubas kaip bangų funkcijų ekranas?

Viena iš galimybių, apie kurią galvojame šio projekto pradžioje, buvo naudoti šį ekraną, kad būtų parodytos dalelių bangos funkcijos kvadratinėje dėžutėje. Aš parašiau metodą „Arduino“kode, kuriame pavaizduota pagrindinė būsena ir pirmoji sužadinta būsena, tačiau paaiškėja, kad skiriamoji geba nėra visiškai tinkama. Pagrindinė būsena atrodo gerai, tačiau pirmoji sužadinta būsena reikalauja tam tikro aiškinimo. Tačiau, jei prisimerkiate, galite pasakyti, kad žiūrint į vieną pusę ši funkcija atrodo kaip vienas guzas, o žiūrint iš kitos - atrodo kaip visas sinusinių bangų ciklas. Štai kaip turėtų atrodyti bangos funkcijos amplitudė! Kadangi net pirmoji susijaudinimo būsena reikalauja šiek tiek interpretacijos, aš nekodavau kitų sudėtingesnių.

9 žingsnis: bandomieji važiavimai

Sveikiname užbaigus kubą! Dabar pabandykite parašyti savo ekrano funkciją ir pasidalyti savo darbais su šeima ir draugais:)

Kai jūsų kubas veiks tinkamai, užklijuokite PCB užpakalinę dalį nelaidžia juosta, nes visos jungtys yra atviros ir gali sutrumpėti.