Kako napraviti pulsirajuću Arduino LED kocku koja izgleda kao da je došla iz budućnosti

Kako napraviti pulsirajuću Arduino LED kocku koja izgleda kao da je došla iz budućnosti

Ako ste se bavili nekim početničkim Arduino projektima, ali tražite nešto malo trajno i na sasvim drugoj razini izvrsnih, tada je skromna LED kocka 4 x 4 x 4 prirodan izbor. Izgradnja je daleko lakša nego što mislite, a pomoću multipleksiranja možemo kontrolirati sve LED diode izravno s jedne Arduino Uno ploče. To je sjajna praksa lemljenja, a ukupni trošak komponenti ne bi trebao iznositi više od 40 USD.





Danas ću detaljno detaljno opisati konstrukcijsku stranu stvari i pružiti neki softver za pokretanje koji izgleda impresivno i uči vas osnovama.



kako pogledati 18 videa na youtube -u

Trebat će vam

  • AnArduino. Isporučeni kôd pretpostavlja Arduino Uno, no mogao bi se prilagoditi i većem modelu.
  • 64 LED diode - točan izbor je na vama, ali ja sam koristio ove super svijetle 3 mm plave LED diode ( 3.2v 30ma ) @ 2,64 GBP za 50.
  • 16 Otpornici odgovarajuće vrijednosti za vaše LED diode. Za gore navedene LED diode, 99 penija je kupilo 100 takvih. Koristiti ledcalc.com - unesite 5v za napon napajanja, napon LED dioda (u mom slučaju 3.2) i struju u miliamperima (3.2). Vaš željeni otpornik bit će prikazan u okviru označenom Najbliži otpornik veće ocjene , a zatim samo potražite tu vrijednost na eBayu.
  • Neki obrtnička žica za jačanje osnovne strukture i za ukrašavanje - koristio sam 0,8 mm debljina.
  • DO ploča za izradu prototipa neke vrste na koju možete lemiti sve svoje dijelove. Koristio sam jedan koji nije imao pune tragove jer nemam rezač gusjenica, ali koristite sve što vam odgovara. Arduino prototipni štit je ipak malo premali, osim ako zaista ne stisnete LED diode.
  • Slučajna komponentna žica - neke niti mrežnog kabela i neke žice za izradu prototipova iz kompleta dobro će funkcionirati.
  • Isječci od krokodila ili ruke za pomoć korisne su za držanje bitova na mjestu.
  • Lemilica i lemljenje.
  • Malo starog drveta.
  • Bušilica, iste veličine kao i vaše LED diode.

Napomena: 3D crteži u ovom vodiču napravljeni su u nekoliko minuta pomoću TinkerCAD . Slijedio sam postojeću verziju koju je detaljno opisao korisnik na Instructablesforte1994, koju biste također mogli pročitati prije nego što pokušate ovo.





Svakako pročitajte sve ove upute prvi prije nego što to pokušate sami.

Načelo ovog dizajna

Prije nego započnete s izgradnjom, važno je imati potpuni pregled kako će ova stvar funkcionirati kako biste mogli improvizirati i identificirati pogreške dok napredujete. Neke LED kocke koriste jedan izlazni pin za svaku LED - međutim u kocki 4x4x4 to bi trebalo 64 pinova - što zasigurno nemamo na Arduino Uno. Jedno bi rješenje bilo korištenje registara pomaka, ali to je nepotrebno komplicirano.



Kako bismo kontrolirali sve te LED diode u samo 20 pinova, koristit ćemo tehniku ​​koja se naziva multipleksiranje. Razbijanjem kocke na 4 zasebna sloja potrebni su nam samo kontrolni pinovi za 16 LED dioda - tako da za osvjetljenje određene LED diode moramo aktivirati i sloj i upravljački pin, što nam daje ukupni zahtjev od 16+4 igle. Svaki sloj ima zajedničku katodu - negativni dio kola - tako da su sve negativne noge spojene zajedno, i spojene na jedan pin za taj sloj.

Na anodi (pozitivan) strana, svaka LED dioda bit će spojena na odgovarajuću LED u sloju iznad i ispod nje. U biti, imamo 16 stupaca pozitivnih nogu i 4 sloja negativnih. Evo nekoliko 3D prikaza veza koji će vam pomoći razumjeti:



Graditeljstvo

Budući da nećemo koristiti cijelu metalnu konstrukciju za lemljenje, želimo da se sve noge LED dioda preklapaju za otprilike četvrtinu i daju čvrstoću strukturi. Presavijte katodu svojih LED dioda - stranu s ravnim zarezom u glavi i kraćom nogom - kako je prikazano na dijagramu. (Zapravo nije važno savijate li ga lijevo ili desno, sve dok ste dosljedni i nikada ne dodiruje anodu)

Prvi kritični dio ovog projekta je izrada drvenog uboda. To će držati sloj LED dioda dok spajate noge zajedno, pa mora biti točan i ne previše labav. Pomoću svrdla iste veličine kao i vaše LED diode izmjerite, a zatim izbušite matricu 4x4 od jednako udaljeni rupe. Imajte na umu da želite da se četvrtina noge preklapa sa susjedom i koristite stvarno ravnalo. Provjerite svaku rupu kako biste provjerili može li LED dobro prianjati, ali ne toliko da je nećete moći ponovno izvaditi ili ćete imati problema pri pokušaju uklanjanja potpuno lemljenog sloja.



Lemite katode 4 reda LED dioda. Pazite da ne pregorite LED diode - želite dobro vruće glačalo i da budete unutra i vani. Evo dovršenih prva četiri reda.

Sada, kako biste učvrstili krutost sloja, izrežite i lemite dva ravna dijela zanatske žice na oba kraja, pazeći da se spoje sa svakim redom. Ovo je vaš prvi sloj dovršen. Sve višak nogu za sada ostavite da vire sa strane.

Sada bi bilo izvrsno vrijeme za testiranje - samo učitajte zadanu Arduino blink aplikaciju, a s priključenim otpornikom stavite tlo na okvir sloja i pritisnite redom pozitivni vod na svaku LED diodu.

Nadajmo se da će svi zasvijetliti. Ako ne, provjerite niste li negdje propustili lemni spoj, a ako je potrebno zamijenite LED.

Uklonite taj sloj sa šablona i ponovite postupak Još 3 puta .

Ne brinite ako vaše lemljenje nije savršeno - sve dok se neće prekinuti i veza je čvrsta, neće utjecati na konačni proizvod. Priznajem, moje lemljenje je bilo prilično beznadno, šablon mi je skinuo i sve je nalikovalo na koso nagnutu kulu u Pisi. Ipak, ponosan sam na gotovu kocku, a kad zasvijetle LED diode, ionako nećete gledati lemne spojeve!

Spajanje slojeva

Nakon što imate 4 završena sloja, htjet ćete spojiti sve okomite krakove zajedno. Smatrao sam da je ovo najteži dio izrade, a kako bih pomogao u procesu, izrezao sam usponsku karticu s kartice.

To je držalo slojeve na odgovarajućoj visini, ali mnoge noge se ipak nisu savršeno poravnale - za to sam upotrijebio neke krokodilske kopče kako bih ih držao na mjestu.

Prva glupa greška koju treba izbjeći

Tek nakon što sam ispunio cijeli sloj, shvatio sam da mi je otvor za kartice zaglavljen na mjestu, pa sam ga morao izrezati! Nemojte napraviti istu pogrešku koju sam učinio ja - produžite usponski vod sa strane i spojite komade kartice izvan kocke, pa kad završite sloj, možete dekonstruirati usponski vod i izvući karticu.

2. Glupa pogreška koju treba izbjeći

Očigledno nemojte lemiti okomitu nogu na okvir katode. Okomite noge trebale bi se spajati samo s drugim okomitim nogama, i ništa drugo.

Ponovno testirajte nakon što je svaki sloj pričvršćen. Testirajte sve slojeve, zapravo, samo dodirujući pozitivni vod do vrha najvišeg sloja, osiguravajući tako dobar kontakt koji prolazi kroz sve slojeve.

Kad su sva 4 sloja bila zalemljena, počeo sam malo čistiti - ostavio sam jednu nogu ispruženu iz svakog sloja na neki način na korak od kamena - to će kasnije biti spušteno na ploču. Ostali vanjski dijelovi metalnog okvira i nogu odsječeni su. Očito, nemojte rezati niti jednu okomitu nogu - moramo ih staviti u našu ploču za izradu prototipa.

Pričvršćivanje na ploču

Sjećate se kad sam rekao da je najteži dio pričvrstiti svaki sloj za sebe? Lagao sam. Pokušaj ugradnje 16 LED nogu u male rupe na ploči za izradu prototipa zapravo je teži. Najlakši način koji sam otkrio bio je probijati kroz četiri odjednom, učvrstiti ih ispod krokodilskim isječcima, a zatim prijeći na sljedeći red od 4. Upotrijebite marker kako biste unaprijed označili razmak ako pomaže.

U retrospektivi, zapravo bih prvo stavio otpornike u protoboard. Takav sam, prvo sam zalemio sve krakove kocke u ploču, a zatim pokušao nježno stisnuti otpornike između svake od njih. Učite iz moje greške i prvo postavite svoje otpornike.

Pokušao sam ih podjednako razmaknuti korak po korak, tako da sam onda mogao upotrijebiti jednu cijelu stranu kocke za sve konačne veze s Arduinom. Evo dijagrama kola s kojim sam išao:

Za četiri negativna sloja, ispustio sam jednu žicu sa svakog sloja, a zatim ih samo povukao sa strane, ovako:

Na kraju sam dodao neke utičnice koje sam zatim mogao staviti u odgovarajuće Arduino pinove. Koristite najdužu vrstu koju imate. Napomena Pogrešio sam redoslijed zbog lošeg planiranja. Svaki red LED dioda bio je označen bojom.

To je to. Završeno!

Programiranje vaše kocke

Znam da jedva čekate da se ova stvar upali, pa uključite 4 negativna sloja u Analogni I/O luke A2 (donji sloj) kroz A5 (gornji sloj) (oni također mogu djelovati kao digitalni I/O) . Zatim priključite 16 LED kontrolnih pinova, počevši od +1 krajnje desno do digitalni I / O priključak 0 , s +15 i +16 ide u analogni A0 i A1 . (Ne koristite AREF i GND)

Preuzmite demo uzorci i kod od instruktivnog korisnika forte1994 . On je također osigurao a koristan mrežni alat za oblikovanje uzoraka bajtova za prilagodbu vlastitog slijeda. Evo videozapisa ovog koda na djelu na mojoj kocki (Brzinu sam prilagodio na 5, umjesto zadanih 20) .

računalu je potrebno čitavo vrijeme za podizanje sustava Windows 10

Ovo nije jedini način programiranja vaše kocke, naravno, pa dopustite mi da vas nekoliko minuta naučim osnovama izrade vlastitih uzoraka programski , a ne reproduciranje unaprijed postavljenih uzoraka kao što radi gornji demo.

Prilikom pokušaja programiranja kocke morate znati nekoliko stvari:

  1. Za adresiranje jedne LED diode koristite a avion (sloj) broj 0–3, a LED pin broj 0–15. Okrenite ravninu na izlaz LOW (budući da je ovo negativna noga) i broj LED pina HIGH (pozitivna noga) da biste aktivirali LED.
  2. Prije aktiviranja jedne LED diode, provjerite jesu li sve druge ravnine isključene - to znači da ih postavite na HIGH izlaz. Ako to ne učinite, rezultirat će paljenjem stupca LED dioda, a ne jedne LED diode.

Imajući to na umu, napravio sam dvije vrlo jednostavne programske sekvence koje ćete ispitati - preuzmite kôd odavde. Prvi jednostavno pali svaku LED jednu po jednu, u nizu. Za to koristimo dvije petlje, ponavljajući svaki sloj i svaki kontrolni pin.

Druga je slučajna petlja (prvu ćete morati komentirati i omogućiti je u glavnoj petlji da biste je testirali). Jednostavno odabire nasumični sloj i slučajni kontrolni pin, pa ih uključuje i isključuje.

Sažetak

Nemojte se zastrašiti ovom konstrukcijom - ozbiljno mi nedostaju vještine lemljenja i to sam uspio (Mislim?) . Ukupno vrijeme izgradnje bilo je sat vremena na dan tjedan dana. Sljedeći put ću vas pokušati naučiti još jednom ambicioznijem programiranju za kocku, pa se nadam da ćete mi se pridružiti u izgradnji vlastite kocke ovog tjedna i učitavanju novog koda sljedećeg tjedna - a ako to učinite sami sjajne aplikacije ili sekvence, prenesite ih na Pastebin i javite nam u komentarima!

Udio Udio Cvrkut E -pošta 3 načina da provjerite je li e -poruka stvarna ili lažna

Ako ste primili e -poruku koja izgleda pomalo sumnjivo, uvijek je najbolje provjeriti njenu autentičnost. Evo tri načina da provjerite je li poruka prava.

Pročitajte Dalje Povezane teme
  • Uradi sam
  • Arduino
O autoru James Bruce(707 objavljenih članaka)

James je diplomirao umjetnu inteligenciju i ima CompTIA A+ i Network+ certifikat. Kad nije zaposlen kao urednik pregleda hardvera, uživa u LEGO -u, VR -u i društvenim igrama. Prije nego što se pridružio MakeUseOfu, bio je tehničar rasvjete, učitelj engleskog jezika i inženjer podatkovnog centra.

Više od Jamesa Brucea

Pretplatite se na naše obavijesti

Pridružite se našem biltenu za tehničke savjete, recenzije, besplatne e -knjige i ekskluzivne ponude!

Kliknite ovdje za pretplatu