Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Приложение 1: Mini Snake

Вместо того, чтобы запускать последовательность паттернов в виде змеи, я хотел запрограммировать змею — искусственную, которая делала бы свои собственные случайные выборы и была бы совершенно непредсказуемой. Он ограничен только двумя сегментами, что я объясню позже, и вы можете увидеть демо ниже. Загрузите полный код здесь.

При работе с трехмерным пространством вам нужно 3 координаты для одной точки: ИКС, Y, а также Z.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Тем не менее, в нашем кубе плоскости X и Z представлены светодиодными выводами, в то время как Y непосредственно отображается на плоскости катода. Чтобы облегчить работу с этими координатами и выяснить движение вокруг куба, я поэтому создал новый тип данных (используя struct) для представления одной точки на кубе, которую я назвал «xyz». Он состоит из двух целых чисел: «xz» и «y». С помощью этой структуры я мог бы также представить направление, указанное ниже в нашей специальной (xz, y) системе координат:

Движение Y (вверх, вниз): (xz, y + 1), (xz, y-1)Z движение (вперед, назад): (xz-1, y), (xz + 1, y)Движение X (слева, справа): (xz + 4, y), (xz-4, y)

Например, чтобы переместить светодиод в положение (0,0) один налево, мы применяем (хз + 4, у) и в конечном итоге (0,4).

Существуют определенные ограничения на движение, а именно то, что координаты Y могут быть только возможными От 0 до 3 (0 — нижний слой, 3 — верхний), а координаты XZ могут быть только От 0 до 15. Дальнейшее ограничение наложено на движение Z, чтобы не «прыгать» сзади на переднюю часть куба, и наоборот. В этом случае мы используем функцию модуля для проверки на кратность 4 и отклоняем эту попытку перемещения. Это логика представлена ​​в действительный () функция, которая возвращает истину, если предложенное направление является приемлемым, и ложь в противном случае. Я добавил еще одну функцию для проверки обратное направление То есть, если змея движется в одном направлении, мы не хотим, чтобы она двигалась назад, даже если в противном случае она является допустимым местом для перемещения — и переехать() функция, которая принимает координату, направление и возвращает новую координату.

XYZ тип данных, действительный (), переехать() а также обратное () все функции можно найти в xyz.h файл в загрузках. Если вам интересно, почему это было помещено в отдельный файл вместо основного файла программы, это связано с некоторыми сложными правилами компилятора Arduino, которые не позволяют функциям возвращение пользовательских типов данных; они должны быть помещены в их собственный файл, а затем импортированы в начале основного файла.

Вернувшись в основной исполняемый файл, массив направлений хранит все возможные движения, которые может сделать змея; мы можем просто выбрать случайный член массива, чтобы получить новое направление. Переменные также создаются для хранения текущего местоположения (сейчас), предыдущего направления и предыдущего местоположения. Остальная часть кода должна быть достаточно очевидна для вас; просто еог петли, и включение и выключение светодиодов. В основном цикле мы проверяем, является ли предложенное направление верным, и если это так, то мы идем этим путем. Если нет, мы выбираем новое направление.

Единственное, на что следует обратить внимание в главном цикле, — это некоторые проверки для исправления найденной мною ошибки, связанной с мультиплексированием: если новое местоположение было в той же плоскости катода или на том же выводе анода, выключение предыдущего светодиода привело бы к тому, что оба погасли. Также в этот момент я понял, что выход за пределы 2-сегментной змеи будет невозможен в моей текущей реализации: попробуйте зажечь 3 светодиода в угловом расположении

Вы не можете этого сделать, потому что при активном 2-х слоях и 2-х контактах светодиодов включится 4 светодиода, а не 3. Это неотъемлемая проблема с нашей конструкцией ограниченного мультиплексированного куба, но не беспокойтесь: нам просто нужно использовать мощность постоянство видения переписать метод рисования.

Постоянство зрения означает, что когда свет достигает наших глаз последовательно — быстрее, чем мы можем его обработать — он кажется единым изображением. В нашем случае вместо того, чтобы рисовать все четыре слоя одновременно, мы должны нарисовать первый, деактивировать его, нарисовать второй и деактивировать его: быстрее, чем мы можем сказать, что любое изменение даже происходит. Это принцип, по которому работают авторы сообщений, как этот:

https://youtube.com/watch?v=eYZqSLN1iMg

Подключаем светодиодный куб

Сначала разделите вашу рейку коннекторов на три части таким образом, чтобы они подошли к цифровым и аналоговым пинам Arduino Uno. Зачистите и установите на вашей маетной плате в коробке 16 проводов для цифровых входов (рядов). 4 провода от аналоговых входов подключите с использованием резисторов на 100 Ом. Теперь переходите к подключению концов проводов к трем рейкам коннекторов. Подключение реализовано таким образом, что есть возможность управлять светодиодами вдоль трех осей. Колонки соответсвуют осям X и Y. Плюс к этому, благодаря четырем слоям мы получаем координату Z. Если вы посмотрите вниз с угла светодиодного куба, первый квадрант будет соответствовать обозначению (1, 1). Таким образом, каждый светодиод может быть инициализирован по подобной же методике. Давайте рассмотрим пример. Посмотрите на рисунок выше и найдите светодиод A(1,4). «A» означает, что это один и первых слоев, а «(1,4)» соответсвтует координатам X=1, Y=4.

Создаем простой вариант

Мы создадим лайтбокс своими руками простой конструкции размером 1250 мм на 740 мм. Процесс будет состоять из нескольких этапов. Сначала мы создаем в компьютерной программе Corel Draw макет изделия масштабом 1:1. Файл под резку на специальном устройстве — плоттере — выполняется тонкими контурами, после чего режется на пленке Oracal. Следующий этап: убрать вокруг букв, графики все то, что нам не понадобится. Затем наносим его на пленку монтажную — делается это от центра к краю. Обрезаем все лишнее.

Большую роль играет подготовка алюминиевого профиля — он должен быть рассчитан с учетом формы и длины ламп, которые будут вставляться в световой короб. На следующем этапе нужно собрать три из четырех частей короба. Для этого используются профили и уголки. В них высверливаются отверстия под саморезы, с помощью которых закрепляются металлические элементы.

На следующей стадии работ нужно выполнить задник нашего светового короба. Для этого мы берем лист ПВХ, с помощью ножа или пилы подрезаем углы. Вставляем задник в короб. Чтобы создать лайтбоксы со светодиодной подсветкой, нужно приобрести соответствующие лампы, а также патроны под них и держатели.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Шаг 6. Разворот угловых кубиков

Разворот всех угловых кубиков выполняется простой формулой П’Н’ПН, выполненной множество раз. Перед тем, как начать, внимательно прочитайте весь раздел до конца и убедитесь, что у вас не осталось вопросов.

Обратите внимание

После начала выполнения формулы кубик Рубика «разрушится» и окончательно соберется, только после того, как все угловые кубики будут правильно развернуты. Другими словами, все угловые кубики разворачиваются за одну операцию, которая потребует от вас внимательности и выдержки.

Найдем угловой кубик, который нужно развернуть (против или по часовой стрелке — не важно), см. Рис

6–1.

Возьмите кубик Рубика, как показано на рисунке ниже, и выполните формулу.

Обратите внимание

1) Формулу (из 8 ходов) нужно выполнить 1 или 2 раза, до тех пор, пока угловой кубик не перевернется в правильную позицию (Рис. 6–2б).

2) Когда угловой кубик повернется в правильную позицию кубик Рубика «разрушится» — не переживайте, кубик Рубика соберется, только когда вы закончите со всеми углами.

Популярные статьи  Щеточная шлифовальная машина из болгарки

3) Не меняйте положение (не переворачивайте) кубик Рубика в руках до конца этого шага.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Когда первый угловой кубик уже правильно расположен (Рис. 6–2б), поверните верхний слой (Рис. 6–3а), чтобы в верхний правый угол переместился следующий угловой кубик (Рис. 6–3б). Если следующий угловой кубик уже повернут правильно (не требует разворота), сделайте еще один поворот верхнего слоя (Рис. 6–3а).

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Опять выполните формулу из 8-ми ходов (1 или 2 раза) и следуйте всем вышеуказанным рекомендациям. Эти действия нужно повторять до тех пор, пока все углы не будут развернуты правильно – пока кубик Рубика не соберется целиком.

Сборка

Часть 1

Основные шаги для создания одного слоя:

  1. Подготовить 8 светодиодов с обрезанными катодными ножками до 10 мм;
  2. Заполнить все отверстия базы светодиодами;
  3. Согнуть и спаять катодные ножки;
  4. Согнуть и спаять анодные ножки;
  5. Припаять провода к катодным ножкам и закрепить их.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Данную процедуру необходимо повторить 8 раз.

Сборку одного слоя куба можно посмотреть на видео:

Часть 2

  1. Подготовить 15 перемычек;
  2. Припаять перемычки на печатную плату;
  3. Припаять электронные компоненты к плате;
  4. Припаять 5-контактный угловой коннектор для первого слоя;
  5. Обрезать пятый анодный контакт;
  6. Вставить и припаять все анодные ножки к отверстиям G, F, E, D, C, B, A и DP;
  7. Вставить и припаять катодные провода в отверстия D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 и D7;
  8. Обрезать провода и ножки с обратной стороны платы.

Вторая часть сборки на видео:

Исходный код программы

В полученном кубе если мы хотим включить один светодиод, к примеру, светодиод во втором столбце первого слоя, нам будет необходимо запитать контакт CP2 и подать землю на контакт CN1. В соответствии со сделанными соединениями в схеме нам необходимо подать напряжение высокого уровня на контакт PIN3 платы Arduino (который подсоединен к CP2) и напряжение низкого уровня на контакт PIN A0 (который подсоединен к CN1).

Аналогичным образом мы можем зажечь любой другой светодиод. Далее в программе мы в бесконечном цикле будем зажигать поочередно все светодиоды в нашем кубе.

void setup() for (int i=0;i pinMode(i,OUTPUT); // контакты S0-10 устанавливаются в режим вывода данных > pinMode(A0,OUTPUT); //PIN A0 устанавливается на вывод данных pinMode(A1,OUTPUT); // PIN A1 устанавливается на вывод данных pinMode(A2,OUTPUT); // PIN A2 устанавливается на вывод данных

digitalWrite(A0,HIGH); //подаем логическую «1» на A0 pin digitalWrite(A1,HIGH); // подаем логическую «1» на A1 pin digitalWrite(A2,HIGH); // подаем логическую «1» на A2 pin /* add setup code here, setup code runs once when the processor starts */ > void loop() digitalWrite(A0,LOW); // на слой 1 куба подана земля for (int i=2;i digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 1 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); > digitalWrite(A0,HIGH); // на слой 1 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A1,LOW); // на слой 2 куба подана земля for (int i=2;i digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 2 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); > digitalWrite(A1,HIGH); // на слой 2 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A2,LOW); // на слой 3 куба подана земля for (int i=2;i digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 3 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); > digitalWrite(A2,HIGH); // на слой 3 куба подана логическая «1» >

Led куб – что нужно для самостоятельной сборки

Если вы увлекаетесь самоделками, любите ковыряться в схемах электроники – попробуйте собрать светодиодный куб своими руками. Для начала нужно определиться с размерами. Поняв принцип работы устройства, вы можете модернизировать схему как с целью увеличения светодиодов, так и с меньшим их количеством.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Светодиодный куб с гранями на 8 диодов

Давайте разберем как это работает на примере куба со стороной в 8 светодиодов. Такой куб может испугать начинающих, но если вы будете внимательным при изучении материалов – вы с лёгкостью освоите его.

Чтобы собрать led cube 8x8x8 вам понадобится:

  • 512 светодиодов (например 5мм);
  • сдвиговые регистры STP16CPS05MTR – 5 шт;
  • микроконтроллер для управления, см. Arduino Uno или любую другую плату;
  • компьютер для программирования системы;

Что делать если у меня нет таких навыков?

Если вы не уверены в своих силах и знаниях электроники, но хотите себе такое украшение для рабочего стола, вы можете купить готовый куб. Для любителей мастерить простенькие электронные поделки, есть отличные варианты проще с гранями 4x4x4.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Готовые наборы для сборки можно приобрести в магазинах с радиодеталями, а также их огромный выбор на aliexpress.

Сборка такого куба разовьет у начинающего радиолюбителя навыки пайки, точность, правильность и качество соединений. Навыки работы с микроконтроллерами пригодятся для дальнейших проектов, а с помощью Arduino вы можете научится программировать простые игрушки, а также средства автоматизации для быта и производства.

К сожалению, из-за особенностей языка программирования Arduino – sketch есть некие ограничения в плане быстродействия, но поверьте, что когда вы упретесь в потолок возможностей этой платформы, скорее всего освоение работы с «чистыми» МК у вас не вызовет существенных трудностей.

Принцип работы схемы

Маленькие светодиоды типа 5 мм потребляют незначительный ток – 20 мА, но вы собираетесь зажигать их довольно много. Источник питания 12В и 2А прекрасно подойдет для этого.

Подключить все 512 светодиодов индивидуально у вас не выйдет потому, что вряд ли вы найдете микроконтроллер (МК) с таким количеством выводов. Чаще всего встречаются модели в корпусах с количеством ног от 8 до 64. Естественно вы можете найти варианты и с большим количеством ножек.

Как же подключить столько светодиодов? Элементарно! Сдвиговый регистр – микросхема которая может преобразовывать информацию из параллельного вида в последовательный и наоборот – из последовательного в параллельный. Преобразовав последовательный в параллельный вид, вы получите из одной сигнальной ножки 8 и более, в зависимости от разрядности регистра.

Ниже приведена диаграмма иллюстрирующая принцип работы сдвигового регистра.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Когда на последовательный вход Data вы подаете значение бита, а именно ноль или единицу, она по фронту тактового сигнала Clock передается на параллельный выход номер 0, не забывайте, что в цифровой электронике нумерация идёт с нуля).

Если в первый момент времени была единица, а затем в течении трёх тактовых импульсов на входе вы задали нулевой потенциал, в результате этого вы получите такое состояние входов «0001». Вы можете это наблюдать на диаграмме на строках Q0-Q3 – это четыре разряда параллельного выхода.

Как применить эти знания в построении LED куба? Дело в том, что можно применить не совсем обычный сдвиговый регистр, а специализированный драйвер для светодиодных экранов — STP16CPS05MTR. Он работает по такому же принципу.

Шаг 3. Крест на противоположной стороне

Теперь нужно собрать крест на противоположной стороне кубика Рубика. Крест собирается без учета цветов третьего пояса (Рис. 3–1). Другими словами, на этом шаге собирается только крест, а согласуется крест с цветами третьего пояса уже на следующем шаге.

На вашем кубике Рубика сейчас одна из четырех комбинаций: а, б, в, г — см. Рис. 3–2. Переход от одной комбинации к другой происходит единой формулой: Ф П В П’ В’ Ф’. Эту формулу вам нужно повторить 1-3 раза в зависимости от того какая у вас комбинация.

Если крест уже собран (Рис. 3–2г), пропустите этот шаг. Если у вас только один центральный квадрат (Рис. 3–2а), тогда вам нужно повторить формулу 3 раза. Если угол (Рис. 3–2б) — 2 раза. Если линия (Рис. 3–2в) — 1 раз.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

6 человек сделали этот проект!

  • Смотрите еще 2

Вы сделали этот проект? Поделитесь этим с нами!

50 обсуждений

2 года назад

Итак, мы делаем такой проект для колледжа, но с одноцветными светодиодами, есть ли какой-нибудь способ, которым мы можем использовать эту программу так же, как вы?

Ответить 2 года назад

Он работает только с программой и оборудованием в этом кубе.

2 года назад

Я почти закончил куб, но у меня есть проблема. После установки драйвера на мой ноутбук он все равно не распознает микроконтроллер. Есть идеи?

Ответить 2 года назад

Популярные статьи  Простой настольный штатив

Привет, вы подключили его с USB-программистом TTL?

2 года назад

Я думаю, что нашел короткое замыкание между тремя проводами на печатной плате. Я припаял компонент во второй раз, после того, как первый был не очень успешным и видел много беспорядочного поведения. После распайки я с помощью мультиметра проверил, что 2, 3 и 4 показывают непрерывность, несмотря на отсутствие заметного соединения на верхней части платы. У кого-нибудь есть опыт с этим? Это то, что можно исправить? Любая помощь будет принята с благодарностью!

Ответить 2 года назад

Впрочем, звучит так, как будто это должно работать, когда я паяю ряды светодиодов один за другим, или это не так, нужно ли все их подключать, чтобы это работало правильно? У меня есть два входа в данный момент, и я вижу, что ток течет только через половину резисторов на плате.

Ответить 2 года назад

Они могут работать с вертикальным слоем один за другим, убедитесь, что анодный вывод подключен к печатной плате. В настоящий момент не будет анимации, если этот 3-контактный разъем все еще отсортирован.

Ответить 2 года назад

Привет, эти три контакта подключены к двадцати 126d-сигналам, так что они могут быть отсортированы по любому из 126d-сигналов, вы можете обратиться к схеме, все 126d-микросхемы имеют 3 сигнальных контакта, подключенных к 245 (именно те три, которые вы обвели). Вам может понадобиться немного флюса для очистки припоя.

3 года назад

Я хочу купить этот комплект, но я не хочу использовать встроенный контроллер. Ваше программирование очень, очень хорошее. Это намного лучше, чем у меня, но я хочу управлять кубом с помощью своего собственного оборудования, чтобы бросить вызов самому себе. У меня есть FPGA, которую я собираюсь использовать для разгрузки мультиплексирования с моего микроконтроллера. На плате только 2 слоя? Если это так, мне будет легко модифицировать плату, чтобы она управляла каналами R, G и B независимо. Хотели бы вы поделиться файлом PCB, чтобы я мог получить представление о том, какие изменения мне нужно будет сделать, прежде чем я куплю комплект?

Ответить 3 года назад

Привет, я перепродаю этот товар от поставщика, поэтому я не получаю файл pcb. Но файл схемы является общим на шаге 6, он был точно таким же, как и печатная плата. Но я расширяю основные части контроллера до маленькой платы контроллера stm32. Я думаю, что ваша идея должна работать, если у вас есть лист данных ic.

Ответить 3 года назад

Спасибо за быстрый ответ. Я пойду вперед и закажу в вашем магазине ebay. Надеюсь, у меня будут хорошие новости, когда я закончу сборку:)

3 года назад

Ищите схему, упомянутую на вашей странице в Facebook. Шаг 5, кажется, больше не содержит его. Есть ли место для получения последней схемы платы?

Ответить 3 года назад

Привет, только что добавленный в Шаг 6, кажется, иногда теряется файл на шаге 5.

3 года назад

Ответить 3 года назад

Он заменит оригинальные части основного контроллера на белой печатной плате, так что он работает как другой проект куба с помощью вспомогательной платы разработки. Код и схема такие же, как и в оригинальном дизайне.

3 года назад

Какое значение имеют конденсаторы С9 и С7, пожалуйста?

Ответить 3 года назад

Привет, это была связь со встроенным программатором, я планировал не использовать встроенную программу, поэтому удалил ее. Оставьте это поле пустым и используйте внешний программатор, я скоро отправлю вам главный контроллер, ребята, он работает более стабильно, пожалуйста, обратитесь к странице facebook для новых обновлений. Спасибо!

3 года назад

Есть ли способ войти в программу и изменить настройки, чтобы куб автоматически запускался в созданной мной анимированной программе, а не по умолчанию? Как сейчас, я должен нажать кнопку 0 на пульте, чтобы активировать мою анимацию. Я хотел бы, чтобы огни куба запускались на пользовательской анимации, а затем я мог бы активировать готовую анимацию, нажав кнопку 2, когда захочу. Я использую созданную анимацию, чтобы включить ее при активации будильника из Arduino, но кажется, что куб всегда запускается с анимации по умолчанию (кнопка 2).

Ответить 3 года назад

Я не знаю, как отредактировать код прошивки для вашего результата, но код делится на шаге 5, и я просто добавил изображение удаленного кода для справки

3 года назад

Исходный код программы

В полученном кубе если мы хотим включить один светодиод, к примеру, светодиод во втором столбце первого слоя, нам будет необходимо запитать контакт CP2 и подать землю на контакт CN1. В соответствии со сделанными соединениями в схеме нам необходимо подать напряжение высокого уровня на контакт PIN3 платы Arduino (который подсоединен к CP2) и напряжение низкого уровня на контакт PIN A0 (который подсоединен к CN1).

Аналогичным образом мы можем зажечь любой другой светодиод. Далее в программе мы в бесконечном цикле будем зажигать поочередно все светодиоды в нашем кубе.

digitalWrite(A0,HIGH); //подаем логическую «1» на A0 pin digitalWrite(A1,HIGH); // подаем логическую «1» на A1 pin digitalWrite(A2,HIGH); // подаем логическую «1» на A2 pin /* add setup code here, setup code runs once when the processor starts */}void loop(){ digitalWrite(A0,LOW); // на слой 1 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 1 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A0,HIGH); // на слой 1 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A1,LOW); // на слой 2 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 2 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A1,HIGH); // на слой 2 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A2,LOW); // на слой 3 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 3 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A2,HIGH); // на слой 3 куба подана логическая «1»}

Шаг 7: Пайка светодиодов

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Видео ниже показывает лучшую работу, показывающую процедуру пайки в светодиодах, чем я смогу напечатать. По сути, вам нужно паять отдельные колонки на печатной плате по одной. Для этого:

  1. Пропустите 3 медных провода через отверстия и припаяйте их к плате. Я всегда пронизывал со стороны PCB через акриловую сторону.
  2. Согните провода, как показано на 8 светодиодов.
  3. Вставьте светодиоды в зажим (в показанной ориентации с общим выводом (самый длинный) назад)
  4. Вставьте зажим в положение против медных проводов
  5. Припой каждый светодиод (3 точки на светодиод, 8 светодиодов на столбец)
  6. Клип избыток ведет прочь
  7. Сдвиньте зажим вверх и от проводов и светодиодов
  8. *** Каждый второй лист колонн (начиная с первого листа) должен иметь общие штыри, соединенные рядами медной проволоки. увидеть ниже***

Я забыл включить в видео, как соединить общие аноды между колонками. Надеемся, что фотографии ниже помогут прояснить это. На первом рисунке ниже вы можете увидеть строки, которые необходимо добавить, чтобы соединить аноды друг с другом. Красным цветом выделены строки. Желтым цветом выделены общие анодные штифты

Обратите внимание, как штыри чередуются, в каком направлении они указывают, так что вам нужно только половину числа строк (каждая пара листов совместно использует набор строк вместо каждого листа, имеющего свои собственные строки для сбора анодов). Рисунок ниже иллюстрирует это, показывая первые два листа светодиодов, разделяющих одну строку на слой (слои горизонтальны, листы вертикальны)

Я надеюсь, что то, что я пытаюсь сказать, имеет смысл. Если нет, дайте мне знать, и я постараюсь переписать эту страницу или видео.

Электронная схема

Создание восьми слоев из 64 диодов в каждом занимает достаточно много времени, но выполнить его достаточно просто.

Самый сложный момент – это построение схемы для управления светодиодным кубом и поиск неисправностей в цепи, если конечно таковые будут.

Для управления нашим кубом будет использоваться микросхема MAX7219. Изначально она предназначена для управления 7-сегментными светодиодными дисплеями. Используя данную микросхему, мы сведем количество элементов управления каждым слоем к минимуму.

Для управления каждым слоем из 64 диодов понадобится:

  • Микросхема MAX7219;
  • 10uF 16V электролитический конденсатор;
  • 0.1uF керамический конденсатор;
  • 12 кОм резистор (1/4W);
  • 24 pin DIP IC socket;
  • Плата Arduino Nano или Uno.
Популярные статьи  Радио Реле или как стать фокусником

Для создания куба нам понадобится 8 комплектов вышеуказанных компонентов

Также стоит обратить внимание, что может понадобится другой резистор для конкретных светодиодов, которые вы будете использовать. Его роль в данной схеме – ограничить максимальное напряжение, которое будет выдавать микросхема MAX7219

Для облегчения сборки куб был разбит на две части. По 4 слоя на каждой из них.

Куб может управляться извне любым микроконтроллером через интерфейс SPI. Для этого проекта мы будем использовать популярную плату Arduino (Nano). Для управления нашим кубом используя только 3 сигнальных провода (SPI) и 2 провода питания (5 В постоянного тока). Вы можете использовать более распространенную плату Arduino Uno вместо Nano. Они очень похожи (за исключением размера), так что проблем с подключением возникнуть не должно.

Также стоит обратить внимание на то, что все компоненты следует паять к нижней части печатной платы

Для соединения плат вместе используются перемычки. Для соединения двух плат нужно 5 перемычек. Для создания одного блока из 4 слоев светодиодов понадобится 15 перемычек.

Большинство кубов цельные, в отличии от нашего. И при выходе из строя какого-либо светодиода в середине куба, добраться до него достаточно сложно. В нашем случае это не составит никакого труда.

Led куб – что нужно для самостоятельной сборки

Если вы увлекаетесь самоделками, любите ковыряться в схемах электроники – попробуйте собрать светодиодный куб своими руками. Для начала нужно определиться с размерами. Поняв принцип работы устройства, вы можете модернизировать схему как с целью увеличения светодиодов, так и с меньшим их количеством.

Светодиодный куб с гранями на 8 диодов

Давайте разберем как это работает на примере куба со стороной в 8 светодиодов. Такой куб может испугать начинающих, но если вы будете внимательным при изучении материалов – вы с лёгкостью освоите его.

Чтобы собрать led cube 8x8x8 вам понадобится:

  • 512 светодиодов (например 5мм);
  • сдвиговые регистры STP16CPS05MTR – 5 шт;
  • микроконтроллер для управления, см. Arduino Uno или любую другую плату;
  • компьютер для программирования системы;

Led куб – что нужно для самостоятельной сборки

Если вы увлекаетесь самоделками, любите ковыряться в схемах электроники – попробуйте собрать светодиодный куб своими руками. Для начала нужно определиться с размерами. Поняв принцип работы устройства, вы можете модернизировать схему как с целью увеличения светодиодов, так и с меньшим их количеством.

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Давайте разберем как это работает на примере куба со стороной в 8 светодиодов. Такой куб может испугать начинающих, но если вы будете внимательным при изучении материалов – вы с лёгкостью освоите его.

Чтобы собрать led cube 8x8x8 вам понадобится:

  • 512 светодиодов (например 5мм);
  • сдвиговые регистры STP16CPS05MTR – 5 шт;
  • микроконтроллер для управления, см. Arduino Uno или любую другую плату;
  • компьютер для программирования системы;

Необходимые материалы:

Картонная коробка.

Она может быть любого размера, смотря какие предметы вы собираетесь снимать и какова мощность источников света. Я предпочитаю коробки в форме куба или близкой к нему. Коробки можно везде найти бесплатно. Свою я принес с работы, где их все равно выбрасывают. Также вы можете найти коробки на заднем дворе различных торговых центров, магазинов. Коробки из более толстого материала лучше.

Ткань

Можно использовать любую белую ткань. Для этого бокса я использовал белый муслин. Нужно купить столько, чтобы можно было закрыть все стенки. Я потратил на ткань 4 доллара. Некоторые люди используют другие ткани, такие как нейлон или белый флис. Лучше использовать один тип ткани из одного отреза, иначе возможны небольшие изменения цвета и конечный результат может вас огорчить.

Я использую клейкую ленту, чтобы закрепить ткань по бокам коробки. Таким образом, можно легко менять ткань на другую при необходимости. Я пользуюсь малярным скотчем (1 доллар за рулон).

Плотная белая бумага (ватман)

Плотная белая бумага или ватман будет приклеиваться полосками внутри коробки, чтобы сделать поверхность белой, и также будет использоваться в качестве фона. Я предлагаю купить 2 или 3 листа, чтобы хватило на то и другое. Ватман продается в отделах канцтоваров и используется для рисования или чертежей. Если вы захотите использовать цветные фоны, то нужно приобрести аналогичную цветную бумагу.

Освещение

Самое дорогое из всего, что нужно для фотобокса – это освещение. Хорошо если у вас уже есть достаточно мощная настольная лампа

На мой взгляд, освещение является наиболее важной составляющей – без него вы не получите нужную картинку. Я пошел в ближайший магазин бытовой техники и посмотрел, что можно купить для этой цели

В итоге я купил светильник с энергосберегающей лампой, эквивалентной 90 Вт. Остерегайтесь использовать лампы накаливания, так как они дают желтый оттенок. Лучше, если лампа будет с круглым рефлектором.

Собираем светодиодный куб

Возьмите 64 светодиода и проверьте их работоспособность, подключив каждый к пальчиковой батарейке. Это, конечно, скучная процедура, но она необходима. Иначе из-за одного нерабочего светодиода впоследствии может быть куча проблем. Установите 16 светодиодов в отверстия в соответствии со стрелками на распечатке. Красные стрелки соответствуют плюсу (анод), синие — минусу (катод). Все аноды соедините между собой. После этого переверните коробку и вытолкните светодиоды. Выталкивайте аккуратно, чтобы не повредить собранный слой. Все. Первый слой готов. Аналогичным образом формируем еще три слоя. После соединяем четыре получившихся слоя с помощью свободных катодов. Советую соединять контакты начиная с центра и перемещаясь к периферии. Светодиодный куб начинает принимать необходимые очертания!

Шаг 1: Навыки и необходимые материалы

Проект требует много пайки. Однако ничего сложного в этом нет, и у начинающего солдата проблем не возникнет. Я использовал все сквозные компоненты (хотя SMD был бы лучше).

Комфорт с Arduino IDE — это бонус, но он не нужен, если вы не хотите менять код.

Что касается материалов, вам понадобится следующее:

  • Паяльник + припой
  • Ручные инструменты, такие как пинцет, плоскогубцы и ножницы
  • Arduino для использования в качестве программиста
  • ATmega328P
  • 512 светодиодов RGB (общий анод, рассеянный)
  • Медная проволока (я использовал 24 калибра, но тоньше было бы лучше)
  • 16 МГц генератор
  • 25 74HC595 сдвиговых регистров
  • 136 резисторов 100 Ом
  • 64 125 Ом резисторы
  • 212 резисторов сопротивлением 1 кОм
  • 2 резистора 10 кОм
  • 2 конденсатора 22 пФ
  • Конденсатор 0,1 мкФ (электролитический)
  • Конденсатор 10 мкФ (электролитический)
  • 100 мкФ конденсатор (электролитический)
  • Конденсатор 1000 мкФ (электролитический)
  • 25 16-контактных разъемов
  • 1 28-контактный разъем IC
  • 2×5 AVR ISP header
  • 200 2N3904 транзисторов
  • 8 IRF9540 P-канальных МОП-транзисторов (избыточно, но у меня они были под рукой)
  • Разъем питания
  • Кнопка питания
  • 5В блок питания (достаточно 1А)

Кроме того, у меня была изготовлена ​​печатная плата для основания платы, чтобы сэкономить время и затраты на управление проводами. Это также означало, что я должен был убедиться, что мои проекты были правильными с первой попытки. Хотя все работало отлично, есть вещи, которые я бы обновил (например, компоненты SMD или замена отдельных частей), если бы мне пришлось сделать это снова. У меня также была лазерная резка базового корпуса, чтобы скрыть печатную плату и придать ей более чистый вид. Файлы для обеих этих частей будут включены в последующие шаги.

Общая стоимость всего вышеперечисленного была $80 для всей электроники и светодиодов, $28 для печатной платы и основы, которую мне удалось вырезать лазером с помощью черного акрила, который я сидел без дела. Я оценил его на поноко как 50 долларов, но я предлагаю посетить ваш местный FABlab или makerspace, чтобы сэкономить.

Список частей Google Doc и источники

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий