LED dióda Arduino Mega 8x8x8 RGB: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

„Takže chcete postaviť RGB LED kocku 8x8x8“

Nejaký čas som sa hral s elektronikou a Arduinom, vrátane vybudovania vysokého prepínača zosilňovača pre moje auto a šesťprúdového Pinewood Derby Judge pre našu skupinu skautov.

Zaujalo ma to a potom ma zaujalo, keď som našiel skvelé stránky Kevina Darraha s jeho podrobnými vysvetleniami a zostavovaním videí.

Myslel som však, že je niekoľko oblastí jeho stavby, v ktorých by som sa mohol zlepšiť.

Pozitívne je, že:

• Kevinove podrobné vysvetlenia kódu Arduino požadované pre tento komplexný program zjednodušili kódovaciu stránku zostavy.
• Podporujem, aby Kevin použil jednotlivé tranzistory na pohon každej zo 192 katód. Aj keď to vyžaduje hardvérový dizajn bohatý na komponenty, umožňuje vám to s každou diódou LED pracovať bez rizika preťaženia jedného čipu ovládača riadením 8 (alebo viacerých) diód LED.

Oblasti, ktoré som chcel zlepšiť:

• Musí existovať lepší spôsob stavby samotnej kocky a navyše existuje viac ako 2 000 spájkovacích spojov v kocke RGB 8 x 8 x 8, a ak by jeden zlyhal/zlomil sa v strede, bol by takmer nemožný prístup a oprava.
• Všetko to vedenie !!!! V minulosti som mal určité skúsenosti s navrhovaním DPS, ktoré boli zamerané na vybudovanie jedného DPS tak, aby hostil značný počet požadovaných komponentov, ako aj samotnú kocku.

Ďalšie hľadanie odhalilo ďalšie návrhy kociek, z ktorých som čerpal ďalšie oblasti inšpirácie.

Nick Schulze postavil nádherný príklad noty, aj keď s jednoduchším hardvérovým prístupom STP16 a 32bitovým chipKIT UNO. Využil som skôr jeho dizajn kociek než Kevinov.

SuperTech-IT sa zameral na zjednodušenie hardvérovej stránky pomocou jediného prístupu plošných spojov, ktorý integruje a rozširuje programovací prístup Kevina a Nicka so zameraním na odstránenie všetkých káblov.

Bol teda stanovený plán. Pomocou Kevinovej schémy, Nickovej kocky, navrhnite jednu DPS a vytvorte riešenie, ktoré zjednoduší zostavenie a posilní samotnú kocku.

Krok 1: Všetky tie LED diódy

8x8x8 = 512 RGB LED diód. eBay je váš priateľ a ja som kúpil 1 000 od čínskeho dodávateľa.

Dizajn, ktorý som si vybral, používa 5 mm LED diódy RGB so spoločnou anódou - takže každá dióda LED má katódový (negatívny) drôt pre každú z troch základných farieb (červená/zelená/modrá) a jeden anódový (pozitívny) drôt, ktorý je spoločný pre každú z nich. farby.

Testovanie LED diód

Aj keď som bol lacný, trochu som sa obával o kvalitu. Posledná vec, ktorú chcete nájsť dud LED v strede vašej kocky, tak som sa pustil do testovania každej z 512 LED, ktoré by som použil.

Aby som zjednodušil prístup, navrhol som malý prkénko na pečenie a jednoduchý program Arduino, ktorý by po stlačení tlačidla aktivoval dve diódy LED červená> zelená> modrá jednotlivo a potom všetko zapol pre bielu.

Jedna LED dióda by slúžila ako spoločná referencia pre všetky ostatné, aby sa zabezpečilo, že všetky LED diódy budú mať spoločný jas.

Akonáhle sa dostanete do zavesenia tlačenia diódy LED na dosku, stlačením tlačidla a sledovaním, ako dióda LED bliká cez farby, kontrola všetkých 512 netrvá príliš dlho. Okrem toho som nenašiel ani jednu chybu a bol sme veľmi spokojní s kvalitou LED diód.

Voľba hodnôt odporu obmedzujúceho prúd

Kým je doštička mimo, je načase otestovať a overiť odpory obmedzujúce prúd LED, ktoré budete musieť použiť. Existuje mnoho kalkulačiek, ktoré vám pomôžu vybrať správnu hodnotu a nebude rovnaká pre všetky farby (červená bude mať takmer určite iné požiadavky ako zelená a modrá).

Jednou z kľúčových oblastí, na ktoré je potrebné dávať pozor, je celková biela farba, ktorú LED vydáva, keď sú zapnuté všetky farby RGB. Môžete vyvážiť hodnotu rezistorov tak, aby produkovali čistú bielu farbu v rámci súčasných limitov LED.

Krok 2: Zjednodušenie vytvárania kociek

Prípravok na zostavenie každého rezu 8x8

Zostavenie kocky tejto zložitosti nie je ľahké brať na ľahkú váhu. To si bude vyžadovať značnú investíciu vášho času.

Prístup, ktorý som navrhol, zjednodušil spájkovanie každého zvislého „rezu“kocky 8x8 v jednej udalosti, na rozdiel od vytvárania radov 8 diód LED postupne a ich spájkovania potom 8 v samostatnej operácii.

Na tento prístup budete potrebovať prípravok a trochu času, ktorý tu investujete, bude neskôr prinášať obrovské výhody.

Obrázok vyššie ukazuje jednoduchosť tohto dizajnu.

• Použil som asi 18 mm x 12 mm ihličnaté drevo pochádzajúce z miestneho železiarstva.
• Vyvŕtané otvory 8 x 5 mm v strede strany 18 mm, od seba vzdialené 30 mm v 8 dĺžkach, čo umožňuje predĺženie dĺžky 50 mm na každom konci.
• Na oboch stranách použite dve dĺžky dreva a upevnite týchto 8 vyvŕtaných častí tak, aby boli navzájom rovnobežné a presne 30 mm od seba.
• Pri ich vzájomnom upevňovaní odporúčam použiť okrem klinca/skrutky aj lepidlo na drevo. Nechcete, aby sa tento prípravok ohýbal.
• Na horný a dolný koniec prípravku som nastavil ďalšiu dĺžku a do každého stĺpca otvorov pre LED diódy vložil tri malé klince/kolíky. Stredový je presne v jednej línii a ďalšie dva sú od seba vzdialené 5 mm na každej strane. Tieto klince použijeme na zaistenie rovných dĺžok drôtu použitého na vytvorenie kocky - viac neskôr.
• Na obrázkoch si všimnete inú dĺžku dreva v miernom uhle k ostatným. Toto bude dôležité neskôr, pretože v súlade s týmto uhlom prestrihneme naše konštrukčné drôty, čo výrazne zjednoduší neskoršie umiestnenie každého z týchto zvislých rezov do DPS.

Urobte si čas na stavbu tohto prípravku. Čím presnejšie ste tu, tým presnejšia bude vaša konečná kocka.

Krok 3: Príprava LED diód

Pripojenie LED diód

Jednou z obáv, ktoré som mal v predchádzajúcich príkladoch, o ktorých som čítal, bolo použitie jednoduchých tupých spojov pri spájkovaní diód LED na rámovací drôt. To by viedlo k dvom kľúčovým problémom

• Je veľmi ťažké a časovo náročné držať LED diódu na mieste vedľa orámovacieho drôtu bez toho, aby sa pohyboval dostatočne dlho, aby ste zaistili dobrý spájkovací spoj.
• Kĺbové kĺby sa môžu ľahko zlomiť - niečomu som sa chcel vyhnúť.

Preto som navrhol riešenie, v ktorom je každá LED dióda pripravená so slučkou na konci každého vývodu, cez ktorú prechádza rámovací drôt, ktorý pri spájkovaní drží vodiče na svojom mieste a navyše poskytuje okrem spájky aj mechanické spojenie pre zvýšenie pevnosti.

Temnejšou stránkou veci bolo, že príprava každej z 512 LED diód trvala dlhšie - robil som to v dávkach po 64 kusoch naraz a dosiahol som to približne 3 hodiny na plátok.

Pozitívom je, že skutočné spájkovanie rezu pomocou predchádzajúceho prípravku trvalo niečo viac ako hodinu.

LED ohýbací prípravok

Navrhol som prípravok na podporu prípravy LED - obrázok vyššie s kľúčovými rozmermi.

• Vzal som jednu z predtým použitých koľajničiek 18 x 12 mm, vyvŕtal som 5 mm dieru stredom strany s priemerom 18 mm a potom som túto koľajnicu položil na malý panel z MDF (môžete použiť akýkoľvek kus dreva, to bolo presne to, čo som musel. rukou) a nesený v 5 mm otvore v koľajnici do stredu MDF.
• Vŕtačkou skontrolujte, či sú otvor v koľajnici a MDF zarovnané, vezmite ceruzku a nakreslite čiaru pozdĺž oboch strán koľajnice pozdĺž MDF.
• Odstráňte vrták a koľajnicu a zostane vám 5 mm otvor v MDF a dve rovnobežné čiary na oboch stranách zodpovedajúce rozmerom koľajnice (18 mm od seba).
• Stredom 5 mm otvoru kolmo na koľajnicové čiary nakreslite ďalšiu čiaru.
• Použil som pocínovaný medený drôt 22swg (stačil 500 g kotúč), ktorý má šírku 0,711 mm. Našiel som online (eBay na záchranu) niekoľko 0,8 mm vrtákov a použil som ich ako tvarovače, okolo ktorých by som ohýbal LED diódy a vytvoril slučku.
• Vyvŕtajte tri 0,8 mm vrtáky, stredný do osi 5 mm otvoru LED, ostatné 5 mm od seba, a čo je dôležité, len mimo koľajnicovú čiaru od otvoru LED na doske MDF- nie na línii, ale jednou stranou. vŕtačky, ktorá sa dotýka železničnej trate.
• Štvrtý 0,8 mm vrták sa potom znova vyvŕta do stredovej čiary 5 mm otvoru LED na druhej koľajovej trati a tentoraz priamo do koľajnicovej trate. Obrázok vyššie by mal tento popis urobiť trochu jasnejším.
• Vŕtačky nechajte v dreve tak, aby z MDF vyčnievalo asi 1 až 15 mm stopky vrtáka.

Teraz potrebujete nástroj - dobrý projekt je vždy ten, kde si musíte kúpiť špeciálny nástroj:-). Budete potrebovať malý pár plochých klieští (eBay opäť za 2 až 3 libry). Tieto majú rovný rovnobežný dlhý nos a plochý koniec - viď obrázok.

Prevádzka LED

Teraz prichádza dlhá úloha pripraviť každú z 512 LED diód. Navrhujem, aby ste ich urobili v dávkach. Viac podrobností na obrázkoch vyššie

• Držte LED diódu v kliešti tak, aby štyri vodiče smerovali k vám.
• DÔLEŽITÉ - Poradie a orientácia elektród je v tomto kroku životne dôležité. Anóda bude najdlhším druhým zo štyroch zvodov. Uistite sa, že toto je DRUHÝ Z PRÁVA. Zle to pochopíte a vaša LED dióda prestane správne svietiť, pretože ich testujeme neskôr - viem, že som urobil 5 chýb z 512.
• Držte LED v kliešti a vložte LED žiarovku do 5 mm otvoru v doske MDF, ako je to znázornené na obrázku vyššie. Možno budete musieť v hornej časti trochu uvoľniť 5 mm otvor, aby kliešte ležali naplocho na MDF.
• Ohnite vodiče LED okolo vrtákov a vytvorte slučku. Zistil som, že ak po zatiahnutí zatiahnete za tienidlo, otvorí slučku o odtieň a pomôže odstrániť slučky z vrtákov pri vyberaní diódy LED z prípravku
• Odrežte prebytok zo štyroch vodičov v blízkosti slučky pomocou dvojice malých nožov na drôt.
• Ohnite anódovú slučku, vlastnú, o 90 stupňov, aby slučka smerovala vzpriamene k žiarovke LED.
• Hotovú diódu LED umiestnite na rovný povrch a uistite sa, že všetky vodiče ležia rovno po povrchu. Trochu tlaku na diódu LED ich všetky zarovná jednoducho

To je ono…. teraz zopakujte 511-krát:-)

Krok 4: Budovanie rezov

Narovnanie drôtu na rámovanie

Teraz teda máme prípravok na výrobu našich rezov 8x8 a zväzok testovaných a pripravených diód LED.

Všetko, čo teraz potrebujete, je rámovací drôt. aby držali všetky LED diódy pohromade. Použil som 500 g kotúč z pocínovaného medeného drôtu 22 swg (opäť z eBay)

Teraz budete samozrejme chcieť narovnať drôt, ktorý vychádza z kotúča. Ľahká, ak ešte jedna manuálna úloha. Odrežte časť drôtu na dĺžku a držte oba konce v dvoch pároch klieští a jemne potiahnite a natiahnite drôt. Ak budete dobrí, ucítite, ako sa drôt natiahne, a potom môžete prestať, ak sa vašou silnou rukou drôt zlomí, keď je dostatočne natiahnutý. Oba spôsoby sú v poriadku a skončíte nielen s narovnávaním drôtu, ale aj s jeho tvrdením, aby držalo formu.

Na každý rám 8x8 budete potrebovať 24 dĺžok, ktoré sú dostatočne dlhé na to, aby prebehli po celej dĺžke vášho prípravku, s náhradnými koncami na konci, aby sa obtočili okolo kolíkov panelov a držali pri spájkovaní. Okrem toho budete potrebovať 8 dĺžok na kolmé anódové vodiče len o niečo širšie, ako je šírka prípravku.

Budovanie rezu 8x8

Teraz narovnané drôty sa dostávame k zábavnej časti.

• Keď prípravok sedí na dvoch zvislých koľajniciach a 8 vyvŕtaných priečnych líšt smeruje k vám, tlačíte naraz 8 LED do jedného stĺpca, pričom tri nožičky LED smerujú k vám.
• Teraz prevlečte narovnaný rámovací drôt strednými slučkami LED všetkých 8 diód LED a oba konce priviažte omotaním okolo kolíkov panela.
• Opakujte to pre dva vonkajšie rámovacie vodiče.
• Potom zopakujte vyššie uvedené kroky pre ďalších 7 stĺpcov.

Teraz budete mať závit 64 LED diód spolu s 24 zvislými rámovacími drôtmi. Zaistite, aby všetky LED diódy sedeli v jednej rovine s drevenými koľajničkami, a vyrovnajte všetky LED diódy, aby ste odstránili všetky nezrovnalosti.

Teraz rozlomte spájkovačku a opravte všetkých 192 spojení medzi slučkami LED a rámovacími drôtmi. Nebudem tu vysvetľovať, ako spájkovať, existuje množstvo vynikajúcich návodov, ktoré to vysvetlia oveľa lepšie, ako môžem.

Hotové? Nájdite si chvíľu na obdivovanie vašej šikovnej práce a prevráťte prípravok. Stále musíme pridať drôty na rámovanie anód.

Teraz vidíte, prečo sme ohli slučky anódových zvodov o 90 stupňov.

• Vezmite svojich 8 narovnaných anódových rámovacích drôtov a znova prevlečte každú z 8 diód LED v každom rade.
• Odrezal som drôt na šírku prípravku, ale nepokúšal som sa ho pripevniť na kolíky panelov.
• Po dokončení chvíľku narovnajte všetky diódy LED, aby ste zaistili rovnomerné konzistentné behy a znova spájkujte všetkých 64 bodov pripojenia.

Testuje sa plátok 8x8

Jeden plátok nadol, ale než ho vystrihnete z prípravku, najskôr ho vyskúšajte. Na to budete potrebovať zdroj 5 V (z vašej dosky Arduino alebo z testera LED) a jeden odpor (postačí čokoľvek okolo 100 ohmov).

• Pripojte jeden vodič k uzemneniu, ktorý sa použije vo všetkých kábloch na rámovanie s 24 katódami.
• Pripojte druhý vodič k 5 V cez odpor.
• Držte 5v vodič na jednom z rámovacích drôtov na 8 úrovniach anódy
• Veďte uzemňovací vodič cez každý z 24 katódových rámovacích drôtov.
• Skontrolujte, či sa každá LED dióda rozsvieti na červeno, zeleno a modro pre každú z 8 diód LED zapojených do rovnakého anódového vodiča.
• Teraz presuňte 5v vodič na ďalšiu úroveň a spustite kontrolu znova, kým nevyskúšate každú úroveň, každú LED a každú farbu.

Ak zistíte, že jedna dióda LED nefunguje, pravdepodobne ste pri ohýbaní káblov LED zamieňali anódový vodič na dióde LED. AK zistíte, že jeden nefunguje, navrhujem, aby ste odpojili LED diódu, vezmite si náhradnú pripravenú LED diódu, otvorte slučky na vodičoch LED, zatlačte túto novú LED do prípravku a čo najlepšie ohnite slučky okolo rámovacích drôtov môžeš.

Keď sú všetky testované, teraz môžete vystrihnúť sklíčko z prípravku. Za týmto účelom odstrihnite rámovací drôt v hornom rade v blízkosti očiek LED a odstrihnite spodné rámovacie drôty pozdĺž mierne šikmého prípravku.

Nechajte nateraz všetky dlhé konce drôtika na rámovanie, tie si urobíme poriadok neskôr, keď kocku postavíme.

Jeden dole, ďalších 7 zostáva.

Verím, že som splnil svoj prvý cieľ a vyvinul som riešenie na zjednodušenie zostavovania plátkov kocky.

Krok 5: K elektronike

Navrhovanie DPS

Mojím druhým cieľom bolo odstrániť všetky káble, ale stále ponechať priestor na určitú flexibilitu.

Na tento účel som sa rozhodol, že:

• Odpojte 6 riadiacich vodičov procesora z dosky pomocou konektora. Väčšina ovládačov kociek, ktoré som videl, používa na prenos údajov derivát SPI, ktorý vyžaduje 4 vstupy - údaje, hodiny, povolenie výstupu a západku - plus som pridal 5 V a uzemnenie, aby sme mohli napájať procesor z rovnakého kábla.

• Ponechajte otvorené sériové a sériové pripojenie medzi čipmi posúvacieho registra 74HC595, aby ste medzi čipmi mohli definovať rôzne slučky.

  • Kevinova schéma je pre anódový ovládač, potom všetkých 8 čipov poháňajúcich jednu farbu ďalej a potom ďalšie dve farby postupne pre celkovo 25 posuvných registrov.
  • Nickova schéma má pre každú farbu samostatnú slučku späť do procesora.
• Umožnite, aby boli anódové vrstvy poháňané vlastným posuvným registrom alebo priamo z procesora s 8 samostatnými pripojeniami.

Navyše som chcel

• Používajte komponenty skrz otvor (na to som zvyknutý).
• Obmedziť sa na dvojvrstvovú dosku s plošnými spojmi (opäť podľa mojich skúseností).
• Nechajte všetky súčiastky na jednej strane DPS (na spodnej strane) a umožnite spájkovanie rezov LED priamo na hornú stranu DPS.

Nakoniec to bola veľká doska (270 mm x 270 mm) na podporu kocky s rozstupom 30 mm medzi diódami LED - aj napriek tomu to bolo stláčanie, aby sa zmestili všetky komponenty a stopy.

V minulosti som úspešne použil niekoľko rôznych softvérových návrhov DPS.

Pre ľahké použitie je Pad2Pad skvelý, ale máte zaistené ich drahé výrobné náklady, pretože nemôžete exportovať súbory Gerber. Pre túto zostavu som použil DesignSpark (nie tak jednoduché použitie ako Pad2Pad, ale dokáže exportovať súbory Gerber) a odvtedy experimentujem s Eagle (veľmi schopný nástroj, ale stále idem po krivke učenia).

Netrúfam si sčítať hodiny strávené nad návrhom softvéru dosky plošných spojov, trvalo to niekoľko pokusov, aby ste sa dostali správne, ale s výsledkom som veľmi spokojný. V mojej prvej verzii existuje niekoľko chýbajúcich stôp, ale je ľahké ich nahradiť. Na výrobu malej dávky PCB som použil a odporučil by som SeeedStudio. Dobrá odpoveď na otázky, konkurencieschopné ceny a rýchle služby.

Od tej doby zvažujem navrhnúť verziu SMD, ktorú by som potom mohol vyrobiť so všetkými už umiestnenými a spájkovanými komponentmi.

Veľa komponentov

Čo sa týka komponentov, použil som nasledujúce (podľa Kevinovej schémy)

• 200 tranzistorov NPN 2N3904
• 25 kondenzátorov 100 nF
• 8 kondenzátorov 100uF
• 8 MOSFETOV IRF9Z34N
• 25 posuvných registrov 74HC595
• 128 82 ohmov 1/8W odpory (červené diódy obmedzujúce prúd)
• 64 130 ohmov 1/8W odpory (zelené a modré odpory obmedzujúce prúd LED)
• 250 1k Ohm 1/8W rezistory (s niektorými doplnkami)
• 250 10k Ohm 1/8W rezistory (s niektorými doplnkami)
• 1 napájací zdroj 5v 20A (viac ako dosť)
• 1 Arduino Mega (alebo procesor podľa vášho výberu)
• niekoľko jednoradových kolíkov záhlavia na pripojenie k Arduinu
• nejaký prepojovací kábel na vytvorenie sériových slučiek vstup/výstup medzi posuvnými registrami
• 6 -kolíkový konektor konektorového konektora
• napájací kábel a zástrčka 240 V.

Na objednanie vo Veľkej Británii som použil a odporučil by som komponenty spoločnosti Farnell, najmä vzhľadom na ich službu nasledujúci deň a konkurencieschopné ceny.

Spájkovanie … veľa spájkovania

Potom to bolo niekoľko hodín spájkovania všetkých komponentov na dosku. Nebudem tu prechádzať podrobnosťami, ale niekoľko lekcií, ktoré som sa naučil, bolo:

• Majte spájkovaciu pumpu a spájkovací knôt poruke - budete to potrebovať.
• Tavné pero skutočne funguje, aj keď je potom chaotické ho potom vyčistiť
• Použite spájku s malým priemerom - ako najlepšia sa mi osvedčila spájka s 0,5% 60/40 cínu/olova 2,5% tavidla.
• Lupa je praktická na rozpoznanie akýchkoľvek spájkovacích mostíkov.
• Neponáhľajte sa, urobte sériu a skontrolujte všetky kĺby, než prejdete do ďalšej oblasti.
• Ako vždy udržujte hrot spájkovačky čistý.

Vzhľadom na to, že červená farba LED diód bude pravdepodobne potrebovať inú hodnotu odporu ako zelenú a modrú, označil som aktuálne obmedzujúce odpory na doske A, B a C. Teraz je čas definovať konečnú orientáciu rezov v porovnaní na dosku plošných spojov, aby sa definovalo, ktorý zvod diód LED sa vzťahuje na ktoré umiestnenie odporu obmedzujúceho prúd.

Po dokončení som dosku vyčistil čističom plošných spojov, opláchol ju mydlom a vodou a dôkladne vysušil.

Testovanie hotovej DPS

Predtým, ako to dáme na jednu stranu, musíme otestovať, či to všetko funguje.

Načítal som Kevinov kód Arduino (pre mega, ktoré budete musieť vykonať niekoľko drobných zmien) a vyvinul jednoduchý testovací program, ktorý by nepretržite blikal a zapínal všetky LED diódy.

Testovať:

• Testovací drôt LED som vyrobil tak, že som zobral jednofarebnú LED diódu, do jedného z vodičov držal odpor 100 Ohm a potom do každého z otvorených koncov pridal dlhý drôt. Kúsok elektrickej pásky okolo otvoreného otvoru zastaví akékoľvek skraty a označí kladný (anódový) vodič z LED diódy.
• Pripojte svoj procesor (v mojom prípade Arduino mega) k doske pomocou 6 konektorov
• Pripojte napájanie dosky k zdroju napájania
• Pripojte testovací kábel anódy k zdroju 5 V na doske
• Potom postupne zapojte katódový drôt z testovacieho drôtu LED na každý z konektorov katódy PCB kocky.
• Ak je všetko v poriadku, kontrolka LED na testovacom kábli by mala blikať a zhasnúť, ak áno, prejdite na ďalšiu.
• Ak to nesvieti, nájdete chybu. Najprv by som skontroloval, či vaše spájkovacie spoje neobsahujú suché spoje. Okrem toho by som vám odporučil, aby ste pracovali postupne mimo posuvných registrov, ktoré kontrolujú súčiastku naraz.

Otestujte všetkých 192 katód a potom upravte svoj kód, aby ste otestovali ovládače anódovej vrstvy, prehoďte testovací kábel LED a pripojte ho k zemi a otestujte každý z 8 -vrstvových ovládačov.

Keď dokončíte a vyskúšate DPS, zábava sa skutočne začne - teraz stavať kocku.

Krok 6: Zostavenie kocky

Príprava konektorov na úrovni anódy - ďalší prípravok

Predtým, ako začneme spájkovať vaše plátky 8x8 na dosku plošného spoja, musíme vyrobiť ešte jednu položku.

Keď pridávame plátky, budeme musieť na vonkajšiu stranu každého rezu pridať výstuhy spájajúce horizontálne plátky dohromady.

Vzhľadom na to, že sme všetky LED diódy spojili slučkami s rámovacími drôtmi, neprestaneme sa teraz.

Ak chcete vytvoriť krížové vzpery anódy:

• Vezmite inú dĺžku dreva, ktoré ste použili na koľajnice, a nakreslite čiaru do stredu koľajnice.
• Na tejto čiare urobte 8 značiek vzdialených 30 mm.
• Vezmite 8 vrtákov 0,8 mm a vŕtajte ich do dreva, pričom vrták nechajte v dreve s driekom vyčnievajúcim asi 10 mm z povrchu.
• Odrežte rámovací drôt a narovnajte ho ako predtým.
• Omotajte jeden koniec drôtu okolo prvého vrtáka a vytvorte slučku a potom prevlečte drôt okolo každého nasledujúceho vrtáka tak, aby tvoril rovný drôt s 8 slučkami po celej dĺžke.

Chce to trochu cviku, ale pokúste sa manipulovať s drôtom po vytvorení všetkých slučiek, aby bol drôt čo najrovnejší. Jemne vyberte drôt z vrtákov a potom sa ho pokúste úplne narovnať.

Na konečnú kocku budete potrebovať 16 dĺžok drôtu, z ktorých každá má 8 slučiek, ale počas stavebného procesu je vhodné mať k dispozícii niekoľko dĺžok dvoch a troch slučiek, ktoré podoprú každý nový plátok so svojim susedom.

Nakoniec môžeme postaviť kocku

Budeme musieť zdvihnúť DPS z povrchu, aby sme zarovnali a spustili každý plátok na DPS. Použil som pár na malé plastové boxy na oboch stranách dosky plošných spojov.

Pamätajúc si svoju orientáciu zvoleného rezu pri definovaní umiestnenia prúdových obmedzujúcich odporov, môžete teraz spustiť prvý plátok do otvorov v DPS na jednom konci. Navrhujem, aby ste začali s najvzdialenejšou sadou otvorov od seba a pracovali sami k sebe.

Práve tu vidíme výhodu rezania drôtov rámujúcich katódu pod uhlom. To vám umožní lokalizovať každý z 24 katódových drôtov jednotlivo.

Na podporu rezu a definovanie jeho zvislého umiestnenia som použil drevenú koľajnicu, ktorú sme použili na výrobu anódových konektorov, a umiestnil som to pozdĺž dosky plošných spojov pod prvú sadu LED diód. Pomocou štvorca inžinierov, ktorý zaisťuje, aby bol plátok kolmý na dosku plošných spojov a úroveň od konca do konca, môžete teraz spájkovať drôty na rámovanie katódy do dosky plošných spojov.

Tento plátok môžete teraz otestovať, ale považoval som za najlepšie vložiť prvé dva rezy na dosku plošných spojov a pred počiatočným testovaním použiť krátke 2 slučkové anódové konektory na niekoľkých miestach pozdĺž dvoch rezov, aby boli tieto prvé dva plátky stabilnejšie. Po týchto prvých dvoch vyskúšajte každý plátok pred pridaním ďalšieho.

Testovanie rezov

Anódové meniče sú pozdĺž jednej zo strán dosky plošných spojov a v doske plošných spojov sú otvory, kde nakoniec spojíme každú vrstvu s jej ovládačom. Zatiaľ ich použijeme s niekoľkými drôtmi z guľatiny a 8 mini krokodílovými sponami, ktoré postupne prichytíme ku každej vrstve.

S katódami spájkovanými nadol na dosku plošných spojov a anódami pripojenými k vodičom pomocou vodičov a svoriek potom môžeme plátok otestovať úpravou kódu, ktorý sme použili na testovanie dosky plošných spojov pomocou novej animácie.

• Napíšte jednoduchú animáciu, aby sa rozsvietili všetky LED diódy vo vašom reze naraz pre každú farbu (všetky červené, potom zelené a červené a potom všetky zapnuté pre bielu). Číslo rezu môžete definovať ako premennú, aby ste to mohli zmeniť pri testovaní každého rezu v poradí.
• Pripojte procesor a napájanie k doske plošných spojov a zapnite.
• Skontrolujte, či sa všetky LED diódy rozsvietia vo všetkých farbách.

Jediný defekt, ktorý som tu pozoroval, bol kvôli suchému spoju na jednom z drôtov rámujúcich zvislú katódu.

Spájkujte a postupne testujte každý plátok.

Boli skoro tam Teraz, keď sme spájkovali a testovali všetkých 8 rezov, musíme do kocky pridať ďalšie dva prvky.

Konektory anódovej vrstvy

Teraz môžeme vylomiť anódové konektory pomocou 8 slučiek, ktoré ste pripravili predtým.

Prevlečte ich cez plátky spájajúce rovnakú vrstvu v každom plátku na oboch sklíčkach. Presunul som svoje, kým neboli asi 5 mm od najbližšieho katódového drôtu LED. Pred spájkovaním všetkých slučiek sa uistite, že vyzerajú rovno a vyrovnane a spojte každú z 8 vrstiev anódy dohromady.

Konektory anódového ovládača

Odstráňte všetky drôty, ktoré ste predtým použili na testovanie rezov, z otvorov anódového ovládača v doske plošných spojov a uistite sa, že v otvoroch nie je spájka - spájkovací knôt je váš priateľ.

Každý z 8 anódových ovládačov na doske plošných spojov je potrebné pripojiť k jednotlivej vrstve na doske plošných spojov. Anódový ovládač najbližšie k napájacím prípojkám na doske plošných spojov by mal byť pripojený k najnižšej úrovni a potom postupným pohybom postupovať smerom k zadnej časti dosky plošných spojov a k 8. vrstve.

Ohnite malý pravý uhol v kuse narovnaného drôtu na ohraničenie a spustite dlhú stranu drôtu cez kocku do otvoru pre anódový ovládač na doske plošných spojov. Zaistite, aby bol drôt rovný a rovný, aby sa nedotýkal žiadneho iného vodiča v kocke, a potom ho spájkujte na anódovú vrstvu kocky a na dosku plošných spojov

Kompletné pre všetkých 8 anódových ovládačov.

Krok 7: Je to úplné

Stavba sa skončila, ste hotoví.

So všetkou prípravou, budovaním a testovaním, ako ste tento kúsok zvládli, je teraz jednoduché.

• Pripojte napájací zdroj k doske plošných spojov
• Pripojte procesor k DPS.
• Zapnutie.
• Načítajte alebo povoľte animácie vo svojom softvéri, nahrajte ich do procesora a nechajte ich pracovať

Vyhotovenie prípadu

Po vložení všetkých týchto hodín budete chcieť chrániť svoje investície.

Vyrobili sme puzdro z niektorých dubových dosiek a malého listu preglejky a zabudovali sme remízu do zadnej časti, kde sme mali prístup k napájaciemu zdroju a Arduinu, a tiež osadenie konektora USB na zadnú stranu puzdra, aby bol uľahčený prístup k preprogramovaniu..

Potom sme to dokončili akrylovým puzdrom z acryldisplaycases.co.uk. Veľmi dobre odporúčané.

K tebe

Teraz existujú dve veci, na ktoré by ste mohli myslieť:

• Akú podporu/škatuľu chcete navrhnúť a postaviť na podporu dosky plošných spojov a zdroja napájania a procesora - to nechám na vašej predstavivosti.
• Vstúpte do kódu a začnite navrhovať a písať svoje vlastné animácie. Kevin, Nick a SuperTech-IT tu urobili kus skvelej práce, aby ste mohli začať.

Krok 8: Klip konečného produktu v akcii

Ďakujem Kevinovi a SuperTech-IT za animácie a niekoľko vlastných, ktoré som doteraz vytvoril

Krok 9: Animácia - hady

Jedna z mojich vlastných animácií na zdieľanie pomocou kódu Kevina Darraha

Zavolajte nasledujúce void loop

hady (200); // Iterácie

Krok 10: Akonáhle sa dostanete do drážky

S bratom sme teraz postavili jeden a pracujeme na treťom:-)

AKTUALIZÁCIA - Tretia kocka je teraz dokončená a túto dáme do predaja na eBay spolu s dvoma náhradnými doskami s plošnými spojmi (a pokynmi).

Vykonáme niekoľko revízií DPS predovšetkým na podporu vývoja nášho ďalšieho projektu - RGB LED kocka 16x16x16

Krok 11: Najnovšia verzia môjho Arduino Mega kódu

V prílohe tu nájdete najnovšiu verziu môjho kódu.

Toto je prevažne prevzaté z riešenia, ktoré vyvinul Kevin Darrah tu, ale preniesol som to do Arduino Mega a pridal som k animáciám buď z iných zdrojov, alebo som ich vyvinul sám.

Kolíky na Arduino Mega sú:

• Západka - kolík 44
• Prázdny - kolík 45
• Údaje - kolík 51
• Hodiny - kolík 52