4x4x4 Led Cube: 13 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Niyə bu LED kubunu qurmalısınız?

* Bitirdikdə gözəl və mürəkkəb bir nümunə göstərə bilərsiniz.

* Düşünməyə və problemi həll etməyə vadar edir.

* Hamısının necə bir araya gəldiyini görmək əyləncəli və məmnun edir.

* Lehimləmə və elektronikaya yeni başlayan hər kəsin öyrənə biləcəyi kiçik və idarə edilə bilən bir layihədir və hələ də göz qamaşdırıcı və təsir edici nümunələri nümayiş etdirmək üçün kifayət qədər böyükdür.

* Arduino kodunu idarə etmək olduqca asandır.

* Yüksək bir əyləncə üçün nisbətən aşağı qiymət və elektronikada yenisinizsə öyrənəcəyiniz böyük məbləğ.

Əvvəlcə qurmaq üçün yalnız bir neçə saatlıq iş tələb edən bu 4x4x4 ölçülü led kubun necə hazırlanacağını sizə göstərəcəyəm (bir dəfə dəzgahlar düzəltdikdə), həm də möhkəm bir dizayndır. Hər kəsin dizayn seçimlərimi başa düşməsi üçün əlimdən gələni edəcəyəm. Nəhayət, yeni nümunələri 2 fərqli şəkildə necə proqramlaşdıracağınızı izah edəcəyəm.

Təchizat

Parçalar:

1. 10cm * 15cm prototip lövhəsi - 1x $ 2 ea
2. sn74hc595n - 2x $ 0.57 ea
3. 120 ohm rezistorlar - 16x $ 0.04 ea (Dəyəriniz LED -dən asılıdır, bax addım 7)
4. 10k ohm rezistorlar - 4x $ 0.10 ea
5. Fqp20n06l N kanalı MOSFETS - 4x $ 0,95 ea
6. Arduino nano v3 - 1x 22 dollar
7. 5.5 mm dc jak - 1x isteğe bağlı $ 0.35 ea
8. Qalın mis tel 20 AWG - 15ft $ 0.12/ft
9. Şerit kabel 40 dirijor və ya digər kiçik ölçü (AWG) teli - 1ft $ 2.3/ft -dən azdır
10. 5 mm kontrplak 6 ", 12" - 1 x 2 dollar
11. lehim.8mm - 1x $ 10.89 ea
12. 1 "x 6" x 4 'lövhə - 6 "$ 8.39 ea
13. 5 mm yayılmış LEDlər - 64 dollarlıq 15 dollarlıq dəst
14. 100nf seramik qapaq - 2x $ 0.25 ea

Təxmini kub başına xərc: $ 40 (hissələr toplu olaraq alınarsa, maya dəyəri əhəmiyyətli dərəcədə azalacaq)

Alətlər:

1. İğne burun kəlbətinləri x2
2. Yuma kəsiciləri və ya yan kəsicilər
3. Lehimleme dəmir
4. Tel çıxarıcılar
5. Masa gördüm
6. Qazma (Qazma maşını tövsiyə olunur)
7. Hacksaw və ya band mişar
8. Proqramlaşdırma üçün kompüter

Addım 1: İlk Jig **

İlk jig 2) 0.8mm matkap ucu, prototip lövhəsi və LED üçün 5mm çuxurdan ibarətdir. Prototip lövhənizi (ən azı 2 sm genişliyində və deşiklərin ortasına 2,54 mm (0,1 ") boşluq mərkəzini götürərək başlayın) lövhənin kənarlarından birində ilk nöqtəni qeyd edin. Sonra hərəkət etdikdən sonra düz bir xəttlə başqa bir işarə edin. 3 deşik daha qaldırın. Sonra 2 deşik olan nöqtəni yuxarıya doğru işarələyin (şəkil #1 -ə baxın.) Ardınca mərkəzdə 5 mm -lik bir delik qazın, 13/64 düymlük bir bit istifadə etdim və yaxşı işləyirdi. Kiçik bitləri istifadə edin və 13/64 düym qədər çalışın ki, bütün kub sönməsə, çuxurda mükəmməl bir şəkildə mərkəzləşdirilmiş olduğundan əmin olun. Bütün deliklərin prototipləşdirmə lövhəsinə dik olduğundan əmin olun, əgər bir qazma maşını istifadə etsəniz, ancaq əllə işləyəcəksiniz. 3) 1 "kvadratları kəsin. Bantlı mişar istifadə etmək ən asandır, lakin əl mişarı da işləyəcək. Elmer yapışqanı ilə bütün kənarları bir -birinə düzülmüş kiçik bir taxta yığın. Nəhayət prototip lövhəsinə yapışdırın, hamısını bir yerə sıxın və gözləyin. Hər şey quruduqdan sonra hər şeyi yenidən qazın ki, prototip lövhəsindəki deliklər ağacın arxasından keçsin. 0.8 mm bitləri kənarındakı çuxura qoyun. Hər şey düzgün aparılırsa, şəkil 2 kimi görünməlidir.

** Şəkildəki çubuqlar 8*8*8 LED kub hazırlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur, buna görə də bir qədər böyük ölçüdədirlər. Jiginiz daha kiçik olacaq. Bu qurğular, Steve Manley -in 8*8*8 RGB LED kubu üçün dizaynlarına əsaslanır. Görünür və əla işləyir. Videolarına baxmağı məsləhət görürəm.

onun you-tube kanalı

Addım 2: İkinci Jig **

İkinci jig 5 mm kontrplakdan hazırlanmışdır. Bunun üçün 4 "2" olan 3 ədəd işarələmək və kəsməklə başlayın, bunun üçün bir lent mişarı istifadə etdim, ancaq əl mişarı da işləyəcəkdi. Parçalardan birində hər iki ucunda 1 "2" tərəfini işarələyin və ikisinin arasına bir xətt çəkin. Əvvəlcədən hazırlanan sətirdə 4 "yan 1/2 ilə gedin", növbəti işarənin lövhənin sonuna çatana qədər indiki işarədən 1 "olmalıdır. Digər iki parça hizalanmalı və elmer yapışqanı ilə yapışdırılmalıdır. Yapışqan quruduqdan sonra həm işarələnmiş hissəni, həm də yapışdırılmış hissəni hizalayın, onları bir -birinə sıxışdırın. Lövhədə xətlərin kəsişdiyi yerlərdə 5 mm (13/64) deliklər qazın. Son addım bir -birinə yapışdırılmış parçanın deliklərini düzəltməkdir. daha böyük 1/4 "ilə getdim.

Addım 3: Üçüncü Jig **

Üçüncü jig 1 "x 6" bir parçadan hazırlanır. Əvvəlcə lövhəni təxminən 5 "uzunluğunda daha idarə oluna bilən bir hissəyə kəsin. Bunu etdikdən sonra hər hansı bir oriyentasiyanın işləyəcəyi dərinliyi 1/4 dərinlikdə olan ağacları kəsmək üçün bir masaya apara bilərsiniz. Çəmənliklərin mərkəzindən mərkəzə 1 düym. Kərpicin (mişar bıçağından hazırlanan yuva) eni 0,1 "olmalıdır. Lövhənin kənarından ilk yuva düymünü kəsərək başlayın. Ardından mişarı bağlayın və çiti 1 "üzərində hərəkət etdirin, taxtanızda 4 yuva kəsilənə qədər bu prosesi təkrarlayın. Jig yuxarıdakı şəklə bənzəməlidir.

Addım 4: Birinci Jigdən istifadə edin

Bu, LED -lərin bütün uclarını bükən quruluşun ən monoton hissəsidir. Bu jigdən istifadə etmək istəməyinizin səbəbi əla görünən sağlam bir quruluş əldə etməkdir. İlk jiginizi katodu (qısa ipə baxın 2) daha yaxın (0,2 ) qazma ucuna qədər bükün, sonra bitin ətrafına sarın və gevşetin. Anodu götürün və ikinci ucun ətrafına bükün və gevşetin. yuyan kəsicilərlə / yan kəsicilərlə aparın və LED -i çıxarın Həm anodu, həm də katodu düzəldin Katotu aşağıya baxacaq şəkildə 90 dərəcə bükün (şəkil 3 -ə baxın) prosesi 63 dəfə daha davam etdirin.

Qeyd: Matkap uclarının ətrafındakı ucları əymək üçün kiçik bir iynə burun kəlbətin olması çox vaxt faydalıdır.

Addım 5: İkinci Jigdən istifadə edin

Bu jig istifadə etməzdən əvvəl 20 gauge (awg) qalay mis telimizi düzəltməliyik və kəsməliyik. Əvvəlcə ən azı 36 4 tel hissəsini kəsin, daha yaxşı olar ki, 4 hissəni simmetrik hala gətirin, çünki kəməri simmetrik hala gətirir (qeyd: telin uzun hissələrini kəsməzdən əvvəl düzəltmək faydalıdır, amma hər iki yol da işləyəcəkdir) Telin düzəldilməsi üçün iki kəlbətin götürün və teli bir az uzadaraq hər tərəfdən ucunu çəkin. Bu üsul çətindir, buna görə də bir maşınınız varsa, məftili məftilə sıxıb oradan çəkə bilərsiniz və daha yaxşı olacaqsınız. Bütün telləri hazırladıqdan sonra 2 nömrəli 2 LED -ə 4 LED yerləşdirin (şəkil #2 -ə baxın), katot sizdən üz döndərməlidir. 4 düymlük tellərdən birini katot döngələrindən lehimləyin, bütün 4 birləşməni lehimləyin (lehim etməzdən əvvəl bütün LED -ləri sınamağınız məsləhətdir). Bütün LEDləri lehimlədikdən sonra yuxarı hissəni yuxarı qaldırın və LED -lərin yuvarlaq uclarının düz səthdə olması üçün düyməni basın. LED sırası çıxmalıdır. İndi bu prosesi daha 16 dəfə edin.

Addım 6: Üçüncü Jigdən istifadə edin

16 sıra LED -lərinizin hamısını hazırladığınız üçün, son qurğudan istifadə etməyin vaxtı gəldi. 4 LED şeridi götürün və metal keçid tellərini yuvalardan birinə yerləşdirin ki, fərqli bölmələrdəki deliklərin hamısı hizalansın. Tel bölmələrinizdən birini aşağıdan yuxarı sütunun qalan deliklərinə daxil edin. Kvadrat olduğundan əmin olun, sonra bütün 16 əlaqəni lehimləyin və daha 3 -ü etməyə davam edin.

Addım 7: Elektronika

Etməli olduğunuz ilk şey, kubun işləməsi üçün lazım olan 16 rezistoru hesablamaqdır. Bu bu kalkulyator və ya bu formula ilə edilə bilər Müqavimət = (gərginlik mənbəyi - LED gərginliyi) / led cərəyanı. Yeganə problem, tez -tez satıcının lazım olan dəyərləri verməməsidir. Aldığım LED dəsti üçün verilən keçiddən istifadə edirsinizsə, sarı LED -lərin 2v olduğu üçün 120 ohm, mavi üçün isə 75 ohm 3v olması lazımdır. Bu barədə narahat olmaq istəmirsinizsə, dəstdə verilən 220 ohm -dən istifadə edə bilərsiniz, amma yaxşı işləməlidir, ancaq kubunuz bəzən bir az qaralacaq, sarı bir az qaralacaq (tapdığım ən parlaq rəng) bu dəstdən mavi rəngdədir, yayılmayan ağ istisna olmaqla).

Addım 8: Elektronika

Aşağıdakı sxemdən çıxa/yaxşı bir plana kömək etmək üçün şəkillərdən istifadə edərək öz planınızı yarada biləcəyiniz, aşağıda tapılan Gerber faylını istifadə edərək xüsusi bir PCB sifariş edə biləcəyiniz 2 seçiminiz var (bir neçə edirsinizsə əla olar).

PCB və sxematik- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526| e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

Addım 9: Kubu Prototipləşdirmə lövhəsinə lehimləmək

İndi elektronikanı birləşdirdiyiniz üçün əvvəllər düzəltdiyiniz 4 şaquli hissəni götürməlisiniz. Bölmələrdən birini ilk şəkildə göstərildiyi kimi yerləşdirin və prototip lövhəsi ilə bərabər olduğundan əmin olun. Eyni şəkildə son 2 -ni əlavə edərək bitirmə arasında 9 deşik olan bir başqa əlavə edin.

Addım 10: Qatların birləşdirilməsi

Sonra ümumi katot təbəqələrini bağlamalısınız ki, düzəldilmiş bir tel götürün və hər kəsişmədə bir lehim birləşməsi çıxarılan ümumi katot telinin üzərinə qoyun. Ən azı 4 etməlisiniz, ancaq kubun simmetrik görünməsi üçün bunu hər iki tərəfdən etdiyimi görə bilərsiniz. Bütün təbəqə əlaqələrini etdikdən sonra prototip lövhəsindən kubun təbəqələrinə tel əlavə etməlisiniz. Təxminən 1/2 düym çıxan 90 dərəcə əyilmə olan düz bir tel parçası götürməklə edilə bilər. Birinci təbəqəyə bağlamaq istəsəniz telin uzun ucunu yapışdırın. bir çuxurdan çıxarkən və növbəti təbəqəyə keçərkən təkrarlayın. 4 qatlı bütün əlaqələri tamamladığınızda növbəti addıma keçin.

Addım 11: Kabellərin son hissələri

Növbəti hissə, MOSFET -lərin drenajını ilk şəklə baxaraq qatlara bağlamaqdır. Bunu etdikdən sonra növbə qeydlərinin çıxışlarını kubun sütunlarına bağlayın. Daha ətraflı məlumat üçün sxemə baxın.

Addım 12: Kubunuzu proqramlaşdırın

Daha asan bir kodlaşdırma təcrübəsi əldə etmək üçün, verilən kodları istifadə edərək, arduino və ya python ilə arduino istifadə edərək, kodlaşdırmaq üçün 3 seçiminiz var. Açıqlayacağım tək şey, istifadəsi ən asan olduğu üçün python ilə arduino, ancaq arduino/dil quruluşu ilə bir az təcrübəyə ehtiyacınız olacaq. Arduino proqramından başlayaraq python üçün tkinter kitabxanası ilə bitən bütün bağlantıları endirərək başlayın. Python redaktorunun işləmə üsulu əsasən özünü izah edir, yalnız aşağıda python kodunu işlədin. Saxlama düyməsini basdığınız zaman, python qabığı slaydlar yazan arduino massivinə yapışdırmanız lazım olan ikili baytları tüpürəcək. Daha sonra, gecikmə_arrayı olan slaydların sayının ehtiyac duyduğunuz gecikmə sayı olduğunu söyləyən arduino serialına gecikmələr əlavə etməlisiniz. Arduino nanonun yaddaşına görə istifadə edə biləcəyiniz maksimum slayd sayı 150 -dir, çox səslənir, ancaq qrafik tərcümələr etməyə başladığınız zaman bu nömrəni tez yeyir.

Python faylı istisna olmaqla bir fayl olaraq yükləyə bilmədiyim üçün kodlar 3 qrupdur.

fayl qrupları (düzgün işləməsi üçün qrupdakı bütün fayllar eyni qovluğa yerləşdirilməlidir)

sərt kodlu arduino (clear_all, led_cube_4x4x4, show_pattern)

arduino bayt kodlu fayllar (aydın, asan_ proqramlaşdırma_v2, şou_pattern)

python gui (4x4x4 kod generatoru V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

Addım 13: Tamamlandı

Bu anda kubunuzda ən az bir neçə nümunə göstərə bilməlisiniz və inşallah hər şey rəvan getdi.

Hər hansı bir sualınız varsa, aşağıda şərhlərdə yazın.