Kuidas teha pulseerivat Arduino LED -kuubikut, mis näib olevat tulevikust pärit?

Kuidas teha pulseerivat Arduino LED -kuubikut, mis näib olevat tulevikust pärit?

Kui olete tegelenud mõne algaja Arduino projektiga, kuid otsite midagi pisut püsivat ja hoopis teisel tasemel fantastilist, siis alandlik 4 x 4 x 4 LED -kuup on loomulik valik. Ehitamine on palju lihtsam, kui arvate, ja multipleksimise abil saame juhtida kõiki LED -e otse ühest Arduino Uno plaadist. See on suurepärane jootmistava ja komponentide kogumaksumus ei tohiks ületada umbes 40 dollarit.





Täna kirjeldan põhjalikult asjade ehituslikku külge ja pakun sellel töötamiseks tarkvara, mis näeb välja muljetavaldav ja õpetab teile põhitõdesid.



kuidas ühendada fotod üheks

Sa vajad

  • AnArduino. Kaasasolev kood eeldab Arduino Unot, kuid seda saab kohandada ka suurema mudeli järgi.
  • 64 LED -i - täpne valik on teie otsustada, kuid ma kasutasin neid heledaid 3 mm siniseid LED -e ( 3.2v 30ma ) @ 2,64 £ 50 eest.
  • 16 Takistid LED -ide jaoks sobiva väärtusega. Ülaltoodud LED -ide jaoks ostis 99 penni neid 100. Kasutamine ledcalc.com - sisestage toitepinge, valgusdioodide pinge (minu puhul 3.2) ja voolu milliamperites (3.2) 5v. Teie soovitud takisti kuvatakse kastis sildiga Lähim kõrgema nimiväärtusega takisti , siis otsige lihtsalt seda väärtust eBayst.
  • Mõned käsitöö traat põhistruktuuri tugevdamiseks ja kaunistamiseks - kasutasin 0,8 mm paksus.
  • TO prototüüpimise plaat teatud tüüpi, mille külge saate joota kõik oma bitid. Ma kasutasin sellist, millel polnud täisradasid, kuna mul pole rajalõikurit, kuid kasutage seda, mis teile sobib. Arduino prototüüpimise kilp on siiski natuke liiga väike, kui te tõesti oma LED -e kokku ei pigista.
  • Juhuslik komponentjuhe - mõned võrgukaabli kiud ja mõned komplektist pärit prototüüpide juhtmed töötavad hästi.
  • Krokodilliklambrid või abikäed on kasulikud bittide paigal hoidmiseks.
  • Jootekolb ja jootma.
  • Natuke puidujäätmeid.
  • Puur, sama suurusega kui teie LED -id.

Märkus: selle õpetuse 3D -joonised tehti minutitega, kasutades TinkerCAD . Ma järgisin olemasolevat ehitust, mis on üksikasjalikult kirjeldatud kasutaja juhistes Instructablesforte1994, mida võiksite enne selle proovimist ka läbi lugeda.



Lugege kindlasti kõik need juhised läbi esimene enne kui proovite seda ise teha.

Selle disaini põhimõte

Enne ehituse alustamist on oluline omada täielikku ülevaadet selle toimimisest, et saaksite edasi liikudes improviseerida ja vigu tuvastada. Mõned LED -kuubikud kasutavad iga LED -i jaoks ühte väljundnõela - kuid 4x4x4 kuubikus oleks seda vaja 64 tihvti - mida meil Arduino Unos kindlasti pole. Üks lahendus oleks vahetuste registrite kasutamine, kuid see on asjatult keeruline.



Kõigi nende LED -ide juhtimiseks vaid 20 tihvti abil kasutame tehnikat, mida nimetatakse multipleksimiseks. Jagades kuubi neljaks eraldi kihiks, vajame juhtnuppe ainult 16 LED -i jaoks - nii et konkreetse LED -i süttimiseks peame aktiveerima nii kihi kui ka kontrollnõela, andes meile kokku 16+4 tihvti. Igal kihil on ühine katood - vooluahela negatiivne osa -, nii et kõik negatiivsed jalad on ühendatud ja ühendatud selle kihi ühe tihvtiga.

Anoodil (positiivne) küljel, ühendatakse iga LED selle kohal ja all oleva kihi vastava LED -iga. Põhimõtteliselt on meil 16 veergu positiivseid jalgu ja 4 kihti negatiivset. Siin on mõned ühenduste 3D -vaated, mis aitavad teil mõista:



Ehitus

Kuna me ei kasuta jootmiseks täismetallist konstruktsiooni, tahame, et kõik LED -i jalad kattuksid umbes veerandi võrra ja annaksid konstruktsioonile jäikuse. Keerake valgusdioodide katood - pea tasase sälguga külg ja lühem jalg - üle, nagu on näidatud joonisel. (Pole vahet, kas painutate seda vasakule või paremale, kui olete järjekindel ja see ei puuduta kunagi anoodi)

Selle projekti esimene kriitiline osa on puidust rakise valmistamine. See hoiab jalgade jootmisel LED -kihti, nii et see peab olema täpne ja mitte liiga lahti. Mõõtke välja ja puurige 4x4 maatriks, kasutades LED -idega sama suurusega puurit võrdsel kaugusel augud. Pidage meeles, et soovite, et umbes veerand jalast kattuks naabriga, ja kasutage tegelikku joonlauda. Kontrollige iga auku, et veenduda, kas valgusdiood mahub tihedalt, kuid mitte nii tihedalt, et te ei saaks seda enam välja tõmmata või kui teil on probleeme täielikult joodetud kihi eemaldamisega.



Jootke 4 rida LED -e katoodid. Olge ettevaatlik, et LED -id ära ei põleks - soovite head kuuma triikrauda ning olge sees ja väljas. Siin on minu esimesed neli rida valmis.

Nüüd, et tugevdada kihi jäikust, lõigake ja jootke kaks sirget käsitöötraati mõlemasse otsa, veendudes, et need ühendatakse iga reaga. See on teie esimene kiht valmis. Jätke kõik üleliigsed jalad praegu küljelt välja.

Praegu oleks suurepärane aeg testimiseks - laadige lihtsalt alla vaikimisi Arduino vilkumisrakendus ja ühendage takisti, pange maapind kihi raami külge ja vajutage omakorda positiivset juhet igale LED -ile.

Loodetavasti süttivad nad kõik. Kui ei, siis veenduge, et te pole lihtsalt kuhugi jootekohta vahele jätnud, ja vajadusel vahetage LED välja.

Eemaldage see kiht rakist ja korrake protsessi Veel 3 korda .

Ärge muretsege, kui teie jootmine pole täiuslik - kui see ei purune ja ühendus on kindel, ei mõjuta see lõpptooteid. Ma tunnistan, et minu jootmine oli üsna lootusetu, mul oli jigilüliti ja see kõik meenutas Pisa kaldtorni. Sellegipoolest olen uhke valmis kuubiku üle ja kui LED -id põlevad, ei vaata te ikkagi jootekohti!

Kihtidega liitumine

Kui teil on 4 lõpetatud kihti, soovite kõik vertikaalsed jalad kokku ühendada. Leidsin, et see on ehituse kõige raskem osa ja protsessi hõlbustamiseks lõikasin kaardist välja tõusutoru.

See hoidis kihid sobival kõrgusel, kuid paljud jalad ei sobinud ikkagi ideaalselt - selleks kasutasin nende hoidmiseks mõnda krokodilliklambrit.

1. rumal viga, mida vältida

Alles pärast täieliku kihi täitmist mõistsin, et minu kaarditõstuk on oma kohale kinni jäänud, nii et pidin selle välja lõikama! Ärge tehke sama viga, mida mina tegin - tehke püstik küljelt pikemaks ja ühendage kaarditükid väljaspool kuubikut, nii et kui olete kihi lõpetanud, saate püstiku lahti ehitada ja kaardi välja tõmmata.

2. rumal viga, mida vältida

Loomulikult ärge jootke vertikaalset jalga katoodraami külge. Vertikaalsed jalad peaksid ühenduma ainult teiste vertikaalsete jalgadega ja mitte midagi muud.

Proovige uuesti pärast iga kihi kinnitamist. Katsetage kõiki kihte, puudutades tegelikult ainult ülemise kihi otsa positiivset juhet, tagades sellega, et teil on kõikide kihtide kaudu hea kontakt.

Kui kõik 4 kihti olid kokku joodetud, asusin natuke koristama - jätsin igast kihist välja ühe sirutatud jala omamoodi hüppelaua moodi - see visatakse hiljem lauale. Teised kõrvalised metallraami ja jalgade tükid lõigati ära. Ilmselt ärge lõigake ühtegi vertikaalset jalga - peame need oma prototüüpimisplaadile panema.

Juhatusele kinnitamine

Mäletate, kui ma ütlesin, et iga kihi kinnitamine enda külge oli kõige raskem? Ma valetasin. Proovida 16 LED -jalga prototüüpimisplaadile pisikestesse aukudesse mahutada on tegelikult raskem. Lihtsaim viis, mille leidsin, oli torgata korraga 4, kinnitada need krokodilliklambritega alla ja seejärel liikuda järgmisele neljandale reale. Kui see aitab, kasutage vahekauguste märkimiseks markerpliiatsit.

Tagantjärele oleksin tegelikult takistid kõigepealt protoboardile paigutanud. Nagu praegu, jootsin kõigepealt kõik kuubi jalad tahvlisse, seejärel proovisin õrnalt takisteid igaühe vahele pigistada. Õppige minu veast ja asetage esmalt oma takistid.

Üritasin neid samaväärselt samm -sammult paigutada, nii et saaksin kasutada kõiki kuubi külgi kõigi lõppühenduste jaoks Arduinoga. Siin on skeem, millega ma läksin:

Nelja negatiivse kihi puhul lasin igast kihist ühe traadi alla ja tõmbasin need lihtsalt küljele, nagu see:

Lõpuks lisasin mõned pistikjuhtmed, mille sain seejärel paigutada vastavatesse Arduino tihvtidesse. Kasutage kõige pikemat tüüpi. Märkus. Segasin tellimuse kohati halva planeerimise tõttu sassi. Iga LED -rida oli siiski värvikoodiga.

See on kõik. Valmis!

Kuubi programmeerimine

Ma tean, et te ei saa oodata, kuni see asi käivitatakse, nii et ühendage neli negatiivset kihti Analoog I/O sadamad A2 (alumine kiht) läbi A5 (ülemine kiht) (need võivad toimida ka digitaalse I/O -na) . Seejärel ühendage 16 LED -juhtnuppu, alustades +1 paremal äärel et digitaalne I / O port 0 , koos +15 ja +16 minna analoogi A0 ja A1 . (Ärge kasutage AREF -i ja GND -d)

Laadige alla demo mustrid ja kood juhendatavalt kasutajalt forte1994 . Ta on andnud ka a kasulik veebitööriist baidimustrite kujundamiseks oma järjestuse kohandamiseks. Siin on video sellest koodist minu kuubikul (Reguleerisin kiiruseks 5 asemel vaikimisi 20) .

Windows 10 käivitamiseks kulub arvutil igavesti

See pole muidugi ainus viis oma kuubi programmeerimiseks, nii et lubage mul mõni minut õpetada teile oma mustrite loomise põhitõdesid programmiliselt , mitte taasesitada eelseadistatud mustreid nagu ülaltoodud demo.

Kuubi programmeerimisel peaksite teadma mõnda asja.

  1. Ühe valgusdioodi adresseerimiseks kasutage a lennuk (kiht) number 0–3 ja LED -pin number 0–15. LED -i aktiveerimiseks pöörake lennuk LOW väljundisse (kuna see on negatiivne jalg) ja LED -i tihvti number HIGH (positiivne jalg).
  2. Enne ühe LED -i aktiveerimist veenduge, et kõik teised lennukid on välja lülitatud - see tähendab, et seadistage need HIGH väljundile. Kui seda ei tehta, süttib LED -ide veerg, mitte üks LED.

Seda silmas pidades olen koostanud teie jaoks kaks väga lihtsat programmilist järjestust - laadige kood siit alla. Esimene lihtsalt süttib järjest iga LED -i. Me kasutame selleks silmuste jaoks kahte, itereerides üle iga kihi ja iga kontrollnõela.

Teine on juhuslik silmus (peate esimese kommenteerima ja selle testimiseks põhisilmus lubama). See lihtsalt valib juhusliku kihi ja juhusliku kontrollnõela, vilkudes neid sisse ja välja.

Kokkuvõte

Ärge ehmuge sellest ehitamisest - mul on tõsiselt jootmisoskus puudu ja sain sellega hästi hakkama (Ma mõtlen?) . Kogu ehitamise aeg oli nädal aega tund või nii päevas. Järgmine kord proovin teile õpetada kuubiku jaoks ambitsioonikamat programmeerimist, nii et loodan, et saate minuga sel nädalal oma kuubi ehitada ja järgmisel nädalal uue koodi laadida - ja kui teete selle ise vingeid rakendusi või järjestusi, palun laadige need Pastebini üles ja andke meile kommentaarides teada!

Jaga Jaga Piiksuma E -post 3 viisi, kuidas kontrollida, kas e -kiri on tõeline või võlts

Kui olete saanud e -kirja, mis tundub pisut kahtlane, on alati parem kontrollida selle ehtsust. Siin on kolm võimalust, kuidas teada saada, kas e -kiri on tõeline.

Loe edasi Seotud teemad
  • Isetegija
  • Arduino
Autori kohta James Bruce(Avaldatud 707 artiklit)

Jamesil on tehisintellekti bakalaureusekraad ning ta on CompTIA A+ ja Network+ sertifikaadiga. Kui ta pole riistvara ülevaadete redaktorina hõivatud, naudib ta LEGO, VR ja lauamänge. Enne MakeUseOfiga liitumist oli ta valgustehnik, inglise keele õpetaja ja andmekeskuse insener.

Veel James Bruce'ilt

Telli meie uudiskiri

Liituge meie uudiskirjaga, et saada tehnilisi näpunäiteid, ülevaateid, tasuta e -raamatuid ja eksklusiivseid pakkumisi!

Tellimiseks klõpsake siin