Home-theater-designers
Εάν έχετε ασχοληθεί με κάποια αρχάρια έργα Arduino, αλλά ψάχνετε κάτι λίγο μόνιμο και σε ένα εντελώς άλλο επίπεδο φοβερό, τότε ο ταπεινός κύβος LED 4 x 4 x 4 είναι μια φυσική επιλογή. Η κατασκευή είναι πολύ πιο εύκολη από ό, τι νομίζετε, και χρησιμοποιώντας μια πολυπλεξία μπορούμε να ελέγξουμε όλα τα LED απευθείας από μία μόνο πλακέτα Arduino Uno. Είναι εξαιρετική πρακτική συγκόλλησης και το συνολικό κόστος των εξαρτημάτων δεν πρέπει να ξεπερνά τα 40 $.
Σήμερα θα αναλύσω λεπτομερώς την κατασκευαστική πλευρά των πραγμάτων και θα παράσχω κάποιο λογισμικό για την εκτέλεσή του που να φαίνεται εντυπωσιακό και να σας διδάσκει τα βασικά.
πως θα παρω περισσοτερο κριο
Θα χρειαστείτε
- ΕναArduinoΤο Ο κωδικός που παρέχεται υποθέτει ένα Arduino Uno, αλλά θα μπορούσε να προσαρμοστεί και σε μεγαλύτερο μοντέλο.
- 64 LED - η ακριβής επιλογή εξαρτάται από εσάς, αλλά χρησιμοποίησα αυτά τα εξαιρετικά φωτεινά μπλε LED 3mm ( 3,2v 30ma ) @ 2,64 £ για 50.
- 16 αντιστάσεις της κατάλληλης τιμής για τα LED σας. Για τις λυχνίες LED παραπάνω, 99 πένες αγόρασαν 100 από αυτές. Χρήση ledcalc.com - πληκτρολογήστε 5v για την τάση τροφοδοσίας, την τάση των LED (στην περίπτωσή μου 3.2) και το ρεύμα σε milliamps (3.2). Η αντίσταση που επιθυμείτε θα εμφανιστεί στο πλαίσιο με την ένδειξη Πλησιέστερη υψηλότερη ονομαστική αντίσταση , στη συνέχεια, απλά αναζητήστε αυτήν την τιμή στο eBay.
- Μερικοί σύρμα χειροτεχνίας για ενίσχυση της βασικής δομής και για διακόσμηση - χρησιμοποίησα 0,8 χιλιοστά πάχος.
- ΠΡΟΣ ΤΟ πίνακας πρωτοτύπων κάποιου τύπου στον οποίο μπορείτε να κολλήσετε όλα τα κομμάτια σας. Χρησιμοποίησα ένα που δεν είχε πλήρη κομμάτια, καθώς δεν έχω κόφτη, αλλά χρησιμοποιήστε ό, τι σας ταιριάζει. Μια ασπίδα πρωτότυπου Arduino είναι λίγο πολύ μικρή όμως, εκτός αν σφίξετε πραγματικά τα LED σας μαζί.
- Σύρμα τυχαίου εξαρτήματος - ορισμένα καλώδια δικτύου και μερικά από τα καλώδια πρωτοτύπων από ένα κιτ θα λειτουργούν καλά.
- Κροκόδειλα κλιπ ή τα χέρια βοήθειας είναι χρήσιμα για να κρατάτε κομμάτια στη θέση τους.
- Συγκολλητικό σίδερο και συγκόλληση.
- Λίγα παλιοσίδερα.
- Ένα τρυπάνι, με το ίδιο κομμάτι μεγέθους με τα LED σας.
Σημείωση: τα τρισδιάστατα σχέδια σε αυτό το σεμινάριο έγιναν μέσα σε λίγα λεπτά TinkerCAD Το Ακολούθησα μια υπάρχουσα έκδοση που περιγράφεται λεπτομερώς στο Instructables by userforte1994, το οποίο μπορεί επίσης να θέλετε να διαβάσετε πριν το επιχειρήσετε.
Βεβαιωθείτε ότι έχετε διαβάσει όλες αυτές τις οδηγίες πρώτα πριν το επιχειρήσετε αυτό για τον εαυτό σας.
Η αρχή αυτού του σχεδιασμού
Πριν ξεκινήσετε την κατασκευή, είναι σημαντικό να έχετε μια πλήρη επισκόπηση του πώς θα λειτουργήσει αυτό το πράγμα, ώστε να μπορείτε να αυτοσχεδιάζετε και να εντοπίζετε σφάλματα καθώς προχωράτε. Ορισμένοι κύβοι LED χρησιμοποιούν έναν μόνο πείρο εξόδου για κάθε LED - ωστόσο σε έναν κύβο 4x4x4, αυτό θα χρειαστεί 64 καρφίτσες - που σίγουρα δεν έχουμε σε ένα Arduino Uno. Μια λύση θα ήταν η χρήση καταχωρητών βάρδιας, αλλά αυτό είναι άσκοπα περίπλοκο.
Για να ελέγξουμε όλα αυτά τα LED σε μόλις 20 ακίδες, θα χρησιμοποιήσουμε μια τεχνική που ονομάζεται πολυπλεξία. Σπάζοντας τον κύβο σε 4 ξεχωριστά στρώματα, χρειαζόμαστε μόνο ακίδες ελέγχου για 16 LED - έτσι για να ανάψουμε ένα συγκεκριμένο LED, πρέπει να ενεργοποιήσουμε τόσο το επίπεδο όσο και τον πείρο ελέγχου, δίνοντάς μας συνολική απαίτηση 16+4 ακίδων. Κάθε στρώμα έχει μια κοινή κάθοδο - το αρνητικό μέρος του κυκλώματος - έτσι όλα τα αρνητικά σκέλη ενώνονται μεταξύ τους και συνδέονται με έναν μόνο πείρο για αυτό το στρώμα.
Στην άνοδο (θετικός) πλευρά, κάθε LED θα είναι συνδεδεμένο με το αντίστοιχο LED στο στρώμα πάνω και κάτω από αυτό. Ουσιαστικά, έχουμε 16 στήλες από τα θετικά σκέλη και 4 στρώσεις από το αρνητικό. Ακολουθούν μερικές τρισδιάστατες προβολές των συνδέσεων που θα σας βοηθήσουν να καταλάβετε:
Κατασκευή
Δεδομένου ότι δεν θα χρησιμοποιήσουμε μια πλήρη μεταλλική δομή για συγκόλληση, θέλουμε όλα τα πόδια των LED να επικαλύπτονται κατά περίπου το ένα τέταρτο και να δίνουν ακαμψία στη δομή. Διπλώστε την κάθοδο των LED σας - την πλευρά με την επίπεδη εγκοπή στο κεφάλι και το πιο κοντό πόδι - πάνω όπως φαίνεται στο διάγραμμα. (Δεν έχει σημασία αν το λυγίζετε αριστερά ή δεξιά, αρκεί να είστε συνεπείς και να μην αγγίζει ποτέ την άνοδο)
Το πρώτο κρίσιμο μέρος αυτού του έργου είναι η κατασκευή μιας ξύλινης σέλας. Αυτό θα συγκρατήσει ένα στρώμα LED ενώ κολλάτε τα πόδια μαζί, οπότε πρέπει να είναι ακριβές και όχι πολύ χαλαρό. Χρησιμοποιώντας το ίδιο μέγεθος τρυπανιού με τα LED σας, μετρήστε και στη συνέχεια τρυπήστε μια μήτρα 4x4 αυτός που απέχει εξίσου τρύπες. Λάβετε υπόψη ότι θέλετε περίπου το ένα τέταρτο του ποδιού να επικαλύπτεται με το γείτονά του και να χρησιμοποιείτε έναν πραγματικό χάρακα. Ελέγξτε κάθε τρύπα για να βεβαιωθείτε ότι ένα LED μπορεί να ταιριάζει άνετα, αλλά όχι τόσο σφιχτά ώστε να μην μπορείτε να το ξαναβγάλετε, ή θα έχετε προβλήματα όταν προσπαθείτε να αφαιρέσετε ένα πλήρως συγκολλημένο στρώμα.
Συγκολλήστε τις καθόδους 4 σειρών LED. Προσέξτε να μην καούν οι λυχνίες LED - θέλετε ένα καλό ζεστό σίδερο και να είστε μέσα και έξω. Εδώ ολοκληρώθηκαν οι πρώτες τέσσερις σειρές μου.
Τώρα, για να ενισχύσετε την ακαμψία του στρώματος, κόψτε και κολλήστε δύο ίσια κομμάτια σύρματος χειροτεχνίας σε κάθε άκρο, βεβαιωθείτε ότι συνδέονται με κάθε σειρά. Αυτό είναι το πρώτο σας στρώμα ολοκληρωμένο. Αφήστε όλα τα περιττά πόδια προς τα έξω προς το παρόν προς το παρόν.
Τώρα θα ήταν μια καλή στιγμή για δοκιμή - απλώς φορτώστε την προεπιλεγμένη εφαρμογή αναλαμπής Arduino και, με μια αντίσταση συνδεδεμένη, τοποθετήστε τη γείωση στο πλαίσιο του στρώματος και πατήστε με τη σειρά το θετικό καλώδιο σε κάθε LED.
Ας ελπίσουμε ότι θα ανάψουν όλα. Σε αντίθετη περίπτωση, βεβαιωθείτε ότι δεν έχετε χάσει μόνο μια σύνδεση συγκόλλησης κάπου και αν είναι απαραίτητο αντικαταστήστε το LED.
Αφαιρέστε αυτό το στρώμα από το jig και επαναλάβετε τη διαδικασία 3 ακόμη φορές Το
Μην ανησυχείτε εάν η συγκόλλησή σας δεν είναι τέλεια - εφόσον δεν πρόκειται να σπάσει και η σύνδεση είναι σταθερή, δεν θα επηρεάσει το τελικό προϊόν. Ομολογώ ότι η συγκόλλησή μου ήταν πολύ απελπιστική, η παζλ μου ήταν μακριά και όλα έμοιαζαν με τον πύργο της Πίζας. Ακόμα, είμαι περήφανος για τον τελειωμένο κύβο και όταν ανάβουν οι λυχνίες LED δεν πρόκειται να κοιτάξετε τις αρθρώσεις συγκόλλησης ούτως ή άλλως!
Συμμετοχή σε στρώματα
Μόλις έχετε 4 ολοκληρωμένα επίπεδα, θα θελήσετε να ενώσετε όλα τα κάθετα σκέλη μαζί. Βρήκα ότι αυτό ήταν το πιο δύσκολο μέρος της κατασκευής και για να βοηθήσω τη διαδικασία, έκοψα έναν ανυψωτή από την κάρτα.
Αυτό κράτησε τα στρώματα στο κατάλληλο ύψος, αλλά πολλά πόδια δεν θα ευθυγραμμίζονταν τέλεια - για αυτό, χρησιμοποίησα μερικά κλιπ κροκοδείλων για να τα κρατήσω στη θέση τους.
1ο ανόητο λάθος που πρέπει να αποφύγετε
Μόνο μετά την ολοκλήρωση ενός πλήρους στρώματος συνειδητοποίησα ότι η κάρτα ανύψωσης είχε κολλήσει στη θέση της, οπότε έπρεπε να την κόψω! Μην κάνετε το ίδιο λάθος που έκανα - κάντε τον ανυψωτή μακρύτερο στο πλάι και ενώστε τα κομμάτια της κάρτας έξω από τον κύβο, οπότε όταν ολοκληρώσετε το στρώμα, μπορείτε να αποδομήσετε τον ανυψωτή και να τραβήξετε έξω την κάρτα.
2ο ανόητο λάθος που πρέπει να αποφύγετε
Μην κολλήσετε το κάθετο πόδι στο πλαίσιο της καθόδου, προφανώς. Τα κάθετα πόδια πρέπει να συνδέονται μόνο με άλλα κάθετα πόδια και τίποτα άλλο.
Και πάλι, δοκιμάστε μετά την προσάρτηση κάθε στρώματος. Δοκιμάστε όλα τα επίπεδα, στην πραγματικότητα, αγγίζοντας μόνο το θετικό μόλυβδο στην άκρη του ανώτερου στρώματος, διασφαλίζοντας έτσι ότι έχετε καλή επαφή μέσω όλων των στρωμάτων.
Όταν συγκολλήθηκαν και τα 4 στρώματα, άρχισα να καθαρίζω λίγο - άφησα ένα μόνο πόδι απλωμένο από κάθε στρώση με έναν τρόπο λιθοδομής - αυτό θα πέσει στον πίνακα αργότερα. Άλλα ξένα κομμάτια από μεταλλικό σκελετό και πόδια κόπηκαν. Προφανώς, μην κόβετε κανένα από τα κάθετα πόδια - πρέπει να τα τοποθετήσουμε στον πίνακα πρωτοτύπων μας.
Διορθώνοντας στο Διοικητικό Συμβούλιο
Θυμάστε όταν είπα ότι το να στερεώσω κάθε στρώμα στον εαυτό του ήταν το πιο δύσκολο κομμάτι; Είπα ψέματα. Η προσπάθεια τοποθέτησης 16 ποδιών LED σε μικροσκοπικές τρύπες σε έναν πίνακα πρωτοτύπων είναι στην πραγματικότητα πιο δύσκολη. Ο ευκολότερος τρόπος που βρήκα ήταν να σπρώξω 4 κάθε φορά, να τα στερεώσω από κάτω με κλιπ κροκοδείλου και μετά να προχωρήσω στην επόμενη σειρά των 4. Χρησιμοποιήστε ένα στυλό για να σημειώσετε την απόσταση εκ των προτέρων εάν βοηθά.
Εκ των υστέρων, θα είχα τοποθετήσει πρώτα τις αντιστάσεις στο πρωτόστρωμα, στην πραγματικότητα. Όπως και να έχει, κόλλησα πρώτα όλα τα σκέλη του κύβου στον πίνακα και μετά προσπάθησα να πιέσω λεπτές αντιστάσεις μεταξύ του καθενός. Μάθετε από το λάθος μου και τοποθετήστε πρώτα τις αντιστάσεις σας.
Προσπάθησα να τα χωρίσω εξίσου με βήμα βήμα, ώστε να μπορώ να χρησιμοποιήσω μια ολόκληρη πλευρά του κύβου για όλες τις τελικές συνδέσεις με το Arduino. Εδώ είναι το διάγραμμα κυκλώματος με το οποίο πήγα:
Για τα τέσσερα αρνητικά στρώματα, έριξα ένα μόνο καλώδιο από κάθε στρώμα και έπειτα τα τράβηξα στο πλάι, ως εξής:
Τέλος, πρόσθεσα μερικά καλώδια βύσματος που θα μπορούσα στη συνέχεια να τα τοποθετήσω στις σχετικές καρφίτσες Arduino. Χρησιμοποιήστε το μακρύτερο είδος που έχετε. Σημείωση Χάλασα την παραγγελία κατά τόπους λόγω κακού προγραμματισμού. Ωστόσο, κάθε σειρά LED ήταν χρωματικά κωδικοποιημένη.
Αυτό είναι. Πεπερασμένος!
Προγραμματισμός του κύβου σας
Ξέρω ότι δεν μπορείτε να περιμένετε να ενεργοποιηθεί αυτό το πράγμα, οπότε συνδέστε τα 4 αρνητικά στρώματα Αναλογική είσοδος/έξοδος λιμάνια A2 (κάτω στρώμα) διά μέσου A5 (επάνω στρώμα) (αυτά μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως ψηφιακά I/O) Το Στη συνέχεια, συνδέστε τις 16 ακίδες ελέγχου LED, αρχίζοντας με +1 στην ακροδεξια προς το ψηφιακή είσοδος / έξοδος θύρα 0 , με +15 και +16 πηγαίνω στο αναλογικό Α0 και Α1 Το (Μην χρησιμοποιείτε AREF και GND)
Κατεβάστε το πρότυπα επίδειξης και κώδικας από εκπαιδευτικό χρήστη forte1994 Το Παρέχει επίσης ένα χρήσιμο διαδικτυακό εργαλείο για το σχεδιασμό των μοτίβων byte για να προσαρμόσετε τη δική σας ακολουθία. Εδώ είναι ένα βίντεο αυτού του κώδικα σε δράση στον κύβο μου (Προσάρμοσα την ταχύτητα σε 5, αντί για την προεπιλεγμένη 20) Το
πώς να ξεκλειδώσετε το iphone 6 σπριντ δωρεάν
Αυτός δεν είναι ο μόνος τρόπος για να προγραμματίσετε τον κύβο σας, φυσικά, οπότε επιτρέψτε μου να αφιερώσω λίγα λεπτά για να σας διδάξω τα βασικά για να φτιάξετε τα δικά σας σχέδια προγραμματικά , αντί να αναπαράγετε προκαθορισμένα μοτίβα όπως κάνει το παραπάνω demo.
Υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε όταν προσπαθείτε να προγραμματίσετε τον κύβο σας:
- Για να απευθυνθείτε σε ένα μόνο LED, χρησιμοποιήστε ένα επίπεδο (στρώμα) αριθμός 0–3 και αριθμός καρφίτσας LED 0–15. Γυρίστε το αεροπλάνο σε LOW έξοδο (αφού αυτό είναι το αρνητικό σκέλος) και τον αριθμό καρφίτσας LED HIGH (το θετικό πόδι) για να ενεργοποιήσετε το LED.
- Πριν ενεργοποιήσετε ένα μόνο LED, βεβαιωθείτε ότι όλα τα άλλα επίπεδα είναι απενεργοποιημένα - αυτό σημαίνει ότι τα ρυθμίστε σε Υψηλή έξοδο. Εάν δεν το κάνετε αυτό, θα έχει ως αποτέλεσμα να ανάψει μια στήλη LED και όχι ένα LED.
Με αυτό κατά νου, έχω κάνει δύο πολύ απλές ακολουθίες προγραμματισμού για να τις εξετάσετε - κατεβάστε τον κώδικα από εδώ. Το πρώτο απλώς ανάβει κάθε LED ένα προς ένα, με τη σειρά. Χρησιμοποιούμε δύο βρόχους για αυτό, επαναλαμβάνοντας σε κάθε στρώση και κάθε πείρο ελέγχου.
Ο δεύτερος είναι ένας τυχαίος βρόχος (θα πρέπει να σχολιάσετε τον πρώτο και να τον ενεργοποιήσετε στον κύριο βρόχο για να τον δοκιμάσετε). Απλώς επιλέγει ένα τυχαίο επίπεδο και έναν τυχαίο πείρο ελέγχου, αναβοσβήνοντας και ενεργοποιώντας τους.
Περίληψη
Μην σας ενοχλεί αυτή η κατασκευή - μου λείπουν σοβαρά οι δεξιότητες συγκόλλησης και το κατάφερα καλά (Νομίζω?) Το Ο συνολικός χρόνος κατασκευής ήταν περίπου μία ώρα την ημέρα για μια εβδομάδα. Την επόμενη φορά, θα προσπαθήσω να σας διδάξω έναν πιο φιλόδοξο προγραμματισμό για τον κύβο, οπότε ελπίζω ότι θα συμμετάσχετε μαζί μου στην κατασκευή του δικού σας κύβου αυτήν την εβδομάδα και την φόρτωση κάποιου νέου κώδικα την επόμενη εβδομάδα - και αν το κάνετε μόνοι σας υπέροχες εφαρμογές ή ακολουθίες, ανεβάστε τις στο Pastebin και ενημερώστε μας στα σχόλια!
Μερίδιο Μερίδιο Τιτίβισμα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ 3 τρόποι για να ελέγξετε αν ένα email είναι πραγματικό ή ψεύτικοΕάν έχετε λάβει ένα email που φαίνεται λίγο αμφίβολο, είναι πάντα καλύτερο να ελέγχετε την αυθεντικότητά του. Ακολουθούν τρεις τρόποι για να διαπιστώσετε εάν ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου είναι πραγματικό.
Διαβάστε Επόμενο Σχετικά θέματα- DIY
- Arduino
Ο Τζέιμς έχει πτυχίο Τεχνητής Νοημοσύνης και έχει πιστοποίηση CompTIA A+ και Network+. Όταν δεν είναι απασχολημένος ως Hardware Reviews Editor, απολαμβάνει LEGO, VR και επιτραπέζια παιχνίδια. Πριν ενταχθεί στο MakeUseOf, ήταν τεχνικός φωτισμού, καθηγητής αγγλικών και μηχανικός κέντρου δεδομένων.
Περισσότερα από τον James BruceΕγγραφείτε στο newsletter μας
Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο για τεχνικές συμβουλές, κριτικές, δωρεάν ebooks και αποκλειστικές προσφορές!
Κάντε κλικ εδώ για εγγραφή