Како направити пулсирајућу Ардуино ЛЕД коцку која изгледа као да је дошла из будућности

Реклама

Ако сте се позабавили неким почетничким Ардуино пројектима, али тражите нешто мало трајно и на некој другој разини одлицно, онда је скромна 4 к 4 к 4 ЛЕД коцка природан избор. Изградња је далеко лакша него што можда мислите, и помоћу мултиплексирања можемо контролисати све ЛЕД диоде директно са само једне Ардуино Уно плоче. Одлична је пракса лемљења, а укупни трошкови компоненти не би требало да достигну више од око 40 УСД.

Данас ћу детаљно детаљно објаснити конструкцијску страну ствари и пружити неки софтвер који би могао да се покрене на њему, који изгледа импресивно и учи вас основама.

Требаћеш

• Ан Ардуино. Добављени код претпоставља Ардуино Уно, али би га могао прилагодити већем моделу.
• 64 ЛЕД - тачан избор је на вама, али ја сам користио ове сјајне 3 мм плаве ЛЕД диоде (3.2в 30ма) @ 2,64 £ за 50.
• 16 Отпорници одговарајуће вредности за ваше ЛЕД. За горње ЛЕД диоде 99 пенцеа их је купило 100. Употреба ледцалц.цом - унесите 5в за напон напајања, напон ЛЕД диода (у мом случају 3.2) и струју у милиамперима (3.2). Ваш жељени отпорник биће приказан у кутији са натписом
  instagram viewer
  „Најближи виши отпорник“, онда само претражите ту вредност на еБаи-у.
• Неки занатска жица да ојачам основну структуру и за декорацију - користио сам 0.8мм дебљина.
• А плоча за израду прототипа неке врсте на коју можете лемити све своје битове. Користила сам ону која није имала пуне нумере дуж ње, јер ја немам секач песама, али користим све што ти одговара. Ардуино штит за прототипирање је ипак мало премален, осим ако заиста не стиснете своје ЛЕД диоде заједно.
• Случајна компонента жица - неки каблови мрежног кабла и неке жице за прототипирање из комплета ће радити добро.
• Обујмице за крокодиле или „руке за помоћ“ су корисне за држање делова на месту.
• Лемљење и лемљење.
• Мало дрвета.
• Бушилица, с битовима исте величине као и ваше ЛЕД.

Напомена: 3Д цртежи у овом водичу урађени су у неколико минута користећи ТинкерЦАД. Пратио сам постојећу верзију детаља о Инструцтаблес од стране корисника форте1994, коју бисте такође желели да прочитате пре него што покушате.

Обавезно прочитајте сва ова упутства први пре него што то покушате сами.

Принцип овог дизајна

Пре него што започнете изградњу, важно је имати комплетан преглед како ће ова ствар функционисати како бисте могли да импровизујете и идентификујете грешке док идете даље. Неке ЛЕД коцке користе један излазни пин за сваки поједини ЛЕД - међутим, у коцки 4к4к4, то би било потребно 64 пина - којег сигурно немамо на Ардуино Уно-у. Једно решење би било да се користи регистар смена Ардуино програмирање - играње помоћу регистара Схифт (а.к.а још више ЛЕД-ова)Данас ћу покушати да вас научим мало о Схифт регистрима. Ово су прилично важан део Ардуино програмирања, у основи јер проширују број излаза које можете користити у замену за ... Опширније , али то је непотребно компликовано.

Да бисмо контролисали све те ЛЕД диоде у само 20 пинова, користићемо технику која се зове мултиплексирање. Разбијањем коцке у 4 одвојена слоја, потребни су нам само контролни игле за 16 ЛЕД-ова - како бисмо осветлили а одређени ЛЕД, морамо активирати и слој и контролни пин дајући нам укупан захтев 16 + 4 игле. Сваки слој има заједничку катоду - негативни део кола - тако да су све негативне ноге спојене заједно и повезане једним пином за тај слој.

На аноди (позитивно) са стране, сваки ЛЕД ће бити повезан са одговарајућом ЛЕД лампицом у слоју изнад и испод њега. У суштини, имамо 16 стубова позитивних ногу и 4 слоја негативних. Ево неких 3Д приказа веза које ће вам помоћи да разумете:

Конструкција

Пошто нећемо користити потпуну металну конструкцију за лемљење, желимо да се све ЛЕД диоде преклапају за око четвртину и дају чврстини структури. Преклопите катоду својих ЛЕД-а - страну са равним зарезом у глави и краћом ногом - као што је приказано на дијаграму. (Није битно да ли је савијате лево или десно, све док сте доследни и никада не додирује аноду)

Први критични део овог пројекта је израда дрвене јиге. Ово ће задржати слој ЛЕД диода док лепите ноге заједно, тако да морају бити тачни и не превише лабави. Помоћу бушилице исте величине као и ваше ЛЕД диоде, одмерите и затим избушите матрицу 4 × 4 једнако удаљени рупе. Имајте на уму да желите да се око четвртине ногу преклапа са сусједом и да користите стварну леђа. Проверите сваку рупу да бисте се уверили да се ЛЕД може чврсто уградити, али не толико уско да га нећете моћи поново да извадите или ћете имати проблема када покушате да уклоните потпуно лемљени слој.

Лепите катоде од 4 реда ЛЕД-ова. Пазите да не изгорете ЛЕД диоде - желите добро вруће пегла и да будете унутра и ван. Ево завршена су моја прва четири реда.

Сада, да бисте ојачали крутост слоја, исеците и лепите два равна правца занатске жице на било који крај, пазећи да се повежу са сваким редом. Ово је ваш први слој завршен. Оставите да све сувишне ноге за сада остају на страни.

Сада би било сјајно време за тестирање - само напуните подразумевану Ардуино апликацију за трептање и, уз отпорник, ставите земљу на оквир слоја и притисните позитивно на сваки ЛЕД.

Надамо се да ће сви упалити. Ако не, обавезно негде нисте пропустили спој лемилице и ако је потребно замените ЛЕД.

Уклоните тај слој из убода и поновите поступак Још 3 пута.

Не брините ако ваше лемљење није савршено - све док се неће прекинути и веза је чврста, неће утицати на крајњи производ. Признајем, лемљење ми је било прилично безнадежно, трзај је искључен и све је подсећало на нагнути торањ из Писе. Ипак сам поносан на готову коцку, а кад се упале ЛЕД-ове, више нећете гледати спојеве лемиља!

Придруживање слојевима

Једном када имате 4 завршена слоја, желећете да спојите све вертикалне ноге заједно. Открио сам да је ово најтежи део градње, а како бих помогао процесу исекао сам узлазни картон из картона.

Тако сам слојеве држао на одговарајућој висини, али доста ногу се још увек не би поравнало савршено - за то сам користио неколико копчи за крокодиле да их држим на месту.

Прва глупачка грешка коју треба избегавати

Тек након што сам завршио цео слој, схватио сам да се стожер моје картице заглавио на месту, па сам морао да га исечем! Не правите исту грешку као ја - направите успон дуже са стране и придружите се комадима карте изван коцке, тако да када завршите слој, можете деконструисати узлазни слој и извући га картица.

Друга глупачка грешка коју треба избегавати

Очигледно, не лепите вертикалну ногу на катодни оквир. Вертикалне ноге треба да се спајају само са другим вертикалним ногама и ништа више.

Поново тестирајте након што се сваки слој причврсти. Испитајте све слојеве, уствари само додиривањем позитивног олова до врха горњег слоја и на тај начин осигуравате да имате добар контакт кроз све слојеве.

Кад су сва четири слоја лемљена заједно, кренуо сам у мало чишћења - оставио сам једну једину ногу продужено из сваког слоја на неки начин одскочна даска - ово би се спустило до укрцајте се касније. Остали комадићи металног оквира и ногу су одсечени. Очигледно, немојте да пресечете ниједну вертикалну ногу - морамо их ставити у нашу плочу за прототирање.

Фиксирање на плочу

Сећате се када сам рекао да је причвршћивање сваког слоја на себе најтежи део? Лагала сам. Покушај постављања 16 ЛЕД ногу у сићушне рупице на плочи за прототиповање је заправо теже. Најлакши начин на који сам нашао био је пробијање кроз четири, осигуравање испод њих копчама од крокодила и затим прелазак на следећи ред од 4. Употријебите оловку за маркирање како бисте унапријед означили размаке ако вам то помаже.

Заправо бих прво ставио отпорнике у протобоард. Као што сам, прво сам лемио све ноге коцке у плочу, а затим покушао да деликатно стиснем отпорнике између њих. Учите се из моје грешке и прво поставите отпорнике.

Покушао сам их подједнако размакнути тако да бих могао искористити једну целу страну коцке за све завршне везе са Ардуином. Ево шеме дијаграма са којом сам кренуо:

За четири негативна слоја, спустио сам по једну жицу са сваког слоја, а затим сам их повукао са стране, овако:

На крају сам додао неколико жица за утикаче које бих затим могао да поставим у одговарајуће Ардуино игле. Користите најдужу врсту коју имате. Напомена Забрљао сам наруџбу на местима због лошег планирања. Сваки ред ЛЕД диода је био у боји.

То је то. Готов!

Програмирање ваше коцке

Знам да не можете дочекати да се ово поквари, па укључите 4 негативна слоја Аналогни И / О портови А2 (доњи слој) кроз А5 (горњи слој)(могу да делују и као дигитални И / О). Затим укључите 16 контролних пинова, почевши од +1 на крајњој десној страни до дигитални И / О порт 0, са +15 и +16 иде у аналогни А0 и А1. (Немојте користити АРЕФ и ГНД)

Преузмите демо обрасци и код од поучног корисника форте1994. Такође је пружио корисна мрежна алатка за дизајнирање образаца бајтова да бисте прилагодили свој редослед. Ево видео овог кода у акцији на мојој коцки (Прилагодио сам брзину на 5, уместо подразумеваних 20).

Ово, наравно, није једини начин да програмирате своју коцку, па ми дозволите да проведем неколико минута подучавајући вас основама прављења сопствених образаца програмско, уместо да репродукујете унапред постављене узорке као што то ради горе наведени демо.

Неколико ствари које бисте требали знати када покушавате програмирати коцку:

1. Да бисте се обратили једном ЛЕД-у, користите а авион (слој) број 0-3, и ЛЕД пин број 0–15. Окрените равнину на НИЗИ излаз (обзиром да је ово негативна нога) и ЛЕД пински број ХИГХ (позитивна нога) да бисте активирали ЛЕД.
2. Пре активирања једног ЛЕД-а, осигурајте да су сви остали авиони искључени - то значи да су постављени на ВИСОКИ излаз. Ако то не учините, резултираће да се колона ЛЕД-ова светли, а не један ЛЕД.

Имајући то у виду, направио сам два врло једноставна програмска наставка која ћете испитати - преузми код одавде. Први једноставно светли сваки ЛЕД један по један, редом. За то користимо две за петље, понављање преко сваког слоја и сваког контролног игле.

Друга је случајна петља (морат ћете прокоментирати прву и омогућити је у главној петљи да је тестирате). Једноставно одабире насумични слој и случајни контролни пин, трепери их и искључује.

Резиме

Немојте ме застрашивати ово састављање - озбиљно ми недостају вештине лемљења и успео сам ово у реду (Ја мислим?). Укупно време израде било је сат или нешто дневно током једне недеље. Следећи пут ћу покушати да вас научим неком амбициознијем програмирању за коцку, тако да се надам да ћете ми се придружити у изради сопствене коцке ове недеље и учитавање новог кода следеће недеље - а ако направите своје сјајне апликације или наставке, пошаљите их на Пастебин и јавите нам се у коментари!