Na YouTubeu često nailazite na zanimljive projekte. Jedna od takvih je LED kocka. Ljepota ovog uređaja je u tome što prikazuje pravu 3D sliku. Možete crtati bilo koje trodimenzionalne animirane oblike. Ali unutar odabrane rezolucije kocke.

Za osnovu je uzet članak s Radiocata (tko želi može guglati). Veličina kocke 5x5x5 nije odabrana slučajno. Za sastavljanje ove kocke trebat će vam 5*5*5=125 LED dioda. Ako ga usporedimo s drugom popularnom opcijom 8*8*8=512, tj. broj LED dioda će se povećati 4 puta. Stoga mi se 5x5x5 čini optimalnim.

Nisam imao vremena naručiti LED diode, pa sam ih kupio u maloprodaji. Nažalost, bile su dostupne samo zelene prozirne 5 mm, pa je krajnji rezultat uvelike patio. Plavi mat izgledaju impresivnije, ali nažalost. Preporučljivo je uzeti matirane LED jer prozirne osvjetljavaju susjedne LED diode i stvaraju efekt da svijetli neupaljena LED dioda.

Krenuo sam izravno sa samom kockom. Nacrtao sam matricu dimenzija 100x100. Razmak između krugova je 20 mm. Promjer 5mm. Isprintala sam ga na papir i zalijepila na komad drveta.

Izbušene rupe. Pametno savijamo katodu (-) LED diode. Anodu savijamo pod 90 stupnjeva.

Ostavimo katodu da strši do vrha, a anodu zalemimo na susjednu LED diodu. Ispada da je "pod" LED dioda sa zajedničkim "+".

Kako bih ojačao strukturu s lijeve strane, zalemio sam još jedan vodič. Prvi kat je spreman. Na isti način radimo još 4 kata.

Skupljamo sve podove zajedno. Da bismo to učinili, lemimo prethodne katove na sljedeće.

Za podlogu sam koristio foliju od fiberglas laminata dimenzija 100x100. Urezao sam mjesta za lemljenje LED dioda. Rezultat je bio sljedeći dizajn:

Nije baš ravno, ali sve se lako savija. Sada izravno na dijagram. Za montažu vam je potrebno:

1. 25 otpornika 150-220 Ohma,
2. 125 LED dioda,
3. 5 kondenzatora 0,1 µF (instalirani za napajanje okidača),
4. 2 kondenzatora 22pF,
5. Atmega16,
6. kvarcni 12-16 MHz,
7. 5 otpornika 2,2 kM,
8. 5 okidača 74hc574,
9. 5 BC558 tranzistora.
10. 1 kondenzator 100uF ( prehrana je obavezna!!! inače krug neće raditi)

S jedne strane, ovdje je sve jednostavno, ali ne smijete se zbuniti. Za razliku od prethodnih projekata, ovdje se koristi Atmega16 (Atmega16A-16PU). Koristio sam radnu frekvenciju od 12 MHz; na 16 MHz LED će se mijenjati malo brže. Osim toga, ovdje se koriste okidači. Da biste razumjeli zašto, morate razumjeti logiku sheme.

Svi ulazi okidača povezani su paralelno. Recimo da trebamo upaliti prvu LED diodu na 2. katu (D2.1), a ne uključiti LED diode na 1,3,4,5 katovima (D1.1, D3.1, D4.1, D5. 1). Mi izlazimo na PORTC.0=0, budući da je 0 u ovom slučaju ono što uključuje LED. 0 se pojavljuje na ulazu okidača, ali se njegovo stanje ne mijenja na izlazu. Da biste promijenili stanje, morate primijeniti impuls na CLK ulaz, tj. izlaz naizmjenično logičke nule i logičke jedinice na pin PA1. Sada su sve katode DA1.1-DA5.1 spojene na masu, da biste zapalili D2.1, samo trebate uključiti 2. kat, tj. otvoreni tranzistor Q2, izlaz logičke nule na PD6.

Pokušao sam napisati svoje efekte, uspjelo je, ali nekako mi ništa nije palo na pamet što nije bilo u gotovom firmwareu. Stoga je konačni uzeo gotov firmware; za kocku 5x5x5 na internetu je bilo nekoliko opcija. Sastavljanje je trajalo samo 3 dana. Dobar dar, sastavljen vlastitim rukama.

Konačno, video dobivene kocke izgleda posebno impresivno u mraku.

Dobar dan, prijatelji i gosti web stranice Radioschemes! Završio sam svoju drugu LED kocku. Našla sam dijagram i pečat na internetu, ne sjećam se gdje točno. Poslije sam htio nešto veće, impresivnije ili tako nešto. Ova shema se upravo pojavila. Za implementaciju i kupnju dijelova bilo je potrebno oko mjesec dana. Prvo lansiranje izvedeno je, kao i uvijek, u montiranom obliku, nekako sastavljeno. Dio nije radio, o kućištu nije bilo govora, nije bilo dovoljno LED dioda za jednu etažu uopće i ostavio sam ga tako za sada, samo sam ga htio pogledati prije Nove godine, a bilo je 30. prosinca, 00:01 na satu. Dva reda od 8 katova LED dioda nisu svijetlila, a 4 LED diode su stalno svijetlile. Nedavno popravljeno, pokazalo se da je došlo do prekida tračnica na jednom mikro krugu (očigledno je prilikom jetkanja toner ogreban ili je ispod njega ušla dlaka), a problem s LED diodama koje stalno gore je ispravljen provjerom upravljačke tipke s njihovim vezanjem (nisam želio kupiti tranzistore u DIPe-u, kupio sam ih u paketu sot-23, s kompaktnim ožičenjem bilo je potrebno koristiti kratkospojnik, SMD otpornik otpora 0, 0805 moje standardne veličine omiljeni, i kratko ga spojio ovim kratkospojnikom na stazu između dva tranzistora). Prilikom lemljenja same kocke uočen je kvar - noge LED dioda su bile malo kratke, ali ja sam htio veliku kocku, pa sam morao produžiti svaku nogu i nadograditi - koliko je strpljenja trebalo... Led kocka ima samo 512 LED dioda, 2 kraka = 1024. Bilo je kutija otpadaka od otpornika i kondenzatora, sve je potrošeno. Onda je otišla kalajisana žica, otišlo je nekoliko metara, sada nijedna noga nije odrezana. Ali to su ipak bile manje stvari. Zatim je bilo potrebno spojiti podove jedan s drugim, a samo za to je bilo potrebno oko 2 dana. U ovom slučaju otkrivaju se svi zakrivljeni momenti koji su bili beznačajni tijekom montaže podova. Pa, u redu je, izjednačili smo to. Dva dana je potrošeno na izradu plastičnog kućišta od hladnjaka, dobro, tu su svi pričvršćivači za ploču, pričvršćivači poklopca, displej, upravljačka ploča... Ožičenje na ploči je uredno zabrtvito silikonskim brtvilom, u slučaj "nikad se ne zna". Za lemljenje podova izbušio sam male rupice u iverici za ugradnju LED dioda, a zatim lemio. To je praktičnije, ali onda sam shvatio da je potrebno lemiti odvojeno s linijama, a ne s podovima - puno je jednostavnije.

Krug LED CUBE

Opći obrazac:

Obojila sam kutiju kocke u mat boju.

Prednja i stražnja ploča:

Unutrašnjost s bradom od 72 žice:

Žice od redova LED dioda zalijepljene silikonskim brtvilom:

Montažna platforma za ploču na suprotnoj strani u odnosu na ulaz napajanja i zaslonsku ploču s gumbima:

Ploča s gumbima za upravljanje kockom i cijelim prikazom sklopa:

Otkrio sam još jedan nedostatak: bilo je potrebno kupiti mat LED diode, a ne super-svijetle, inače malo boli oči. Osigurači za PonyProg dalje, kao i Khazama, fokusiram se na Spienb pa se niti ne sjećam od čega su osigurači.

Firmware i Eeprom fajl,tiskana pločica i sve ostalo za kocku u arhivi.Prvo sam šivao memoriju pa firmware i ne zaboravite na osigurače.Video sam snimao noću.U jednom prikazu led kocka stoji na kutiji, au drugom je okrenuta naopako .

Video LED CUBE

Ova kocka ima i COM port za spajanje na računalo, tako da kroz program možete samostalno kreirati figure sloj po sloj, a zatim ih sve zajedno igrati. Možete ih izraditi bez kocke, zatim ih povezati i vidjeti ili možete upaliti određene LED diode u stvarnom vremenu i vidjeti ih. Istina, još nisam probao, moram potražiti žicu i računalo s takvim konektorom ili USB adapterom. Poslije sam gledao LED diode u više boja, razmišljao sam da ih naručim, ali vjerojatno nisu najbolja opcija za kocku, jer trepću u određenom nizu, ali ne znam kako bi ispalo.. .Uglavnom, naručio sam 100 RGB komada, poigrat ću se kasnije... Autor projekta DGR.

Raspravite o članku LED CUBE

U ovom članku ću vam reći korak po korak o izradi 3D LED kocke dimenzija 3x3x3. LED se kontrolira pomoću Arduino kontrolera.

Posebnost ovog projekta od drugih je:

Mali broj dodatnih komponenti, spaja se direktno na Arduino bez korištenja raznih multipleksera i sl.

Dijagram strujnog kruga koji je jednostavan za praćenje s puno fotografija i objašnjenja.

Korištenje univerzalne biblioteke, koja uvelike pojednostavljuje pisanje programa.

Dakle, trebat će nam:

• daska za kruh
• 3 NPN tranzistora (2N2222, 2N3904, BC547, itd.)
• 12 otpornika (~220 Ohm i 22 kOhm)
• 13 konektora (muški ili ženski)
• 27 svjetlećih dioda (LED)
• spojne žice

Prvo, mali video uređaja u akciji:

Dakle, jeste li pogledali video? Pa, sad idemo!

Korak 1. Priprema LED

Ovaj korak se praktički ne razlikuje od prethodnog projekta, osim odgovarajuće dimenzije. Kocka 4x4x4 je složenija jer... zahtijeva uvođenje dodatnih elemenata u krug. Naša kocka će imati 3 razine, po 9 LED dioda u svakoj.

U svakom setu od 9 LED dioda, sve katode su međusobno povezane, tj. spojeni prema strujnom krugu sa zajedničkom katodom (minus). Nadalje, skupove ćemo zvati "razinama". Svaka LED dioda povezana je anodom s LED diodama različite razine (niže ili više). Dalje, u tekstu ću te kolumne zvati tj. u jednom stupcu su 3 LED diode povezane anodama, a na jednoj razini je spojeno 9 LED katoda.

Kao što možete vidjeti na gornjoj fotografiji, za izradu kocke koristio sam stari predložak iz projekta 4x4x4 LED Cube. Za LED glavu su izbušene rupe u drvu, razmak između rupa je cca 15 mm.

Nakon što je učvršćenje napravljeno, vrijeme je da počnete oblikovati LED vodove. Katode svih LED dioda moraju biti pažljivo savijene za 90 stupnjeva. Smjer savijanja vodiča trebao bi biti isti za sve LED diode. Kako odrediti gdje je katoda, a gdje anoda na LED diodi pročitajte ovdje ili ovdje.

Korak 2. Sastavljanje kocke

Postavite prvih devet LED dioda u drvenu svjetiljku. Postavite smjer zakrivljenih nogu u jednom smjeru, recimo u smjeru kazaljke na satu (ili suprotno od kazaljke na satu, nije važno).

Koristeći krokodilske kopče, pričvrstite LED noge i zalemite ih zajedno. Na samom kraju zalemite središnju LED diodu. Nakon završetka jedne razine, pomoću baterije ili multimetra možete provjeriti jesu li LED veze ispravne. Jer tada će biti vrlo teško bilo što odlemiti, pogotovo ako je to središnja LED dioda.

Napravite sve tri razine na ovaj način. Nakon toga trebate instalirati i lemiti razine jednu na drugu. Važno je održavati navedeni razmak. Ako je u uređaju razmak između LED dioda bio 15 mm, tada bi razmak između razina trebao biti 15 mm, inače ćete završiti s izduženom ili komprimiranom kockom.

Kocka je spremna. Sada ga možete postaviti na matičnu ploču.

Korak 3. Dizajn sklopa

Dijagram uređaja je jednostavan. Svaki od devet stupaca spojen je na Arduino pinove preko otpornika za ograničenje struje. I sve 3 razine su spojene na zajednički izlaz preko NPN tranzistora, koji su pak spojeni na Arduino.

Da. Koristi se samo 12 Arduino pinova. Odjednom će svijetliti samo jedna LED dioda, no brzim prebacivanjem između razina činit će se da su sve razine uključene u isto vrijeme (ovisno o programu).

Prvi korak je lemljenje 9 otpornika. Koristio sam otpornike od 220 ohma koji ograničavaju struju na 22 mA. Vrijednost otpornika ovisi o vrsti korištene LED diode, a varira od 135 do 470 Ohma. Točniji izračun otpornika za LED diodu možete napraviti ovdje: LED kalkulator. Svaki Arduino pin može isporučiti do 40 mA.

Zalemio sam otpornike na pločicu vertikalno. Nakon toga sam zalijepio sloj električne trake kako ne bi došlo do kratkog spoja s kratkospojnicima.

Sljedeći korak bit će ugradnja radio elemenata za kontrolu razina. Ovdje se koriste tri NPN tranzistora. Baze tranzistora spojene su preko otpornika od 22 kOhma na Arduino pinove. Da. kontroler otvara tranzistor i cijela LED razina se spaja na “common”.

Korak 4. Softver

Na internetu sam pronašao nekoliko primjera upravljanja takvim LED kockama. Ali svi su zahtijevali ogroman početni niz bin ili hex podataka. Odlučio sam napisati vlastiti kontrolni program.

Prvi zadatak bio je učiniti korespondenciju između programa i hardvera lako razumljivom. Odlučio sam pristupiti razinama i stupcima umjesto korištenja RAW podataka porta ili tradicionalnih x, y, z. Drugi zadatak je bio napraviti osnovne funkcije kocke, poput paljenja/gašenja posebne LED diode i sl.

Također, odlučio sam uvesti dvije dodatne opcije za implementaciju različitih efekata. Prvi je međuspremnik, koji vam omogućuje implementaciju osnovnih funkcija za implementaciju složenih uzoraka, a drugi je sekvencijska funkcija.

Napravio sam svu ovu funkcionalnost u obliku klasa i napravio Arduino biblioteku koja se može koristiti za druge projekte, pa čak i s drugom dimenzijom kocke.

14. siječnja 2016. u 13:42

LED kocka 8x8x8, zanimljiva i lijepa

• Projektiranje sklopova

Uvod

Ova ideja mi je spontano pala na pamet, do jeseni ove godine nisam mogao ni naslutiti da ljudi rade nešto slično u životu. Zapravo, učitelj dizajna strujnih krugova rekao mi je da takve "kocke" postoje i predložio da se ova tema uzme kao predmet.

Gledajući unaprijed, želio bih reći da ne morate razmišljati o količini posla kao o nečem kolosalnom. Naprotiv, morao sam napraviti vrlo malo, ali oni koji misle: "Ha, napravit ću to za par dana", pripremite se na suprotno. A sam proces uključuje vas u posao ništa gore nego pisanje nekog programskog koda...

Gledajući male radove, dimenzija 3x3x3, i 4x4x4, i 5x5x5, polako sam shvaćao da što veći to bolji.

Prekretnica #1:

Ako prije niste radili s lemilicom, prvo shvatite da ćete morati lemiti sve noge LED dioda, ovo je 2 * 512, ne tako malo. Zato vježbajte na nekim mačkama.

Internet je pun uputa na ovu temu. Ali od početka do kraja, mislim da sam ga vidio samo na instructables.com, i odmah ću reći da je nekako previše detaljan u smislu svega. Osobno sam koristio dva puta manje komponenti. Naravno, oprema se pokazala jednostavnijom. Kao rezultat toga, za naše mala igračka trebamo:

512 LED (6 USD - aliexp)
- 5 posebnih čipova za LED STP16CPS05MTR ($9 - aliexp)
Naravno, isplativije je uzeti takve dijelove u serijama
- 8 BD136 pnp tranzistora (domaći analozi su također prikladni)
- 5 otpornika 1kOhm (radna snaga 2 W)
- 5 kondenzatora od 10uF (radni napon 35-50 V)
- spojne žice (oko 10 m, uzimajući u obzir kvarove), lemljenje i sve što je zabavno

Vrijeme je da počnete s izradom izgleda

Uzimamo bušilicu, ravnalo, pravimo mrežu 8x8 (glavno je ne napraviti 8x9 kao ja) na bilo čemu, bilo da je to pjenasta plastika, drvena ploča ili nešto drugo. I pažljivo izbušite rupe za LED diode.

Prekretnica #2:

Ključna riječ je “pažljivo”, par milimetara lijevo ili desno i na kraju ćete imati krivu kocku.

Nakon što je ovaj korak dovršen, umetnite LED diode u ćelije i slijedite sljedeće pravilo:

A) Sve anode trebaju biti s lijeve strane, a katode s desne strane. Ili obrnuto. Kako vam je draže.
b) Prvi red od vrha trebao bi sadržavati LED diode pod kutom:

Ovim principom spajamo katode (-). Gdje je označeno isprekidanom linijom, pričvrstite neku vrstu žice tako da se sloj čvrsto drži s obje strane.

Držeći ovaj delikatni sloj, može vam se činiti da će se raspasti, ali zapravo, kada počnete pričvršćivati ​​slojeve, tada se ova struktura može sigurno baciti na pod i najvjerojatnije se ništa neće raspasti.

Sažetak prvog sloja

Prije nego počnete lemiti drugi sloj, trebate uzeti i saviti sve anode na sljedeći način:

Povezivanje nekoliko slojeva

Prekretnica #3:

Početnici, molim vas koristite posebnu pastu za lemljenje (fluks) ako imate posla sa žicama, tako ćete si uštedjeti puno živaca (nije kao moj prvi put).

Kad si malo umoran

Dakle, nakon što smo zalemili 64 žice na anode koje smo dobili "na dnu", možemo prijeći na sam elektronički krug.

Vidimo da izlazi naših mikrosklopova s ​​obje strane idu u zajedničke anode kockastih stupova, a na 5. multipleksiramo upravljačke slojeve kroz tranzistore. Čini se da sve nije komplicirano: signal se šalje određenim stupcima i slojevima, a dobivamo par svjetlećih LED dioda.

U stvarnosti to funkcionira ovako:

Postoje 3 ulaza: sat, podaci i zasun. Kada se obradi 8 bitova, javlja se zasun i podaci se smještaju u registar. Jer naši mikrosklopovi su napravljeni na registrima pomaka, a zatim da bismo renderirali našu kocku jednom s različitim bitovima informacija, trebamo napisati 1 bajt (8 bitova s ​​brojevima slojeva na koje se primjenjuje napon), tada će biti prazni podaci, jer Za peti čip, lijevi pinovi nisu spojeni ni na što. Zatim upisujemo 1 bajt za svaku grupu od osam stupaca. Odgovarajući bit će odrediti koji stupac treba svijetliti, a gdje se križa s aktiviranim slojem, LED na njihovom sjecištu treba dobiti napon.

Ispod je dijagram iz podatkovne tablice programera za opću referencu:

Kako ćemo napisati 1 bajt podataka:

Void CUBE::send_data(char byte_to_send)( for(int i = 0; i< 8; i++){ if(byte_to_send & 0x01<Koristio sam Arduino UNO (posudio sam ga), ali ovdje će poslužiti bilo koji model. I nano i mini, jer se koriste samo 3 digitalna ulaza i vcc + gnd.

Posebno vodite računa o dodatnom napajanju (ja sam koristio adapter od 12V 2A); za prikaz svih slojeva čini se da je struja iste jačine koja je potrebna.

Sav izvorni kod u obliku skice za Arduino bit će

Projekt predlaže dizajn LED kocke 4x4x4 koja košta oko 15 dolara.

Kocka koristi 64 zelene LED diode, koje tvore 4 sloja i 16 stupaca. Kockom se upravlja pomoću Arduina. Dat je primjer programa za Arduino Uno koji implementira kontrolu svake pojedine LED diode iz cijele matrice.

Potrebni dijelovi za projekt

• 64 LED diode
• 4 otpornika na 100 ohma
• Konektori za odlemljivanje
• Dirigenti
• Razvojna ploča za odlemljivanje
• Kutija
• Napajanje 9V
• Arduino Uno

Alati koji vam mogu biti korisni prikazani su na slici ispod.

Formiranje baze LED kocke

Možete koristiti priloženu skicu. Isprintajte ga i zalijepite na kartonsku kutiju. Prilikom ispisa provjerite jesu li postavljeni stvarna veličina i vodoravna orijentacija. Olovkom napravite rupe na čvornim točkama. Provjerite sjedaju li LED diode dobro u pripremljene rupe.

Sastavljanje LED kocke

Uzmite 64 LED diode i provjerite njihovu učinkovitost spajanjem svake na AA bateriju. Ovo je, naravno, dosadan postupak, ali je neophodan. U suprotnom, jedna LED dioda koja ne radi može uzrokovati mnogo problema kasnije. Postavite 16 LED dioda u rupe prema strelicama na ispisu. Crvene strelice odgovaraju plusu (anoda), plave strelice minusu (katoda). Spojite sve anode zajedno. Nakon toga okrenite kutiju i izvucite LED diode. Pažljivo izgurajte kako ne biste oštetili sakupljeni sloj. Svi. Prvi sloj je spreman. Slično, formiramo još tri sloja. Zatim spojimo četiri dobivena sloja pomoću slobodnih katoda. Savjetujem vam da spojite kontakte počevši od središta i krećući se prema periferiji. LED kocka počinje poprimati potreban oblik!

Montaža LED kocke

Markerom napravite oznake na matičnoj ploči. Imajte na umu da označeni pravokutnik treba biti nešto manji od kutije na koju će biti montirana vaša kocka. Nakon označavanja, napravite mali utor duž linije budućeg ruba i pažljivo odlomite rubove krušne ploče. Probušite 20 rupa na vrhu kutije za kocku. Mjesta za bušenje možete označiti pomoću odgovarajućih rupa na matičnoj ploči.

Spajanje LED kocke

Prvo podijelite traku konektora na tri dijela tako da odgovaraju digitalnim i analognim pinovima Arduino Uno. Ogolite i instalirajte 16 žica za digitalne ulaze (redove) na vašoj matičnoj ploči u kutiji. Spojite 4 žice od analognih ulaza pomoću otpornika od 100 Ohma. Sada prijeđite na spajanje krajeva žica na tri konektorske tračnice. Spajanje je izvedeno na način da je moguće upravljati LED diodama po tri osi. Stupci odgovaraju osi X i Y. Osim toga, zahvaljujući četiri sloja, dobivamo koordinatu Z. Ako pogledate prema dolje s kuta LED kocke, prvi kvadrant će odgovarati oznaci (1, 1). Stoga se svaka LED dioda može pokrenuti sličnom metodom. Pogledajmo primjer. Pogledajte gornju sliku i pronađite LED A(1,4). "A" znači da je ovo jedan od prvih slojeva, a "(1,4)" odgovara koordinatama X=1, Y=4.

Dijagram povezivanja

Redovi/Stupci

Slojevi

[Pribadače za slojeve]

Spajanje napajanja za Arduino

Za napajanje ploče možete koristiti zasebni adapter od 9 volti i 1 ampera. Možete koristiti adapter za Krona bateriju i napajati je iz njega. U svakom slučaju, morat ćete napraviti još jednu rupu za strujnu žicu. Kada napravite rupu, provjerite je li njezina veličina malo veća od samog priključka.

Općenito, sve što vam preostaje nakon ovoga je prenijeti skicu na Arduino i uživati ​​u rezultatu:

Vaša kocka je spremna!

Video sastavljene LED kocke 4x4x4