תצוגת קוביית LED: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

בפרויקט זה תבנה קוביית LED בגודל 8x8x8 כתצוגה. לאחר בניית הקוביה ולמידת יסודות הקוד, תוכל לכתוב הנפשות תצוגה משלך. זהו ויזואלי נהדר למטרות מדעיות ויהיה תוספת דקורטיבית נחמדה לחדר שלך! במהלך תהליך בניית הקוביות, תוכלו לרכוש שלל של כישורי אלקטרוניקה בסיסיים, אשר סוללים את הדרך לפרויקטים מורכבים יותר בעתיד.

זהו הפרויקט האינדיבידואלי שלי לקורס האלקטרוניקה, וזה לקח כחמישה שבועות. ביליתי 12 שעות על הפרויקט הזה בשבוע, והייתה לי גישה לחלקים ולכלים שנמצאים בדרך כלל במעבדת אלקטרוניקה במכללה. אולי גם טוב לדעת שלמרות שהעומס אינו חתיכה, לא נדרשת מומחיות מעשית. במקום זאת, תרכוש ניסיון רב ותלמד מהטעויות שלך בדרך.

כתב ויתור: השאלתי את העיצוב ואת הקוד מקווין דארה (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) שבנה קוביית RGB 8x8x8 (ובכך שילשה את העבודה!). תצוגת צורת הגל היא העבודה שלי. אני ממליץ בחום לצפות בכל סרטוני ה- LED שלו לפני שתתחיל בפרויקט! הם מאוד עוזרים להבין איך הכל עובד, וזה חיוני לפרויקט המסובך הזה! נתתי הסברים קצרים על המעגל והארכיטקטורה הכללית כאשר אני דן בחיבורי המעגל והקוד, אז אל תהסס לקפוץ לחלק הזה קודם כדי לקבל הבנה תיאורטית:)

שלב 1: רשימת חלקים

• נוריות DIFFUSED חד-צבעיות x512 עם ~ 30 חלפים (אולי תשימו לב שהשתמשתי בעצמי בשלושה צבעים. זה נועד במקור כדי לשקף את משרעת צורת הגל (למשל אדום פירושו משרעת גבוהה יותר), אבל לא הלחמתי את הפרוסות כראוי, אז בסופו של דבר פשוט התייחסתי אליהם כאותו הדבר. אם אתה עדיין מעוניין לבצע וריאציות צבע בכיוון האנכי, אנא קרא הערות על שלב הפרוסות האנכיות:))
• לוחות מחשב בינוניים x7 וקטנים x2 (אלה הם הקיימים במעבדה שלי, אך אל תהסס להתאים את הגודל בהתאם לזמינות עבורך! אנא קרא את סעיף המעגלים לעיונך. מצאתי כי למתחילים PCBs ללא רצועות מחוברות יותר מסבירי פנים, בעיקר כי אתה יכול להוסיף ולחתוך חיבורים כרצונך. הסרת הלחמה יכולה להיות מסובכת!)
• טרנזיסטורים NPN 2N3904 x72
• נגדים 1k x 150
• נגדי 100 אוהם x 72
• ערוצי MOSFET P-channel IRF9Z34 x8 בתוספת 8 כיורי קירור קליפ-על
• 100 קבלים מיקרו Farads x8
• 74HC595 רושמי משמרות x9
• מגן בורג Arduino Uno + (השתמשתי בערכת R3 פרוטו-בורג)
• חוט עם בידוד של 8 צבעים (אני מאוד ממליץ להשתמש בצבעים שונים! יהיו לכם הרבה חוטים אחד ליד השני, והצבעים ממש עוזרים כשאנחנו בודקים את המעגל.)
• אספקת חשמל 5V 2.8A (כל עוד מגבלת הזרם של ספק הכוח שלך גבוהה מ- 64*(זרם דרך 1 LED), זה אמור לעבוד בסדר:))
• מסופי חוטים
• כותרות מולקס עם 8 סיכות ו -6 סיכות.
• בית חוטי מולקס עם 8 פינים ו -6 פינים (הכמות של אלה תהיה שונה בהתאם לגודל הלוח שלך ועיצוב המעגל שלך, אז אנא קרא את כל המדריך (במיוחד את חלק המעגל) לפני שתחליט על המספר שאתה צריך:))
• לְרַתֵך
• חוט נחושת חשוף (ליתר ביטחון, הכינו 50 מ 'מזה)
• לוח עץ גדול (בערך 9 אינץ 'מכל צד)
• שיפודי עץ בגודל 12 אינץ '(אופציונלי; אם אתה מוצא דרך לייצר חוטים ישרים, אינך צריך זאת)
• סקוטש
• מסמרים ארוכים x16

כלים

• מלחם
• קאטר
• צְבָת
• אקדח דבק (אופציונלי; אם אתה מוצא דרך לייצר חוטים ישרים, אינך צריך זאת)
• פריך
• מלחציים של גוף קירור x2 (גם קליפי תנינים עובדים)
• חשפן חוט

שלב 2: הכנת שורות LED

קודם כל, בדוק את כל הלדים! פרשתי מעגל עם LED ונגד 100 אוהם. לאחר מכן בדקתי נורה אחת בכל פעם והוספתי זאת במקביל לד הלד השני. אנחנו רוצים לזרוק 1) נוריות שבורות, 2) נוריות עם האנודה והקטודה לאחור (אתה לא רוצה פשוט "לזכור" מי מהם הפך אותו!) 3) נוריות עמומות.

לאחר מכן, הכנו את ג'יג העץ, שהוא גם ההר האחרון שלי לקובייה. מקדחים רשת 8x8 עם 1 אינץ 'בין מרכז החורים. בחר מקדחים עם קוטר ממש מעל לקוטר הלדים שלך, כך שהם יכולים להיכנס לחורים ועדיין להישאר ישרים. מסמרנו רצועות עץ נוספות להיקף, מה שהשאיר את משטח הלוח שטוח (השתמשנו בדיקט ללוח, כך שיש לו מעט גמישות אליו). בנוסף, זה העלה את האזורים עם החורים כך שהנוריות יכולות לחטט בחורים. בחר צד אחד ושם שני מסמרים ארוכים על אותו קו כמו מרכזי החורים. נקשור את החוטים על הציפורניים האלה.

כעת אנו יכולים להתחיל ליצור שורות LED! לא מצאתי דרך יעילה לייצר חוטים ישרים, אז רק קימטתי את החוטים בעזרת בלוק עץ. הניחו את החוט לרוחב קצה הבלוק; החזק את החוט כלפי מטה עם האגודל בצד אחד של הבלוק ומשך את החוט דרכו; קצה הבלוק יבטל את החוט. אני ממליץ לשים כפפה כדי להגן על האגודל שלך:(הצב 8 נוריות LED בשורה זו כאשר "הרגל" הארוכה, האנודה, פונה לכיוון אחד. אנחנו הולכים להלחים אותם על החוט. שים לב כי המטוס שנוצר על ידי רגל האנודה ורגל הקתודה צריך להיות בניצב לקו החוט, ורגל הקתודה צריכה להיות רחוקה מהחוט. לקשור את החוט על מסמר ולמשוך אותו כדי לעבור על פני הלדים עד שהוא ישר ומתוח. לקשור אותו על הציפורן השנייה. כוונן את גובה החוט (שמתי לב לאזור שטוח קטן על רגל ה- LED, וכיוונתי את החוט כך שהוא נוגע באזור זה לכל הלדים). גובה זה הוא שרירותי, אך אנא היו עקביים. זכור: 1) הפרש הגובה ברמה בקוביה שלך יהיה בערך 1 סנטימטר (כך שהחוטים לא יכולים להיות גבוהים מדי); 2) נוריות ה- LED עלולות להישבר תחת חום המגהץ (כך שהחוטים לא יכולים להיות נמוכים מדי) (אם כי לא נתקלתי בבעיה מכך באופן אישי). כעת החוט שלך אמור לגעת ברגל הארוכה של כל הלדים, ויוצר צלב. הלחם את החוט ואת מוליכי האנודה וחתוך את המוליכים לאחר מכן.

בפרויקט זה, ניסיתי עם שתי תצורות מגע משותפות הלחמה שונות. האחד הוא מגע הצלב המתואר לעיל, והשני כופף את רגל ה- LED כך שהחוטים המגעים מקבילים. תיאורטית, מפרקי המגע המקבילים עמידים יותר ללחץ, אך בהתחשב עד כמה נוריות הלדים קלות, המפרקים הצולבים כנראה לא כל כך מזיקים. תוכלו להרוויח הרבה תרגול הלחמת חוט ורגלי LED, אז אל תהסס להתנסות בטכניקות שונות! השתמשתי במלחם קצה שטוח, ואני אישית חושב שהוא מציע שליטה טובה יותר על כתמי ההלחמה ושטח מגע גדול יותר בחום.

לאחר ביצוע הלחמה, השתמש בלוח הלחם לבדיקת ה- LED כדי לבדוק את החיבורים (חשוב). מהדקים את ההובלה החיובית לחוט וטאטאים את ההובלה השלילית דרך רגלי הלד הקצרות. כולם צריכים להאיר! לאחר שבדקנו שכולן בסדר, דחוף בעדינות את הלדים מלמטה מהלוח כדי לעקור אותם ולהחליק את החוט במעלה הציפורניים. אתה יכול לקצץ את הקצוות בלולאה, אבל בהחלט לחסוך קצת אורך!

מה אם ה- LED שלי לא נדלק?

הדברים הראשונים שאתה עשוי לבדוק הוא האם קיבלת את הקתודה ואת האנודה. לאחר מכן נסה לקצץ את ההובלה החיובית לרגל ה- LED במקום לכל החוט. אם ה- LED שלך נדלק כך, תוכל להלחם מחדש את ה- LED. אם הנורית שלך עדיין לא נדלקת, החלף אותה באחרת.

אנחנו צריכים ליצור 64 שורות LED כאלה:)

שלב 3: הלחמת פרוסות אנכיות

כתצוגה מקדימה, כל האנודות בכל שכבה מחוברות וכל הקתודות בכל עמודה אנכית מחוברות. כעת עלינו להכין את הפרוסות האנכיות. זוכרים את שני המסמרים שהכנסנו ללוח כדי לקשור חוטים? עכשיו הכנס עוד 14 כאלה באופן דומה:) (זהירות: כתוב היטב את קצות הציפורן! אתה תלחץ הרבה על האצבעות שלך סביב הטיפים האלה.)

כעת הניחו 8 שורות LED על הלוח וודאו כי רגליהם פונות לאותו כיוון. שים לב שהחוטים צריכים להיות מקבילים לשורות המסמרים! דחוף כלפי מטה את הנורות כך שכולן נמצאות באותו גובה. אם חלק מנורות הלדים נמשכות לצאת החוצה (אולי עקב העקמומיות בחוט שלך), הקלטת את הקצוות אל הלוח. כעת, העבירו חוטים על פני הציפורניים כמו קודם. יכולתי רק לגלגל את החוטים בערך באותו גובה, אבל זה בסדר, כי מה שבאמת אכפת לך הוא שנוריות הנורות נמצאות באותו גובה.

הלחמת הקתודה מובילה אל החוטים. תוכל להבחין שכאן השתמשתי בתצורת הלחמה במגע מקביל, ואכן מצאתי כי מוצק יותר ונראה טוב יותר מאשר המפרקים הצולבים, אך זה היה זמן רב יותר, מכיוון שאתה צריך 1) לכופף את החוטים בצבת; 2) וודא שהקטע הכפוף נוגע בחוט הראשי; 3) כופף את החלק הזה כדי להיות בגובה הנכון, מכיוון שמגהץ ההלחמה שלך ייכנס בזווית ואתה צריך את המגהץ כדי לגעת בשני החוטים בו זמנית.

אם אתה רוצה להשתמש בצבעים שונים בשכבות שונות…

וודא שכל אחת מהפרוסות שלך משקפת את ערכת הצבעים. לדוגמה, אם רציתי ששלוש השכבות העליונות יהיו נוריות צהובות, השניים האמצעיים יהיו נוריות כתומות והשלוש התחתון יהיו נוריות אדומות, אני אמקם שלוש עמודי LED צהובים, שניים כתומים ושלושה אדומים בסדר הזה.. וודא שסדר הצבעים שלך וכיוון ה LED תואמים לכל שמונה הפרוסות!

השתמש בהתקנת לוח הלוח כדי לבדוק את כל נוריות הלד בכל פרוסה. בהחלט קל יותר להלחם כאן כאשר הלדים שלך מאובטחים ולא באמצע האוויר.

אם החוטים שלך אינם ישרים על עצמם, אל תמשוך את הנתח מהציפורניים עדיין! קרא את השלב הבא

אם כבר יש לך חוטים ישרים, דחוף את הלדים בעדינות מלמטה והחלק את הנתח מהציפורניים. אל תקצצו את הקצוות עדיין:)

שלב 4: תמיכה בפרוסות האנכיות

אם יש לחוטים שלך עקמומיות כלשהם, כמו שלי, נוכל לתקן אותם למישור שטוח על ידי הוספת תמיכה קשיחה לאורך ההיקף. בחרתי בשיפודי עץ בגודל 12 אינץ 'מכיוון שהם זמינים באמזון. הדבקתי את השיפודים על ההיקף והוספתי פיסות קטנות בפינות לחיזוק המסגרת. עיין בתמונות לפרטים. שים לב שרק שני שיפודים מחוברים לחלוטין לחוטים, ושני השיפודים האחרים נמצאים מעל כל הרשת. אני ממליץ לבדוק את המסגרת ללא פיסות הפינה תחילה. גיליתי שהמקלות הקצרים במיוחד מפריעים לנורות הלדים כשהערמתי את הפרוסות, ומפרקי הדבק כנראה חזקים מספיק בכדי להחזיק את רשת הלד בכל מקרה. אם הרשת עדיין בולטת מעט, לחץ כלפי מטה על שני הצדדים הלא מודבקים והדבק את החוטים לשיפודים בכמה נקודות. אל תקצץ את הקצוות הרופפים עדיין! בפרט, שמור על מעט אורך שיפודים בצד שיהיו בתחתית הקוביה, כך שנוכל להרחיק את הנורות מהרצפה.

שלב 5: הרכבת הקובייה

עכשיו כשיש לנו את הפרוסות, נוכל להכין את הקובייה! היה לי קל יותר לערום אותם במקום להדביק פרוסות אנכיות יחד, אבל אם יש לך משתף פעולה, אל תהסס לאלתר! כדי להימנע מטעויות, תחילה הדבק את הפרוסות לסט שיפודים נוסף והוסף חוטי חיבור מאוחר יותר. כפי שאתה רואה בתמונה, הדבקתי ארבע שיפודים בפינות כדי לעזור ליישר ולתמוך בשכבות. זכור כי באופן אידיאלי, השכבות נמצאות במרחק של 1 סנטימטר זה מזה. גיליתי שהנוריות שלי מונחות על מסגרת העץ מהשכבה הקודמת, כך שאני לא צריך להחזיק אותן בזמן הדבקתן, אבל אם הפרוסות שלך נחות בגובה נמוך יותר, משתף פעולה או כמה רצועות עץ (ראה תמונה) היו עֶזרָה. לפני שאתה מדביק את הפרוסות, וודא שהכיוון שלהן נכון! אתה רוצה שהקתודה והאנודה יסתמו לכיוונים עקביים. בדוק גם את כיוון הנורות.

חשוב מאוד לוודא כי נוריות ה- LED נדלקות כאשר אתה עורם כל שכבה! זה יהיה כמעט בלתי אפשרי להגיע למרכז הקוביה ברגע שהכל מורכב.

אולי תבחין שמסגרות העץ שלי אינן בהכרח מתיישרות זו עם זו, אך אם אתה מסתכל על הלדים, הם מתיישרים טוב יותר! מכיוון שנראה את הקובייה הזו בסביבה חשוכה, יישור שגוי של המסגרת מקובל.

לאחר מכן, השתמש בחוטים נוספים להלחמת מוליכי האנודה באותה רמה יחד. אם אתה מתקשה לשמור את החוטים שם, נסה "לטוות" את החוט דרך המוליכים (לסירוגין את הדרך שבה החוט חוצה את הלידים, בין מלמעלה למטה). זה בסדר אם החוטים האלה אינם ישרים לחלוטין, מכיוון שמבנה ה- LED הראשי כבר מוגדר, וחוטי הצד אינם נראים במיוחד ברגע שהדלקנו את הנורות.

רק ליתר ביטחון (אנחנו מעדיפים לטעות בצד הזהיר, כן?), בדוק שוב את כל הנורות. בשלב זה, אם אחד האורות במרכז הקוביה אינו נדלק, אינני בטוח אם יש דרך פשוטה לטפל בכך: (עם זאת, אם היית מקפיד על בדיקת נוריות ה- LED בעת הערימה השכבות, נוריות ה- LED עדיין צריכות להיות תקינות.

עכשיו נוכל לקצץ את עודף החוט בכולם למעט הצד התחתון. עכשיו נוכל להניח את הקוביה באופן זמני! מזל טוב! עכשיו אנחנו יותר מחצי הדרך לשם:)

שלב 6: חיבורי מעגלים

אנא קרא את תרשימי pdf לפני סידור אלמנטים של מעגלים על לוחות המחשב. סכמטי זה מיועד לקוביית ה- RGB מאת קווין דארה, ומכיוון שלקובייה שלנו יש נוריות LED בודדות, עומס העבודה שלנו הוא למעשה רק שליש מזה (יש לנו שליש מבקרות הקתודה, במיוחד). אני ממליץ בחום לשים את כל רכיבי המעגל על הלוח המודפס כדי לבדוק תחילה את המרווח. תן לעצמך יותר מקום לעבוד איתו, במיוחד ללוחות רישום המשמרות ולוחות בקרת האנודה. לאחר מכן זרוק את רכיבי המעגל החוצה והלחם רק כמה בכל פעם, מכיוון שפחות קשה להלחם מבלי שכל כך הרבה רגלי רכיב מעגל יפריעו לך.

מעגלי אנודה וקתודה

עיצוב המעגל שלנו הוא כזה שכאשר הכניסות למעגל האנודה ולמעגל הקתודה הן 5V (או HIGH), הנורית נדלקת. בואו נעבור תחילה על מעגל האנודה. כאשר הקלט הוא גבוה, הטרנזיסטור הופך במהירות לרווי, ומתח הקולט יורד ל -0, כלומר שער ה- MOSFET נמשך ל- LOW. מכיוון שמקור MOSFET מחובר ל- 5V, LOW בשער פירושו שמתח הניקוז מוגדר ל- HIGH. הקבל לרוחב המקור מסייע בשמירה על יציבות המערכת.

כאשר כניסת בקרת הקתודה גבוהה, הטרנזיסטור שוב רווי ומתח הקולט עובר ל 0V. מסוף הקולט מתחבר לנורית באמצעות הנגד המגביל את הזרם. אתה יכול לבחור את הנגד המגביל הנוכחי בהתבסס על תכונות ה- LED שלך. מכיוון שאני משתמש בנורות אדומות, כתומות וצהובות, השתמשתי ב- 100 אוהם. אנו רואים שעכשיו הצד החיובי של ה- LED מורם גבוה והצד השלילי מושך נמוך, וה- LED נדלק.

מכיוון שיש לנו 64 מוליכי קתודות (כל עמודה) ו -8 מוליכים לאנודה (כל שכבה), אנו זקוקים ל -64 סטים של בקרת הקתודה ו -8 קבוצות של פקד האנודה. אני ממליץ שסטים שלמים של 8 פקדים יהיו על אותו הלוח, מכיוון שכל פנקס משמרות מתחבר ל -8 פקדים, וזה נראה מסודר יותר אם 8 חוטי החיבור הולכים לאותו מקום. היזהר לא להעמיס את הלוחות! אנחנו הולכים להפעיל הרבה חוטים אז הקפד לתת לעצמך מספיק מקום! הלחם את כל הרכיבים ללוח. טריק אחד להגדיל את יציבות משטח העבודה שלך הוא הלחמה על רכיבים בעלי אותו גובה (למשל הלחמה של הטרנזיסטורים לאחר הלחמת כל הנגדים כדי למנוע שהנגדים ייפלו). עבור כל מערכת של 8 מעגלי בקרת קתודות, הקפד להלחים כותרת אחת בעלת 8 פינים המפיקה נתונים לקוביית ה- LED.

זה לא ברור מהסכימות, אבל בכל מקום שיש טרנזיסטור, עלינו לחבר אותו ל- GND ו- 5V

מעגלי רישום משמרות

רושמי המשמרות מחוברים זה לזה באמצעות 6 חוטים. הם מחוברים במקביל ל- 5V, GND, CLOCK, LATCH ו- BLANK, ובסדרות עבור DATA. כאשר אתה מחבר את החוטים, ודא שרשמי הסטת הקתודות נמצאים בסוף הרצף, מכיוון שה- DATA תמיד עובר לקצה הקו הסדרתי. ביסודו של דבר, הארדואינו שולח מחרוזת קוד בינארי הזורמת לאורך חיבור קו DATA. הקוד הבינארי מחולק לאחר מכן ל -8 סיביות בכל רשימת משמרות. 8 מסופי רישום המשמרות מחוברים לאחר מכן לסט של 8 פקדי קתודה/אנודה. ה- 5V מפעיל את כל הקוביה, ומאחר שיש לנו מקסימום 64 נוריות מוארות בו זמנית, ודא כי הזרם הכולל אינו חורג ממגבלת מקור הכוח שלך. הסיכות האחרות שולטות בעצם כאשר הנתונים נכנסים לרשומות המשמרות וכאשר הנתונים משוחררים לפקדי המעגל מרשמי המשמרות. וודא שלכל רשימת משמרות יש כותרת משלו 8 פינים ולכל לוח רשימות משמרת (למעט האחרון) יש כותרת בת 6 פינים שדרכה חוט 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ו- DATA יכול לעבור אל לוח רישום המשמרות הבא.

מעגל ארדואינו

המעגל בארדואינו פשוט מאוד. בעיקרון, יש לנו 6 חוטים שיוצאים מהארדואינו (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ו- DATA). וודא כי לידת ה- GND שלך מחוברת ל- GND של הארדואינו (למעשה, כל ה- GND בפרויקט זה צריך להיות מחובר), אך כי ה- Lead 5V שלך אינו כזה! שים לב שהארדואינו בסכמטי Darrah מציג למעשה את מסופי שבב ה- ATMEGA. ראה אחת מהתמונות המצורפות למסופים המתאימים בין השבב לארדואינו.

השתמשנו במגן בורג כדי להימנע מהפעלת חוטים ישירות לתוך הארדואינו. החלקים שאתה צריך להלחם על מברג הם סיכות הכותרת הערימה ליציאות הדיגיטליות, כותרת אחת אחת של 6 פינים ובלוק מסוף אחד של 2 יציאות. אתה יכול להוסיף שורה נוספת של סיכות כותרת הערימה בצד השני לצורך איזון. (שים לב שבלוקי הטרמינל הכחולים המוצגים בתמונות לא ממש עושים דבר). הלחמה לפי סכמות. הערה חשובה: ליתר ביטחון, חבר את מסוף 5V בכותרת 6 פינים ל- 5V של מקור החשמל (שהוא בלוק הטרמינל הירוק), לא את 5V של Arduino. בדרך זו, Arduino שלך מופעל על ידי המחשב שלך, וכל 5V במעגל שלך מסופק על ידי מקור החשמל. עם זאת, חבר את כל ה- GND יחד. אולי תראה מהתמונה שאני מלחיץ את סיכת ה- GND של הכותרת בעלת 6 הפינים ואת סיכת ה- GND של בלוק הטרמינל על רצועת ה- GND שעל מגן הברגים.

אמנם אינני יודע דרכים לבדוק את מעגלי רישום המשמרות, אך אנו יכולים וצריכים לבדוק את מעגל בקרת האנודה והקטודה באמצעות לוח לחם. עיין בתמונות לפרטים. בעיקרון, אנו מחברים את כניסות הלוח לכל 5V. לאחר מכן נוכל להשתמש במולטימטר כדי לבדוק את מתח המוצא. מצאנו כי מתח המוצא מבקרי האנודה הוא כ -4V בלבד, אך זוהי תוצאה צפויה מ- MOSFET.

טיפים לחיווט:

• אל תחסכו באורך חוטי החיבור שלכם בין הלוחות! יהיו לך לוחות רבים והרבה חוטים, ויהיה ברור וקל יותר לצילום בעיות אם הלוחות מופרדים היטב.
• השתמש בצבעים שונים כדי להבדיל איזה חוט הוא איזה. זה מאוד חשוב במיוחד בהתחשב בכמה חוטים תצטרך. לאחר מכן שמנו את החוטים האלה בבית החוטים ברצף קבוע. השתמש במעוך טוב ליצירת מסופי תיל מאובטחים.
• היו עקביים עם השימוש בכותרות ובבית החוט! בפרויקט שלי, עבור לוח מסוים, כל הכניסות מגיעות מבתי חוט והיציאות יוצאות דרך הכותרות.
• מכיוון שמסופי הכותרת קרובים למדי זה לזה, היזהר שלא תלחם את החוטים יחד, במיוחד אם אתה יחסית חסר ניסיון בהלחמה כמוני! טריק שמצאתי מועיל היה לדחוף את החוט כלפי מטה בעזרת הלחמה כדי להמיס את ההלחמה, ולאחר מכן להשתמש בצבת כדי להדק את החוטים בחוט יחד ולדחוף את החוט קרוב יותר למסוף הכותרת. הרחיקו את מגהץ ההלחמה ומפרק ההלחמה אמור להתקרר ולשמור על צורתו בקרוב מאוד.

שלב 7: הרכבת הקובייה

במקום להשחיל את מוליכי הקתודה הנוקשה דרך 64 החורים, וזה די קשה בפועל, נוכל להלחים תחילה את החוטים אל המוליכים ולאחר מכן למשוך את החוטים דרך החורים. כדי לאפשר לחוטים לצאת מתחת לפלטפורמת ההרכבה, יש לקדוח 9 חורים בצד הר (8 לקתודה ו -1 לאנודה).

ראשית, חתכו את השיפודים באורך זהה בערך. חותכים את מוליכי הקתודה כך שהם כמעט באותו גובה כמו השיפודים. כעת כופפו את העופרת ליצירת וו קטן בעזרת צבת. רצו כחצי סנטימטר מהחוט שלכם וכפפו גם את החוט. חברו את העופרת והחוט יחד וסגרו את הקרסים בעזרת צבת. זה מציע מגע טוב בין החוט להוביל, וזה משחרר את הידיים שלך להלחמה. הקפד לשים מהדק של גוף קירור לפני מפרק הלחמת ה- LED הקרוב ביותר, כך שמפרק ההלחמה לא ייצא מהחום החדש. אם אין לך מלחציים של גוף קירור, גם מלחצני תנינים עובדים.

נוהג לבדוק את החיבורים (מדדתי את ההתנגדות של מפרק ההלחמה) לאחר שתסיים להלחם כל שכבה, אם כי גיליתי ששיטת ה"קרס "נותנת חיבורי הלחמה חזקים באמת.

כעת השחילו את החוטים דרך החורים. משוך בעדינות את החוטים ודחוף את פלטפורמת ההרכבה כדי להיות במגע עם השיפודים. השחילו כל סט של 8 חוטים דרך חור אחד בצד פלטפורמת ההרכבה ואבטחו את החבילה בעזרת פיסת סרט חשמלי. מכיוון שארבעת הצדדים של הקוביה שווים זה לזה, לא משנה לאיזה צד הקבוצה שלך החוטים. אני מציע להכין מראש את מסופי החוט על אלה, כך שתוכל להרכיב במהירות את בית החוט.

עבור חיבורי האנודה, הלחם חוט אחד על כל רמה והעבר את החוט החוצה מאחד החורים. תזדקק לשני מלחציים של גוף הקירור על מנת למנוע ממפרק הלחמה של השכן להימס.

לאחר שתעלה את הקוביה, בדוק שוב כל נורית כדי לוודא שהיא תקינה.

טיפים:

אל תתקמצן על אורך החוט! אני חושבת שאורך החוטים שלי באורך 12 סנטימטרים בקלות, אך הם עדיין מעט יותר קצרים.

עכשיו אתה מוכן לחבר הכל ולהפעיל את הקובייה!

שלב 8: הקוד והריבוי

בשל זמן הפרויקט הקצר, שאלתי את הקוד של דאררה וביצעתי בו שינויים קלים בלבד. אני מצרף את הגרסה שבה השתמשתי. הוא העיר הערות מצוינות לקוד שלו, ואני ממליץ לקרוא אותם כדי להבין טוב יותר כיצד הוא עובד בפועל. כאן אתאר שתי מאפיינים מרכזיים בקוד שלו, הכפולה ומודול זווית הסיביות.

רִבּוּב

כל פרויקטי קוביות הלד שעליהם קראתי עושים שימוש בריבוי כפולות, וזו הטכניקה המאפשרת לנו לשלוט באור הפרט. עם ריבוב, רק שכבה אחת של נוריות הנורות מוארות בו זמנית. אולם מכיוון שהשכבות עוברות בתדירות גבוהה מאוד, התמונה "נשארת" בחזון שלנו לזמן מה, ואנו חושבים שהאור עדיין שם. בתוכנה, אנו מושכים שכבה אחת ל- HIGH בבת אחת וכל שאר השכבות ל- LOW, כך שרק נוריות השכבה בשכבה זו יכולות להאיר. כדי לקבוע אילו מהם אכן נדלקים, השתמשנו במרשמי המשמרות כדי לשלוט באילו מבין 64 הקתודות נמשכות גבוה. לפני הארת השכבה הבאה, הגדרנו את האנודה של שכבה זו ל- LOW כך שאף אורה בשכבה זו לא תוכל להאיר. לאחר מכן אנו מושכים את האנודה בשכבה הבאה ל- HIGH.

אפנון זווית ביט

טכניקת BAM מאפשרת לנו לשלוט על הבהירות של כל לד בסולם שבין 0 ל 15. אם אינכם זקוקים לשינוי הבהירות, אינכם צריכים ליישם זאת. ביסודו של דבר, יש לנו שליטה של ארבע סיביות, ובקרה זו מתאימה ל -15 מחזורים של מעבר מהשכבה התחתונה לשכבה העליונה (זכור כי עבור ריבוב, אנו מאירים כל שכבה בכל פעם?). אם נכתוב 1 לקטע הראשון, נורית LED זו נדלקת כאשר אנו עוברים בין השכבות בפעם הראשונה. אם נכתוב 1 לביט השני, נורית LED זו נדלקת בשני המחזורים הבאים. הסיביה השלישית תואמת את 4 המחזורים הבאים, והרביעית מתאימה ל -8 המחזורים הבאים (כך שיש לנו 15 מחזורים במערך שלם). תגיד, אנחנו רוצים להגדיר את הנורית ל- 1/3 מהבהירות המלאה שלה, שהיא 5/15. כדי להשיג זאת, אנו כותבים 1 לביט הראשון והשלישי ו -0 לשניים האחרים, כך שהנורית נדלקת למחזור הראשון, כבויה לשניים הבאים, דולקת בארבע הבאות ומכבה ל -8 הבאים. אנחנו עוברים על זה כל כך מהר, הראייה שלנו "ממוצעת" את הבהירות, ואנחנו מקבלים 1/3 מהבהירות המלאה.

קוביית לד כתצוגה לתפקודי גל?

אפשרות אחת שחשבנו עליה בתחילת הפרויקט היא להשתמש בתצוגה זו כדי להציג תפקודי גל של חלקיקים בקופסה מרובעת. אכן כתבתי שיטה בקוד הארדואינו המתווה את מצב הקרקע ואת המצב הנרגש הראשון, אך מסתבר שהרזולוציה לא מספיק מספקת. מצב הקרקע נראה בסדר, אך המצב הנרגש הראשון דורש פרשנות מסוימת. עם זאת, אם אתה פוזל, אתה יכול לדעת שהפונקציה נראית כמו בליטה אחת כאשר אתה מסתכל עליה מכיוון אחד, והיא נראית כמו מחזור גל סינוס מלא אם אתה מסתכל מהכיוון השני. כך אמורה להיראות משרעת תפקודי הגל! מכיוון שאפילו המצב הנרגש הראשון דורש פרשנות מסוימת בדיעבד, לא קידמתי לאנשים מסובכים יותר.

שלב 9: מבחני ריצה

מזל טוב על השלמת הקוביה! עכשיו נסה לכתוב פונקציית תצוגה משלך ולשתף את עבודתך עם משפחות וחברים:)

לאחר שהקוביה שלך פועלת כראוי, הדביקו את החלק האחורי של הלוחות המודפס בעזרת סרט לא מוליך, מכיוון שהחיבורים כולם חשופים כעת והם עלולים לקצר אחד את השני.