קוביית LED של Arduino Mega 8x8x8 RGB: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

אז אתה רוצה לבנות קוביית LED 8x8x8 RGB

אני משחק עם אלקטרוניקה וארדואינו מזה זמן מה, כולל בניית בקר מתג גבוה למכונית שלי ושופט דרבי של Pinewood דרבי לקבוצת הצופים שלנו.

אז הסתקרנתי ואז התמכרתי כשמצאתי את האתר הנהדר של קווין דארה עם ההסברים המפורטים שלו ובניית סרטוני וידאו.

עם זאת היו כמה תחומים במבנה שלו שחשבתי שאוכל לשפר.

בצד החיובי:

• ההסברים המפורטים של קווין על קוד הארדואינו הנדרש לתוכנית מורכבת זו פישטו את הצד המקודד של המבנה.
• אני תומך בשימוש של קווין בטרנזיסטורים בודדים כדי להניע כל אחת מ -192 הקתודות. למרות שזה דורש עיצוב חומרה עשיר ברכיבים, זה מאפשר לך להניע כל LED חזק מבלי להסתכן בעומס יתר על שבב אחד של מנהלי התקנים בניהול 8 (או יותר) נוריות LED.

תחומים שרציתי לשפר:

• חייבת להיות דרך טובה יותר לבנות את הקובייה עצמה ובנוסף שיש יותר מ -2000 מפרקי הלחמה בגורב 8X8x8 RGB ואם אחד היה נכשל/נשבר באמצע זה היה כמעט בלתי אפשרי לגשת ולתקן
• כל החיווט הזה !!!! היה לי ניסיון כלשהו בעיצוב PCB בעבר ולכן התכוונתי לבנות PCB יחיד שיארח גם את המספר המשמעותי של הרכיבים הנדרשים וגם את הקובייה עצמה

חיפוש נוסף חשף עיצובים נוספים של קוביות מהן לקחתי תחומי השראה אחרים.

ניק שולצה בנה דוגמה נפלאה להערה אם כי עם גישה פשוטה יותר לחומרה STP16 ו -32 ביט שבב KIT UNO. ניצלתי את עיצוב הקוביות שלו ולא של קווין.

SuperTech-IT התמקדה בפשטת צד החומרה עם גישת PCB יחידה המשלבת ומרחיבה את גישת התכנות של קווין וניק תוך התמקדות בחיסול כל החיווט.

אז נקבעה תוכנית. בעזרת המבנה הסכימטי של קווין, ניק הקוביה, תכנן PCB יחיד ופתח פתרון לפשט את המבנה ולחזק את הקובייה עצמה.

שלב 1: כל אלה LED

8x8x8 = 512 נוריות RGB. eBay הוא החבר שלך כאן וקניתי 1000 מספק סיני.

העיצוב שבחרתי משתמש ב- 5 מ מ נוריות RGB של האנודה הנפוצה - כך שלכל LED יש חוט קתודה (שלילי) לכל אחד משלושת צבעי היסוד (אדום/ירוק/כחול) וחוט יחיד (חיובי) המשותף לכל אחד צבעים.

בדיקת נוריות LED

למרות הזול, חששתי מעט מהאיכות. הדבר האחרון שאתה רוצה כדי למצוא נורית LED באמצע הקוביה שלך, אז התחלתי לבדוק כל אחד מ -512 הנורות שהייתי משתמש בהן.

כדי לפשט את הגישה עיצבתי לוח לחם קטן ותוכנית ארדואינו פשוטה שתניע שני נוריות אדום> ירוק> כחול בנפרד ואז הכל על הלבן בלחיצת כפתור אחת.

נורית LED אחת תשמש כהתייחסות משותפת לכל האחרים על מנת להבטיח שכל הנורות של LED יהיו בהירות משותפת.

ברגע שאתה נכנס לתלייה של דחיפת נורית ללוח הלחם, לחיצה על הכפתור, צפייה בנורית מהבהבת בצבעים לא לוקח יותר מדי זמן לסקור את כל 512. בתור צד לא מצאתי פגם אחד והייתי מרוצה מאוד מאיכות הלדים.

בחירת ערכי הנגד המגביל הנוכחי

בעוד לוח הלחם בחוץ, זה זמן טוב לבדוק ולאמת את נגדי הגבלת זרם ה- LED שתצטרך להשתמש בהם. יש הרבה מחשבונים שיעזרו לך לבחור את הערך הנכון וזה לא יהיה אותו דבר עבור כל הצבעים (כמעט בוודאי שיהיה לדרישה דרישה שונה מהירוק וכחול).

אחד האזורים המרכזיים שיש לשים לב אליהם הוא הצבע הלבן הכולל שה- LED פולט כאשר כל צבעי ה- RGB דולקים. אתה יכול לאזן את ערך הנגדים כדי לייצר צבע לבן נקי בגבולות הנוכחיים של הנורית.

שלב 2: פישוט מבנה הקוביות

ג'יג לבניית כל פרוסה 8x8

אין להקל ראש בבניית קובייה ממורכבות זו. זה ידרוש השקעה משמעותית של הזמן שלך.

הגישה שעיצבתי פישטה את הלחמת כל "פרוסה" אנכית של 8x8 הקוביה באירוע אחד, בניגוד לבניית קווים של 8 נוריות בתורן ולאחר מכן הלחמה של 8 כאלה יחד בפעולה נפרדת.

תדרשו ג'יג לגישה זו ומעט זמן מושקע כאן יפיק יתרונות עצומים בהמשך.

התמונה למעלה מראה את הפשטות של עיצוב זה.

• השתמשתי בעץ רך 18 מ"מ על 12 מ"מ שמקורו בחנות חומרי בניין מקומית.
• קדחים 8 x 5 מ"מ באמצע הצד של 18 מ"מ, 30 מ"מ זה מזה על 8 אורכים המאפשרים אורך נוסף של 50 מ"מ בכל קצה.
• השתמש בשני אורכי עץ מכל צד ותקן את 8 החלקים הקידוחים וודא שהם מקבילים זה לזה ומרחק 30 מ"מ זה מזה.
• הייתי מייעץ להשתמש בדבק עץ בנוסף למסמר/בורג בעת תיקון אלה יחד. אתה לא רוצה שהג'יג הזה יתגמש.
• בקצה העליון והתחתון של הג'יג הגדרתי אורך נוסף ושמתי שלושה מסמרים קטנים/סיכות פאנל עם כל עמוד חורים עבור הלדים. האמצע אחד בדיוק בתור והשניים האחרים במרחק של 5 מ"מ זה מזה בכל צד. נשתמש במסמרים אלה כדי לאבטח את אורכי החוט הישרים המשמשים ליצירת הקוביה - מאוחר יותר.
• תוכלו להבחין בתמונות מעל אורך עץ נוסף בזווית קלה לאחרים. זה יהיה חשוב מאוחר יותר, מכיוון שחתכנו את החוטים המבניים שלנו בהתאם לזווית זו שתפשט באופן משמעותי את מיקום כל אחת מהפרוסות האנכיות הללו לתוך ה- PCB במועד מאוחר יותר.

קח את הזמן בבניית הג'יג הזה. ככל שאתה כאן מדויק יותר כך הקובייה הסופית שלך תהיה מדויקת יותר.

שלב 3: הכנת הלדים

חיבורי עופרת לד

אחד החששות שהיו לי בדוגמאות קודמות שקראתי עליהן היה שימוש במפרקי קת פשוטים בהלחמת נוריות הלד לחוט המסגור. זה יוביל לשתי נושאים מרכזיים

• קשה מאוד ולוקח זמן להחזיק מוביל LED במיקום ליד חוט המסגרות מבלי לזוז מספיק זמן כדי להבטיח שתקבל מפרק הלחמה טוב.
• מפרקי התחת יכולים להישבר בקלות - דבר שרציתי להימנע ממנו.

אז תכננתי פתרון לפיו כל LED מוכן עם לולאה בקצה כל מוביל, שדרכו עובר חוט המסגור אשר גם מחזיק את החוטים במיקום במהלך הלחמה וגם מספק חיבור מכני בנוסף להלחמה לעוצמה מוגברת.

החיסרון של זה היה שההכנה של כל אחד מ -512 הלדים ארכה יותר זמן - עשיתי את זה בקבוצות של 64, פרוסה בכל פעם, והורדתי את זה לכ -3 שעות לפרוסה.

בצד החיובי ההלחמה בפועל של הנתח באמצעות הג'יג הקודם ארכה קצת יותר משעה.

ג'יג כיפוף LED

עיצבתי ג'יג כדי לתמוך בהכנת נוריות הלד - תמונה למעלה עם מידות מפתח.

• לקחתי את אחת ממסילות 18x12 מ"מ שהיו בשימוש בעבר, קידחתי חור של 5 מ"מ במרכז הצד של 18 מ"מ ואז הנחתי את המעקה הזה על לוח קטן של MDF (אפשר להשתמש בכל פיסת עץ, זה היה מה שאני צריך לעשות ביד) ונשא על החור 5 מ"מ במסילה עד למרכז ה MDF.
• השתמש במקדח כדי להבטיח שהחור במעקה וה- MDF מיושרים, קח עיפרון וצייר קו לאורך שני צידי המעקה לאורך ה- MDF.
• הסר את המקדח והמעקה ונותר לך חור בגודל 5 מ"מ ב- MDF ושני קווים מקבילים משני צדיו תואמים את מידות המעקה (18 מ"מ זה מזה).
• צייר קו נוסף במרכז חור 5 מ"מ הניצב לקווי המסילה.
• השתמשתי בחוט נחושת משומר 22 ש"ח (גליל של 500 גרם הספיק) אשר רוחבו הוא 0.711 מ"מ. מצאתי באינטרנט (איביי להצלה שוב) כמה מקדחי 0.8 מ"מ והשתמשתי בהם בתור היוצרים שסביבי הייתי מכופף את מולידי הלד ליצירת לולאה.
• מקדחים שלושה מקדחי 0.8 מ"מ, האמצעיים בקו האמצעי של חור ה -5 מ"מ, האחרים במרחק של 5 מ"מ זה מזה וחשוב ממש מחוץ לקו הרכבת הרחק מחור הלד בלוח MDF- לא על הקו אלא עם צד אחד של המקדחה רק נוגעת בקו המסילה.
• לאחר מכן נקדח שוב מקדח רביעי של 0.8 מ"מ בקו האמצעי של חור ה -5 מ"מ LED בקו המסילה השני והפעם ממש בתוך קו הרכבת. התמונה למעלה אמורה להפוך את התיאור הזה קצת יותר ברור.
• השאירו את המקדחות בתוך העץ עם כ 1-15 מ"מ של שוק המקדחה הבולט מה MDF.

עכשיו אתה צריך כלי - פרויקט טוב הוא תמיד אחד שבו אתה צריך לקנות כלי מיוחד:-). תזדקק לזוג צבת אף שטוח (eBay שוב תמורת 2 - 3 ליש ט). לאלה יש אף מקביל וארוך ישר וקצה שטוח - ראו תמונה.

הכנת לד

כעת מגיעה המשימה הארוכה של הכנת כל אחד מ -512 לדים. אני מציע שתעשה אותם בקבוצות. פרטים נוספים בתמונות למעלה

• החזק את הנורית בצבת כאשר ארבעת המוליכים מצביעים אליך.
• חשוב - הסדר והתמצאות של הלידים חיוניים בשלב זה. האנודה תהיה ההובלה השנייה הארוכה ביותר מבין ארבעת ההובלות. וודא שזוהי השנייה מהימין. אם אתה טועה והנורית שלך לא תדלק כראוי כאשר נבדוק אותם בהמשך - אני יודע שעשיתי 2 שגיאות מתוך 512.
• תוך החזקת ה- LED בצבת הכנס את נורת ה- LED לחור 5 מ"מ בלוח MDF כפי שמוצג בתמונה למעלה. ייתכן שיהיה עליך לפנות קצת את החור של 5 מ"מ בחלקו העליון כדי להבטיח שהצבת תשכב שטוח על ה- MDF.
• כופפו את מולידי הלד סביב מקדחי התור בתורם ליצירת לולאה. גיליתי שאם אתה מסיר את העיקול בגוון בסיום הוא פותח את הלולאה בגוון ועוזר להסיר את הלולאות מהמקדחים בעת חילוץ הלד מהג'יג '.
• חותכים את העודף מארבעת המוליכים הקרובים ללולאה בעזרת זוג חותכי תיל קטנים.
• כופפו את לולאת האנודה, זו בפני עצמה, 90 מעלות כך שהלולאה פונה זקוף לכיוון נורת הלד
• הנח את הנורית המוגמרת על משטח שטוח וודא שכל המובילים מונחים שטוח לאורך המשטח, מעט לחץ על הנורית ישר את כולם בפשטות

זהו זה…. עכשיו חזור 511 פעמים:-)

שלב 4: בניית הפרוסות

יישור חוט המסגרות

אז יש לנו עכשיו ג'יג להכין את הפרוסות 8x8 שלנו וצרור של נורות LED שנבדקו ומוכנות.

כל מה שאתה צריך עכשיו זה חוט מסגרת. להחזיק את כל הלדים יחד. השתמשתי בגליל 500 גרם של חוט נחושת משומר 22 ש ח (שוב מאיביי)

עכשיו כמובן שתרצה ליישר את החוט כשהוא יורד מהגליל. משימה קלה אם עוד אחרת. חותכים מקטע חוט באורך והחזיקו את שני הקצוות בשני צבתים ומשכו בעדינות ומתחו את החוט. אם אתה טוב אתה תרגיש את החוט נמתח ואז תוכל לעצור, אם כף ידך הכבירה החוט יישבר בצבת כשהוא נמתח מספיק. שתי הדרכים תקינות ובסופו של דבר לא רק ליישר את החוט אלא גם להקשיח אותו מעט כך שהוא ישמור על צורתו.

עבור כל מסגרת 8x8 תזדקק ל -24 אורכים ארוכים מספיק בכדי להריץ את כל אורך הג'יג שלך עם מעט חילוף בקצוות כדי לעטוף את סיכות הלוח כדי להחזיק אותם בזמן הלחמה. בנוסף תצטרך 8 אורכים עבור חוטי האנודה הניצבים מעט יותר מרוחב הרוחב.

בניית פרוסה 8x8

כעת כשהחוטים מיושרים אנו מגיעים לחלק המהנה.

• כשהג'יג יושב על שתי המסילות האנכיות שלו ו -8 המסילות הצולבות הקידוחות פונה אליך דוחפים 8 נוריות לד כל פעם בעמוד אחד כאשר שלוש רגלי הלדים מצביעות אליך.
• כעת השחילו חוט מסגור מיושר דרך לולאות העופרת LED האמצעיות של כל 8 הנורות והקשרו כל קצה על ידי עטיפת סיכות הלוח.
• חזור על פעולה זו עבור שני חוטי המסגור החיצוניים.
• לאחר מכן חזור על השלבים שלמעלה עבור 7 העמודות האחרות.

כעת יהיו לך 64 נוריות LED מושחלות יחד עם 24 חוטי מסגרת אנכיים. וודא שכל הנוריות יושבות בצמוד למעקות העץ ויישר את כל רגלי הלד כדי להסיר את חוסר העקביות.

עכשיו פרץ את הלחמה שלך ותקן את כל 192 החיבורים בין לולאות ה- LED לבין חוטי המסגור. אני לא מתכוון להסביר כאן כיצד להלחם, יש הרבה הדרכות מצוינות שמסבירות את זה הרבה יותר טוב ממה שאני יכול.

גָמוּר? קח רגע להעריץ את עבודת העבודות שלך הפוך את הג'יג. אנחנו עדיין צריכים להוסיף את חוטי המסגור של האנודה.

עכשיו אתה יכול לראות מדוע כופפנו את לולאות עופרת האנודה 90 מעלות.

• קח את 8 חוטי מסגרת האנודה המיושרים שלך ושוב חוט דרך כל אחד משמונה נוריות הלד בכל שורה.
• חתכתי את החוט לרוחב הג'יג 'אך לא ניסיתי לתקן אותם לסיכות לוח.
• לאחר שתסיים, הקדש רגע ליישר את כל נוריות ה- LED כדי להבטיח שיש לך ריצות עקביות ישר והלחם שוב את כל 64 נקודות החיבור.

בודקים את פרוסת 8x8

פרוסה אחת למטה אבל לפני שאתה חותך אותה מהג'יג אפשר לבדוק אותה קודם. לשם כך תזדקק למקור 5V (מהארדואינו שלך או לוח הלוח של בודקי ה- LED שלך) ונגד יחיד (כל דבר בסביבות 100 אוהם יעשה).

• חבר חוט אחד לקרקע, זה ישמש את כל 24 חוטי המסגור של הקתודות.
• חבר את החוט השני ל- 5v דרך הנגד.
• החזק את חוט 5V לאחד מחוטי המסגור על 8 רמות האנודה
• הפעל את חוט הארקה על פני כל אחד מחוטי מסגור הקתודות.
• בדוק שכל נוריות LED נדלקות באדום, ירוק וכחול עבור כל אחת משמונה הנורות המחוברות לאותו חוט אנודה.
• כעת העבר את חוט 5V לשלב הבא והפעל שוב את הבדיקה עד שתבדוק כל רמה, כל נורית וכל צבע.

אם אתה מוצא נורית אחת לא עובדת, סביר להניח שבלבלת את מוביל האנודה בנורית בעת כיפוף מוליכי הלדים. אם אתה מוצא אחד לא עובד אז אני מציע לך לחתוך ולהסיר את הנורית, לקחת נורית מוכנה חלופית, לפתוח את הלולאות על מוליכי הלד, לדחוף את הלד החדש הזה לתוך הג'יג ולכופף את הלולאות סביב חוטי המסגור כטוב ביותר אתה יכול.

לאחר שהכל נבדק, תוכל כעת לחתוך את השקופית מהג'יג. לשם כך חותכים את חוט המסגור בשורה העליונה קרוב ללולאות העופרת LED וחותכים את חוטי המסגור התחתונים לאורך מסגרת הג'יג הזווית מעט.

השאר את כל הקצוות הארוכים של חוט המסגרת לעת עתה, נסדר אותם מאוחר יותר כאשר נבנה את הקוביה.

אחת למטה, עוד 7 לסיום.

אני מאמין שעמדתי במטרה הראשונה שלי ופיתחתי פתרון לפשט את בניית פרוסות הקוביות.

שלב 5: אל האלקטרוניקה

עיצוב ה- PCB

המטרה השנייה שלי הייתה להסיר את כל החיווט אך עדיין להשאיר מקום לגמישות מסוימת.

לשם כך החלטתי שאני:

• הוצא את 6 חוטי הבקרה של המעבד מהלוח באמצעות מחבר. רוב מנהלי ההתקן של הקוביה שראיתי משתמשים בנגזרת SPI להעברת נתונים הדורשת 4 כניסות - נתונים, שעון, הפעלת פלט ו- Latch - בנוסף הוספתי 5v ו- Ground כדי שנוכל להפעיל את המעבד מאותו כבל.

• השאר את חיבורי הסידור והיציאה החוזרים פתוחים בין שבבי רגיסטר המשמרת 74HC595, כך שתוכל להגדיר לולאות שונות בין השבבים.

  • סכמטי של קווינס מיועד לנהג האנודה תחילה ולאחר מכן לכל 8 השבבים המניעים צבע אחד לאחר מכן ולאחר מכן את שני הצבעים הבאים ברצף עבור סך של 25 רגידי משמרות.
  • לסכימה של ניקס יש לולאה נפרדת חזרה למעבד לכל צבע.
• אפשר לשכבות האנודה להיות מונעות על ידי רשימת משמרות משלה או ישירות מהמעבד עם 8 חיבורים נפרדים.

בנוסף רציתי

• השתמש ברכיבי חורים (כפי שאני רגיל לזה).
• הגבל את עצמי ללוח PCB דו שכבתי (שוב כמו מתוך הניסיון שלי).
• החזיקו את כל הרכיבים בצד אחד של הלוח (הצד התחתון) ואפשרו להלחם את פרוסות ה- LED ישירות לצד העליון של הלוח.

אז זה יהיה בסופו של דבר לוח גדול (270 מ"מ על 270 מ"מ) לתמיכה בקובייה עם מרווח של 30 מ"מ בין הלדים - למרות שזה עדיין היה לחיצה להתאים את כל הרכיבים והעקבות.

השתמשתי בעבר בכמה תוכנות עיצוב PCB שונות בהצלחה.

לנוחות השימוש Pad2Pad מעולה אך אתה נעול בעלויות הייצור היקרות שלהם מכיוון שאינך יכול לייצא קבצי Gerber. למבנה זה השתמשתי ב- DesignSpark (לא פשוט לשימוש כמו Pad2Pad אבל יכול לייצא קבצי גרבר) ומאז התנסיתי ב- Eagle (כלי בעל יכולת מאוד אבל אני עדיין עולה בעקומת הלמידה).

אינני מעז להוסיף את השעות שהושקעו בעיצוב התוכנה של הלוח המודרני, נדרשו מספר ניסיונות להסתדר אך אני מרוצה מאוד מהתוצאה. יש כמה עקבות חסרות בגרסה הראשונה שלי אבל הן פשוטות להחלפה. לייצור חבילה קטנה של PCB השתמשתי והייתי ממליץ על SeeedStudio. מענה טוב לשאלות, מחירים תחרותיים ושירות מהיר.

מאז אני שוקל לעצב גרסת SMD שאחר כך הייתי יכול ליצור עם כל הרכיבים שכבר מונחו והולחמו.

הרבה רכיבים

באשר לרכיבים השתמשתי בדברים הבאים (היישור לסכימה של קווין)

• 200 טרנזיסטורים NPN 2N3904
• 25 קבלים 100 nF
• 8 קבלים 100uF
• 8 IRF9Z34N MOSFETS
• 25 רשמי משמרת 74HC595
• נגדים של 128 82 אוהם 1/8W (נגדי הגבלת זרם LED אדום)
• נגדים של 64 130 אוהם 1/8W (נגדים להגבלת זרם LED ירוק וכחול)
• 250 נגדים 1k אוהם 1/8W (עם כמה תוספות)
• 250 נגדים של 10k Ohm 1/8W (עם כמה תוספות)
• ספק כוח 1 5v 20A (יותר ממספיק)
• 1 מגה ארדואינו (או מעבד לבחירתכם)
• כמה סיכות כותרת בשורה אחת לחיבור ל- Arduino
• כמה כבל מגשר ליצירת לולאות הכניסה והיציאה הטורקיות בין רשמי המשמרת
• כבל כותרת 6 פינים ללוח
• כבל ותקע של 240 וולט

השתמשתי והמליץ על Farnell Components להזמנת אלה בבריטניה, במיוחד בהתחשב בשירותם למחרת ומחירים תחרותיים.

הלחמה … הרבה הלחמות

לאחר מכן מספר שעות של הלחמת כל הרכיבים על הלוח. לא אעבור כאן על הפרטים, אך מספר לקחים שלמדתי היו:

• שמור על משאבת הלחמה ופתיל הלחמה ביד - תזדקק לה.
• עט שטף באמת עובד למרות שזה מבולגן לנקות אחר כך
• השתמש בהלחמה בקוטר קטן - מצאתי שהטוב ביותר הוא הלחמה שטף 0.5% 60/40 פח/עופרת 0.5%.
• זכוכית מגדלת שימושית לאיתור כל גשרי הלחמה.
• קח את הזמן, עשה כל פעם אצווה ובדוק את כל המפרקים לפני שתמשיך לאזור הבא.
• כמו תמיד שמור על קצה ברזל הלחמה שלך נקי.

בהתחשב בצבע האדום של נוריות ה- LED כנראה יזדקק לערך הנגד שונה מהירוק והכחול סימנתי את הנגדים המגבילים הנוכחיים על הלוח A, B ו- C. עכשיו זה הזמן להגדיר את הכיוון הסופי של הפרוסות בהשוואה ל- PCB כדי להגדיר איזו עופרת של נוריות ה- LED מתייחסת לאיזה מיקום הנגד המגביל את הזרם.

לאחר השלמת ניקיתי את הלוח במנקה PCB, שטפתי אותו במים וסבון וייבשתי אותו היטב.

בדיקת ה- PCB המוגמר שלך

לפני שאנחנו שמים את זה בצד אחד אנחנו צריכים לבדוק שהכל עובד.

העמסתי את קוד הארדואינו של קווין (עבור המגה תצטרך לבצע כמה שינויים קלים) ופיתחתי תוכנית בדיקה פשוטה שתדליק ויכבה את כל נוריות הלדים ברציפות.

לבחון:

• יצרתי חוט בדיקת LED על ידי לקיחת LED בצבע אחד, החזקתי נגד 100 אוהם לאחד המובילים ולאחר מכן הוספתי חוט ארוך לכל אחד מהקצוות הפתוחים.קצת קלטת חשמל מסביב לרחבה הפתוחה מובילה לעצירת מכנסיים קצרים וסימנה את החוט החיובי (האנודה) מהנורית.
• חבר את המעבד שלך (במקרה שלי מגה Arduino) ללוח עם 6 המחברים
• חבר את החשמל ללוח מתוך ספק הכוח
• חבר את מוביל בדיקת האנודה למקור 5V בלוח
• לאחר מכן הנח את חוט הקתודה מחוט בדיקת ה- LED על כל אחד ממחברי הקתודה של קוביית ה- PCB.
• בהכל טוב נורית ה- LED על מוביל הבדיקה אמורה להבהב ולכבות, אם כן, עברו אל הבא.
• אם הוא לא מהבהב אז אתה נמצא במציאת תקלה. תחילה הייתי בודק את מפרקי ההלחמה שלך אם יש מפרקים יבשים, חוץ מזה הייתי מציע שתעבוד בתורו הרחק ממרשמי המשמרת ותבדוק כל פעם רכיב.

בדוק את כל 192 הקתודות ולאחר מכן שנה את הקוד שלך כדי לבדוק את מנהלי ההתקנים של שכבת האנודה, החלף על מוביל הבדיקה LED שלך וחבר אותו לקרקע ובדוק כל אחד מ 8 מנהלי ההתקנים של השכבה.

לאחר השלמת ובדיקת ה- PCB הכיף באמת מתחיל - עכשיו לבנות את הקובייה.

שלב 6: בניית הקובייה

הכנת מחברי רמת האנודה שלך - ג'יג נוסף

יש לנו עוד פריט אחד לבנות לפני שנתחיל להלחם את פרוסות 8x8 שלך על הלוח.

כאשר אנו מוסיפים פרוסות נצטרך להוסיף פלטות לחלק החיצוני של כל פרוסה המחברים את הפרוסות האופקיות יחד.

בהתחשב בכך שחיברנו את כל הלדים עם לולאות לחוטי המסגור לא יכולים להפסיק עכשיו.

לבניית הפלטה הצולבת של האנודה:

• קח אורך נוסף של העץ בו השתמשת למסילות וצייר קו לאורך מרכז המסילה.
• צור 8 סימנים לאורך קו זה במרחק של 30 מ"מ זה מזה.
• קח 8 מתוך מקדחי 0.8 מ"מ וקדח אותם לתוך העץ, והשאיר את המקדח בעץ כשהציר בולט כ -10 מ"מ מפני השטח.
• חותכים אורך חוט מסגרות ומיישרים אותו כמו קודם.
• עוטפים קצה אחד של החוט סביב הקידוח הראשון היוצרים לולאה ולאחר מכן מסובבים את החוט סביב כל מקדח עוקב ויוצרים חוט ישר עם 8 לולאות לאורכו.

זה דורש קצת תרגול אבל נסה לתפעל את החוט לאחר יצירת כל הלולאות כדי שהחוט יהיה ישר ככל האפשר. נתק בעדינות את החוט מהמקדחים ולאחר מכן נסה ליישר אותו לחלוטין.

עבור הקובייה הסופית תזדקק ל -16 אורכי חוט כל אחד עם 8 לולאות אך במהלך תהליך הבנייה כדאי שיהיה לך מספר אורכים של שתיים ושלוש לולאות כדי לתמוך בכל פרוסה חדשה עם שכנתה.

לבסוף נוכל לבנות את הקובייה

נצטרך להרים את ה- PCB מעל פני השטח על מנת ליישר ולהוריד כל פרוסה על ה- PCB. השתמשתי בקופסאות פלסטיק קטנות משני צדי הלוח.

זכור את הכיוון שלך לפרוסה שנבחרה קודם לכן בעת הגדרת המיקום של נגדי ההגבלה הנוכחיים כעת תוכל להוריד את הנתח הראשון לחורים במעגל הלוח הקצה בקצה אחד. אני מציע שתתחיל בסט החורים הרחוק ביותר ממך ותעבד לעצמך.

כאן אנו רואים את היתרון בחיתוך חוטי מסגרת הקתודה בזווית. זה יאפשר לך לאתר כל אחד מ -24 חוטי הקתודה בנפרד.

כדי לתמוך בפרוסה ולהגדיר את מיקומה האנכי השתמשתי במעקה העץ בו השתמשנו לייצור מחברי האנודה והנחתי אותו לאורך הלוח הקדמי מתחת לסט הלדים הראשון. עם ריבוע מהנדסים המשמש להבטחת הפרוסה בניצב ל- PCB ורמתה מהקצה אל הקצה, כעת תוכל להלחם את חוטי מסגור הקתודה לתוך ה- PCB.

אתה יכול לבדוק את הנתח הזה עכשיו, אך מצאתי שהכי טוב היה לשים את שתי הפרוסות הראשונות על הלוח המודפס ולהשתמש במחברי אנודה לולאה קצרים בכמה מקומות לאורך שתי הפרוסות לפני הבדיקה הראשונית כדי להפוך את שתי הפרוסות הראשונות ליציבות יותר. לאחר שתי הבדיקות הראשונות בדוק כל פרוסה בתורו לפני הוספת השנייה.

בודקים את הפרוסות

מנהלי ההתקנים של האנודה נמצאים לאורך אחד הצדדים של ה- PCB וישנם חורים ב- PCB שבהם בסופו של דבר נחבר כל שכבה לנהג שלו. לעת עתה נשתמש באלה עם כמה חוטי עץ ו -8 קליפי תנין קטנים כדי להצמיד לכל שכבה בכל פרוסה בתורם.

כאשר הקתודות מולחמות על הלוח והאנודות המחוברות לנהגים עם החוטים והקליפים, לאחר מכן אנו יכולים לבדוק את הנתח על ידי שינוי הקוד בו השתמשנו לבדיקת ה- PCB עם אנימציה חדשה.

• כתוב אנימציה פשוטה כדי להאיר את כל נוריות LED בפרוסה שלך בכל צבע בכל פעם (הכל אדום, ואז ירוק ואז אדום ואז הכל דולק ללבן). אתה יכול להגדיר את מספר הפרוסה כמשתנה כך שתוכל לשנות זאת תוך כדי בדיקת כל פרוסה בתורו.
• חבר את המעבד והחשמל למחשב הלוח והפעל אותו.
• בדוק שכל הלדים נדלקים בכל הצבעים.

הפגם היחיד שראיתי כאן נבע ממפרק יבש באחד מחוטי מסגרת הקתודה האנכית.

הלחמה ובדוק כל פרוסה בתורו.

אנחנו כמעט שם. ישנם שני אלמנטים נוספים שעלינו להוסיף לקובייה כעת, לאחר שהלחמנו ובחנו את כל 8 הפרוסות.

מחברי שכבת האנודה

כעת נוכל לפרוץ את מחברי האנודה עם 8 הלולאות שהכנת קודם לכן.

השחילו אותם על פני הפרוסות המצטרפות לאותה שכבה בכל פרוסה בשתי השקופיות. העברתי את שלי עד שהן היו במרחק של כ -5 מ מ מחוט קתודת ה- LED הקרוב ביותר. וודא שהם נראים ישרים ומפולסים לפני הלחמת כל הלולאות וחברו כל אחת משמונה שכבות האנודה יחד.

מחברי דרייברים לאנודה

הסר את כל החוטים ששימשו בעבר לבדיקת הפרוסות מחורי הנהג האנודה במחשב הלוח וודא שהחורים נקיים מהלחמה - פתיל הלחמה הוא החבר שלך כאן.

כל אחד מ -8 מנהלי ההתקנים של האנודה במעגל הלוח צריך להיות מחובר לשכבה בודדת במחשב הלוח. יש לחבר את מנהל ההתקן של האנודה הקרוב ביותר לחיבורי החשמל בלוח הלוח לרמה הנמוכה ביותר, ולאחר מכן לעבוד לאחור בהדרגה לכיוון החלק האחורי של הלוח ולשכבה השמינית.

כופפו זווית ישרה קטנה בחתיכת חוט מסגרת יישר והורידו את הצד הארוך של החוט דרך הקוביה לתוך חור הנהג האנודה במעגל הלוח. וודא שהחוט ישר ומפולס, לא נוגע בחוט אחר בקוביה ולאחר מכן הלחם אותו על שכבת האנודה של הקוביה ועל הלוח הלוח

שלם עבור כל 8 מנהלי ההתקנים של האנודה.

שלב 7: זה הושלם

הבנייה הסתיימה, סיימת.

עם כל ההכנות, הבנייה, הבדיקה שעשית את הקטע הזה הוא עכשיו פשוט.

• חבר את ספק הכוח ל- PCB
• חבר את המעבד ל- PCB.
• פועל.
• טען או הפעל את האנימציות בתוכנה שלך, העלה למעבד ותן לו לעשות את שלו

עושה תיק

תרצה להגן על ההשקעה שלך לאחר הכנסת כל השעות האלה.

יצרנו מארז מכמה לוחות עץ וגיליון קטן של שכבה ובנינו תיקו בחלק האחורי שבו נוכל לגשת לאספקת החשמל ולארדואינו, כמו גם הצבת תקע USB לגב המארז כדי לאפשר גישה קלה יותר לתכנות מחדש..

לאחר מכן סיימנו אותו עם מארז אקרילי מ- acrylicdisplaycases.co.uk. מאוד מומלץ.

אליך

כעת יש שני דברים שאליהם תוכל לפנות את דעתך:

• איזה סוג של תמיכה/קופסה אתה רוצה לעצב ולבנות כדי לתמוך ב- PCB ולכלול את ספק הכוח והמעבד - אשאיר זאת לדמיונך.
• היכנסו לקוד והתחילו לעצב ולכתוב אנימציות משלכם. קווין, ניק וסופר-טק-IT עשו כאן עבודה נהדרת כדי להתחיל אותך בדרכך.

שלב 8: קליפ של המוצר הסופי בפעולה

תודתי לקווין ול- SuperTech-IT על אנימציות ועוד כמה משלי שיצרתי עד היום

שלב 9: אנימציה - נחשים

אחת האנימציות שלי לשיתוף באמצעות הקוד של קווין דארה

קראו את הדברים הבאים ב- Loop void

נחשים (200); // איטרציות

שלב 10: ברגע שאתה נכנס לתלם

אחי ואני בנינו עכשיו כל אחד ואנחנו עובדים על שליש:-)

עדכון - הקוביה השלישית הושלמה כעת ואנו הולכים למכור את הקובייה הזו ב- eBay יחד עם שני לוחות PCB (והוראות) חלופיים.

נבצע מספר שינויים במחשב הלוח, בעיקר כדי לתמוך בפיתוח הפרויקט הבא שלנו - קוביית LED בגודל 16x16x16 RGB

שלב 11: הגרסה האחרונה של קוד המגה Arduino שלי

מצורף תמצא כאן את הגרסה האחרונה של הקוד שלי.

זה נלקח בעיקר מהפתרון שפיתח קווין דארה כאן, אבל העברתי את זה למגה Arduino והוספתי לאנימציות ממקורות אחרים או שפיתחתי בעצמי.

הסיכות במגה Arduino הן:

• תפס - סיכה 44
• ריק - סיכה 45
• נתונים - סיכה 51
• שעון - סיכה 52