LED kub 4x4x4: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ajoyib 3 o'lchovli LED displey. 64 LED bu Atmel Atmega16 mikrokontrolderi tomonidan boshqariladigan 4 dan 4 dan 4 gacha kubni tashkil qiladi. Har bir LEDni dasturiy ta'minotda alohida ko'rib chiqish mumkin, bu esa ajoyib 3D animatsiyalarni namoyish qilish imkonini beradi! 8x8x8 o'lchamli LED kublar ommabop talab bilan mavjud:

1 -qadam: Sizga nima kerak

Birinchidan, 64 ta LEDni bir -biriga lehimlash uchun sizga ko'p vaqt kerak;) Bilimlar ro'yxati:

• Asosiy elektronika va lehimlash ko'nikmalari
• AVR mikrokontrolerini qanday dasturlashni biling - men buni bu ko'rsatmada yoritmayman.

Komponentlar ro'yxati:

• Protoboard. Mis doiralari bo'lgan tur.
• Atmel AVR Atmega16 mikrokontroller
• Atmega16 dasturlash uchun dasturchi
• 64 Led
• 2 holatli LED. Men qizil va yashil ranglardan foydalanardim. (ixtiyoriy)
• Max232 rs-232 chipi yoki unga tenglashtirilgan.
• LEDlar uchun 16 rezistor. (100-400ohms) bunga qaytadi.
• 2x qarshilik 470 ohm. LEDlar holati uchun
• 1x qarshilik 10k
• 4x rezistor 2.2k
• 4x NPN tranzistor BC338 (yoki 250 ish mA ni almashtirishga qodir bo'lgan boshqa tranzistor)
• 1x10uF kondansatör
• 1x 1000uF kondansatör
• 6x 0.1uF sopol kondansatör
• 2x 22pF sopol kondansatör
• 1 x kristall 14.7456 MGts
• 2x tegish tugmasi
• ixtiyoriy pwr kaliti
• 12V quvvat uchun ulagich
• 5V quvvat uchun ixtiyoriy ulagich

2 -qadam: ko'paytirish

64 ta LEDni 64 ta simni ishlatmasdan qanday boshqarish mumkin? Multiplekslash!

Har bir LEDning anodiga sim o'tkazib yuborish, albatta, amaliy bo'lmaydi va juda yomon ko'rinadi. Buning oldini olishning bir usuli - kubni 16x16 LEDli 4 qatlamga bo'lish. Vertikal ustunga joylashtirilgan barcha LEDlar umumiy anodga ega (+). Gorizontal qatlamdagi barcha LEDlar umumiy katodga ega (-). Endi, agar men yuqori chap burchakdagi LEDni orqa tomonda yoqmoqchi bo'lsam (0, 0, 3), men yuqori qatlamga GND (-), chap burchakdagi ustunga VCC (+) etkazib beraman. Agar men bir vaqtning o'zida bitta chiroqni yoqmoqchi bo'lsam yoki bir vaqtning o'zida bir nechta qatlamni yoqmoqchi bo'lsam … bu yaxshi ishlaydi. Ammo, agar men ham oldingi o'ng pastki burchagini yoritmoqchi bo'lsam (3, 3, 0), men muammolarga duch kelaman. Men pastki qatlamga GND va oldingi chap ustunga VCC etkazib berganda, men old tomonning yuqori o'ng burchagini (3, 3, 3) va orqa chapdagi LEDni (0, 0, 0) yondiraman.. Bu taassurot qoldiruvchi ta'sirni 64 ta alohida simlarni qo'shmasdan hal qilib bo'lmaydi. Atrofda ishlashning usuli - bu bir vaqtning o'zida faqat bitta qatlamni yoritish, lekin shu qadar tez bajarish kerakki, ko'z har qanday vaqtda faqat bitta qatlam yonib turishini tan olmaydi. Bu ko'rishning barqarorligi deb nomlangan hodisaga asoslanadi. Har bir qatlam 4x4 (16) tasvirdan iborat. Agar biz 4 ta 16 ta tasvirni birma -bir o'chirib qo'ysak, biz tezda 4x4x4 o'lchamdagi 3D tasvirni olamiz!

3 -qadam: kub, shablon yasash

4x4 diodli LEDlarning lehim panjaralari juda qo'rqinchli ko'rinadi! 4x4 o'lchamli 4 ta svetodiodli LEDni olish uchun biz ularni joyida ushlab turish uchun shablonni ishlatamiz. iloji boricha o'z oyoqlari. Tarmoqdagi chiziqlar orasidagi masofa LED oyoqlarining uzunligiga qarab aniqlandi. Men 25 mm (taxminan bir dyuym) simni qo'shmasdan va kesmasdan lehimlashni yoqish uchun har bir svetodiod orasidagi masofa (har bir svetoforning o'rtasi orasidagi masofa) ekanligini aniqladim.

• 2x5 sm o'lchamdagi 4x4 o'lchamdagi panjarani yasash uchun etarlicha katta yog'och bo'lagini toping.
• 4x4 o'lchamdagi chiziqlar chizig'ini tuzing.
• Barcha chorrahalarda markaziy zımba bilan chuqurchalar qiling.
• Teshiklar joyida qolib ketishi uchun teshiklarni etarlicha kichik qilib qo'yadigan va etakchani osongina tortib oladigan (simlarni egmasdan) burg'ulash uchini toping.
• 16 teshikni burang.
• Sizning ledcube shabloningiz tayyor.

4 -qadam: kub yasash, qatlamlarni lehimlash

Biz kubni 4x4 yorug'likdan iborat 4 qatlamda qilamiz, keyin ularni bir -biriga lehimlaymiz.

• LEDlarni orqa va bir tomondan joylashtiring va ularni bir -biriga lehimlang
• LEDlarning yana bir qatorini joylashtiring va ularni bir -biriga lehimlang. Lehimlash temiridan joy qoldirish uchun birma -bir qator qiling!
• Yuqoridagi amalni yana 2 marta takrorlang.
• old satrlar ulanmagan, old tomondan o'zaro bog'lam qo'shing.
• 4 marta takrorlang.

5 -qadam: kub yasash, qatlamlarni ulash

Endi bizda 4 ta qatlam bor, biz ularni bir -biriga lehimlashimiz kerak.

Bir qatlamni shablonga qaytaring. Bu eng yuqori qavat bo'ladi, shuning uchun eng go'zalini tanlang:) Yana bir qavatni qo'ying va burchaklardan birini birinchi qavatning ustidagi 25 mm (yoki sizning panjarangizda ishlatilgan masofani) tekislang. Bu katod simlari orasidagi masofa. Burchakni yordam qo'li bilan ushlab turing va birinchi qavatning burchak anodini ikkinchi qavatning burchak anodiga lehimlang. Buni barcha burchaklar uchun qiling. Qatlamlarning barcha o'lchamlarda to'liq mos kelishini tekshiring. Agar yo'q bo'lsa, sozlash uchun biroz egil. Yoki bu balandlik masofasini qayta lehimlang. Qachonki ular mukammal hizalansa, qolgan 12 ta anodni bir -biriga lehimlang. 3 marta takrorlang.

6 -qadam: Qarshilik qiymatlarini tanlash

Led uchun rezistor qiymatini tanlashda ikkita narsani yodda tutish kerak.

1) LEDlar 2) AVR AVR maksimal kombinatsiyalangan oqim qiymatiga ega 200 mA. Bu bizga har bir LED bilan ishlash uchun 12mA beradi. Bundan tashqari, sizning lampalaringiz belgilangan maksimal oqimdan oshishni xohlamaysiz. Men kubimda 220 ohmli rezistorlardan foydalanardim. Bu menga har bir LEDga 12 mA ga yaqin quvvat berdi.

7 -qadam: Nazoratchi

Led kubini boshqaruvchi sxemalar ilova qilingan sxematik tasvirda tasvirlangan.

RS-232 interfeysi ixtiyoriy. va qoldirilishi mumkin. Bu IC2 va unga ulangan barcha komponentlar. Kelgusi dasturiy ta'minot kompyuter bilan aloqa o'rnatishga imkon beradi. Boshlang, siz elektron kartadagi barcha komponentlarni minimal qismli simlar bilan ulashga imkon beradigan tartibda joylashtiring. Agar hamma narsa mos bo'lsa, sxemani lehimlang. Men bu haqda boshqa ko'rsatma bermayman, chunki elektron plataning kattaligiga va boshqalarga qarab, kubdan kubga juda farq qilishi mumkin. qadam

8 -qadam: Kubni sim bilan ulang

Rasmlar buni so'zlardan yaxshiroq tushuntiradi. Iltimos, rasmlarga qarang.

9 -qadam: kompilyatsiya qilish va dasturlash

Endi sizda kubik bor. Uni ishlatish uchun unga ba'zi dasturlar kerak bo'ladi. Men kubda 3 o'lchamli ma'lumotlar maydonini ko'rsatish uchun drayverni va kubda qandaydir ajoyib vizual effektlarni ko'rsatadigan funktsiyalarni yaratdim. Siz mening kodimdan foydalanishingiz, o'z kodingizni yozishingiz yoki qurishingiz mumkin. Mening kodim va ko'proq effektlar. Agar siz o'zingiz effektlar qilsangiz, iltimos, menga kodni yuboring. Siz nima qilayotganingizni ko'rishni xohlayman! Dasturni tuzish uchun. Faqat buyruq satrini oching, buyruq satrida "make" manba kodli katalogga kiring. Agar siz ATMega16 o'rniga ATMega32 dan foydalanmoqchi bo'lsangiz, Makefile -dagi mcu sozlamasini o'zgartiring va qayta kompilyatsiya qiling (make yozing). Agar siz m32 dan foydalansangiz va bu qadamni qilmasangiz, kub to'g'ri yuklanmaydi (qizil va yashil chiroqlar abadiy miltillab turadi). Endi manba katalogida main.hex nomli fayl bo'lishi kerak. Keyingi qadam sizga kodni kubga qanday kiritish kerakligini ko'rsatib beradi.

10 -qadam: Mikrokontrollerni dasturlash

Agar siz tezlik va/yoki ba'zi LEDlarning yonmasligi bilan bog'liq muammolarga duch kelsangiz. Iltimos, bu qadamni diqqat bilan o'qing. Mikrokontrollerni dasturlash uchun men avrdude va USBTinyISP dasturchisidan foydalanaman.

• https://savannah.nongnu.org/projects/avrdude/
• https://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/
• https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=16

Mening misollarim Ubuntu Linux tizimida bo'ladi. Windows -da protsedura deyarli bir xil bo'lishi kerak, lekin men sizga yordam berolmayman. Agar siz boshqa dasturchidan foydalansangiz, o'sha dasturchi uchun qo'llanmani o'qing va birinchi navbatda, biz AVR bilan aloqa qila olamizmi yoki yo'qligini bilib olaylik. Dasturchini kub va kompyuteringizga ulang. Buyruq "avrdude -c usbtiny -p m16 ", bu erda -c dasturchi va -p AVR modelini belgilaydi. Siz quyidagi rasmlarda chiqishni ko'rishingiz mumkin. Endi "avrdude -c usbtiny -p m16 -U flesh: w: main.hex" dasturini yuklang. Hozircha, kub qayta ishga tushishi va biror narsa qilishni boshlashi kerak. U ichki osilator yordamida 1 MGts da (juda sekin) ishlaydi. Va ba'zi lampalar ishlamaydi, chunki ba'zi GPIO portlari sukut bo'yicha JTAG uchun ishlatiladi. Tashqi osilatorni yoqish va JTAGni o'chirish uchun biz sug'urta baytlarini dasturlashimiz kerak: "avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse: w: 0xef: m "va" avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse: w: 0xc9: m ". Bu qadamni bajarishda ehtiyot bo'ling! Agar noto'g'ri tushunsangiz, mikrokontrollerni butunlay yo'q qilishingiz mumkin! Agar siz ATMega16 -dan boshqa mikrokontrollerdan foydalanayotgan bo'lsangiz, sug'urta baytlarini almashtirishdan oldin ma'lumotlar jadvalini diqqat bilan o'qib chiqing! To'g'ri sug'urta baytlarini yozgandan so'ng, kub qayta ishga tushishi va barcha LEDlar ishlayotganda normal tezlikda ishlashi kerak. Yangi kubdan zavqlaning: D

11 -qadam: Katta o'lchamga o'ting - 8x8x8

Bu juda chiroyli 4x4x4 kubni yasab bo'lgach, men ham 8x8x8 ulkan kub yasadim. Vaqtim bo'lganda, men unga ko'rsatma beraman. Ayni paytda rasmlarga qarang:-)

Siz 8x8x8 versiyasini bu erda topishingiz mumkin: https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ Agar sizga yoqsa, bu ko'rsatmaga baho bering!:)