8x8x8 Led Cube: 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այս ուսանելի դասում մենք ցույց կտանք, թե ինչպես կառուցել 8x8x8 Led Cube: Ամեն ինչ սկսվեց որպես գաղափար «Ստեղծագործական էլեկտրոնիկա» առարկայի համար, որը պատկանում է Էլեկտրոնիկայի ճարտարագիտության 4-րդ կուրսին Մալագայի համալսարանում, Հեռահաղորդակցության դպրոցում.

Theրագիրն ընդհանուր առմամբ բաղկացած է ապարատային և ծրագրային ապահովման համատեղ նախագծումից: Ապարատային մասը բաղկացած է Cube- ից և բոլոր միացումներից, ինչպես նաև բազայից, որն ապահովում է դիզայնը: Softwareրագրային ապահովման մասը բաղկացած է մասշտաբային գրադարանից, որն իրականացվել է այլ նախագծերի համար օգտակար լինելու համար:

Arduino Uno- ի կողմից վերահսկվող հինգ հարյուր տասներկու լուսարձակներ կազմում են այս խորանարդը, և քանի որ դրանք բաժանված են սյուներում և շերտերում, յուրաքանչյուրը կարող է առանձին միացվել:

Մենք ներկայացնում ենք մի քանի քայլեր, որոնք կարող են ավելի հեշտացնել նախագիծը, չնայած դրան մի քանի օր կպչում է: Նախագծի համար մենք օգտագործել ենք Blue Leds և NPN տրանզիստորներ:

Այստեղ մենք կցում ենք ցանկը անհրաժեշտ նյութով.

• 512 LED:
• 64 դիմադրություն 220 օմ -ի դիմաց:
• 9 հերթափոխի գրանցամատյաններ 74HC595.
• 16 2N222 տրանզիստորներ:
• Փրփուր տախտակ:
• Մի քանի մետր նուրբ մետաղալար (1.2 մմ):
• Շերտի մետաղալար:
• Միակցիչներ (արական և իգական):
• Էներգամատակարարում:
• Նախապես փորված ափսե (PCB):
• Կառուցվածքի աջակցություն:
• Փայտե տուփ կառուցվածքի համար:

Հուսով ենք, որ բոլորին դուր կգա այս ուսանելի տարբերակը:

Քայլ 1. LED- ների ձևանմուշ նկարելը

Առաջին քայլը զինվորի գործընթացն ավելի դյուրին դարձնելու ձևանմուշ նկարելն է: Փրփուրի տախտակի մեջ մենք պետք է գծենք քառակուսի և բաժանենք այն 64 փոքր քառակուսիների, բոլորը մեկ դյույմով առանձնացված: Փոքր քառակուսու մյուսի հետ միացման վայրում մենք, օրինակ, պտուտակահանով պետք է անցք բացենք, որպեսզի դրանց մեջ տանող լուսարձակները դնենք զինվորի համար:

Քայլ 2: Կառուցեք հիմք

Մենք պետք է հիմք ստեղծենք, որտեղ led- ները կհանգստանան: Ավելի լավ է այն պատրաստել փայտե տախտակով, որը ծանր չէ, բայց ոչ թուլացած: Տախտակը ստանալուց հետո մենք պետք է կրկնենք 1 -ին քայլը, բայց հիմա այստեղ: Մենք պետք է նշենք փայտը ՝ նկարելով 8 դյույմ քառակուսի, որտեղ ներսում կքաշվի ևս 64 դյույմ քառակուսի:

Երբ մենք նկարեցինք բոլորը, ժամանակն է օգտագործել հորատման մեքենա: Մի փոքր 1 մմ -ով մենք մի անցք կկատարենք, որը փայտը ծակում է յուրաքանչյուր քառակուսի հանգույցում, որպեսզի ներսում տեղադրենք այն լարերը, որոնք կպահպանեն կառույցը:

Վերցրեք ձեր հորատման մեքենան և հորատեք:

Մենք պատրաստել ենք տեսանյութ, որը ցույց կտա ձեզ, թե ինչպես դա անել: Վերջնական արդյունքը պետք է նման լինի այստեղ տրված նկարներին:

Քայլ 3: Տեղադրեք լարերը ուղիղ

Կառույցի համար ավելի լավ է օգտագործել լարերը լուսարձակների միջև, քանի որ դրանք կդարձնեն կառույցը ավելի կոշտ կամ ճկուն: Որպես կանոն, լարերը վաճառվում են գլանափաթեթով, մենք պետք է դրանք ուղիղ տեղադրենք: Այս քայլի համար մեզ նույնպես անհրաժեշտ կլինի հորատման մեքենա:

Մենք պետք է կտրենք մետաղալարը և մի կտոր տեղադրենք հորատման մեքենայի մեջ: Այն ամրացնելուց հետո մենք պետք է պահենք մետաղալարերի մյուս մասը և միացնենք հորատման մեքենան: Մի քանի վայրկյանում մետաղալարը մոմի պես ուղիղ կլինի:

Մենք ձեզ ցույց ենք տալիս, թե ինչպես կատարել այս գործընթացը տեսանյութում, և մենք տալիս ենք գործընթացն ավելի արագ դարձնելու բանալին. Կարող եք կտրել ավելի երկար մետաղալար, մեկ անգամ ուղղել այն, այնուհետև կտրել այն:

Քայլ 4: oldոդեք շերտը

Երբ համոզված ենք, որ բոլոր լուսարձակները լավ են միանում, ժամանակն է դրանք ամրացնելու: Մենք պետք է առանձնացնենք կաթոդներն ու անոդները, որպեսզի գործընթացն ավելի արագ լինի:

Այս քայլում բոլոր կաթոդները միացված կլինեն: Կօգտագործվի 64 լուսատու և 11 լար `մեկը յուրաքանչյուր շարքի համար, և ևս 3 -ը` կառույցը պահելու համար: Դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես ենք մենք դա հասցրել: Մենք դնում ենք 3 ցենտ 10 մետաղադրամ ՝ բոլոր լարերը միևնույն բարձրության վրա դնելու համար, իսկ հետո ՝ գործընթացը սկսվում է:

Importantոդման գործընթացից հետո շատ կարևոր է ստուգել, որ բոլոր լուսարձակները լավ եռակցված են: Դուք կարող եք դա անել Arduino- ի միջոցով, միացնելով մետաղալար GND- ին և զոնդավորելով 5V մուտքով, որոնցից յուրաքանչյուրը առաջնորդվում է, ինչպես տեսնում եք տեսանյութում:

Մի մոռացեք կտրել յուրաքանչյուր կաթոդի այն հատվածը, որը զինվոր չի եղել:

Եվ հիմա դուք արել եք մեկը, շարունակեք մյուս յոթով:

Մենք պատրաստեցինք մի քանի լուսանկար ՝ գործընթացը ցույց տալու համար:

Քայլ 5: Պատրաստեք խորանարդի կառուցվածքը

Եթե դուք ավարտել եք զոդումը, հաջորդ քայլը Cube կառուցվածքի պատրաստումն է: Մենք մի շերտ կպահենք մյուսից վեր ՝ այն առանձնացնելով փրփուրի տախտակով պատրաստված որոշ բարձիկներով, ինչպես ցույց ենք տալիս լուսանկարում:

Այս քայլում բոլոր անոդները պետք է եռակցվեն լարերին: Հիմնականը ուղղահայաց լարերը պահելն է, երբ ժամանակն է շերտը կառուցվածքի մեջ մտցնել, և ձեր աշխատանքը շատ բարդ չի լինի:

Ինչպես արդեն ասել ենք, շատ կարևոր է ստուգել լուսարձակների ճիշտ աշխատանքը զոդելուց հետո: Մի մոռացեք այս քայլում հեռացնել ավելորդ անոդի ոտքը: Ավելի հեշտ է դա անել հիմա, ոչ թե դա անել վերջում:

Գործընթացը կավարտվի, երբ 8 շերտերը դրանք լինեն անոդների կողքին: Դրանից հետո անոդները կպչվեն PCB- ին:

Անհրաժեշտ է հիմքից ուղղահայաց մալուխներ միացնել LED- ների յուրաքանչյուր ուղղահայաց շերտի `յուրաքանչյուր շերտի պատշաճ գործունեության համար և առաջնորդել x, y և z առանցքների վրա: Դա կարող եք տեսնել լուսանկարներում:

Քայլ 6: Լարացրեք հիմքը

Մենք պետք է եռակցենք համապատասխան շերտերը ՝ օգտագործելով շերտերի լարեր, որոնց վրա մենք կավելացնենք միակցիչներ, որոնք կմտնեն տպագիր տպատախտակին ՝ վերջնականապես լուսավորելու խորանարդը:

Յուրաքանչյուր սյունակում եռակցված կլինի մալուխ, և յուրաքանչյուր 8 սյունակ, որոնք կազմում են ուղղահայաց շերտ, կմիացվեն նույն արական միակցիչին, որն այնուհետև կտեղադրվի PCB- ի իգական միակցիչի մեջ: Հորիզոնական շերտերը նաև միակցիչ կտան, որպեսզի կաթոդները միացված լինեն PCB- ին միանալու համար:

Քայլ 7: erոդեք շղթան

Հետևելով սխեմայի սխեմատիկին, մենք բոլոր բաղադրիչները կպչենք ծակված ափսեին ՝ կամրջելով այն անհրաժեշտ միացումները և ձգելով մալուխը, եթե եռակցման տեղ չկա:

Այս քայլի համար մեզ անհրաժեշտ է.

• Պերֆորացված ափսե (կարող է լինել շերտեր կամ առանց նախշի): Մենք օգտագործել ենք առանց նախշի
• Դիմադրություններ
• Արական միակցիչներ
• Գրառումներ
• NPN տրանզիստորներ
• Շղթաների մալուխ

Քայլ 8: Cube աջակցություն

Մենք կմշակենք հենարան ՝ մեր դեպքում փայտից, որտեղ մենք կներկայացնենք սխեմաները և կաջակցենք խորանարդին:

Ինչպե՞ս ենք վարվել: 26 սմ լայնությամբ, 31 երկարությամբ և 10 բարձրությամբ տուփ: Մենք դնում ենք մի քանի փոքր հենարաններ, որոնք կանխելու են խորանարդի ընկնելը տուփի ներքևի մասում ՝ դրանով իսկ վնասելով դրա տակ գտնվող միացումը:

Քայլ 9: Կոդ և ծրագրավորում

Կոդը բաղկացած է 512 արժեքներից բուլյան զանգվածից, որը ներկայացնում է յուրաքանչյուր led- ի կարգավիճակը:

Այն բաժանված է երկու մասի, մեկը պատասխանատու է յուրաքանչյուրի կարգավիճակի փոփոխման համար `զանգվածի արժեքների փոփոխությամբ, իսկ մյուս մասը պատասխանատու է գրանցամատյաններին տեղեկատվություն ուղարկելու համար:

Գրանցիչներին տեղեկատվություն ուղարկելու համար օգտագործվում է shiftOut () գործառույթը, որը որպես մուտքագրում ունի բայթ տիպի տվյալներ, այն առաջացնում է ժամացույցի և տվյալների ազդանշաններ գրանցիչների հետ սերիական փոխանցման համար:

Հայտնվում է Բուլյան զանգվածը տիպի բայթերի զանգվածի թարգմանելու անհրաժեշտությունը, յուրաքանչյուր բայթ ներկայացնում է գրառում: Կախված խորանարդի չափից `նախագծում փոփոխվում է հերթափոխի գրանցամատյանների քանակը: Կոդի այս հատվածը մասշտաբելի է `հեշտացնելու համար տեղեկատվության ուղարկումը տարբեր չափերի խորանարդի:

Խորանարդում անիմացիաներ ստեղծելու համար մենք օգտագործում ենք voxelWrite () գործառույթը, այս գործառույթը թույլ է տալիս մեզ փոխել led- ի վիճակը `ըստ որոշ կոորդինատների x, y, z:

մեր GitHub էջի հետևյալ հղմանը կարող եք օգտակար տեղեկություններ գտնել ՝