LED խորանարդի էկրան. 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Այս նախագծում դուք որպես էկրան կկառուցեք 8x8x8 LED խորանարդ: Խորանարդը կառուցելուց և ծածկագրի հիմունքները սովորելուց հետո դուք կկարողանաք գրել ձեր սեփական ցուցադրվող անիմացիաները: Այն հիանալի տեսողական է գիտական նպատակների համար և կդառնա գեղեցիկ դեկորատիվ հավելում ձեր սենյակին: Խորանարդաշինության ընթացքում դուք ձեռք կբերեք էլեկտրոնիկայի տարրական հմտությունների մի ամբողջ շարք, ինչը հետագայում ճանապարհ է հարթում ավելի բարդ նախագծերի համար:

Սա էլեկտրոնիկայի դասընթացի իմ անհատական ծրագիրն է, որը տևեց մոտ հինգ շաբաթ: Այս նախագծի վրա ես շաբաթական 12 ժամ էի ծախսում, և ինձ հասանելի էին մասերը և գործիքները, որոնք սովորաբար գտնվում էին քոլեջի էլեկտրոնիկայի լաբորատորիայում: Կարող է նաև լավ լինել իմանալ, որ չնայած ծանրաբեռնվածությունը տորթի կտոր չէ, գործնական փորձաքննություն չի պահանջվում: Փոխարենը, դուք շատ փորձ կստանաք և ճանապարհին դասեր կքաղեք ձեր սեփական սխալներից:

Հրաժարում. Ես դիզայնը և ծածկագիրը վերցրել եմ Քևին Դարրայից (https://www.kevindarrah.com/?cat=99), ով կառուցել է 8x8x8 RGB խորանարդ (այսպիսով եռապատկելով աշխատանքը): Ալիքի ձևի ցուցադրումը իմ սեփական աշխատանքն է: Ես խստորեն խորհուրդ եմ տալիս նախագիծը սկսելուց առաջ դիտել նրա բոլոր LED տեսանյութերը: Նրանք չափազանց օգտակար են հասկանալու համար, թե ինչպես է ամեն ինչ աշխատում, ինչը վճռորոշ նշանակություն ունի այս բարդ նախագծի համար: Շրջանակի և ընդհանուր ճարտարապետության մասին ես կարճ բացատրություններ տվեցի, երբ ես քննարկում էի միացման միացումները և ծածկագիրը, այնպես որ ազատ զգացեք նախ անցեք այդ հատվածին ՝ տեսական ընկալում ձեռք բերելու համար:)

Քայլ 1: Մասերի ցուցակ

• մեկ գույնի IFՐԱՎԱ LED լուսադիոդներ x512 ~ 30 պահեստամասով (Դուք կարող եք նկատել, որ ես ինքս օգտագործել եմ երեք գույն: Սա ի սկզբանե նախատեսված է օգնելու արտացոլել ալիքի ձևի ամպլիտուդը (օրինակ ՝ կարմիրը նշանակում է ավելի մեծ ամպլիտուդիա), բայց ես շերտերը ճիշտ չեմ միացրել, Ի վերջո, ես պարզապես վերաբերվեցի նրանց որպես նույնը: Եթե դուք դեռ հետաքրքրված եք ուղղահայաց ուղղությամբ գունային տատանումներ կատարելով, խնդրում ենք կարդալ ուղղահայաց շերտերի քայլի վերաբերյալ գրառումները:))
• Համակարգչային տախտակներ, միջին x7 և փոքր x2 (Սրանք իմ լաբորատորիայում առկա են, բայց խնդրում ենք ազատ զգալ հարմարեցնել չափը ՝ կախված այն բանից, թե ինչն է ձեզ հասանելի: Խնդրում ենք կարդալ սխեմաների բաժինը ձեր տեղեկանքի համար: Ես գտա, որ սկսնակների համար ՝ PCB- ներ առանց որևէ կապված ժապավենի ավելի հարմար են, հիմնականում այն պատճառով, որ կարող եք ավելացնել և կտրել միացումները ըստ ցանկության: -ոդման ապամոնտաժումը կարող է բարդ լինել):
• NPN 2N3904 տրանզիստորներ x72
• 1k դիմադրություններ x 150
• 100 Օմ դիմադրություն x 72
• P- ալիքի MOSFET- ներ IRF9Z34 x8 գումարած 8 սեղմիչով տաքացուցիչներ
• 100 միկրո Farads կոնդենսատոր x8
• 74HC595 հերթափոխը գրանցում է x9
• Arduino Uno + պտուտակավոր վահան (ես օգտագործել եմ պրոտո-պտուտակահան R3 հավաքածու)
• 8 գույնի մեկուսացումով մետաղալար (ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել տարբեր գույներ: Դուք կունենաք շատ լարեր միմյանց կողքին, և գույները իսկապես օգնում են, երբ մենք ստուգում ենք միացումը):
• 5V 2.8A էլեկտրամատակարարում (քանի դեռ ձեր էներգիայի մատակարարման ընթացիկ սահմանը 64*-ից բարձր է (ընթացիկ 1 LED- ով), այն պետք է լավ աշխատի:))
• մետաղալար տերմինալներ
• Molex վերնագրեր ՝ 8 կապում և 6 կապում:
• Molex մետաղալարերի պատյան ՝ 8 և 6 պիններով (դրանց քանակը տարբեր կլինի ՝ կախված ձեր PCB- ի չափից և ձեր սխեմայի դիզայնից, ուստի խնդրում ենք կարդալ ամբողջ հրահանգը (մասնավորապես ՝ սխեմաների հատվածը) նախքան անհրաժեշտ համարը որոշելը:))
• Sոդող
• Մերկ պղնձե մետաղալար (ապահով կողմում լինելու համար պատրաստեք դրանից 50 մ)
• Փայտե մեծ տախտակ (մոտավորապես 9 դյույմ յուրաքանչյուր կողմում)
• 12 դյույմ փայտե շամփուրներ (ըստ ցանկության. Եթե ուղիղ լարեր պատրաստելու միջոց եք գտնում, դա ձեզ պետք չէ)
• սկոտչե ժապավեն
• երկար եղունգներ x16

Գործիքներ

• Oldոդման երկաթ
• մետաղալար կտրող
• տափակաբերան աքցան
• սոսինձ ատրճանակ (ըստ ցանկության. եթե ուղիղ լարեր պատրաստելու միջոց եք գտնում, դա ձեզ պետք չէ)
• սեղմիչ
• ջերմամեկուսիչ սեղմիչներ x2 (ալիգատորների սեղմակները նույնպես աշխատում են)
• մետաղալար մերկացնող

Քայլ 2: LED տողերի պատրաստում

Նախ և առաջ, ստուգեք բոլոր LED- ները: Ես հացաթխեցի մի շղթա LED- ով և 100 Օմ դիմադրիչով: Այնուհետև ես փորձարկեցի մեկ LED և ավելացրեցի, որ մյուս LED- ին զուգահեռ: Մենք ուզում ենք հեռացնել 1) կոտրված LED- ները, 2) LED- ները ՝ անոդով և կաթոդով դեպի հետ (չես ուզում պարզապես «հիշել», թե որն է այն շրջվել) 3) ավելի թույլ լուսադիոդներ:

Հաջորդը, մենք պատրաստեցինք փայտե ջիգը, որը նաև խորանարդի համար իմ վերջին լեռն է: Հորատեք 8x8 ցանց 1 դյույմ անցքերի կենտրոնի միջև: Ընտրեք ձեր LED- ների տրամագծից անմիջապես բարձր տրամագիծ ունեցող փորվածքներ, որոնք կարող են տեղավորվել անցքերի մեջ և դեռ ուղիղ մնալ: Մենք պարագծին ամրացրինք լրացուցիչ փայտե ժապավեններ, որոնք տախտակի մակերեսը հարթ պահեցին (տախտակի համար մենք օգտագործեցինք նրբատախտակ, այնպես որ այն բավականին ճկուն դարձավ): Բացի այդ, սա բարձրացրեց անցքերով տարածքներն այնպես, որ LED- ները կարողանան անցնել անցքերի միջով: Ընտրեք մի կողմ և երկու երկար մեխեր դրեք նույն գծի վրա, ինչպես անցքերի կենտրոնները: Մենք կապելու ենք լարերը այս եղունգների վրա:

Այժմ մենք կարող ենք սկսել LED տողեր պատրաստել: Ես չգտա ուղիղ մետաղալարեր պատրաստելու արդյունավետ միջոց, ուստի միայն չկտրեցի լարերը `օգտագործելով փայտե բլոկ: Տեղադրեք մետաղալարերը բլոկի եզրին; պահեք մետաղալարերը ձեր բութ մատով բլոկի մի կողմից և քաշեք մետաղալարը միջով; բլոկի եզրը կհեռացնի մետաղալարը: Խորհուրդ եմ տալիս ձեռնոց դնել ՝ բութ մատը պաշտպանելու համար:(Տեղադրեք 8 LED այս շարքի մեջ երկար «ոտքով» ՝ անոդով, ուղղված մեկ ուղղությամբ: Մենք դրանք կպցնենք մետաղալարերի վրա: Նկատի ունեցեք, որ անոդի և կաթոդի ոտքով ձևավորված հարթությունը պետք է ուղղահայաց լինի մետաղալարերի գծին, իսկ կաթոդի ոտքը պետք է հեռու լինի մետաղալարից: Կապեք մետաղալարը մեխի վրա և քաշեք այն, որպեսզի անցնի LED- ների միջով, մինչև այն ուղիղ և ձգված լինի: Կապեք այն մյուս մեխին: Կարգավորեք մետաղալարերի բարձրությունը (ես LED հարթակի վրա նկատեցի մի փոքր հարթ տարածք, և լարն այնպես եմ հարմարեցրել, որ այն դիպչում է այս տարածքին բոլոր LED- ների համար): Այս բարձրությունը կամայական է, բայց խնդրում ենք լինել հետևողական: Հիշեք. 1) ձեր խորանարդի մակարդակի բարձրության տարբերությունը կկազմի մոտավորապես 1 դյույմ (այնպես որ լարերը չեն կարող չափազանց բարձր լինել); 2) LED- ները կարող են կոտրվել եռակցման երկաթի ջերմության տակ (այնպես որ լարերը չեն կարող չափազանց ցածր լինել) (չնայած որ անձամբ ես դրանից որևէ խնդիր չեմ զգացել): Այժմ ձեր մետաղալարը պետք է դիպչի բոլոր LED- ների երկար ոտքին ՝ կազմելով խաչ: Sոդեք մետաղալարն ու անոդը և դրանից հետո կտրեք լարերը:

Այս նախագծում ես փորձարկեցի երկու տարբեր զոդերի կոնտակտային կոնֆիգուրացիա: Մեկը վերը նկարագրված խաչաձև շփումն է, իսկ մյուսը LED ոտքը թեքում է այնպես, որ շփման լարերը զուգահեռ լինեն: Տեսականորեն, զուգահեռ շփման հոդերը ավելի սթրեսակայուն են, բայց հաշվի առնելով, թե որքան լուսավոր են LED- ները, խաչաձև հոդերը, հավանաբար, այնքան էլ վնասակար չեն: Դուք կստանաք մետաղալարերի և LED ոտքերի միացման շատ պրակտիկա, այնպես որ ազատ զգացեք տարբեր տեխնիկայի փորձեր: Ես օգտագործել եմ հարթ ծայրով զոդող երկաթ, և ես անձամբ կարծում եմ, որ այն ավելի լավ վերահսկողություն է ապահովում զոդման բլթերի և ջերմության հետ շփման ավելի մեծ մակերևույթի վրա:

Eringոդումը կատարելուց հետո օգտագործեք լուսատախտակը LED- ի ստուգման համար `կապերը ստուգելու համար (կարևոր): Ամրացրեք դրական հաղորդալարը մետաղալարին և բացասական կապարը մաքրեք LED կարճ ոտքերի միջով: Նրանք բոլորը պետք է լուսավորվեն: Ստուգելուց հետո, որ դրանք բոլորը լավ են, նրբորեն սեղմեք LED- ները տախտակի ներքևից `դրանք տեղահան անելու համար և մետաղալարը սահեցրեք եղունգների վրայով: Դուք կարող եք կտրել շրջված ծայրերը, բայց անպայման մի փոքր երկարություն խնայեք:

Ինչ անել, եթե իմ LED- ը չի լուսավորվում:

Առաջին բանը, որ կարող եք ստուգել, այն է, թե արդյոք ստացել եք կաթոդ, և անոդը շրջվել է: Ապա փորձեք դրական հաղորդալարը ամբողջ մետաղալարի փոխարեն սեղմել LED ոտքի վրա: Եթե ձեր LED- ն այդ կերպ լուսավորվի, կարող եք նորից ամրացնել LED- ը: Եթե ձեր LED- ն դեռ չի լուսավորվում, փոխարինեք այն մեկ այլով:

Մենք պետք է 64 նման LED տող պատրաստենք:)

Քայլ 3. Ուղղահայաց շերտերի զոդում

Որպես նախադիտում, յուրաքանչյուր շերտի բոլոր անոդները միացված են, և յուրաքանչյուր ուղղահայաց սյունակի բոլոր կաթոդները միացված են: Այժմ մենք պետք է ուղղահայաց շերտեր պատրաստենք: Հիշու՞մ եք այն երկու մեխերը, որոնք մենք դրել ենք տախտակի վրա `լարերը կապելու համար: Այժմ տեղադրեք նմաններից ևս 14 -ը:) (utionգուշացում. Լավ ամրացրեք եղունգների ծայրերը: Դուք ձեր մատները շատ կսեղմեք այդ ծայրերի շուրջ):

Այժմ տեղադրեք 8 LED տող տախտակի վրա և համոզվեք, որ նրանց ոտքերը նայում են նույն ուղղությամբ: Նշենք, որ լարերը պետք է զուգահեռ լինեն եղունգների շարքերին: Սեղմեք LED- ները այնպես, որ դրանք բոլորը նույն բարձրության վրա լինեն: Եթե LED- ներից մի քանիսը շարունակում են դուրս գալ (գուցե ձեր մետաղալարերի կորության պատճառով), սկոտչե ժապավենը ծայրերից իջեցրեք տախտակին: Այժմ, ինչպես նախկինում, լարեր անցկացրեք եղունգների վրայով: Ես կարող էի միայն աչքերը թեքել մոտավորապես նույն բարձրության վրա, բայց դա նորմալ է, քանի որ այն, ինչ ձեզ իսկապես մտահոգում է, այն է, որ LED- ները գտնվում են նույն բարձրության վրա:

Կաթոդը միացրեք լարերի վրա: Դուք կնկատեք, որ այստեղ ես օգտագործել եմ զուգահեռ շփման եռակցման կոնֆիգուրացիան, և ես գտա, որ այն ավելի ամուր և ավելի լավ տեսք ունի, քան խաչաձև հոդերը, բայց դա ավելի շատ ժամանակատար է, քանի որ անհրաժեշտ է 1) լարերը թեքել տափակաբերան աքցանով; 2) համոզվեք, որ թեքված հատվածը դիպչում է հիմնական մետաղալարին. 3) թեքեք այդ հատվածը, որպեսզի այն լինի ճիշտ բարձրության վրա, քանի որ ձեր եռակցման երկաթը անկյան տակ է մտնում, և ձեզ հարկավոր է, որ երկաթը միաժամանակ դիպչի երկու լարերին:

Եթե ցանկանում եք օգտագործել տարբեր գույներ տարբեր շերտերում…

Համոզվեք, որ ձեր յուրաքանչյուր կտոր արտացոլում է գունային սխեման: Օրինակ, եթե ես ցանկանայի, որ վերին երեք շերտերը լինեն դեղին LED- ներ, երկրորդը `նարնջագույն և ներքևը` կարմիր LED- ներ, ես այդ կարգով կտեղադրեմ երեք դեղին LED սյունակ, երկու նարնջագույն և երեք կարմիր:. Համոզվեք, որ ձեր գունային կարգը և LED կողմնորոշումը համահունչ են բոլոր ութ շերտերի համար:

Օգտագործեք տախտակի կարգավորումը `յուրաքանչյուր կտորի բոլոր LED- ները ստուգելու համար: Հաստատ ավելի հեշտ է նորից զոդել այստեղ, երբ ձեր լուսադիոդներն ապահովված են, քան օդի մեջտեղում:

Եթե ձեր լարերը ուղիղ չեն իրենց վրա, դեռ մի հանեք շերտը եղունգներից: Կարդացեք հաջորդ քայլը:

Եթե արդեն ունեք ուղիղ լարեր, նրբորեն ներքևից մղեք LED- ները և սահեցրեք շերտը եղունգներից: Դեռ մի վերջացրու ծայրերը:)

Քայլ 4: Ուղղահայաց շերտերի աջակցում

Եթե ձեր լարերը որոշակի կորություն ունեն, ինչպես իմը, մենք կարող ենք դրանք ուղղել հարթ հարթության վրա ՝ պարագծի երկայնքով կոշտ հենարան ավելացնելով: Ես ընտրեցի 12 դյույմանոց փայտե շամփուրներ, քանի որ դրանք մատչելի են Amazon- ում: Ես շամփուրները կպցրեցի պարագծի վրա և անկյուններում փոքր կտորներ ավելացրեցի ՝ շրջանակն ամրացնելու համար: Մանրամասների համար տես լուսանկարները: Նկատի ունեցեք, որ միայն երկու շամփուր ամբողջությամբ կցված են լարերին, իսկ մյուս երկու շամփուրները գտնվում են ամբողջ ցանցից վեր: Խորհուրդ եմ տալիս նախ փորձարկել շրջանակն առանց անկյունների կտորների: Ես պարզեցի, որ լրացուցիչ կարճ ձողերը խոչընդոտում են LED- ներին, երբ ես շերտերը շարում էի, և սոսնձի հոդերը, հավանաբար, այնքան ամուր են, որ ամեն դեպքում պահեն LED ցանցը: Եթե ցանցը դեռ մի փոքր փքվում է, սեղմեք ներքև երկու չկպչված երկու կողմերի վրա և մի քանի կետերում լարերը կպցրեք շամփուրներին: Դեռ մի հեռացրեք չամրացված ծայրերը: Մասնավորապես, խորովածի ներքևի մասում պահեք շամփուրի երկար երկարություն, որպեսզի LED- ները հեռու պահենք հատակից:

Քայլ 5: Խորանարդի հավաքում

Այժմ, երբ մենք ունենք շերտեր, կարող ենք պատրաստել խորանարդը: Ինձ համար ավելի հեշտ էր դրանք դասավորել, քան ուղղահայաց շերտերը իրար կպցնել, բայց եթե ունես գործընկեր, ազատ զգա իմպրովիզացիա: Սխալներից խուսափելու համար նախ շերտերը կպցրեք շամփուրների մեկ այլ շարանի վրա և հետագայում միացրեք լարերը: Ինչպես տեսնում եք լուսանկարում, ես անկյուններում կպցրեցի չորս շամփուր, որոնք կօգնեն հավասարեցնել և ամրացնել շերտերը: Հիշեք, որ իդեալականորեն շերտերը 1 դյույմ հեռավորության վրա են: Ես պարզեցի, որ իմ LED- ները դրված են փայտե շրջանակի վրա նախորդ շերտից, այնպես որ դրանք կպցնելիս ստիպված չեմ դրանք պահել, բայց եթե ձեր շերտերը հանգստանում են ավելի ցածր բարձրության վրա, ապա կոլեգատորը կամ փայտի որոշ շերտեր (տես լուսանկարը) Օգնություն. Նախքան շերտերը սոսնձելը, համոզվեք, որ դրանց կողմնորոշումը ճիշտ է: Wantանկանում եք, որ կաթոդը և անոդը ծայրերը ուղղվեն դեպի հետևողական ուղղություններ: Նաեւ ստուգեք LED- ների կողմնորոշումը:

ՇԱՏ կարևոր է համոզվել, որ LED- ները լուսավորվում են յուրաքանչյուր շերտ դնելիս: Գործնականում անհնար կլինի հասնել խորանարդի կենտրոնին, երբ ամեն ինչ հավաքվի:

Դուք կարող եք նկատել, որ իմ փայտե շրջանակները պարտադիր չէ, որ համահունչ լինեն միմյանց, բայց եթե նայեք LED- ներին, դրանք ավելի լավ են համընկնում: Քանի որ մենք այս խորանարդը կտեսնենք մութ միջավայրում, շրջանակի սխալ դասավորվածությունն ընդունելի է:

Հաջորդը, օգտագործեք լրացուցիչ լարեր `նույն մակարդակի վրա անոդի լարերը միացնելու համար: Եթե դուք դժվարանում եք լարերը պահել այնտեղ, փորձեք մետաղալարը «հյուսել» լարերի միջով (այլընտրանքային եղանակով, երբ մետաղալարն անցնում է լարերը ՝ վերևից ներքև): Լավ է, եթե այս լարերը կատարյալ ուղիղ չեն, քանի որ հիմնական LED կառուցվածքն արդեն տեղադրված է, և կողային լարերը այնքան էլ տեսանելի չեն LED- ները միացնելուց հետո:

Պարզապես ապահով լինելու համար (մենք նախընտրում ենք զգուշավոր կողմում սխալվել, այո՞), նորից փորձարկեք բոլոր LED- ները: Այս պահին, եթե խորանարդի կենտրոնում գտնվող լույսերից մեկը չի լուսավորվում, ես վստահ չեմ, որ դրան լուծելու պարզ միջոց կա. շերտերը, LED- ները դեռ պետք է լավ լինեն:

Այժմ մենք կարող ենք հեռացնել մետաղալարերի ավելցուկը բոլորի վրա, բացառությամբ ներքևի կողմի: Այժմ մենք կարող ենք ժամանակավորապես հեռացնել խորանարդը: Շնորհավորում եմ: Հիմա մենք ճանապարհի կեսից ավելին ենք:)

Քայլ 6: Շղթայի միացումներ

Խնդրում ենք կարդալ pdf սխեմաները, նախքան համակարգչի տախտակների վրա սխեմայի տարրեր դասավորելը: Այս սխեմատիկ պատկերը Քևին Դարրայի RGB խորանարդի համար է, և քանի որ մեր խորանարդն ունի մեկ գունավոր LED- ներ, մեր ծանրաբեռնվածությունն իրականում դրա միայն մեկ երրորդն է (մենք ունենք կաթոդի կառավարման մի երրորդը, մասնավորապես): Ես խստորեն խորհուրդ եմ տալիս միացման բոլոր տարրերը դնել PCB- ների վրա `նախ միջակայքը փորձարկելու համար: Ձեզ աշխատելու ավելի շատ տեղ տվեք, հատկապես հերթափոխի գրանցամատյանների և անոդների կառավարման վահանակների համար: Այնուհետև միացրեք միացման բաղադրիչները և միանգամից մի քանիսը կպցրեք, քանի որ ավելի դժվար է զոդել առանց այդքան շրջանի բաղադրիչ ոտքերի խանգարման:

անոդի և կաթոդի սխեմաներ

Մեր սխեմաների ձևավորումն այնպիսին է, որ երբ անոդի և կաթոդի սխեմաների մուտքերը երկուսն էլ 5V են (կամ HIGH), LED- ն միացված է: Եկեք նախ անցնենք անոդի սխեմաներով: Երբ մուտքը ԲԱՐՁՐ է, տրանզիստորը արագ հագեցած է լինում, և կոլեկտորի լարումը նվազում է մոտ 0 -ի, ինչը նշանակում է, որ MOSFET- ի դարպասը ձգվում է OWԱOWՐ: Քանի որ MOSFET Աղբյուրը միացված է 5 Վ -ին, OWԱOWՐԸ դարպասում նշանակում է, որ դրենաժի լարումը սահմանվում է ԲԱՐՁՐ: Աղբյուրի միջով կոնդենսատորը օգնում է համակարգը կայուն պահել:

Երբ կաթոդի կառավարման մուտքը ԲԱՐՁՐ է, տրանզիստորը կրկին հագեցած է, և կոլեկտորի լարումը գնում է մինչև 0 Վ: Կոլեկտորային տերմինալը LED- ին միանում է ընթացիկ սահմանափակող դիմադրության միջոցով: Դուք կարող եք ընտրել ընթացիկ սահմանափակող դիմադրությունը `հիմնված ձեր LED հատկությունների վրա: Քանի որ ես օգտագործում եմ կարմիր, նարնջագույն և դեղին LED, ես օգտագործել եմ 100 Օմ: Մենք տեսնում ենք, որ այժմ LED- ի դրական կողմը բարձրացված է, իսկ բացասական կողմը `ցածր, և LED- ը լուսավորվում է:

Քանի որ մենք ունենք 64 կաթոդ տող (յուրաքանչյուր սյունակ) և 8 անոդ հաղորդիչ (յուրաքանչյուր շերտ), մեզ անհրաժեշտ է կաթոդի կառավարման 64 հավաքածու և անոդի կառավարման 8 հավաքածու: Ես խորհուրդ եմ տալիս, որ 8 հսկիչներից բաղկացած ամբողջական հավաքածուն միևնույն տախտակի վրա լինի, քանի որ յուրաքանչյուր հերթափոխի գրանցամատյան միանում է 8 հսկիչին, և թվում է, որ այն ավելի կազմակերպված է, եթե միացման 8 լարերը գնան նույն տեղը: Carefulգույշ եղեք, որ տախտակները չծանրաբեռնվեն: Մենք պատրաստվում ենք շատ լարեր անցկացնել, այնպես որ համոզվեք, որ ձեզ բավականաչափ տարածք եք տրամադրում: Բոլոր բաղադրիչները կպցրեք տախտակին: Աշխատանքային մակերևույթի կայունությունը բարձրացնելու մեկ հնարք է նույն բարձրությամբ բաղադրիչների վրա զոդելը (օրինակ ՝ բոլոր ռեզիստորների եռակցումից հետո եռակցեք տրանզիստորները ՝ դիմադրողների ընկնելուց խուսափելու համար): 8 կաթոդի կառավարման սխեմաների յուրաքանչյուր հավաքածուի համար համոզվեք, որ կպցրեք մեկ 8-փին վերնագիր, որը տվյալները դուրս է բերում LED խորանարդին:

Սխեմաներից դա ակնհայտ չէ, բայց որտեղ տրանզիստոր կա, մենք պետք է այն միացնենք GND- ին և 5V- ին:

հերթափոխի գրանցամատյաններ

Հերթափոխի գրանցամատյանները միմյանց միացված են 6 լարերի միջոցով: Նրանք զուգահեռաբար միացված են 5V, GND, CLOCK, LATCH և BLANK, իսկ սերիաներով ՝ ՏՎՅԱԼՆԵՐԻ համար: Լարերը միացնելիս համոզվեք, որ կաթոդային հերթափոխի գրանցամատյանները գտնվում են հաջորդականության վերջում, քանի որ ՏՎՅԱԼՆԵՐԸ միշտ գնում են սերիական գծի ամենավերջում: Հիմնականում, Arduino- ն ուղարկում է երկուական կոդի տող, որը հոսում է DATA գծի կապով: Երկուական կոդը այնուհետև բաժանվում է 8 բիթ մեկ հերթափոխի գրանցամատյանում: 8 հերթափոխի գրանցամատյանների տերմինալներն այնուհետև միացված են 8 կաթոդ/անոդ վերահսկիչներից: 5V- ը սնուցում է ամբողջ խորանարդը, և քանի որ մենք ունենք առավելագույնը 64 LED լուսավորված միաժամանակ, համոզվեք, որ ընդհանուր հոսանքը չի գերազանցում ձեր էներգիայի աղբյուրի սահմանը: Մյուս կապերը հիմնականում վերահսկում են, երբ տվյալները մտնում են հերթափոխի ռեգիստրներ և երբ տվյալները փոխանցվում են հերթափոխի գրանցամատյաններից շրջանային վերահսկիչներին: Համոզվեք, որ յուրաքանչյուր հերթափոխի գրանցամատյան ունի իր 8-փին վերնագիրը, և յուրաքանչյուր հերթափոխի տախտակ (բացառությամբ վերջինի) ունի 6-պին վերնագիր, որի միջոցով 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK և DATA լարերը կարող են անցնել հաջորդ հերթափոխի գրանցամատյան:

Arduino միացում

Arduino- ում միացումը շատ պարզ է: Հիմնականում մենք ունենք 6 լար, որոնք դուրս են գալիս Arduino- ից (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK և DATA): Համոզվեք, որ ձեր GND կապը միացված է Arduino- ի GND- ին (Փաստորեն, այս նախագծի ամբողջ GND- ը պետք է միացված լինի), բայց որ ձեր 5V լարը միացված չէ: Նկատի ունեցեք, որ Դարրայի սխեմատիկ Arduino- ն իրականում ցույց է տալիս ATMEGA չիպի տերմինալները: Տեսեք չիպերի և Arduino- ի միջև համապատասխան տերմինալներին կցված պատկերներից մեկը:

Մենք օգտագործեցինք պտուտակահան ՝ Arduino- ի լարերը ուղղակիորեն չանցնելու համար: Մասերը, որոնք ձեզ հարկավոր է ամրացնել պտուտակահանի վրա, թվային նավահանգիստների համար տեղադրվող վերնագրի կապումներն են, 1 6-պինային վերնագիր և 1 2-պորտի տերմինալային բլոկ: Մնացած հավասարակշռության համար դուք կարող եք ավելացնել մեկ այլ տող `վերնագրի կապում մյուս կողմից: (Նկատի ունեցեք, որ նկարներում պատկերված կապույտ տերմինալային բլոկներն իրականում ոչինչ չեն անում): Sոդում ըստ սխեմաների: Կարևոր նշում. Պարզապես ապահով լինելու համար միացրեք 6-պինանի վերնագրի 5V տերմինալը էներգիայի աղբյուրի 5V- ին (որը կանաչ տերմինալային բլոկն է), ՈՉ Arduino- ի 5V- ին: Այս կերպ, ձեր Arduino- ն սնուցվում է ձեր համակարգչից, և ձեր շրջանի բոլոր 5V- ը մատակարարվում է էներգիայի աղբյուրից: Այնուամենայնիվ, միացրեք բոլոր GND- ները միասին: Դուք կարող եք նկարից ասել, որ ես զոդել եմ 6-փեղանի վերնագրի GND և տերմինալային բլոկի GND կապը պտուտակապանի վրա գտնվող GND ժապավենի վրա:

Մինչ ես տեղյակ չեմ հերթափոխի գրանցամատյանների սխեմաները ստուգելու եղանակներին, մենք կարող ենք և պետք է ստուգենք անոդի և կաթոդի կառավարման սխեման `օգտագործելով տախտակ: Մանրամասների համար տես լուսանկարները: Հիմնականում մենք միացնում ենք տախտակի մուտքերը բոլորին 5 Վ: Այնուհետեւ մենք կարող ենք օգտագործել բազմիմետր `ելքային լարումները ստուգելու համար: Մենք պարզեցինք, որ անոդի վերահսկիչներից ելքային լարումը ընդամենը մոտ 4 Վ է, բայց դա սպասված հետևանք է MOSFET- ից:

Հաղորդալարերի խորհուրդներ

• Մի խնայեք տախտակների միջև ձեր կապի լարերի երկարությունը: Դուք կունենաք բազմաթիվ տախտակներ և շատ լարեր, և դժվար կլինի նկարահանել դժվարության դեպքում, եթե տախտակները լավ տարանջատված լինեն:
• Օգտագործեք տարբեր գույներ `տարբերելու համար, թե որ մետաղալարն է: Սա շատ կարևոր է հատկապես հաշվի առնելով, թե քանի լարերի կարիք կունենաք: Այնուհետեւ մենք այդ լարերը տեղադրում ենք մետաղալարերի պատյանում `ֆիքսված հաջորդականությամբ: Օգտագործեք լավ սեղմիչ `ապահով մետաղալարերի տերմինալներ պատրաստելու համար:
• Հետևողական եղեք վերնագրերի և մետաղալարերի պատյանների օգտագործման հետ: Իմ նախագծում, որոշակի տախտակի համար, բոլոր մուտքերը գալիս են մետաղալարերի պատյաններից, իսկ ելքերը դուրս են գալիս վերնագրերի միջով:
• Քանի որ վերնագրի տերմինալները բավականին մոտ են միմյանց, զգույշ եղեք, որ լարերը միասին չկպչեք, մանավանդ, եթե ինձ պես զոդման համեմատաբար անփորձ եք: Մի հնարք, որը ես օգտակար գտա, այն էր, որ եռակցման մետաղալարով մետաղալարը հալեցնելու համար, այնուհետև տափակաբերան աքցանով ամրացրեք լարերի լարերը միասին և մետաղալարը մոտեցրեք վերնագրի տերմինալին: Հեռացրեք եռակցման երկաթը, և զոդի հանգույցը պետք է սառչի և շատ արագ պահի իր ձևը:

Քայլ 7: Տեղադրեք խորանարդը

Կոշտ կաթոդի լարերը 64 անցքերի միջով անցնելու փոխարեն, ինչը գործնականում բավականին դժվար է, մենք կարող ենք նախ լարերը զոդել լարերին, այնուհետև լարերը ձգել անցքերի միջով: Որպեսզի լարերը դուրս գան մոնտաժային հարթակի տակից, սարի կողքին 9 անցք բացեք (8 -ը կաթոդի և 1 -ը անոդի համար):

Նախ, շամփուրները կտրեք մոտավորապես նույն երկարությամբ: Կաթոդի լարերը կտրեք այնպես, որ դրանք գրեթե նույն բարձրության վրա լինեն, ինչպես շամփուրները: Այժմ թեքեք կապարը և տափակաբերան աքցան օգտագործելով մի փոքր կարթ ձևավորեք: Քաշեք ձեր մետաղալարից մոտ կես դյույմ և թեքեք նաև այն: Միացրեք կապարը և մետաղալարը և փակեք կեռերը տափակաբերան աքցանով: Սա լավ շփում է հաղորդալարի և կապարի միջև, և այն ազատում է ձեր ձեռքերը զոդման համար: Համոզվեք, որ ջերմամեկուսիչ սեղմիչ եք դնում մոտակա LED զոդման հանգույցի առջև, այնպես, որ այդ եռակցման հանգույցը չբխի նոր շոգից: Եթե դուք չունեք ջերմամեկուսիչ սեղմիչներ, ալիգատորների սեղմակները նույնպես աշխատում են:

Լավ պրակտիկա է ստուգել միացումները (ես չափել եմ զոդի ամրության դիմադրությունը) յուրաքանչյուր շերտը զոդելուց հետո, չնայած ես պարզել եմ, որ «որսալ» մեթոդը տալիս է իսկապես ամուր զոդման հոդեր:

Այժմ անցեք լարերը անցքերի միջով: Նրբորեն քաշեք լարերը և մղեք ամրացման հարթակը, որպեսզի այն շփվի շամփուրների հետ: Մոնտաժման հարթակի կողքին գտնվող մեկ անցքով անցեք 8 լարերի յուրաքանչյուր փաթեթ և ամրացրեք փաթեթը էլեկտրական ժապավենի կտորով: Քանի որ խորանարդի չորս կողմերը համարժեք են, կարևոր չէ, թե որ կողմում եք լարերը: Ես առաջարկում եմ դրանց վրա նախապես պատրաստել մետաղալարերի տերմինալներ, որպեսզի կարողանաք արագ հավաքել մետաղալարերի պատյանները:

Անոդի միացումների համար յուրաքանչյուր մակարդակի վրա կպցրեք մեկ մետաղալար և այդ մետաղալարն անցեք անցքերից մեկով: Հարևանի զոդի հոդի հալվելը կանխելու համար ձեզ հարկավոր կլինի երկու ջերմային սեղմիչ:

Խորանարդը ամրացնելուց հետո նորից ստուգեք յուրաքանչյուր LED ՝ համոզվելու համար, որ դրանք նորմալ են:

Խորհուրդներ

Մի խնայեք լարերի երկարությունը: Կարծում եմ, որ իմ լարերը հեշտությամբ 12 դյույմ երկար են, բայց միևնույն է, դրանք մի փոքր ավելի կարճ են:

Այժմ դուք պատրաստ եք միացնել ամեն ինչ և գործարկել խորանարդը:

Քայլ 8: Կոդ և բազմապատկում

Projectրագրի կարճ ժամանակի պատճառով ես վերցրեցի Դարրայի ծածկագիրը և միայն փոքր փոփոխություններ կատարեցի դրանում: Ես կցում եմ իմ օգտագործած տարբերակը: Նա հիանալի մեկնաբանություններ արեց իր ծածկագրին, և ես խորհուրդ եմ տալիս կարդալ դրանք ՝ ավելի լավ հասկանալու համար, թե ինչպես է այն իրականում աշխատում: Այստեղ ես կներկայացնեմ նրա ծածկագրի երկու հիմնական հատկանիշ ՝ բազմապատկումը և բիթ անկյունի մոդուլյացիան:

Բազմապատկում

Բոլոր լուսադիոդային խորանարդի նախագծերը, որոնց մասին ես կարդացել եմ, օգտագործում են մուլտիպլեքսավորում, և սա այն տեխնիկան է, որը թույլ է տալիս մեզ վերահսկել անհատական լույսը: Multiplexing- ով, LED- ների միայն մեկ շերտը միաժամանակ լուսավորվում է: Այնուամենայնիվ, քանի որ շերտերը շրջվում են շատ բարձր հաճախականությամբ, պատկերը որոշ ժամանակ «մնում է» մեր տեսողության մեջ, և մենք կարծում ենք, որ լույսը դեռ այնտեղ է: Theրագրային ապահովման մեջ մենք միանգամից մեկ շերտ ենք քաշում HIGH, իսկ մնացած բոլոր շերտերը ՝ LOW, այնպես որ այս շերտի միայն LED- ները կարող են լուսավորվել: Պարզելու համար, թե որոնք են լուսավորվում, մենք օգտագործեցինք հերթափոխի գրանցամատյանները `վերահսկելու համար, թե 64 կաթոդներից որն է բարձր քաշվում: Մինչև հաջորդ շերտը լուսավորելը, մենք այս շերտի անոդը դնում ենք LOW այնպես, որ այս շերտի ոչ մի լույս չկարողանա լուսավորել: Հետո հաջորդ շերտի վրա անոդը քաշում ենք դեպի HIGH:

Բիթ անկյունի մոդուլյացիա

BAM տեխնիկան թույլ է տալիս մեզ վերահսկել յուրաքանչյուր LED- ի պայծառությունը 0 -ից 15 -ի սանդղակով: Եթե ձեզ անհրաժեշտ չէ պայծառության փոփոխությունը, ապա ձեզ հարկավոր չէ դա իրականացնել: Հիմնականում մենք ունենք չորս բիթանոց հսկողություն, և այս վերահսկողությունը համապատասխանում է ստորին շերտից դեպի վերին շերտ անցնելու 15 ցիկլերին (հիշեք, որ բազմապատկման համար մենք միաժամանակ լուսավորում ենք յուրաքանչյուր շերտ): Եթե առաջին բիթին գրում ենք 1, ապա այս LED- ը միանում է, երբ առաջին անգամ շրջում ենք շերտերի միջով: Եթե երկրորդ բիթին գրում ենք 1, ապա այս LED- ը միանում է հաջորդ երկու ցիկլերի համար: 3 -րդ բիթը համապատասխանում է հաջորդ 4 ցիկլերին, իսկ չորրորդը հաջորդ 8 ցիկլերին (այնպես որ մենք ունենք 15 ցիկլ ամբողջական հավաքածուում): Ասացեք, մենք ուզում ենք LED- ն դնել իր ամբողջ պայծառության 1/3 -ի վրա, որը 5/15 է: Դա իրականացնելու համար մենք գրում ենք 1 -ը առաջին և երրորդ բիթերին և 0 -ը մյուս երկուսին, որպեսզի LED- ը միանա 1 -ին ցիկլի համար, անջատված է հաջորդ երկուսի համար, միացված է հաջորդ չորսին և անջատվում է հաջորդ 8 -ի համար: մենք այդքան արագ ենք հեծանիվ վարում, մեր տեսողությունը «միջինում» է պայծառությունը, և մենք ստանում ենք ամբողջ պայծառության 1/3 -ը:

LED խորանարդը որպես ալիքի գործառույթների ցուցադրում:

Հնարավորություն, որի մասին մենք մտածում էինք այս նախագծի սկզբում, այս ցուցադրումն օգտագործելն էր ՝ քառակուսի տուփի մեջ մասնիկների ալիքային գործառույթները ցուցադրելու համար: Արդուինոյի կոդում ես իսկապես գրել եմ մի մեթոդ, որը պատկերում է հիմնական վիճակը և առաջին գրգռված վիճակը, բայց պարզվում է, որ բանաձևն այնքան էլ համարժեք չէ: Հիմնական վիճակը լավ է թվում, բայց առաջին գրգռված վիճակը որոշակի մեկնաբանություն է պահանջում: Այնուամենայնիվ, եթե հայացք գցեք, կարող եք ասել, որ գործառույթը նման է մեկ հարվածի, երբ այն դիտում եք մի կողմից, և այն թվում է լիարժեք սինուս ալիքների ցիկլ, եթե նայեք մյուս կողմից: Ահա թե ինչպիսին պետք է լինի ալիքի ֆունկցիայի ամպլիտուդը: Քանի որ նույնիսկ առաջին հուզված վիճակը պահանջում է հետահայաց մեկնաբանություն, ես այլ ավելի բարդերի համար չեմ ծածկագրել:

Քայլ 9: Փորձնական աշխատանքներ:

Շնորհավորում ենք խորանարդը ավարտելու համար: Այժմ փորձեք գրել ձեր սեփական ցուցադրման գործառույթը և կիսվեք ձեր աշխատանքով ընտանիքների և ընկերների հետ:)

Ձեր խորանարդի ճիշտ գործելուց հետո, PCB- ների հետևի հատվածը կպցրեք չանցնող ժապավենով, քանի որ այժմ բոլոր կապերը բացված են, և դրանք կարող են միմյանց կարճացնել: