Ինչպես կառուցել 8x8x8 LED խորանարդ և կառավարել այն Arduino- ով. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Հունվար 2020 խմբագրում.

Ես սա թողնում եմ այն դեպքում, եթե որևէ մեկը ցանկանա օգտագործել այն գաղափարներ ստեղծելու համար, բայց այս հրահանգների հիման վրա խորանարդ կառուցելն այլևս իմաստ չունի: LED վարորդի IC- ն այլևս պատրաստված չեն, և երկու էսքիզներն էլ գրված են Arduino- ի և Processing- ի հին տարբերակներով և այլևս չեն աշխատում: Ես չգիտեմ, թե ինչ է պետք փոխել, որպեսզի դրանք աշխատեն: Բացի այդ, իմ շինարարության մեթոդը հանգեցրեց անհանգիստ խառնաշփոթի: Իմ առաջարկն է հետևել մեկ այլ հրահանգի ցուցումներին կամ գնել փաթեթ: Այս խորանարդն արժեր մոտ $ 50 դեռ 2011 թ.

Բնօրինակի ներածություն.

Instructables- ում կան շատ LED խորանարդներ, ուստի ինչու՞ անել մեկ ուրիշը: Դրանցից շատերը նախատեսված են 27 կամ 64 լուսադիոդներից բաղկացած փոքր խորանարդի համար, հազվադեպ ավելի մեծ, քանի որ դրանք սահմանափակվում են միկրոկոնտրոլերի վրա առկա ելքերի քանակով: Այս խորանարդը լինելու է 512 լուսադիոդային լուսարձակներ, և Arduino- ից կպահանջվի ընդամենը 11 ելքային լար: Ինչպե՞ս է դա հնարավոր: Օգտագործելով Allegro Microsystems A6276EA LED վարորդը:

Ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ ես պատրաստել խորանարդը, կառավարման վահանակը և վերջապես այն փայլեցնելու ծածկագիրը:

Քայլ 1: Նյութեր

Բոլոր մասերը, որոնք ձեզ հարկավոր են խորանարդը կառուցելու համար., Ես օգտագործել եմ BDX53B Darlington տրանզիստոր 4 1000 օհմ ռեզիստոր, 1/4 վտ կամ ավելի բարձր 12 560 օհմ ռեզիստոր, 1/4 վտ կամ ավելի բարձր 1 330uF էլեկտրոլիտային կոնդենսատոր 4 24 պին IC վարդակից 9 16 պին IC վարդակներ 4 «x4» (կամ ավելի մեծ) մի տախտակի կտոր, որը կպահպանի բոլոր մասերը, Համակարգչի հին երկրպագու Հին անգործունյա վերահսկիչ մալուխ Հին համակարգչային սնուցման աղբյուր Շատ միակցիչ մետաղալարեր, զոդեր, զոդիչներ, հոսքեր և որևէ այլ բան, որը կդարձնի ձեր կյանքը ավելի հեշտ: 7 "x7" (կամ ավելի մեծ) փայտանյութ, որն օգտագործվում է LED զոդման սղոց պատրաստելու համար: Ձեր պատրաստի խորանարդը My Arduino/Freeduino- ի ընտրությամբ գեղեցիկ պատյան է www.moderndevice.com կայքի մերկ ոսկորների խորհուրդը (BBB): LED- ները գնվել են eBay- ից և արժեն 23 դոլար Չինաստանից առաքվող 1000 LED- ների համար: Մնացած էլեկտրոնիկան գնվել է Newark Electronics- ից (www.newark.com) և արժե ընդամենը 25 դոլար: Եթե դուք ստիպված եք ամեն ինչ գնել, այս նախագիծը պետք է արժե ընդամենը մոտ $ 100: Ես ունեմ շատ հին համակարգչային սարքավորումներ, ուստի այդ մասերը դուրս են եկել ջարդոնի կույտից:

Քայլ 2: Հավաքեք շերտերը

Ինչպես պատրաստել այս 512 LED խորանարդի 1 շերտ (64 LED). Իմ գնած LED- ները 3 մմ տրամագծով էին: Ես որոշեցի օգտագործել փոքր լուսադիոդներ `ծախսերը նվազեցնելու և խորանարդի վերջնական չափը այնքան փոքր դարձնելու համար, որ կարողանամ նստել իմ գրասեղանին կամ դարակին` առանց գրասեղանը կամ դարակը ամբողջությամբ վերցնելու: Ես գծեցի 8x8 ցանց `մոտավորապես.6 դյույմ գծերի միջև: Սա ինձ տվեց խորանարդի չափ ՝ մոտ 4,25 դյույմ յուրաքանչյուր կողմում: Հորատեք 3 մմ անցքեր, որտեղ գծերը համընկնում են ՝ կազմելու համար, որը կպահի LED- ները ՝ յուրաքանչյուր շերտը կպցնելիս: A6276EA- ն ընթացիկ լվացարան է: Սա նշանակում է, որ այն ապահովում է գետնին տանող ճանապարհ, այլ ոչ թե աղբյուր լարման ճանապարհ: Դուք պետք է կառուցեք խորանարդը անոդի ընդհանուր կազմաձևով: Խորանարդների մեծ մասը կառուցված է որպես ընդհանուր կաթոդ: LED- ի երկար կողմն ընդհանրապես անոդն է: Համոզվեք, որ ձերն է: Առաջին բանը, որ ես արեցի, յուրաքանչյուր LED- ի փորձարկումն էր: Այո, դա երկար և ձանձրալի գործընթաց է, և եթե ցանկանում եք, կարող եք բաց թողնել այն: Ես ավելի շուտ ժամանակ կանցկացնեի LED- ները փորձարկելու համար, քան իմ խորանարդի մեջ մեռած տեղ գտնելը այն հավաքելուց հետո: Ես գտա 1 մեռած LED 1000-ից: Վատ չէ: Կտրեք 11 կտոր ամուր, ոչ մեկուսացված մետաղալար մինչև 5 դյույմ: Տեղադրեք 1 LED յուրաքանչյուր շարանի վերջում ձեր ջիգի մեջ և այնուհետև մետաղալարը կպցրեք յուրաքանչյուր անոդին: Այժմ տեղադրեք մնացած 6 LED- ները շարքի մեջ և այդ անոդները կպցրեք մետաղալարին: Սա կարող է լինել ուղղահայաց կամ հորիզոնական, կարևոր չէ, քանի դեռ բոլոր շերտերն անում եք նույն կերպ: Յուրաքանչյուր տող ավարտելիս կտրեք անոդներից ավելորդ կապարը: Ես հեռացա 1/8 դյույմ: Կրկնեք մինչև որ ավարտեք բոլոր 8 տողերը: Այժմ եռակցեք մետաղալարերի 3 կտոր այն շարքերում, որոնք դուք պարզապես պատրաստել եք `դրանք բոլորը մի կտոր դարձնելու համար: Այնուհետև ես փորձարկեցի շերտը` կցելով 5 վոլտ ամրացնող մետաղալարն ամրացնել դիմադրիչի միջոցով և դիպչել գետնին յուրաքանչյուր կաթոդին: Փոխեք LED- ները, որոնք չեն լուսավորվում: areգուշորեն հանեք շերտը կծիկից և մի կողմ դրեք: Եթե լարերը թեքում եք, մի անհանգստացեք, պարզապես ուղղեք դրանք հնարավորինս լավ: Կռանալը շատ հեշտ է: Ինչպես կարող եք պատկերել իմ նկարներից, ես շատ ծռված լարեր ունեի: Շնորհավորում եմ, ավարտեցիք 1/8 մասը: Կատարեք ևս 7 շերտ: ՈTՇԱԴՐՈԹՅՈ:Ն. շերտերը միասին (Քայլ 3) ավելի հեշտ են, մինչ յուրաքանչյուր հաջորդ շերտ դեռ ջիգիում է, թեքեք կաթոդի վերին քառորդ դյույմը 45 -ից 90 աստիճան առաջ: Սա թույլ կտա առաջատարին հասնել LED- ի հետ, որին միանում է և շատ կպչունացնի ավելի հեշտ: Մի արեք դա ձեր առաջին շերտի հետ, մենք կհայտարարենք, որ մեկը ներքևի շերտն է, և տողերը պետք է լինեն s ուղիղ

Քայլ 3: Հավաքեք խորանարդը

Ինչպես զոդել բոլոր շերտերը միասին ՝ խորանարդ պատրաստելու համար. Դժվար մասը գրեթե ավարտված է: Այժմ, զգուշորեն մի շերտ դրեք ջիգի մեջ, բայց մի օգտագործեք շատ ճնշում, մենք ցանկանում ենք, որ կարողանանք հեռացնել այն առանց թեքելու: Այս առաջին շերտը խորանարդի վերին երեսն է: Տեղադրեք մեկ այլ շերտ առաջինի վերևում, շարեք լարերը և սկսեք եռակցումը: Ինձ համար ամենահեշտն էր սկզբում կատարել անկյուններ, այնուհետև եզրից դուրս, այնուհետև տողերի ներսում: Շարունակեք ավելացնել շերտեր մինչև վերջ: Եթե դուք նախապես թեքում եք լարերը, ապա համոզվեք, որ շերտը վերջապես պահեք ուղիղ լարերով: Դա ներքևն է: Ես յուրաքանչյուր շերտի միջև մի փոքր շատ տարածություն ունեի, այնպես որ ես խորանարդի ձև չունեի: Մեծ գործ չէ, ես կարող եմ դրանով ապրել:

Քայլ 4: Կառուցեք վերահսկիչ խորհուրդը

Ինչպես կառուցել կառավարման վահանակը և կցել այն ձեր Arduino- ին. Ես տեղադրեցի վերահսկիչի չիպերը տախտակի կենտրոնում և ձախ կողմում պահեցի տրանզիստորները, որոնք վերահսկում են հոսանքը խորանարդի յուրաքանչյուր շերտում, իսկ աջ կողմը `միակցիչները, որոնք անցնում են վերահսկիչի չիպերից դեպի կաթոդներ: LED սյուները: Ես գտա 40 մմ համակարգչի հին երկրպագու `իգական մոլեկսի միակցիչով` այն համակարգչի սնուցման աղբյուրին միացնելու համար: Սա կատարյալ էր: Մի փոքր օդի հոսքը չիպի միջոցով օգտակար է, և ես այժմ ունեմ հեշտ միջոց 5 վոլտ ապահովելու համար վերահսկիչ չիպսերին և Arduino- ին: Սխեմատիկորեն RC- ն ընթացիկ սահմանափակող դիմադրություն է յուրաքանչյուր A6276EA- ին միացված բոլոր LED- ների համար: Ես օգտագործել եմ 1000 օմ, քանի որ այն LED- ին տալիս է 5 միլիամպ, բավական է այն լուսավորելու համար: Ես օգտագործում եմ High Brightness- ը, ոչ թե Super Brite LED- ները, այնպես որ ընթացիկ արտահոսքն ավելի ցածր է: Եթե սյունակի բոլոր 8 LED- ները միանգամից լուսավորված են, դա ընդամենը 40 միլիամպ է: A6276EA- ի յուրաքանչյուր ելք կարող է աշխատել 90 միլիամպ, այնպես որ ես գտնվում եմ միջակայքում: RRL- ը տրամաբանության կամ ազդանշանի հաղորդիչներին միացված դիմադրողն է: Փաստացի արժեքը այնքան էլ կարևոր չէ, քանի դեռ այն գոյություն ունի և չափազանց մեծ չէ: Ես օգտագործում եմ 560 օմ, քանի որ դրանցից մի քանիսը մատչելի էի: Ես օգտագործում էի հզորության տրանզիստոր, որն ունակ էր աշխատել մինչև 6 ամպեր, որպեսզի վերահսկի հոսանքը խորանարդի յուրաքանչյուր շերտ: Սա չափազանց մեծ է այս նախագծի համար, քանի որ խորանարդի յուրաքանչյուր շերտը կքաշի ընդամենը 320 միլիամպ ՝ բոլոր լուսադիոդները լուսավորված: Ես ուզում էի, որ սենյակ աճեր, և գուցե հետագայում կառավարման վահանակը օգտագործեի ավելի մեծ բանի համար: Օգտագործեք ցանկացած չափի տրանզիստոր, որը համապատասխանում է ձեր կարիքներին: Լարման աղբյուրի վրա 330 uF կոնդենսատորն այնտեղ է, որը կօգնի հարթել լարման աննշան տատանումները: Քանի որ ես օգտագործում եմ հին համակարգչային սնուցման աղբյուր, դա անհրաժեշտ չէ, բայց այն թողել եմ այն դեպքում, եթե ինչ -որ մեկը ցանկանում է 5 վոլտ պատի ադապտեր օգտագործել իր խորանարդը սնուցելու համար: Յուրաքանչյուր A6276EA վերահսկիչ չիպը ունի 16 ելք: Ես չունեի որևէ այլ համապատասխան միակցիչ, այնպես որ ես միացրեցի տուփերը 16 փին IC վարդակից և դրանք կօգտագործեմ վերահսկիչ տախտակը խորանարդին միացնելու համար: Ես նաև կիսով չափ կտրեցի IC վարդակից և այն օգտագործեցի տրանզիստորները խորանարդի շերտերին միացնող 8 լարերը միացնելու համար: Ես մոտ 5 դյույմ կտրեցի հին անգործուն մալուխի ծայրից, որպեսզի օգտագործեմ որպես Arduino- ի միակցիչ: Ֆլոպի մալուխը 20 տողանի 2 տող է, մերկ ոսկորների տախտակը ՝ 18 կապում: Սա Arduino- ն տախտակին միացնելու շատ էժան միջոց է (անվճար): Ես 2 լարերից բաղկացած խմբերով հեռացրեցի ժապավենի մալուխը, պոկեցի ծայրերը և դրանք սոսնձեցի: Սա թույլ է տալիս միացնել Arduino- ն միակցիչի ցանկացած շարքում: Հետևեք սխեմատիկին և միացրեք միակցիչը տեղում: Մի մոռացեք միացնել 5 վոլտ և գրունտային լարերը միակցիչին ՝ Arduino- ին էներգիա ապահովելու համար: Ես մտադիր եմ օգտագործել այս կառավարման վահանակը այլ նախագծերի համար, որպեսզի մոդուլային դիզայնը լավ աշխատի ինձ համար: Եթե ցանկանում եք միացնել միացումները, դա լավ է:

Քայլ 5. Կառուցեք ցուցադրման պատյան

Ձեր վերջնական արտադրանքը գեղեցիկ տեսք տվեք. Ես գտա այս փայտե կրծքավանդակը Hobby Lobby- ում 4 դոլարով և մտածեցի, որ այն կատարյալ կլինի, քանի որ դրա ներսում տեղ կա բոլոր մետաղալարերը պահելու համար, և այն գեղեցիկ տեսք ունի: Ես ներկեցի այս մեկ կարմիր, նույն բիծը, որն օգտագործել էի իմ համակարգչի գրասեղանի վրա, որպեսզի դրանք համընկնեն: Վերևում գծեք նույն չափի ցանց, ինչ ցանցը, որն օգտագործվում էր զոդման համար օգտագործվող ցանցի համար (.6 դյույմ տողերի միջև): Հորատեք անցքեր, որոնք թույլ են տալիս հոսանքները գագաթից անցնել, և ցանցի հետևում մեկ այլ անցք կատարեք շերտի/հարթ լարերի համար (քայլ 4 -ի տրանզիստորներից): Ես դժվարությամբ սովորեցի, որ 64 տողեր շարադրելու փորձերը ՝ փոքր անցքերով անցնելու համար, շատ դժվար է: Ես վերջապես որոշեցի նորից մի փոքր մեծացնել բոլոր անցքերը, որպեսզի գործընթացն ավելի արագ ընթանա: Ես վերջացրեցի օգտագործել.2 փորվածք: Այժմ, երբ խորանարդը նստած է էկրանին, թեքեք անկյունի լարերը, որպեսզի խորանարդը տեղում մնա, երբ լարերը ամրացնեք: Համոզվեք, որ կցեք բոլոր լարերը ճիշտ հերթականությամբ: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 Եվ լարերը միացրեք շերտերի (սխեմատիկ մակագրությամբ «հարթություններ») և տրանզիստորների միջև: Arduino փին 6 -ի տրանզիստորը խորանարդի վերին շերտն է: Եթե լարերը սխալ եք ընդունում, այն որոշ չափով ուղղելի է կոդի ներսում, բայց դա կարող է շատ աշխատանք պահանջել, ուստի փորձեք դրանք ճիշտ կարգի բերել: Լավ, ամեն ինչ կառուցված է և պատրաստ է գնալ, եկեք ինչ -որ ծածկագիր վերցնենք և փորձենք այն:

Քայլ 6: Կոդ

Այս խորանարդի ծածկագիրը կատարվում է այլ կերպ, քան շատերը, ես կբացատրեմ, թե ինչպես հարմարվել: Շատ խորանարդի կոդերն օգտագործում են սյունակներին ուղղակի գրություններ: Կոդն ասում է, որ X սյունակը պետք է լուսավորվի, այնպես որ դրան մի քիչ հյութ տվեք, և մենք ավարտեցինք: Դա չի աշխատում վերահսկիչ չիպերի օգտագործման ժամանակ: Կարգավորիչի չիպերն օգտագործում են 4 լար ՝ Arduino- ի հետ խոսելու համար ՝ SPI-in, Clock, Latch և Enable: Ես հիմնավորեցի Enable pin (pin 21) դիմադրության (RL) միջոցով, այնպես որ ելքը միշտ միացված է: Ես երբեք չեմ օգտագործել Enable- ը, այնպես որ այն հանեցի ծածկագրից: SPI-in- ը Arduino- ի տվյալներն են, Clock- ը ժամանակի ազդանշան է երկուսի միջև, մինչ նրանք խոսում են, և Latch- ը վերահսկիչին ասում է, որ ժամանակն է ընդունել նոր տվյալներ: Յուրաքանչյուր չիպի յուրաքանչյուր ելք վերահսկվում է 16 բիթանոց երկուական համարով: Օրինակ; 1010101010101010 կարգավորիչին ուղարկելը կհանգեցնի վերահսկիչի յուրաքանչյուր այլ LED լուսավորության: Ձեր կոդը պետք է վազի ցուցադրման համար անհրաժեշտ ամեն ինչի միջով և կառուցի այդ երկուական թիվը, այնուհետև ուղարկի այն չիպին: Ավելի հեշտ է, քան հնչում է: Տեխնիկապես դա բիթային հավելումների մի փունջ է, բայց ես վատթար եմ բիթային մաթեմատիկայում, ուստի ամեն ինչ անում եմ տասնորդական թվերով: Առաջին 16 բիթերի տասնորդական պատկերը հետևյալն է. 1 << 0 == 1 1 << 1 == 2 1 << 2 == 4 1 << 3 == 8 1 << 4 == 16 1 << 5 == 32 1 << 6 == 64 1 << 7 == 128 1 << 8 == 256 1 << 9 == 512 1 << 10 == 1024 1 << 11 == 2048 1 << 12 == 4096 1 << 13 == 8192 1 << 14 == 16384 1 << 15 == 32768 Սա նշանակում է, եթե ցանկանում եք լուսավորեք 2 և 10 ելքերը, դուք ավելացնում եք տասնորդականները (2 և 512) միասին ՝ 514 ստանալու համար: 514- ը ուղարկեք վերահսկիչին և 2 և 10 ելքերը կլուսավորվեն: Բայց մենք ունենք ավելի քան 16 LED, այնպես որ դա մի փոքր ավելի դժվար է դառնում: Մենք պետք է կառուցենք ցուցադրման տեղեկատվություն 4 չիպերի համար: Դա նույնքան հեշտ է, որքան այն կառուցելը 1 -ով, պարզապես արեք դա ևս 3 անգամ: Ես օգտագործում եմ գլոբալ փոփոխական զանգված `կառավարման կոդերը պահելու համար: Դա պարզապես ավելի հեշտ է: Երբ պատրաստեք ուղարկել ցուցադրման բոլոր 4 կոդերը, թողեք կողպեքը (դրեք այն OWԱOWՐ) և սկսեք ուղարկել կոդերը: Նախ պետք է ուղարկել վերջինը: Ուղարկեք 4 չիպի, այնուհետև 3 -ի, ապա 2 -ի, ապա 1 -ի ծածկագրերը, այնուհետև Latch- ը նորից դրեք HIGH- ի: Քանի որ Enable քորոցը միշտ միացված է գետնին, էկրանն անմիջապես փոխվում է: Instructables- ում և ընդհանրապես համացանցում տեսած խորանարդի մեծ մասը բաղկացած է նախապես տեղադրված անիմացիա կատարելու հսկայական բլոկից: Դա լավ է աշխատում փոքր խորանարդի համար, բայց անհրաժեշտ է պահել, կարդալ և ուղարկել 512 բիթ երկուական ամեն անգամ, երբ էկրանը փոխելը շատ հիշողություն է պահանջում: Arduino- ն չկարողացավ կարգավորել ավելի քան մի քանի շրջանակ: Այսպիսով, ես գրել եմ մի քանի պարզ գործառույթ ՝ խորանարդը գործողության մեջ ցույց տալու համար, որը հիմնված է հաշվարկի, այլ ոչ թե նախապես տեղադրված անիմացիաների վրա: Ներառեցի մի փոքրիկ անիմացիա, որը ցույց կտա, թե ինչպես է դա արվում, բայց թողնում եմ ձեզ ՝ ձեր սեփական ցուցադրումները կառուցելու համար: cube8x8x8.pde- ն Arduino- ի կոդն է: Ես մտադիր եմ շարունակել ծածկագրին գործառույթներ ավելացնելը և պարբերաբար կթարմացնեմ ծրագիրը: Տրված առաջին թիվը մտնում է օրինակի 1 , երկրորդը ՝ օրինակի 2 և այլն: A6276EA- ի տվյալների թերթիկը հասանելի է ՝

Քայլ 7: Displayուցադրեք ձեր ձեռքի աշխատանքը

Ավարտեցիք, հիմա ժամանակն է վայելել ձեր խորանարդը: Ինչպես տեսնում եք, իմ խորանարդը մի փոքր ծուռ դուրս եկավ: Չնայած ես շատ չեմ ցանկանում կառուցել մեկ ուրիշը, այնպես որ ես կապրեմ դրա հետ ծուռ լինելու հետ: Ես մի քանի փակուղի ունեմ, որոնց պետք է նայեմ: Դա կարող է լինել վատ կապ, կամ ինձ կարող է անհրաժեշտ լինել նոր հսկիչ չիպ: Հուսով եմ, որ այս Instructable- ը ձեզ ոգեշնչում է կառուցել ձեր սեփական խորանարդը կամ այլ LED նախագիծ `օգտագործելով A6276AE- ն: Եթե կառուցում եք, մեկնաբանություններում տեղադրեք հղում: Ես փորձում էի որոշել, թե ուր գնալ այստեղից: Կառավարիչի տախտակը նաև վերահսկելու է 4x4x4 RGB խորանարդը, ուստի դա հնարավոր է: Կարծում եմ, որ կոկիկ կլիներ անել մի ոլորտ և այնպես, ինչպես ես եմ գրել կոդը, դա անելն այնքան էլ դժվար չէր լինի: