4x4x4 Led Cube: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Яагаад энэ LED шоо барих ёстой гэж?

* Дууссаны дараа та үзэсгэлэнтэй, нарийн хэв маягийг харуулах боломжтой.

* Энэ нь таныг бодож, асуудлыг шийдвэрлэхэд хүргэдэг.

* Энэ бүхэн хэр сайн нийлж байгааг харахад хөгжилтэй бас сэтгэл хангалуун байдаг.

* Энэ бол гагнуур, электроникийн чиглэлээр сурч буй бүх хүмүүст зориулсан жижиг бөгөөд удирдах боломжтой төсөл бөгөөд гялалзсан, гайхалтай хэв маягийг харуулах хангалттай том хэмжээтэй хэвээр байна.

* Arduino кодыг удирдахад нэлээд хялбар байдаг.

* Өндөр зугаа цэнгэлийн харьцангуй бага зардал, хэрэв та электроникийн чиглэлээр анхлан суралцсан бол маш их зүйлийг сурах болно.

Эхлээд би танд 4x4x4 хэмжээтэй энэхүү хурдан шоо хэрхэн яаж хийхийг зааж өгөх болно, үүнийг тохируулахын тулд хэдхэн цагийн ажил шаардагддаг (та jig хийж дууссаны дараа), гэхдээ бас бат бөх загвартай. Хүн бүр миний дизайны сонголтыг ойлгохын тулд би чадах бүхнээ тайлбарлахыг хичээх болно. Эцэст нь би шинэ загварыг 2 өөр аргаар хэрхэн програмчлах талаар тайлбарлах болно.

Хангамж

Эд анги:

1. 10см * 15см хэмжээтэй загварчлах самбар - 1x $ 2 ea
2. sn74hc595n - 2x $ 0.57 ea
3. 120 ом эсэргүүцэл - 16x $ 0.04 ea (утга нь таны LED -ээс хамаарна 7 -р алхамыг үзнэ үү)
4. 10 к ом эсэргүүцэл - 4x $ 0.10 ea
5. Fqp20n06l N суваг MOSFETS - 4x $ 0.95 ea
6. Arduino nano v3 - 1x $ 22 ea
7. 5.5 мм тогтмол гүйдлийн үүр - 1x нэмэлт 0.35 доллар
8. Лаазалсан зэс утас 20 AWG - 15ft $ 0.12/фут
9. Туузан кабель 40 дамжуулагч эсвэл бусад жижиг хэмжигч (AWG) утас - 1 футаас бага $ 2.3/фут
10. 5 мм хэмжээтэй фанер 6 ", 12" - 1 x $ 2 ea
11. гагнуур.8мм - 1x $ 10.89 ea
12. 1 "x 6" x 4 'самбар - 6 "8.39 доллар
13. 5мм сарнисан LED - 64 долларын 15 долларын иж бүрдэл
14. 100nf керамик таг - 2x $ 0.25 ea

Тооцоолсон шоо бүрийн өртөг: 40 доллар (хэрэв эд ангиудыг бөөнөөр худалдаж авбал нэг бүрийн үнэ мэдэгдэхүйц буурах болно)

Хэрэгсэл:

1. Зүү хамар бахө x2
2. Угаах таслагч эсвэл хажуугийн таслагч
3. Гагнуурын төмөр
4. Утас хуулагч
5. Хүснэгт харсан
6. Өрөм (Өрөм дарагчийг санал болгож байна)
7. Hacksaw эсвэл хамтлагийн хөрөө
8. Програмчлалын зориулалттай компьютер

Алхам 1: Анхны тоглолт **

Эхний jig нь 2) 0.8 мм -ийн өрмийн бит, прототип хийх самбар, LED -ийн 5 мм -ийн цооногоос бүрдэнэ. Эхлэхийн тулд прототип хийх самбараа (хамгийн багадаа 2 см өргөн, 2.54 мм (0.1 инч) зайтай төвөөс нүхний төв хүртэл) самбарын аль нэг ирмэг дээр эхний цэгийг тэмдэглээрэй. Дахиад 3 нүх гарга. Дараа нь дээшээ 2 нүхтэй цэгийг тэмдэглээрэй (Зураг No1 -ийг үзнэ үү) Дараагийн төвд 5 мм -ийн цооног өрөмдөж би 13/64 инчийн бит ашигласан бөгөөд энэ нь сайн ажилласан. Хэрэв та байвал сайн. Жижиг хэсгүүдийг ашиглаад 13/64 инч хүртэл ажиллуулаарай, хэрэв энэ нь нүхэнд бүрэн төвлөрөөгүй бол куб нь бүхэлдээ унтрах болно. Хэрэв боломжтой бол өрөмдлөгийн машин ашиглавал бүх нүх нь загварчлах самбар дээр перпендикуляр байгаа эсэхийг шалгаарай, гэхдээ гар өрөм нь ажиллах болно. 3) 1 квадрат хайчилж ав. Туузан хөрөө ашиглах нь хамгийн хялбар боловч гар хөрөө бас ажиллах болно. Эльмерийн цавуугаар бүх ирмэгийг бие биетэйгээ холбосон жижиг модон овоолго хий. Эцэст нь прототипийн самбар дээр наагаад бүгдийг нь хавчуулаад хүлээнэ үү. Бүх зүйл хуурай болсны дараа бүх зүйлийг дахин өрөмдөж, прототип хийх самбар дээрх нүхнүүд модон тулгуураар дамжин өнгөрнө. 0.8 мм хэмжээтэй битийг ирмэг дээр хийсэн нүхэнд хийнэ. Хэрэв бүх зүйл зөв хийгдсэн бол энэ нь зураг 2 шиг харагдах ёстой.

** Зураг дээрх бэхэлгээ нь 8*8*8 хэмжээтэй LED шоо хийх зориулалттай тул арай том хэмжээтэй байна. Таны jig жижиг болно. Эдгээр jigs нь Стив Манлигийн 8*8*8 RGB LED шоо хийх загвар дээр үндэслэсэн болно. Энэ нь гайхалтай харагдаж, ажилладаг. Би түүний видеог үзэхийг зөвлөж байна.

түүний суваг

Алхам 2: Хоёр дахь Jig **

Хоёрдахь jig нь 5 мм -ийн фанераар хийгдсэн. 4 "2" хэмжээтэй 3 ширхэгийг тэмдэглэж, хайчилж эхэл, үүнд би тууз хөрөө ашигласан боловч гар хөрөө бас ажиллах болно. Хэсэг хэсгүүдийн нэг дээр хоёр төгсгөлд 1 "2" тал дээр тэмдэглээд хоёрын хооронд шугам зур. Өмнө хийсэн мөрөнд 4 "хажуу тийш 1/2" -р ороход дараагийн тэмдэг нь одоогийнхоос 1 "байх ёстой бөгөөд самбарын төгсгөлд хүрэх хүртэл үргэлжилнэ. Бусад хоёр хэсгийг эльмерийн цавуугаар тэгшлээд наасан байх ёстой. Цавуу хатсаны дараа тэмдэглэгдсэн хэсэг болон наасан хэсгийг хоёуланг нь хооронд нь холбож хавчуулна. Самбар дээрх хөндлөн огтлолын дагуу 5 мм (13/64) нүх гарга. Эцсийн алхам бол наасан хэсгийг нүхлэх явдал юм. том би 1/4 "явсан.

Алхам 3: Гурав дахь тоглоом **

Гурав дахь jig нь 1 "x 6" хэмжээтэй хэсгээс хийгдсэн. Эхлээд самбарыг 5 "урттай, илүү зохицуулалттай хэсэг болгон хайчилж ав. Үүнийг хийсний дараа та хүснэгтийн хөрөө рүү авчирч, ойг 1/4 орчим гүнд огтлох боломжтой. Тэд хоорондоо зайтай байх ёстой. Ойн дундаас 1 инчийн төв хүртэл. Хажуу (хөрөөний ирээр хийсэн үүр) нь 0.1 "өргөнтэй байх ёстой. Эхний ирмэгийг самбарын ирмэгээс хайчилж эхэл. Дараа нь хөрөө унтрааж, хашаагаа 1 "-ээс дээш хөдөлгөж, самбар дээр 4 үүрийг таслах хүртэл энэ үйлдлийг давтана уу.

Алхам 4: Эхний Jig ашиглах

Энэ бол LED -ийн бүх дамжуулагчийг нугалж буй барилгын хамгийн монотон хэсэг юм. Энэхүү jig -ийг ашиглахыг хүсч буй шалтгаан нь маш сайн харагддаг бат бөх хийц авах явдал юм. Эхний жийргэвчийг катод (богино хар тугалга 2 -р зургийг үзнэ үү) ойрхон (0.2 ) өрөмдлөг хүртэл ав, дараа нь битийг боож суллаарай. Анодыг аваад хоёр дахь битийг нугалаад суллаарай. Нэмэлт хэсгийг хайчилж ав. угаах таслагч / хажуу таслагчаар удирдаж, LED -ийг салга Анод ба катодыг хоёуланг нь тэгшлээрэй. Катодыг доош харуулан 90 градус эргүүлээрэй (Зураг 3 -ийг үзнэ үү).

Тэмдэглэл: Өрөмдлөгийн хэсгүүдийн эргэн тойронд ирмэгийг нугалахад жижиг зүү хамартай хавчаар хийх нь ихэвчлэн тустай байдаг.

Алхам 5: Хоёр дахь хий ашиглах

Энэхүү jig -ийг ашиглахаасаа өмнө бид 20 калибртай (awg) цагаан тугалга бүхий зэс утсыг тэгшлээд тайрах хэрэгтэй. Эхлээд хамгийн багадаа 36 4 инчийн утас хайчилж аваарай, хэрэв та дөрвөлжин хэсгийг тэгш хэмтэй болгодог бол 4 хэсгийг илүү сайн хийвэл илүү тохиромжтой (анхаарна уу: утсыг уртасгахаасаа өмнө том хэсгийг нь тэгшлэх нь тустай боловч аль ч тохиолдолд үр дүнтэй байх болно) Утасыг шулуун болгохын тулд хоёр бахө аваад утсыг нь бага зэрэг сунгаж үзүүрээс нь татаж аваарай. Энэ арга нь маш хэцүү тул хэрэв та дэд байртай бол утсаа дэд хэсэгт нь хавчуулаад тэндээс татаж авбал хамаагүй дээрдэх болно. Үр дүн нь илүү хялбар болно. Бүх утсыг бэлэн болгосны дараа 4 LED -ийг 2 -р хэсэгт байрлуулна уу (Зураг No2 -ийг үзнэ үү) катод нь өөр рүүгээ харсан байх ёстой. 4 инчийн утасны нэг хэсгийг катодын гогцоонуудаар холбож бүх 4 холболтыг гагнана. (гагнахаасаа өмнө бүх LED гэрлийг туршиж үзэхийг зөвлөж байна). Бүх LED -ийг гагнаж дууссаны дараа дээд хэсгийг дээш өргөөд, дугуйны төгсгөлийг хавтгай гадаргуу дээр байрлуулна. LED -ийн эгнээ гарч ирэх ёстой. Одоо энэ процессыг дахиад 16 удаа хий.

Алхам 6: Гурав дахь хий ашиглах

Та бүх 16 эгнээ LED -ийг хийсний дараа эцсийн тохируулагчийг ашиглах цаг болжээ. 4 тууз LED авч, металл холболтын утсыг аль нэг үүрэнд байрлуулаад өөр өөр хэсгүүдийн бүх нүхнүүд хоорондоо таарч байгаа эсэхийг шалгаарай. Утасны нэг хэсгийг доороос дээш баганын үлдсэн нүхэнд оруулна уу. Энэ нь дөрвөлжин хэлбэртэй байгаа эсэхийг шалгаад бүх 16 холболтыг гагнаж, өөр 3 холболтыг үргэлжлүүлээрэй.

Алхам 7: Электроник

Таны хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол шоо ажиллахад шаардлагатай 16 резисторыг тооцоолох явдал юм. Үүнийг тооцоолуур эсвэл энэ томъёогоор хийж болно Эсэргүүцэл = (хүчдэлийн эх үүсвэр - LED хүчдэл) / LED гүйдэл. Ганц асуудал бол ихэнх тохиолдолд худалдагч шаардлагатай утгыг өгдөггүй явдал юм. Хэрэв та миний авсан LED иж бүрдэлд зориулагдсан линкийг ашиглаж байгаа бол шар өнгийн LED нь 2v, цэнхэр 75 ом 3v -ийн хувьд 120 ом хэрэгтэй болно. Хэрэв та энэ талаар санаа зовохыг хүсэхгүй байгаа бол иж бүрдэлд багтсан 220 ом -ийг ашиглаж болно, тэд зүгээр л ажиллах ёстой, гэхдээ таны куб бага зэрэг бүдэг байх болно, шар нь жаахан бүдгэрч магадгүй (миний олсон хамгийн тод өнгө) Энэ иж бүрдэл нь цэнхэр өнгөтэй, тархаагүй цагаан өнгийг эс тооцвол).

Алхам 8: Электроник

Тиймээс одоо танд доорх бүдүүвчийг унтрааж/зураг зурах замаар өөрийн зохион байгуулалт хийх, доорхи Gerber файлыг ашиглан өөрчлөн ПХБ захиалах 2 сонголт байна (хэрэв та хэд хэд хийж байгаа бол маш сайн).

ПХБ ба схем- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526| e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

Алхам 9: Кубыг прототип хийх самбар дээр гагнах

Электроникийг холбосон бол та өмнө нь хийсэн босоо 4 хэсгийг авах хэрэгтэй. Эхний зурган дээр үзүүлсэн шиг хэсгүүдийн аль нэгийг байрлуулж, загварчлалын самбартай дөрвөлжин хэлбэртэй эсэхийг шалгаарай. Үүнтэй ижил аргаар сүүлийн 2 -ийг нэмж дуусгах хооронд 9 нүхтэй өөр нэгийг нэмнэ үү.

Алхам 10: Давхаргыг холбох

Дараа нь та нийтлэг катодын давхаргыг холбох хэрэгтэй бөгөөд шулуутсан утсыг аваад огтлолцох бүрт гагнуурын холбоос хийж байгаа ердийн катодын утсан дээр тавих хэрэгтэй. Та дор хаяж 4 хийх хэрэгтэй боловч шоо тэгш хэмтэй харагдуулахын тулд би үүнийг хоёр талаас нь хийсэн гэдгийг та анзаарч магадгүй юм. Давхаргын бүх холболтыг хийсний дараа та прототип хийх самбараас кубыг давхарга руу утас оруулах хэрэгтэй. Энэ нь 1/2 инчийн зузаантай 90 градусын нугалалттай утаснуудын шулуун хэсгийг авснаар хийж болно. Эхний давхаргад холбохыг хүсвэл утасны урт үзүүрийг наана уу. Давхаргыг цооногоос гаргаж, дараагийн давхарга руу шилжих үед давтана. Бүх 4 давхар холболтыг хийж дуусмагц дараагийн алхам руу шилжинэ үү.

Алхам 11: Утасны сүүлчийн хэсэг

Дараагийн хэсэг нь MOSFET -ийн ус зайлуулах хоолойг давхаргаар холбох бөгөөд эхний зургийг үзнэ үү. Үүнийг хийсний дараа ээлжийн бүртгэлийн гаралтыг кубын багануудтай холбоно уу. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг схемээс үзнэ үү.

Алхам 12: Кубаа програмчлах

Танд хялбар кодлох туршлагыг олж авахын тулд кубыг кодлох 3 сонголттой байгаа кодуудыг ашиглах, arduino ашиглах эсвэл python ашиглан arduino ашиглах боломжтой. Миний тайлбарлах цорын ганц зүйл бол python -тэй arduino бөгөөд үүнийг ашиглахад хамгийн хялбар боловч танд arduino/хэлний бүтцийн талаар бага зэрэг туршлага хэрэгтэй болно. Бүх холбоосыг дарааллаар нь татаж аваад arduino програм хангамжаас эхлээд python -ийн tkinter номын сан хүртэл эхлүүлээрэй. Питон засварлагчийн ажиллах арга нь ихэвчлэн өөрөө тайлбарлагддаг бөгөөд доорх питон кодыг ажиллуулна уу. Хадгалах товчийг дарахад python бүрхүүл нь хоёртын байтыг гадагшлуулдаг бөгөөд үүнийг слайд гэж хэлдэг arduino массивт буулгах шаардлагатай болно. Дараа нь танд хэрэгтэй слайдуудын тоог delay_array гэж заасан arduino массивт саатал нэмэх шаардлагатай болно. Ардуино нано санах ойн ачаар ашиглах боломжтой слайдуудын тоо 150 байна, энэ нь маш их сонсогдож байгаа ч график орчуулга хийж эхлэхэд тэр тоо хурдан алга болдог.

Питон файлаас бусад файлыг нэг файл хэлбэрээр татаж авах боломжгүй байсан тул кодууд 3 бүлэгт хуваагддаг.

файлын бүлэглэлтүүд (зөв ажиллахын тулд бүлгийн бүх файлыг нэг хавтсанд оруулах ёстой)

хатуу кодтой arduino (clear_all, led_cube_4x4x4, show_pattern)

arduino байт кодлогдсон файлууд (тодорхой, хялбар_ програмчлах_v2, шоу_хэв)

python gui (4x4x4 код үүсгэгч V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

Алхам 13: Үүнийг хийлээ

Энэ үед та шоо дээрээ дор хаяж цөөн хэдэн хэв маягийг харуулах боломжтой байх ёстой бөгөөд бүх зүйл хэвийн болсон гэж найдаж байна.

Хэрэв танд ямар нэгэн асуулт байвал доор коммент хэсэгт бичнэ үү.