Cub 3d de lumină DIY. De ce să te deranjez, din moment ce nu am astfel de aptitudini?
Proiectul se bazează pe proiectarea unui cub LED 4x4x4, care costă aproximativ 15 dolari.
Cubul conține 64 de LED-uri verzi, care formează 4 bile și 16 coloane. Cubul este controlat folosind Arduino. Aplicația a fost realizată folosind un program pentru Arduino Uno, care implementează controlul LED-ului skin-surround dintr-o gamă largă.
Detalii necesare pentru proiect
- 64 LED-uri
- 4 rezistențe la 100 ohmi
- Conectori pentru dezlipire
- Ghiduri
- Placa pentru dezlipire
- Cutie
- Viața Dzherelo la 9 V
- Arduino Uno
Instrumentele care vă pot fi utile sunt prezentate în fotografia de mai jos.
Formând baza unui cub de lumină
Puteți rezuma rapid schița așa cum este subliniat. Desfaceți-l și lipiți-l pe o cutie de carton. Vă rugăm să verificați dacă dimensiunea reală și orientarea orizontală sunt setate. Măslinele lucrează pentru a deschide ușile în punctele nodurilor. Verificați dacă este bine să folosiți diode emițătoare de lumină la pregătirea deschiderii.
Cub de lumină detașabil
Luați 64 de LED-uri și inversați-le utilitatea conectând pielea la o baterie AA. Aceasta, desigur, este o procedură plictisitoare, dar nu este necesară. În caz contrar, un LED care nu funcționează ar putea duce la o mulțime de probleme. Instalați 16 LED-uri la deschidere în linie cu săgețile de pe mâner. Săgețile roșii indică plus (anodul), săgețile albastre indică minus (catod). Conectați toți anozii împreună. După aceasta, întoarceți cutia și scoateți LED-ul. Manipulați cu atenție pentru a nu deteriora mingea colectată. Asta este. Prima minge este gata. Folosind o procedură similară, formăm încă trei bile. După conectarea bilelor care au ieșit pentru ajutorul catozilor suplimentari. Raju face contacte din centru și se deplasează la periferie. Cubul de lumină începe să capete contururile necesare!
Instalarea unui cub LED
Faceți marcaje pe placa de prototip folosind un marker suplimentar. Crede-mă, tăietorul drept marcat este vinovat de doar puțin mai puțin pentru cutia în care va fi instalat cubul tău. După marcare, faceți o mică canelură de-a lungul liniei de margine și spargeți cu grijă marginile plăcii. Creați 20 de deschideri în partea de sus a cutiei pentru cub. Puteți aloca un loc pentru găurire de-a lungul deschiderilor corespunzătoare ale plăcii.
Conectăm un cub de lumină
Mai întâi, împărțiți șina conectorului în trei părți, astfel încât acestea să ajungă la pinii digitali și analogici ai Arduino Uno. Curățați și instalați 16 fire pentru intrările digitale (rânduri) pe placa de bază într-o cutie. Conectați 4 dintre intrările analogice cu rezistențe de 100 Ohm. Acum continuați să conectați capetele săgeților la cele trei șine ale conectorilor. Conexiunea se face in asa fel incat sa fie posibila conectarea LED-urilor la trei axe. Coloanele reprezintă axele X și Y. În plus, coordonatele Z vor fi atribuite fiecăreia dintre bile. Dacă vă deplasați în jos din cubul LED, primul cadran va corespunde numărului (1, 1). Astfel, dioda emițătoare de lumină cutanată poate fi inițiată folosind aceeași tehnică. Să aruncăm o privire la fund. Minunați-vă de cei mici și găsiți LED-ul A (1,4). „A” înseamnă că există o primă minge, iar „(1,4)” indică coordonatele X=1, Y=4.
Schema de conectare
Rânduri/Coloane
Shari
[Ace pentru mingi]
Conectăm un dispozitiv de salvare pentru Arduino
Pentru plata salvatoare, puteți folosi un adaptor de 9 volți și 1 amperi. Puteți folosi un adaptor pentru o baterie de tip Krona și puteți trăi cu el. În caz de urgență, va trebui să creați o altă deschidere pentru firul de viață. Dacă îl deschideți, schimbați dimensiunea la una puțin mai mare, coborâți conectorul în sine.
Cu tot ce trebuie să pierdeți, descărcați schița pe Arduino și bucurați-vă de rezultat:
Cubul tău este gata!
Video cub LED 4x4x4 asamblat
Vă prezint un proiect al unui cub LED 3D cu matrice 4x4x4.
64 de LED-uri creează un cub cu laturile 4x4x4, care este controlat de un microcontroler Atmel Atmega16. Fiecare utilizator își folosește adresa virtuală și poate interacționa individual cu microcontrolerul, permițându-i astfel să obțină efecte uimitoare.
Urmărește videoclipul robotului cub de mai jos:
Deci sa vedem...
Croc 1. De ce avem nevoie?
În primul rând, trebuie să lipiți toate cele 64 de LED-uri simultan;)
Lista pieselor radio:
Placa de preparare (bine, sau vitraliu)
Microcontroler Atmel AVR Atmega16
Programator Atmega16
64 LED-uri
Voi folosi 2 LED-uri. Sunt vikorist de roșu și verde. (optional)
Chip Max232 rs-232 sau similar
16x rezistențe pentru LED-uri. (100-400 ohmi)
2x rezistențe de 470 Ohm pentru LED-uri
1x rezistor 10kOhm
4x rezistență 2,2 kOhm
4x tranzistori NPN BC338 (analogi solidi ai KT645, KT646, KT660B) sau altă sursă de vitrium de până la 250 mA
1x condensator 10uF
1x condensator 1000uF
6x 0.1uF condensator ceramic
2x 22pF condensator ceramic
1x cuarț 14,7456 MHz
2x butoane
Vimikach zhivilnya
Viața trandafirilor 12V
Viața trandafirilor 5V
Krok 2. Baie multiple
Cum să controlezi 64 de LED-uri, deoarece nu există lămpi ceramice de înaltă tensiune? Baie multiplex!
Dacă nu este practic să aplicați controlul anodului diodei emițătoare de lumină a pielii, nu va arăta foarte frumos. O modalitate de a rezolva această problemă este să împărțiți cubul în 4 bile, fiecare dintre ele va avea 4x4 = 16 LED-uri.
LED-urile de pe difuzoarele verticale au un anod fierbinte (+)
LED-urile au un catod aprins (-) în planuri orizontale
Acum, dacă trebuie să iluminați LED-ul din colțul din stânga sus al cubului (0,0,3), trebuie să aplicați GND(-) mingii de sus și Vcc(+) coloanei din colțul stâng al cubul.
Dacă trebuie să iluminați un LED sau să iluminați întreaga minge, atunci funcționează miraculos.
Cu toate acestea, dacă trebuie să iluminați colțul din dreapta jos din față (3,3,0), apar probleme. Dacă aplic GND la bila de jos și Vcc la difuzorul din stânga față, voi aprinde și LED-ul din dreapta sus în față (3,3,3) și LED-ul din stânga jos în spate (0,0,0). Această problemă nu ar fi fost rezolvată fără utilizarea a 64 de linii individuale de diode emițătoare de lumină.
Cu toate acestea, poți să aprinzi o singură minge o dată și să lucrezi și mai repede, astfel încât ochiul să nu observe timpul de amestecare între bile. Acest efect se numește
Pielea mingii este o imagine cu 4x4=16 pixeli (diode emițătoare de lumină) și pe măsură ce mișcăm rapid bilele, putem desena un cub 3D 4x4x4!
Krok 3. Proiectarea unui șablon pentru un cub
Lipirea unui cub volumetric de 64 de LED-uri fără dispozitive va fi dificilă. De aceea, ne-am stabilit sarcina utilizând rapid instrumente și dispozitive:
Pentru stiule se pregateste un sablon 4x4 din lemn.
Deoarece Nu vreau să mă confund prea mult cu suprafețele cubului, așa că am decis să folosesc diodele emițătoare de lumină ca bază a cubului. Distanța liniilor de pe modelul de plasă a fost determinată pe baza numărului mic de diode emițătoare de lumină. Am 25 mm. Acea. Cu o astfel de plasă, nu este nevoie să creșteți sau să tăiați.
Deci, succesiunea de acțiuni:
- să cunoască și să îndepărteze bucăți de placaj
- vopsiți un 4x4 pe el
- faceți tăieturi pe toate crucilele cu o punte sau alte unelte
- găsiți un burghiu astfel încât LED-ul să stea ferm în deschidere și, în același timp, să îl puteți scoate cu ușurință.
- găuriți 16 deschideri pe șablon
Șablon pentru cub gata!
Lecția 4. Proiectarea bilelor deschise la culoare
Deci, trebuie să lipim 4 bile de LED-uri, câte 16 fiecare, și apoi să lipim toate cele 4 bile într-un singur cub volumetric.
Procesul de pregătire a unei mingi (4x4) din LED-uri:
- Introduceți LED-urile în deschiderile de pe cele mai îndepărtate 2 părți cu fața dvs. și lipiți-le împreună
- introduceți LED-uri pentru următorul rând și, de asemenea, lipiți-le
- Umpleți întreaga matrice cu 16 bucăți în acest fel
- in fata, unde nu exista legatura, adaugati bara transversala dupa cum este necesar
- repetați procedura de 3 ori pentru orice baloane pe care le-ați pierdut.
Krok 5. Design cub
Toate bilele sunt gata, este imposibil să le lipiți într-un singur cub.
Așezați primul șablon de bile cu susul în jos. Aceasta va fi bila de sus a cubului.
Pune o altă minge deasupra primei și mănâncă-le. Reglați și distanța dintre bilele de 25 mm, astfel încât să aveți cubul perfect. Stați între catozi.
După ce ați instalat totul (lipiți rapid de „mâna a treia”), lipiți anodul primei bile pe anodul celeilalte bile. Și așa toate cele 4 kuti.
Întoarceți-l din nou, astfel încât totul să fie exact la fel. Dacă nu este cazul, schimbați-l sau lipiți-l din nou. După aceasta, lipiți 12 LED-uri pe care le-ați pierdut.
Repetați procedura pentru 2 bile care au rămas afară.
Lecția 6. Selectarea rezistențelor de schimb de flux
Strum Microcontroler AVR sumi nu poate depăși 200 mA. Acea. 200/16 ne oferă 12 mA per LED.
Am folosit rezistențe cu o valoare nominală de 220 Ohmi. S-a dovedit a fi doar 12 mA per LED.
Krok 7. Proiectare circuit
Diagrama controlerului de control cub, este prezentată cea mai mare.
RS-232 este opțional și poate fi omis (microcircuit IC2).
Croc 8. Atașarea MK la cubul LED
Cred că nu e nevoie să explic, totul se arată în imagini.
Krok 9. Program, compilare și firmware MK
Cubul nostru este gata, partea software lipsește.
Puteți vikoriza programul meu, îl puteți scrie sau adăuga efecte suplimentare programului meu.
Dacă doriți să utilizați ATMega32 în loc de ATMega16, va trebui să modificați setările din makefile și să recompilați.
Pentru firmware-ul MK sunt un învingător și un programator.
Deci, acum trebuie să conectați programatorul cu microcontrolerul. Conectați programatorul la placa cub și la PC.
Echipă: avrdude -c usbtiny -p m16
Cubul nostru va reporni și începe. MK va porni la o frecvență foarte joasă de 1 MHz, folosind generatorul de ceas. LED-urile nu sunt procesate deoarece porturile GPIO sunt folosite pentru JTAG.
Pentru a conecta un generator de ceas extern și a activa JTAG, trebuie să rescrieți siguranțele:
introduce: avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse:w:0xef:m
apoi: avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse:w:0xc9:m
Totul, după aceasta, cubul nostru de lumină poate porni în modul normal!
Mai jos puteți descărca firmware-ul, ieșirea și placa suplimentară din formatul LAY
Lista elementelor radio
| Programare | Tip | Denumire | Cantitate | Notă | Magazin | Caietul meu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | MK AVR pe 8 biți | ATmega16 | 1 | Înainte de blocnotes | ||
| IC2 | ІС interfață RS-232 | MAX232 | 1 | Înainte de blocnotes | ||
| IC3 | Regulator liniar | LM7805CT | 1 | 7805T | Înainte de blocnotes | |
| Q2-Q5 | Tranzistor bipolar | BC338 | 4 | KT645, KT646, KT660B | Înainte de blocnotes | |
| LED1, LED2 | LED | AL307V | 1 | Înainte de blocnotes | ||
| LED | AL307B | 1 | Înainte de blocnotes | |||
| LED | 64 | cub | Înainte de blocnotes | |||
| C1-C5 | Condensator | 0,1 uF | 6 | Înainte de blocnotes | ||
| C9 | 10 uF | 1 | Înainte de blocnotes | |||
| C10 | Condensator electrolitic | 1000 µF | 1 | Înainte de blocnotes | ||
| Condensator | 22 pF | 2 | Ceramică | Înainte de blocnotes | ||
| R1-R16 | Rezistor | 100-400 ohmi | 16 | 12 mA per LED | Înainte de blocnotes | |
| R17 | Rezistor | 10 com | 1 | Înainte de blocnotes | ||
| R18-R21 | Rezistor |
Cum funcționează sculptura decorativă cu LED-uri? Îl poți ridica singur? Câte LED-uri sunt necesare și ce este nevoie în afară de acestea? Pentru toate întrebările tale vei găsi o confirmare din statistici.
Led cub - ceea ce este necesar pentru asamblarea independentă
Dacă sunteți un pasionat de resturi sau vă place să lucrați cu circuitele electronice, încercați să construiți un cub de diodă emițătoare de lumină cu propriile mâini. Stiulețul trebuie măsurat în dimensiune. După ce ați înțeles principiul de funcționare, puteți actualiza circuitul atât pentru a crește numărul de LED-uri, cât și pentru a le reduce cantitatea.
Cub LED cu laturi pentru 8 diode
Să ne dăm seama cum funcționează pe partea cubului cu 8 LED-uri pe partea sa. Un astfel de cub poate fi umplut cu știuleți, dar dacă ești atent cu materialele de învățare, îl vei stăpâni cu ușurință.
Pentru a ridica un cub led 8x8x8, veți avea nevoie de:
- 512 LED-uri (de exemplu, 5 mm);
- registre personale STP16CPS05MTR - 5 buc;
- microcontroler pentru keruvannya, div. Arduino Uno sau altă placă;
- calculator pentru programarea sistemului;
Principiul circuitelor robotice
LED-urile mici, cum ar fi 5 mm, oferă un curent nesemnificativ de 20 mA, altfel le veți arde în exces. Dzherelo Zhizhvennya 12V și 2A este un miracol pentru asta.
Nu veți putea conecta toate cele 512 LED-uri individual, așa că este puțin probabil să găsiți un microcontroler (MK) cu un astfel de număr de pini. Cel mai adesea există modele în carcase cu un număr de picioare variind de la 8 la 64. Desigur, puteți găsi opțiuni de la cantitate mare Nizhok.
Cum se conectează aceste LED-uri? Elementar! Un registru esențial este un microcircuit care poate converti informațiile din paralel în serial și, de asemenea, din serial în paralel. După ce l-ați transformat pe ultimul într-unul paralel, scoateți dintr-un semnal pin 8 sau mai mulți, în funcție de capacitatea registrului.
Mai jos este o diagramă care ilustrează principiul de funcționare a așa-numitului registru.
Dacă furnizați un bit de valoare, fie un zero, fie unul, la intrarea finală de date, marginea semnalului ceasului de ceas este transmisă la ieșirea paralelă numărul 0, nu uitați că în electronica digitală numerotarea începe de la zero).
Întrucât în primul moment ora era unu și apoi, prin extinderea a trei impulsuri de ceas, a fost setat un potențial zero la intrare, în urma căruia respingeți valoarea de intrare „0001”. Puteți vedea valoarea în diagramă pe rândurile Q0-Q3 - la fel ca și descărcarea paralelă cu ieșirea.
Cum să obțineți aceste cunoștințe de la un cub LED real? În dreapta este că poți rămâne blocat în ceva care nu este chiar normal registru sovny, iar un driver special pentru ecranele LED este STP16CPS05MTR. Vin urmează același principiu.
Cum să consumi LED-uri ușoare?
Se înțelege că utilizarea driverului corect nu provoacă probleme asociate cu conexiunile unui număr mare de LED-uri. Pentru a conecta 512 LED-uri, aveți nevoie de 32 de astfel de drivere, iar microcontrolerul are și mai multe de controlat.
Prin urmare, luăm un alt traseu și combinăm diodele emițătoare de lumină în rânduri și coloane, creând astfel o matrice bidimensională. Cubul de gheață ocupă toate cele trei axe. După ce a dezvoltat în continuare ideea de a combina un cub LED 8x8x8, fiecare LED dintr-un grup, puteți proceda astfel:
Conectați bilele de LED-uri (suprafețele) circuitelor cu un anod de carbon (catod), și cele ale circuitelor cu un catod de carbon (sau anodul, unde catozii sunt conectați pe suprafețe).
Pentru a aplica ceramica cu acest design, ai nevoie de 8 x 8 = 16 pini ceramici pe coloana, si unul pe piele deasupra, pentru un total de 8. In total, vei avea nevoie de 24 de canale ceramice.
Blocul de intrare primește un semnal de la trei pini ai microcontrolerului.
Pentru a aprinde LED-ul necesar, de exemplu, la prima versiune, în primul rând al treilea în spatele cadrului, trebuie să aplicați un minus la numărul lateral 3, plus la numărul de sus 1. Acest lucru este corect deoarece au luat suprafețele de la anodul aprins, iar lateralul ci - catod. De fapt, tensiunea principală care o controlează trebuie inversată.
Pentru a lipi manual un cub de LED-uri, aveți nevoie de:
Pentru funcționarea corectă a cubului de LED-uri, este necesar să selectați unul în spatele bilelor ca catod de carbon și în spatele bilelor ca anod. Conectați la bornele Arduino cele indicate pe diagramă ca intrare în următoarea secvență:
| Numărul Arduino | Numele Lanzyuga |
|---|---|
| 2 | L.E. |
| 3 | SDI |
| 5 | CLK |
De ce să te deranjez, din moment ce nu am astfel de aptitudini?
Dacă nu vă simțiți confortabil cu cunoștințele de electronică și dacă doriți propriul decor pentru birou, puteți cumpăra un cub gata făcut. Pentru cei cărora le place să lucreze cu dispozitive electronice simple, există opțiuni bune mai simple cu fețe 4x4x4.
Un cub cu dimensiunea laterală de 4 diode. Seturile de pliere gata făcute pot fi găsite în magazinele de piese radio, precum și o selecție excelentă pe aliexpress.
Plierea unui astfel de cub necesită abilități de lipit, precizie, corectitudine și luminozitate pentru a fi asamblate de un radioamator. Abilitățile de bază de robotizare cu microcontrolere vor fi utile pentru proiectele viitoare, iar cu ajutorul Arduino puteți învăța să programați jocuri simple, precum și tehnici de automatizare pentru producție și dezvoltare.
Din păcate, datorită particularităților limbii Programare Arduino- schițați є acte de schimb în ceea ce privește codul de viteză, dar credeți că, dacă sunteți blocat în teancul de posibilități ale platformei, care merită totul, stăpânind roboți cu MK-uri „pure” nu veți avea dificultăți astăzi.
Salutare tuturor fiarelor de lipit autodidact!
După ce am luat recent un pachet mult așteptat cu un kit special pentru se pliază singur Un cub 3D care este format din diode emițătoare de lumină.
Ambalat într-un ambalaj original, totul a ajuns în siguranță. 
Pachetul a constat din pungi de LED-uri negre în cantitate de 76 de bucăți, inclusiv LED-uri RGB, rezistențe, un condensator polar și trei nepolar, un rezonator de cuarț, un microcircuit, o priză de alimentare și un cablu de alimentare la o priză USB, un bloc, săgeți și elemente de prindere. 
Înainte de a vorbi, am fost foarte mulțumit de luminozitatea plăcii de circuit. Este frumos dacă totul este pus la punct cu conștiință! 
Ok, acum să vorbim despre alegerea unui designer.
Kitul nu avea nicio schemă de cablare sau instrucțiuni de asamblare, așa că a trebuit să-mi fac un pic de cap =)
Am început prin a instala și lipi toate componentele. Rezistoarele erau de aceeași valoare, așa că nu au fost probleme cu ele. LED-urile RGB sunt plasate pe interconexiuni speciale din plastic și apoi lipite pe placă (nu uitați de polaritate). Este necesară intermedierea pentru a se asigura că toate LED-urile sunt instalate la aceeași înălțime. Condensatorul polar la 470µF este instalat în aceeași polaritate, placa este marcată unde este situat minusul. În continuare instalăm doi condensatori nepolari, un rezonator de cuarț, un conector de alimentare și un bloc pentru microcircuit. Blocul este plasat și cu ornamentul cheii (indicat pe plăcuță). 
După care instalăm microcircuitul (cheia este reținută în viitor) și conectăm viața pentru prima verificare. 
Se pare că LED-urile au clipit, așa că întregul circuit a fost asamblat corect. 
Să trecem la o altă etapă de selecție!
Scopul nostru este să colectăm un cub 4x4x4 din LED-uri.
Din acest motiv, există un plus și un minus pentru LED-urile negre. Toate contactele marcate cu „B+” sunt un plus, toate contactele marcate cu „J” sunt un minus. Dacă aduceți o diodă emițătoare de lumină la aceste contacte (piciorul lung este anodul „plus”, piciorul scurt este catodul „minus”), atunci acestea se pot arde.
Înainte de a vorbi, cu această metodă puteți verifica ulterior LED-urile, astfel încât după colectarea cubului să nu fie clar că jumătate dintre ele nu funcționează =) 
Apoi, am decis să selectez un rând de LED-uri. Pot exista 6 astfel de rânduri. Rândul în sine este format din 8 LED-uri, cu care picioarele lor negative sunt lipite între ele.
Pentru ușurință în utilizare, am lipit LED-urile direct pe placă, pentru care am pliat piciorul scurt (partea minus) sub 90 de grade și am coborât partea pozitivă în deschiderea de pe placă. 
Rezultatul este un rând, care constă din opt LED-uri. Pe piciorul minus al primei diode emițătoare de lumină a fost acoperit un tub de ardere la căldură pentru a elimina scurtcircuitul picioarelor minus și plus, fragmentele duhoarei au dispărut practic unul câte unul. 
După ce am intrat într-un rând, le-am ucis pe toate aceleași de cinci ori. 
Acum comoara mea se află în cele trei rânduri sudate într-unul singur. În acest scop a fost necesară lipirea piciorului pozitiv al LED-ului superior cu piciorul pozitiv al LED-ului inferior. 
După care am procedat la instalarea rândului de jos de diode emițătoare de lumină, care vor fi instalate direct pe placă. Pentru a ușura instalarea, am lipit mai întâi conectorii pentru LED-uri, care vin împreună cu kitul. Și apoi instalați LED-uri pe acest pad. Particularitatea instalării rândului de jos constă în faptul că contactul negativ negativ este expus aceluiași LED. Apoi putem vedea patru rânduri, în funcție de lumina din piele, iar rândul de piele are un minus negativ. 
După ce ați selectat rândul de jos, puteți conecta viața și verifica corectitudinea circuitului selectat, când LED-urile se aprind, totul este selectat corect. 
Acum în dreapta, în spatele celui mic, lipim cele două structuri pe care le-am selectat mai devreme, pe rândul de jos.
Lipim conform vechiului circuit - piciorul pozitiv al LED-ului superior este lipit de piciorul pozitiv al LED-ului din rândul de jos. Arata cam asa: 
Dacă structura este complet asamblată, trebuie să conectăm minusul de pe celălalt, al treilea și al patrulea rând înainte de a plăti matrița. În acest scop, lipim firele roșii la picioarele minus extreme ale rândului de piele (cu excepția primului rând). Și apoi lipim capătul liber al cablului de pe celălalt rând din dreapta (la priza de viață) în priza P20, de pe celălalt rând din stânga în mufa P24, de la al treilea rând din dreapta în mufa P21, de la al treilea rând din stânga în P25, din al patrulea rând la dreapta în P22 și al patrulea rând din stânga la trandafirul P26. 
Să ne conectăm la viață și să continuăm!) 
Înainte de a vorbi, consumul acestui cub este mai mic de 20mA. 
Aceasta este o versiune bugetară a cubului, dar și cu un corp din plexiglas, corpul îl puteți realiza singur, sau
