כיצד להכין קוביית LED ארדואינו פועמת שנראית כאילו הגיעה מהעתיד

אם התעסקת בכמה פרויקטים מתחילים של ארדואינו, אבל אתה מחפש משהו קצת קבוע וברמה אחרת לגמרי, אז קוביית ה- LED הענווה 4 x 4 x 4 היא בחירה טבעית. הבנייה הרבה יותר קלה ממה שאתם חושבים, ובאמצעות ריבוב נוכל לשלוט בכל הלדים ישירות מלוח Arduino Uno אחד בלבד. זהו תרגול הלחמה נהדר, והעלות הכוללת של הרכיבים לא אמורה להגיע ליותר מכ -40 דולר.

היום אפרט ביסודיות את צד הבנייה של הדברים, ואספק תוכנות להפעלה עליה שנראות מרשימות ומלמדות אותך את היסודות.

כיצד למצוא את שם המחשב שלך חלונות 10

אתה תצטרך

אארדואינו. הקוד המסופק מניח Uno Arduino, אך ניתן להתאים אותו גם לדגם גדול יותר.
64 נוריות LED - הבחירה המדויקת תלויה בך, אך השתמשתי בנורות LED הכחולות בגודל 3 מ'מ ( 3.2v 30ma ) @ 2.64 ליש'ט עבור 50.
16 נגדים מהערך המתאים ללדים שלך. עבור נוריות LED למעלה, 99 פני קנו 100 כאלה. להשתמש ledcalc.com - הזן 5v עבור מתח האספקה, המתח של הנורות (במקרה שלי 3.2) והזרם במיליאמפר (3.2). הנגד הרצוי יופיע בתיבה המסומנת הנגד המדורג הגבוה ביותר , ואז פשוט חפש את הערך הזה ב- eBay.
כמה חוט מלאכה לחיזוק המבנה הבסיסי ולקישוט - השתמשתי 0.8 מ'מ עוֹבִי.
ל לוח אב טיפוס מסוג כלשהו שאפשר להלחם אליו את כל החלקים שלך. השתמשתי באחד שלא היה לו מסלולים מלאים לאורכו מכיוון שאין לי חותך מסלולים, אבל השתמש בכל מה שמתאים לך. מגן אב טיפוס של Arduino הוא מעט קטן מדי, אלא אם כן אתה באמת סוחט את הלדים שלך יחד.
חוט רכיב אקראי - כמה גדילי כבל רשת וחלק מחוטי האב טיפוס מערכה יעבדו מצוין.
קליפ תנין או ידי עזרה מועילות להחזקת פיסות במקומן.
מלחם, והלחמה.
קצת גרוטאות עץ.
מקדחה, עם אותו גודל כמו הנורות שלך.

הערה: רישומי התלת מימד במדריך זה נעשו תוך דקות תוך שימוש TinkerCAD . עקבתי אחר בנייה קיימת המפורטת על Instructables לפי משתמשforte1994, שתרצה לקרוא גם לפני שתנסה זאת.

הקפד לקרוא את כל ההוראות הללו ראשון לפני שתנסה זאת בעצמך.

עקרון העיצוב הזה

לפני שתתחיל בבנייה, חשוב לקבל סקירה מלאה של האופן שבו הדבר הזה הולך לעבוד, כך שתוכל לאלתר ולזהות טעויות תוך כדי תנועה. חלק מקוביות LED משתמשות בסיכת פלט אחת לכל נורית LED אחת - אולם בקובייה 4x4x4 זה יהיה צורך 64 סיכות - מה שלבטח אין לנו באו ארדואינו. פתרון אחד יהיה שימוש ברישומי משמרות, אך זה מסובך מיותר.

על מנת לשלוט בכל הנורות האלה ב -20 סיכות בלבד, נשתמש בטכניקה הנקראת ריבוב. על ידי פירוק הקוביה ל -4 שכבות נפרדות, אנו זקוקים רק לסיכות בקרה ל -16 נוריות LED - כך שהדלקת נורת LED ספציפית עלינו להפעיל את השכבה ואת סיכת הבקרה, מה שנותן לנו דרישה כוללת של 16+4 סיכות. לכל שכבה יש קתודה משותפת - החלק השלילי של המעגל - כך שכל הרגליים השליליות מחוברות יחד, ומחוברות לסיכה אחת לשכבה זו.

על האנודה (חִיוּבִי) בצד, כל LED יחובר לנורית המתאימה בשכבה שמעליו ומתחתיו. בעיקרו של דבר, יש לנו 16 עמודים של הרגליים החיוביות ו -4 שכבות של השליליות. להלן כמה תצוגות תלת מימד של החיבורים שיעזרו לך להבין:

בְּנִיָה

מכיוון שלא נשתמש במבנה מתכת מלא להלחמה, אנו רוצים שכל רגלי הלדים יחפפו בערך כרבע ויעניקו קשיחות למבנה. קפל את הקתודה של הלדים שלך - הצד עם החריץ השטוח בראש והרגל הקצרה יותר - כפי שמוצג בתרשים. (זה לא ממש משנה אם אתה מכופף אותו שמאלה או ימינה, כל עוד אתה עקבי וזה אף פעם לא נוגע באנודה)

החלק הקריטי הראשון בפרויקט זה הוא ייצור ג'יג עץ. זה יחזיק שכבה של נוריות LED בזמן הלחמת הרגליים יחד, כך שהיא צריכה להיות מדויקת ולא רופפת מדי. בעזרת מקדח בגודל זהה לזה של נוריות הלדים שלך, מדוד ואז מקדח מטריצת 4x4 של במרחק שווה חורים. זכור שאתה רוצה כרבע מהרגל לחפוף עם שכנתה, ואכן השתמש בסרגל בפועל. בדוק כל חור כדי לוודא ש- LED יכול להתאים היטב, אך לא כל כך הדוק שלא תוכל להוציא אותו שוב, או שיהיו לך בעיות בעת ניסיון להסיר שכבה מולחמת במלואה.

הלחמה הקתודות של 4 שורות של נוריות LED. היזהר לא לשרוף את הלדים - אתה רוצה מגהץ חם טוב, ולהיות פנימה והחוצה. הנה ארבע השורות הראשונות שלי הושלמו.

כעת, כדי לחזק את קשיחות השכבה, חותכים והלחמים שני חתיכות ישרות של חוט מלאכה לשני הקצוות, וודאו שהן מתחברות לכל שורה. זוהי השכבה הראשונה שלך שהושלמה. השאר לעת עתה את כל הרגליים העודפות בולטות בצד.

עכשיו יהיה זמן מצוין לבדיקה - פשוט טען את אפליקציית המצמדים של Arduino ברירת המחדל, ועם חיבור הנגד, הצב את הקרקע למסגרת השכבה ולחץ על המוביל החיובי לכל נורית בתורו.

נקווה שכולם יידלקו. אם לא, וודא שלא רק החמצת מפרק הלחמה איפשהו, ואם יש צורך להחליף את הנורית.

הסר את השכבה הזו מהג'יג וחזור על התהליך עוד 3 פעמים .

אל תדאג אם ההלחמה שלך לא מושלמת - כל עוד היא לא תישבר והחיבור יציב, זה לא ישפיע על המוצר הסופי. אני מודה, ההלחמה שלי הייתה די חסרת סיכוי, הג'יג שלי כבוי והכל דומה למגדל הנטוי של פיזה. ובכל זאת, אני גאה בקובייה המוגמרת, וכאשר נוריות הנורות מוארות אתה ממילא לא תסתכל על מפרקי ההלחמה!

הצטרפות לשכבות

לאחר שיהיו לך 4 שכבות שהושלמו, תרצה לחבר את כל הרגליים האנכיות יחד. גיליתי שזהו החלק הקשה ביותר במבנה, וכדי לסייע לתהליך ניתקתי כרטיס עולה.

זה שמר על השכבות בגובה המתאים, אבל הרבה מהרגליים עדיין לא היו מיושרות בצורה מושלמת - לשם כך השתמשתי בכמה קליפונים לתנין כדי להחזיק אותן במקומן.

הטעות המטופשת הראשונה שיש להימנע ממנה

רק לאחר שסיימתי שכבה מלאה הבנתי שמעלה הכרטיס שלי תקוע במקומה, אז נאלצתי לחתוך אותו! אל תעשה את אותה הטעות שעשיתי - האריך את הקומה בצד בצד והצטרף לחתיכות הקלף מחוץ לקוביה, כך שכאשר תסיים את השכבה תוכל לפרק את המסגרת ולשלוף את הכרטיס.

הטעות המטופשת השנייה שיש להימנע ממנה

אין לרתך את הרגל האנכית למסגרת הקתודה, מן הסתם. רגליים אנכיות צריכות להתחבר רק לרגליים אנכיות אחרות, ותו לא.

שוב, בדוק לאחר שכל שכבה צורפה. בדוק את כל השכבות, למעשה, רק נגיעה בהובלה החיובית עד לקצה השכבה העליונה, ובכך וודא שיש לך מגע טוב העובר בין כל השכבות.

כאשר כל 4 השכבות מולחמו יחדיו, התחלתי לנקות מעט - השארתי רגל אחת אחת מורחבת מכל שכבה במעין אבן מדרכה - הדבר ייפול על הלוח מאוחר יותר. פיסות זרות אחרות של מסגרת ומתכת ורגליים ממתכת נותקו. ברור שאסור לחתוך אף אחת מהרגליים האנכיות - עלינו להכניס אותן ללוח הבטיחות שלנו.

תיקון ללוח

זוכר שאמרתי שאם תיקון כל שכבה לעצמה הוא החלק הכי קשה? אני שיקרתי. הניסיון להכניס 16 רגלי LED לחורים זעירים בלוח אב טיפוס הוא למעשה קשה יותר. הדרך הקלה ביותר שמצאתי היא לחטט בכל פעם 4, לאבטח אותם מתחת בעזרת קליפס תנין, ואז לעבור לשורה הבאה של 4. השתמש בעט סימון כדי לסמן את המרווח מראש אם זה עוזר.

בדיעבד, הייתי מציב את הנגדים בפרוטובארד קודם כל, למעשה. כפי שהוא, הלחמתי קודם את כל רגלי הקוביה לתוך הלוח, ואז ניסיתי לסחוט בעדינות נגדים בין כל אחת מהן. למד מהטעות שלי, והנח את הנגדים שלך קודם כל.

ניסיתי לחלל אותם באופן שווה באופן מדורג, כך שאוכל להשתמש בצד אחד שלם של הקוביה לכל החיבורים האחרונים לארדואינו. להלן תרשים המעגלים איתו הלכתי:

עבור ארבע השכבות השליליות, הורדתי חוט אחד מכל שכבה ואז פשוט משכתי אותן הצידה, כך:

לבסוף הוספתי כמה חוטי תקע שאוכל להכניס אותם לסיכות הארדואינו הרלוונטיות. השתמש בסוג הארוך ביותר שיש לך. שימו לב שבלבלתי את ההזמנה במקומות בגלל תכנון לקוי. בכל שורה של נוריות נוריות היה קוד צבע.

זהו זה. גָמוּר!

תכנות הקובייה שלך

אני יודע שאתה לא יכול לחכות עד שהדבר הזה יופעל, אז חבר את ארבע השכבות השליליות קלט/פלט אנלוגי יציאות A2 (שכבה תחתונה) דרך A5 (שכבה עליונה) (אלה יכולים לשמש גם כקלט/פלט דיגיטלי) . לאחר מכן חבר את 16 סיכות הבקרה של LED, החל מ- +1 בצד ימין קיצוני ל קלט / פלט דיגיטלי יציאה 0 , עם +15 ו +16 נכנס לאנלוגי A0 ו- A1 . (אל תשתמש ב- AREF ו- GND)

הורד את דפוסי הדגמה וקוד ממשתמש שניתן להנחות forte1994 . הוא גם סיפק א כלי מקוון מועיל לעיצוב דפוסי הבייט להתאמה אישית של רצף משלך. הנה סרטון של הקוד הזה בפעולה בקוביה שלי (התאמתי את המהירות ל -5, במקום ברירת המחדל של 20) .

כיצד למחוק פרופילים ב- xbox 360

זו כמובן לא הדרך היחידה לתכנת את הקובייה שלך, אז תן לי להקדיש כמה דקות ללמד אותך את היסודות של הכנת תבניות משלך. מבחינה תכנותית , במקום לשחק דפוסים מוגדרים מראש כפי שעושה ההדגמה לעיל.

יש כמה דברים שכדאי לדעת בעת ניסיון לתכנת את הקוביה שלך:

כדי להתייחס לנורית בודדת, אתה משתמש ב מָטוֹס (שכבה) מספר 0–3, וסיכת LED מספר 0–15. סובב את המטוס לפלט LOW (מכיוון שזו הרגל השלילית) ואת מספר סיכת ה- LED HIGH (הרגל החיובית) כדי להפעיל את ה- LED.
לפני הפעלת נורית בודדת, ודא שכל המטוסים האחרים כבויים - כלומר הגדר אותם לפלט HIGH. אם לא תעשה זאת יוביל לעמודה של נוריות לד להדליק ולא לנורית אחת.

לאור זאת, הכנתי לך שני רצפים פרוגרמטיים פשוטים מאוד לבדיקה - הורד את הקוד מכאן. הראשון פשוט מדליק כל LED אחד אחד, ברצף. לשם כך אנו משתמשים בשני לולאות, חוזרים על כל שכבה וכל סיכת בקרה.

השנייה היא לולאה אקראית (יהיה עליך להגיב על הראשונה ולהפעיל זאת בלולאה הראשית כדי לבדוק אותה). זה פשוט בוחר שכבה אקראית וסיכת בקרה אקראית, מהבהב אותם לסירוגין.

סיכום

אל תיבהל מהבנייה הזו - אני חסר ברצינות כישורי הלחמה, והצלחתי בזה בסדר (אני חושב?) . זמן הבנייה הכולל היה כשעה ביום במשך שבוע. בפעם הבאה אנסה ללמד אותך עוד תכנות שאפתני לקוביה, אז אני מקווה שתצטרף אלי לבניית קובייה משלך השבוע ותטען קוד חדש בשבוע הבא - ואם כן תכין בעצמך. אפליקציות או רצפים מדהימים, אנא העלה אותם לפסטבין וספר לנו בתגובות!

לַחֲלוֹק לַחֲלוֹק צִיוּץ אימייל 3 דרכים לבדוק אם דוא'ל אמיתי או מזויף

אם קיבלת מייל שנראה קצת מפוקפק, תמיד עדיף לבדוק את האותנטיות שלו. להלן שלוש דרכים לדעת אם הודעת דוא'ל אמיתית.

קרא הבא נושאים קשורים

עשה זאת בעצמך
ארדואינו

על הסופר ג'יימס ברוס(707 מאמרים פורסמו)

לג'יימס יש תואר ראשון בבינה מלאכותית והוא מוסמך CompTIA A+ ו- Network+. כשהוא לא עסוק כעורך ביקורות חומרה, הוא נהנה מ- LEGO, VR ומשחקי לוח. לפני שהצטרף ל- MakeUseOf, הוא היה טכנאי תאורה, מורה לאנגלית ומהנדס מרכז נתונים.

עוד מאת ג'יימס ברוס

הירשם לניוזלטר שלנו

הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים, סקירות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!

לחצו כאן להרשמה