8x8x8 Led Cube: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

I denna instruerbara, kommer vi att visa hur man bygger en 8x8x8 Led Cube. Allt började som en idé för ämnet 'Creative Electronics', som tillhör modulen Electronics Engineering 4: e året vid universitetet i Málaga, Telecommunications School:

Projektet i allmänhet består av en co-design hårdvara och programvara. Hårdvarudelen består av kuben och alla anslutningar, samt en bas som stöder designen. Programvarudelen består av ett skalbart bibliotek, som har implementerats för att vara användbart för andra projekt.

Styrd av en Arduino Uno bildar femhundra och tolv lysdioder denna kub, och eftersom de är separerade i kolumner och lager kan var och en slås på individuellt.

Vi presenterar några steg som kan göra projektet enklare, även om det tar några dagar att lödas. För projektet har vi använt Blue Leds och NPN -transistorer.

Här bifogar vi en lista med nödvändigt material:

• 512 lysdioder.
• 64 Motstånd på 220 ohm.
• 9 Skiftregister 74HC595.
• 16 2N222 Transistorer.
• Skumbräda.
• Flera meter fin tråd (1,2 mm).
• Bandtråd.
• Kontaktdon (hane och hona).
• Strömförsörjning.
• Förborrad platta (PCB).
• Stöd för struktur.
• Trälåda för struktur.

Vi hoppas att alla människor gillar detta instruerbart.

Steg 1: Rita mallen för lysdioder

Det första steget är att rita en mall för att göra soldatprocessen enklare. I en skumbräda måste vi rita en kvadrat och dela den i 64 små rutor, alla separerade en tum. I korsningen av en liten torg med en annan måste vi till exempel göra ett hål med en skruvmejsel för att sätta in lysdioderna inuti dem för soldater.

Steg 2: Bygg en bas

Vi måste skapa en bas där lysdioderna vilar. Det är bättre att göra det med en träplanka, som inte är tung men inte heller slapp. Efter att ha fått brädet måste vi upprepa steg 1, men nu här. Vi måste markera träet och rita en kvadrat på 8 tum, där inuti kommer ytterligare 64 kvadratmeter att dras.

När vi har dragit alla är det dags att använda en borrmaskin. Med lite 1 mm gör vi ett hål som genomborrar träet i korsningen av varje kvadrat för att sätta trådarna som håller strukturen inuti dem.

Ta din borrmaskin och borra bort!

Vi har gjort en video som visar hur du gör. Slutresultatet ska se ut som dessa bilder som ges här.

Steg 3: Sätt trådarna rakt

Det är bättre för strukturen att använda ledningar mellan lysdioderna, eftersom de kommer att göra strukturen mer stel eller oflexibel. Som vanligtvis säljs ledningar i en rulle, måste vi lägga dem raka. Vi kommer också att behöva en borrmaskin för detta steg.

Vi måste klippa tråden och lägga en skiva i borrmaskinen. Efter att den har fästs på den måste vi hålla den andra delen av tråden och slå på borrmaskinen. På några sekunder blir tråden rak som ett ljus!

Vi visar dig hur du gör denna process i videon, och vi ger en nyckel för att göra processen snabbare: du kan klippa en längre tråd, räta ut den en gång och sedan klippa den.

Steg 4: Löd ett lager

När vi är säkra på att alla lysdioder tänds väl är det dags att lödda dem. Vi måste separera katoder och anoder för att göra processen snabbare.

I detta steg kommer alla katoder att anslutas. 64 lysdioder och 11 ledningar kommer att användas: en för varje rad och tre till för att hålla fast strukturen. Du kan se hur vi gjorde det. Vi lägger 3 mynt om 10 cent för att sätta alla trådar på samma höjd, och sedan startar processen.

Det är mycket viktigt att efter lödningsprocessen kontrollera att alla lysdioder är väl svetsade. Du kan göra detta med Arduino, ansluta en kabel till GND och sondera med 5V -ingången varje led, som du kan se i videon.

Glöm inte att klippa den del av varje katod som inte har varit soldat.

Och nu har du gjort en, fortsätt med de andra sju!

Vi gjorde några foton för att visa processen också.

Steg 5: Gör kubstrukturen

Om du har lödt klart är nästa steg att göra kubstrukturen. Vi kommer att svetsa ett lager över det andra, separera det med några dynor gjorda med skumbräda, som vi visar på bilden.

I detta steg måste alla anoder svetsas till trådarna. Nyckeln är att hålla de vertikala trådarna när det är dags att få in lagret i strukturen, och ditt arbete kommer inte att vara särskilt komplicerat.

Som vi har sagt tidigare är det mycket viktigt att kontrollera efter att lödningarna har lödts korrekt. Glöm inte i detta steg att ta bort överskottsanodbenet. Det är lättare att göra det nu, istället för att göra det i slutet.

Processen kommer att slutföras när de 8 lagren ligger ovanpå varandra av anoderna. Efter det kommer anoderna att lödas till ett kretskort.

Det är nödvändigt att ansluta vertikala kablar från basen till varje vertikalt lager av lysdioder för att varje lager ska fungera korrekt och orientera lysdioden på x-, y- och z -axlarna. Det kan du se på bilderna.

Steg 6: Anslut basen

Vi måste svetsa motsvarande lager med trådar av remsor, till vilka vi kommer att lägga till kontakter som kommer in i kretskortet, för att slutligen belysa kuben.

Varje kolumn kommer att ha en kabel svetsad, och var åtta kolumner, som bildar ett vertikalt lager, kommer att förenas med samma hankontakt, som sedan kommer att sättas in i en honkontakt i kretskortet. De horisontella skikten kommer också att bära en kontakt för att ha katoderna tillsammans för anslutning till kretskortet.

Steg 7: Löd kretsen

Efter kretsschemat kommer vi att svetsa alla komponenter till den perforerade plattan, överbrygga de anslutningar som är nödvändiga och dra kabeln om det inte finns någon plats att svetsa.

För detta steg behöver vi:

• Perforerad platta (kan vara remsor eller utan mönster). Vi har använt utan mönster
• Motstånd
• Hankontakter
• Uppgifter
• NPN -transistorer
• Kabel av remsor

Steg 8: Kubstöd

Vi kommer att utarbeta ett stöd, i vårt fall av trä, där vi kommer att introducera kretsarna och stödja kuben.

Hur har vi gjort? En låda på 26 cm bred, 31 lång och 10 hög. Vi lägger några små stöd som förhindrar att kuben faller till botten av lådan, vilket skadar kretsen som går under.

Steg 9: Kod och programmering

Koden består av en booleska grupp med 512 värden som representerar status för varje led.

Den är uppdelad i två delar, en är ansvarig för att variera status för varje ledd genom att ändra värden i arrayen, den andra delen är ansvarig för att skicka information till registren.

För att skicka information till registren används shiftOut () -funktionen, som har som inmatning en byte -typdata, den genererar klockan och datasignalerna för seriell överföring med registren.

Behovet av att översätta den booleska matrisen till en uppsättning av typbyte visas, varje byte representerar en post. Beroende på kubstorleken för att utforma antalet skiftregister i projektändringarna. Denna del av koden är skalbar för att underlätta sändning av information till kuber av olika storlek.

För att skapa animationer i kuben använder vi funktionen voxelWrite (), den här funktionen låter oss ändra tillståndet för en LED enligt vissa koordinater x, y, z.

i följande länk till vår GitHub -sida hittar du användbar information: