Ο κύβος που περιγράφεται σε αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί μια μήτρα 5 x 5 x 5 με ένα χρώμα LED. Αυτό καλό μέγεθοςγια το πείραμα, αλλά ο αριθμός των LED που απαιτούνται είναι 125, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένο κόστος. Ισχύς - έως 1 amp ρεύμα και τάση 5V π.χ. 5W (απλή αριθμητική).

Ολόκληρος ο κύβος ενημερώνεται κάθε 10 ms (100 Hz). Αυτό δεν έχει ως αποτέλεσμα ορατό τρεμόπαιγμα. Κάθε ένα από τα στρώματα LED είναι διατεταγμένα σε μια μήτρα 5 x 5 και ελέγχονται από τρανζίστορ συνδεδεμένα με τις ανόδους LED. Με τον κατάλληλο έλεγχο του στρώματος, το PIC βγαίνει υψηλό επίπεδοη βάση του τρανζίστορ είναι +5 V και ο πομπός είναι περίπου 0,7 βολτ. Τα τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται είναι NPN εάν οι εναλλακτικές που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι παρόμοιας προδιαγραφής.

Οι κάθοδοι LED συνδέονται με IC2 ΚΑΙ IC3. Αυτά τα 16-bit συνεχές ρεύμαπρόγραμμα οδήγησης για led. Η αντίσταση 680R δίνει στο LED ρεύμα ~28mA. Η τιμή αυτής της αντίστασης μπορεί να αλλάξει για να χωρέσει διαφορετικά LED (διαφορετικά LED έχουν διαφορετικές ονομασίες).

Οι πυκνωτές παρέχουν ισχύ... Τα C4 και C5 συγκεκριμένα είναι σημαντικά και θα πρέπει να είναι ταντάλιο, που βρίσκονται κοντά στα IC. Όσον αφορά τα LED, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σχεδόν όποια LED 5mm ή 3mm θέλετε. Κατά τη γνώμη μου, οι κύβοι με LED 3mm έχουν περισσότερο χώρο μέσα στον κύβο, γεγονός που τον κάνει πιο όμορφο οπτικά.

Το πιο σημαντικό πράγμα: Συναρμολόγηση LED! Πρώτα, πρέπει να φτιάξετε ένα breadboard για τα LED έτσι ώστε όλα να είναι ομαλά και όμορφα - το αρχείο περιέχει το αρχείο LED_jig_template.pdf, ειδικά σχεδιασμένο για αυτό το σκοπό.

Η άνοδος πρέπει να κάμπτεται υπό γωνία 90°. Συνδέστε τις άνοδοι μεταξύ τους και οι κάθοδοι πρέπει να είναι κάθετες στις άνοδοι.

Χρησιμοποιώντας ένα τροφοδοτικό 5 volt και μια αντίσταση (120 έως 330 ohms), πρέπει να ελέγξετε και να επαληθεύσετε οπτικά ότι όλα έχουν συγκολληθεί σωστά. Εφαρμόστε "+" στην άνοδο και "-" στην κάθοδο και το LED θα πρέπει να ανάψει. Η αντίσταση είναι απαραίτητη για τον περιορισμό του ρεύματος! Μην ξεχνάτε κατά τον έλεγχο!

Προσοχή. Εάν παραλείψετε αυτή τη δοκιμή και συναρμολογήσετε τα LED σε κύβο, θα είναι πολύ δύσκολο να βρείτε το LED που δεν λειτουργεί!

Τοποθετήστε τα LED στην επόμενη σειρά και συγκολλήστε τις ανόδους τους μεταξύ τους.

Συνεχίστε την εγκατάσταση των LED σε κάθε σειρά, τη συγκόλληση και τη δοκιμή.

Στο διάγραμμα στο Μορφή PDF, καλωδίωση πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, πηγήκαι υλικολογισμικό μικροελεγκτή pic16f628a

Βασισμένο σε υλικά από τον ιστότοπο: www.picprojects.org.uk

Αυτό το διάγραμμα εμφανίζεται επίσης συχνά:

Το πρώτο που έφτιαξα δεν βγήκε αρκετά καλά, κυρίως λόγω του πώς αντιδρούν τα LED στη μουσική. Δυστυχώς, δυσκολεύτηκα πολύ την περιγραφή. Κατά τη γνώμη μου, δεν έγινε με αρκετή λεπτομέρεια, και μερικά από τα διαγράμματα έγιναν λανθασμένα.
Γι' αυτό ήθελα να δημιουργήσω ένα άλλο διάγραμμα κύβου LED και να γράψω μια περιγραφή για αυτό. Προσπάθησα να το κάνω τόσο απλό και προσιτό ώστε ο καθένας, με ή χωρίς εμπειρία, να το κάνει μόνος του!
Παρακάτω θα δείτε το αποτέλεσμα της χειροτεχνίας μου - έναν μουσικό κύβο LED. Αυτό το μοντέλοΤροφοδοτείται από πηγή DC 12 Volt, περιλαμβάνεται το διάγραμμα κύβου LED. Όσοι επιθυμούν να φτιάξουν μια παρόμοια συσκευή που τροφοδοτείται από USB μπορούν να χρησιμοποιήσουν την περιγραφή
Η ταινία αυτού του έργου γυρίστηκε χρησιμοποιώντας μια ψηφιακή κάμερα Canon, στο σκοτάδι. Η κάμερά μου δεν αντέχει γρήγορη εναλλαγήμεταξύ ανοιχτόχρωμων και σκούρων τόνων είναι αρκετά καλό. Στην πραγματικότητα, το αποτέλεσμα είναι ακόμα καλύτερα από αυτότι υπάρχει στο βίντεο.

Βήμα 1. Υλικά και εργαλεία.

Για να φτιάξετε αυτόν τον κύβο LED μουσικής, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολλά διαφορετικά πράγματα και να δημιουργήσετε το κύκλωμα κύβου LED με διαφορετικούς τρόπους.
Σε αυτή την περιγραφή θα εξηγήσω πώς το έκανα πολύ με απλό τρόπο, σύμφωνα με το απλούστερο σχήμα.

Υλικά
- Τροφοδοτικό 12v (μπορεί να χρησιμοποιηθεί και μπαταρία)
- Υποδοχή 3,5 mm με καλώδιο ακουστικών
- Τρανζίστορ Tip31 (αυτό είναι το κλειδί για ολόκληρο το έργο) - 0,50 $
- LED 5 mm (το χρώμα ή η ποσότητα εξαρτάται αποκλειστικά από εσάς, 1 LED έχει ονομαστική τιμή 3V, τροφοδοσία 12v, επομένως χρειάζεστε 4 LED.) - 0,28 $
- Ακρυλικό φύλλο Α4 - πάχος 3 χιλιοστών (γνωστό και ως "πλεξιγκλάς") - 2,00 $
- Λεπτό γυαλόχαρτο (χρησιμοποίησα 400) - 1,00 $
- Ηλεκτρικά καλώδια

Αν δείτε την τιμή που αναγράφεται, σημαίνει ότι το αγόρασα. Τα υπόλοιπα μόλις τα μάζεψα από σκουπίδια. Ο αντάπτορας 12V ήταν από τους παλιούς ασύρματα ακουστικάκαι βύσμα 3,5 χλστ από άλλο παλιό ακουστικό.

Βήμα 2. Προετοιμασία του σώματος του κύβου.

Φυσικά, μπορείτε να επιλέξετε το απαραίτητο περίβλημα, αλλά αν αποφασίσετε να φτιάξετε έναν κύβο LED με τα χέρια σας, τότε τα παρακάτω βήματα είναι για εσάς.

Χρησιμοποιώντας ακρυλικό φύλλο, πρόκειται να κατασκευάσουμε ένα κουτί.

1. Χρωματίστε τις πλάκες για το κουτί σε ένα ακρυλικό φύλλο (Φωτογραφία 1). Χρησιμοποίησα πιάτα 15 εκ. x 5 εκ. Και τετράγωνα 5 εκ. x 5 εκ. Φυσικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποια άλλη πλευρά κύβου θέλετε.

2. Χρησιμοποιήστε ένα παζλ για να κόψετε τις πλάκες από το ακρυλικό φύλλο. Κάντε το όσο καλύτερα μπορείτε. Γιατί όλα τα πιάτα πρέπει να ταιριάζουν καλά μεταξύ τους (φωτογραφία 2).
Εάν οι πλάκες δεν είναι ίσες, χρησιμοποιήστε γυαλόχαρτο ή λίμα και προσαρμόστε τις μέχρι να ταιριάξουν όλες καλά.

3. Πάρτε ένα τρυπάνι και ανοίξτε τρύπες χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι ίδιου μεγέθους με το πάχος του καλωδίου των ακουστικών (Φωτογραφία 3). Στη συνέχεια, ανοίξτε μια τρύπα για τον προσαρμογέα.
Κάντε το πολύ προσεκτικά! Εάν βιαστείτε και ασκήσετε υπερβολική πίεση, το γυαλί μπορεί να ραγίσει.

Βήμα 3. Διασκορπίστε ή παγώστε τους τοίχους και τα LED.

Για να έχετε ένα καλό εφέ "λάμψης" από τους εκπομπούς LED, πρέπει να έχουν "ματ" εμφάνιση τόσο στο κουτί όσο και στα LED.

Μπόρεσα να βάλω στα χέρια μου μόνο ένα διαφανές ακρυλικό φύλλο και καθαρά LED. Για όλους όσους έχουν το ίδιο, θα πρέπει να συνεχίσετε με αυτό το βήμα.

Εάν έχετε ήδη ματ ακρυλικό (οπάλ ακρυλικό) και LED διάχυτου φωτός, τότε μπορείτε να συνεχίσετε με το βήμα 4.

1. Πάρτε ένα λεπτό γυαλόχαρτο (400) και τοποθετήστε το στο τραπέζι, πάρτε ένα γυάλινο πιάτο και τρίψτε το γυαλόχαρτο με κυκλικές κινήσεις. Εάν η μία πλευρά είναι αρκετά ματ, γυρίστε τον δίσκο και κάντε το ίδιο ξανά από την άλλη πλευρά.
Τώρα θα έχετε ένα ωραίο ματ αποτέλεσμα (φωτογραφία 1 για να δείτε τη διαφορά).

2. Κάντε το ίδιο με τα LED. Τρίψτε τις λυχνίες LED μέχρι να έχετε ένα ωραίο διάχυτο φως (Φωτογραφία 2).

Η φωτογραφία 3 δείχνει 1 διάχυτο και 1 καθαρό LED.

Βήμα 4. Συναρμολόγηση του κουτιού.

Μόλις προετοιμαστούν οι πλάκες, μπορείτε να συναρμολογήσετε το κουτί. Για άλλη μια φορά, βεβαιωθείτε ότι όλα ταιριάζουν τέλεια· εάν χρειάζεται, προσαρμόστε ξανά τις πλάκες και μπορείτε να τις κολλήσετε μεταξύ τους. Είναι καλύτερο να κολλήσετε με σταγόνες κυανοακρυλικής κόλλας, αλλά φυσικά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε άλλη κατάλληλη για τον προορισμό της. Μην κολλάτε το κάτω κάλυμμα - πρέπει πρώτα να εγκατασταθεί όλος ο εξοπλισμός σε αυτό.

Βήμα 5. Προετοιμασία Διαγράμματα κύβου LED.

Επειδή δεν έχω εμπειρία στα ηλεκτρονικά, αυτό ήταν το πιο δύσκολο κομμάτι για μένα.
Άλλες περιγραφές επίσης δεν παρείχαν καλή εξήγηση για αυτό το ζήτημα.
Έτσι, για όποιον είναι νέος στα ηλεκτρονικά και δεν έχει ιδέα τι κάνει, επισυνάπτω το διάγραμμα κυκλώματος κύβου LED και μερικές επεξηγήσεις για το κύκλωμα.

1. Πόσες λυχνίες LED πρέπει να χρησιμοποιήσω;
Κατά μέσο όρο, ο δείκτης λειτουργεί με τάση 3v. Εάν πρόκειται να παρατάξετε τα LED σε σειρά (όπως έκανα εγώ), πρέπει να υπολογίσετε πόσα LED μπορείτε να χρησιμοποιήσετε με τον προσαρμογέα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο: τάση εξόδουαντάπτορας / τάση LED = Σύνολο LED.
Επομένως, εάν χρησιμοποιείτε προσαρμογέα 12v με LED 3v: 12/3 = 4 LED

2. Πραγματική τάση στον προσαρμογέα.
Πριν προχωρήσω σε αυτό το κύκλωμα, σκέφτηκα ότι θα ήταν χρήσιμο να μετρήσω την πραγματική τάση στον προσαρμογέα. Το αυτοκόλλητο στον προσαρμογέα (φωτογραφία 1) λέει ότι η έξοδος είναι 12V. Μόλις όμως το σύνδεσα στο πολύμετρό μου, έδειξε ότι η πραγματική τάση ήταν περίπου 18 V (φωτογραφία 2).
Μπορώ λοιπόν να υπολογίσω ξανά τον αριθμό των LED: 18/3 = 6 LED ανά κύβο.
Εφόσον πρόκειται να συνδέσω όλα τα LED σε σειρά, μπορώ να χρησιμοποιήσω 6 LED στο κύκλωμά μου.

Υποδοχή ήχου 3,5 mm (φωτογραφία 3).
Τι καλώδια υπάρχουν και τι σημαίνουν; Όπως βλέπετε στη φωτογραφία, το βύσμα συνδέεται με 3 καλώδια σε μαύρη μόνωση. Το ένα καλώδιο είναι κοινό (γείωση), τα άλλα δύο είναι σήμα από κανάλια ήχου.

Τώρα με αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να προχωρήσετε στο επόμενο βήμα, δημιουργώντας το κύκλωμα.

Βήμα 6. Συναρμολόγηση του κυκλώματος κύβου LED.

Πολλοί άνθρωποι φοβούνται όταν βλέπουν όλα αυτά τα περίεργα διαγράμματα με αυτά τα σύμβολα πάνω τους. Δεν έχω ιδέα τι σημαίνουν. Γι' αυτό έκανα μια φιλική περιγραφή του κυκλώματος με εικόνες :) Δείτε τη φωτογραφία 1 παρακάτω.

1. Βεβαιωθείτε ότι έχετε όλα τα υλικά για να φτιάξετε το διάγραμμα. Και θα υπάρχουν αρκετά ηλεκτρικά καλώδια για τη σύνδεση όλων των εξαρτημάτων.

2. Πριν συναρμολογήσετε το κύκλωμα, πρέπει να τραβήξετε το καλώδιο ήχου μέσα από την οπή στον πίσω τοίχο.

3. Τώρα πρέπει να συναρμολογήσετε το κύκλωμα και να το δοκιμάσετε. Ο καλύτερος τρόποςελέγξτε ότι είναι μέσω της εξόδου ήχου από τον υπολογιστή σας. Βεβαιωθείτε ότι ο ήχος του υπολογιστή σας έχει ρυθμιστεί στο 100% και, στη συνέχεια, ελέγξτε.

Κυκλώματα: Ο θετικός πόλος από τον προσαρμογέα πηγαίνει στο θετικό σκέλος του πρώτου LED. Ακολουθούν τα άλλα 5 LED. Συνδέστε το αρνητικό σκέλος από το πρώτο LED στο θετικό σκέλος του δεύτερου LED. Συνδέστε το αρνητικό σκέλος του δεύτερου LED στο θετικό σκέλος του τρίτου LED και ούτω καθεξής. Το αρνητικό σκέλος του τελευταίου LED συνδέεται στον κεντρικό ακροδέκτη του τρανζίστορ TIP31.
Στη συνέχεια, συνδέστε τη δεξιά ακίδα του TIP31 στον αρνητικό πόλο του προσαρμογέα.
Το μόνο που μένει τώρα είναι να συνδέσετε το καλώδιο ήχου. Συνδέστε το κόκκινο ή λευκό καλώδιο από το καλώδιο ήχου στην αριστερή ακίδα του TIP31. Και το καλώδιο γείωσης από το καλώδιο ήχου στη δεξιά ακίδα του TIP31.
Για περισσότερα λεπτομερείς πληροφορίεςδείτε τη φωτογραφία 1 της αλυσίδας.

4. Εάν το κύκλωμα κύβου LED σας λειτουργεί, κολλήστε όλα τα εξαρτήματα μεταξύ τους, έτσι ώστε το κύκλωμα να είναι όμορφο και να μην διαλύεται.
Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τη συναρμολόγηση του κυκλώματος, μπορείτε να δοκιμάσετε πρώτα να εγκαταστήσετε τα πάντα στο PCB.

Βήμα 7. Ολοκλήρωση εργασιών.

Τώρα έχετε όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα. Το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να τα τοποθετήσουμε στο κάτω μέρος του κύβου.

1. Χρησιμοποιήστε ένα πιστόλι κόλλας για να τοποθετήσετε τον σύνδεσμο του προσαρμογέα ακριβώς πίσω από την τρύπα. Συμβουλή: Συνδέστε το καλώδιο πριν κολλήσετε. Με αυτόν τον τρόπο ο σύνδεσμος θα είναι πάντα κεντραρισμένος στη σωστή θέση.

2. Για άλλη μια φορά, προσαρμόστε τις πλευρές της κάτω (πίσω) πλάκας έτσι ώστε να εφαρμόζουν άνετα στον κύβο LED. Απλώς θα κάνετε το κάτω πιάτο λίγο μεγαλύτερο, με αυτόν τον τρόπο μόλις το τοποθετήσετε στον κύβο θα κολλήσει και δεν θα πέσει όταν μετακινείτε τον κύβο. Δεν θα το κολλήσουμε από κάτω, μήπως χρειαστεί να το ανοίξουμε για κάποιο λόγο. Βεβαιωθείτε λοιπόν ότι το κάτω μέρος έχει μπει σφιχτά.

Αυτό είναι όλο!
Τώρα συνδέστε τα όλα μαζί, γυρίστε τη μουσική στο μέγιστο και απολαύστε!

Μπορείτε να αλλάξετε αυτό το έργο με τον τρόπο που θέλετε - μπορείτε να αλλάξετε Διάγραμμα κύβου LED, σώμα, μέγεθος, χρώμα, αλλά σε κάθε περίπτωση, ο κύβος LED DIY σας θα είναι ο καλύτερος! Χρησιμοποιήστε οποιοδήποτε LED θέλετε, δημιουργήστε ένα περίβλημα που ταιριάζει με τις καλύτερες ιδέες για επιτραπέζιους υπολογιστές κ.λπ.

Συχνά συναντάτε ενδιαφέροντα έργα στο YouTube. Ένα από αυτά είναι ο κύβος LED. Ωραίος αυτής της συσκευήςείναι ότι εμφανίζεται μια πραγματική τρισδιάστατη εικόνα. Μπορείτε να σχεδιάσετε οποιαδήποτε τρισδιάστατα κινούμενα σχήματα. Αλλά εντός της επιλεγμένης ανάλυσης κύβου.

Ως βάση λήφθηκε άρθρο από το Radiocat (όποιος θέλει μπορεί να το γκουγκλάρει). Το μέγεθος κύβου 5x5x5 δεν επιλέχθηκε τυχαία. Για να συναρμολογήσετε αυτόν τον κύβο θα χρειαστείτε 5*5*5=125 LED. Αν το συγκρίνουμε με μια άλλη δημοφιλή επιλογή 8*8*8=512, δηλ. ο αριθμός των LED θα αυξηθεί 4 φορές. Επομένως, το 5x5x5 μου φαίνεται βέλτιστο.

Δεν είχα χρόνο να παραγγείλω LED, έτσι τα αγόρασα από λιανική. Δυστυχώς, μόνο πράσινο διάφανο 5mm ήταν διαθέσιμο, οπότε το τελικό αποτέλεσμα υπέφερε πολύ. Τα μπλε ματ δείχνουν πιο εντυπωσιακά, αλλά δυστυχώς. Συνιστάται η λήψη παγωμένων λυχνιών LED επειδή τα διαφανή φωτίζουν τα γειτονικά LED και δημιουργούν το φαινόμενο ότι ανάβει ένα σβηστό LED.

Ξεκίνησα απευθείας με τον ίδιο τον κύβο. Σχεδίασα μια μήτρα διαστάσεων 100x100. Η απόσταση μεταξύ των κύκλων είναι 20 mm. Διάμετρος 5mm. Το τύπωσα σε χαρτί και το κόλλησα σε ένα κομμάτι ξύλο.

Ανοιγμένες τρύπες. Λυγίζουμε έξυπνα την κάθοδο (-) του LED. Λυγίζουμε την άνοδο στις 90 μοίρες.

Αφήνουμε την κάθοδο να κολλάει προς τα πάνω και κολλάμε την άνοδο στο διπλανό LED. Αποδεικνύεται ότι είναι ένα "πάτωμα" από LED με κοινό "+".

Για να ενισχύσω τη δομή στα αριστερά, κόλλησα έναν άλλο αγωγό. Ο πρώτος όροφος είναι έτοιμος. Κάνουμε 4 ακόμη ορόφους με τον ίδιο τρόπο.

Μαζεύουμε όλους τους ορόφους μαζί. Για να γίνει αυτό, κολλάμε τους προηγούμενους ορόφους στους επόμενους.

Για τη βάση χρησιμοποίησα αλουμινόχαρτο laminate από fiberglass διαστάσεων 100x100. Χάραξα τα σημεία για τη συγκόλληση των LED. Το αποτέλεσμα ήταν το ακόλουθο σχέδιο:

Όχι αρκετά ευθεία, αλλά όλα λυγίζουν εύκολα. Τώρα κατευθείαν στο διάγραμμα. Για τη συναρμολόγηση χρειάζεστε:

1. 25 αντιστάσεις 150-220 Ohm,
2. 125 LED,
3. 5 πυκνωτές 0,1 µF (εγκατεστημένοι για την τροφοδοσία των σκανδαλών),
4. 2 πυκνωτές 22pF,
5. Atmega16,
6. χαλαζίας 12-16 MHz,
7. 5 αντιστάσεις 2,2 km,
8. 5 σκανδάλες 74hc574,
9. 5 τρανζίστορ BC558.
10. 1 πυκνωτής 100uF ( η διατροφή είναι απαραίτητη!!!διαφορετικά το κύκλωμα δεν θα λειτουργήσει)

Από τη μία, όλα είναι απλά εδώ, αλλά δεν πρέπει να μπερδεύεστε. Σε αντίθεση με προηγούμενα έργα, το Atmega16 (Atmega16A-16PU) χρησιμοποιείται εδώ. Χρησιμοποίησα συχνότητα λειτουργίας 12 MHz· στα 16 MHz τα LED αλλάζουν λίγο πιο γρήγορα. Επιπλέον, εδώ χρησιμοποιούνται σκανδαλισμοί. Για να καταλάβετε γιατί, πρέπει να κατανοήσετε τη λογική του σχήματος.

Όλες οι είσοδοι σκανδάλης συνδέονται παράλληλα. Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να ανάψουμε το πρώτο LED στον 2ο όροφο (D2.1) και όχι να ανάψουμε τα LED στους ορόφους 1,3,4,5 (D1.1, D3.1, D4.1, D5. 1). Βγάζουμε PORTC.0=0, αφού είναι 0 σε αυτή την περίπτωση που ανάβει το LED. Το 0 εμφανίζεται στην είσοδο της σκανδάλης, αλλά η κατάστασή του δεν αλλάζει στην έξοδο. Για να αλλάξετε την κατάσταση, πρέπει να εφαρμόσετε έναν παλμό στην είσοδο CLK, δηλ. εξάγετε εναλλάξ ένα λογικό μηδέν και ένα λογικό για να καρφιτσώσετε το PA1. Τώρα όλες οι κάθοδοι DA1.1-DA5.1 συνδέονται με τη γείωση, για να ανάψουν το D2.1, απλά πρέπει να ενεργοποιήσετε τον 2ο όροφο, δηλ. ανοιχτό τρανζίστορ Q2, έξοδος λογικό μηδέν στο PD6.

Προσπάθησα να γράψω τα δικά μου εφέ, λειτούργησε, αλλά κατά κάποιο τρόπο δεν μου ήρθε τίποτα στο μυαλό που να μην υπήρχε στο έτοιμο firmware. Επομένως, το τελικό πήρε το τελικό υλικολογισμικό· για έναν κύβο 5x5x5 υπήρχαν πολλές επιλογές στο Διαδίκτυο. Χρειάστηκαν μόλις 3 ημέρες για τη συναρμολόγηση. Ένα καλό δώρο, συναρμολογημένο με τα χέρια σας.

Τέλος, ένα βίντεο του κύβου που προκύπτει φαίνεται ιδιαίτερα εντυπωσιακό στο σκοτάδι.

Ο κύβος που περιγράφεται σε αυτή τη σελίδα χρησιμοποιεί μια μήτρα 5 x 5 x 5 με ένα μόνο χρώμα LED. Αυτό είναι ένα καλό μέγεθος για ένα πείραμα, αλλά ο αριθμός των LED που απαιτούνται είναι 125, γεγονός που αυξάνει το κόστος. Ισχύς - έως 1 amp ρεύμα και τάση 5V π.χ. 5W (απλή αριθμητική).

Ολόκληρος ο κύβος ενημερώνεται κάθε 10 ms (100 Hz). Αυτό δεν έχει ως αποτέλεσμα ορατό τρεμόπαιγμα.

Κάθε ένα από τα στρώματα LED είναι διατεταγμένα σε μια μήτρα 5 x 5 και ελέγχονται από τρανζίστορ συνδεδεμένα με τις ανόδους LED. Με τον κατάλληλο έλεγχο του στρώματος, ένα υψηλό επίπεδο της βάσης του τρανζίστορ βγαίνει από το PIC, +5 V και ο πομπός είναι περίπου 0,7 βολτ. Τα τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται είναι BC637 NPN εάν οι εναλλακτικές που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι παρόμοιας προδιαγραφής.

Οι κάθοδοι LED συνδέονται με IC2 ΚΑΙ IC3. Αυτά τα STP16CP05 πρόγραμμα οδήγησης σταθερού ρεύματος 16 bit για LED. Η αντίσταση 680R δίνει στο ρεύμα LED ~28mA· η τιμή αυτής της αντίστασης μπορεί να αλλάξει ώστε να ταιριάζει σε διαφορετικά LED (τα διαφορετικά LED έχουν διαφορετικές ονομασίες).

Ένα στρώμα κύβου:

Μία στήλη LED σε έναν κύβο:

Οι πυκνωτές παρέχουν ισχύ... Τα C4 και C5 συγκεκριμένα είναι σημαντικά και θα πρέπει να είναι ταντάλιο, που βρίσκονται κοντά στα IC.

Όσον αφορά τα LED, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σχεδόν όποια LED 5mm ή 3mm θέλετε.

Κατά τη γνώμη μου, οι κύβοι με LED 3mm έχουν περισσότερο χώρο μέσα στον κύβο, γεγονός που τον κάνει πιο όμορφο οπτικά.

Ρύζι. 3


Εικ.4

Εικ.5

Ρύζι. 6


Εικ.7

Ρύζι. 9

Εικ.10

Ρύζι. 12

Εικ. 1.Η άνοδος πρέπει να κάμπτεται υπό γωνία 90°.

Σχήμα 2. Συνδέστε τις ανόδους μεταξύ τους και οι κάθοδοι πρέπει να είναι κάθετες στις άνοδοι.

Εικόνα 3. Χρησιμοποιώντας ένα τροφοδοτικό 5 volt και μια αντίσταση (από 120 έως 330 ohms), πρέπει να ελέγξετε και να βεβαιωθείτε οπτικά ότι όλα έχουν συγκολληθεί σωστά. Εφαρμόστε "+" στην άνοδο και "-" στην κάθοδο και το LED θα πρέπει να ανάψει. Η αντίσταση είναι απαραίτητη για τον περιορισμό του ρεύματος! Μην ξεχνάτε κατά τον έλεγχο!

Προσοχή.Εάν παραλείψετε αυτή τη δοκιμή και συναρμολογήσετε τα LED σε κύβο, θα είναι πολύ δύσκολο να βρείτε το LED που δεν λειτουργεί!

Εικ. 4,5,6. Τοποθετήστε τα LED στην επόμενη σειρά και συγκολλήστε τις ανόδους τους μεταξύ τους.

Εικόνα 7. Συνεχίστε την εγκατάσταση των LED σε κάθε μία από τις σειρές, συγκολλώντας και δοκιμάζοντας καθώς προχωράτε.

Εικ. 8. Με τις πέντε σειρές ολοκληρωμένες, κολλήστε τα καλώδια σε όλες τις σειρές και τοποθετήστε τα σε μια στρώση στο καλούπι. Αυτό το καλώδιο εξυπηρετεί επίσης ηλεκτρικές συνδέσεις. Σημειώστε ποια καλώδια πηγαίνουν πάνω και κάτω από τα καλώδια ανόδου των LED.

Επαναλάβετε τα προηγούμενα βήματα για καθένα από τα πέντε στρώματα.

Εικόνα 9-12. Αυτές οι φωτογραφίες δείχνουν τη γενική διάταξη των LED κύβου.

Αυτό το άρθρο περιγράφει τη συναρμολόγηση ενός κύβου LED 5 x 5 x 5 που ελέγχεται από Βοήθεια Arduinoκαι ολόκληρη η δομή βρίσκεται σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Βίντεο του κύβου LED σε δράση:

Ανάπτυξη κύβου και υλικά

Έχω δει πολλά έργα κύβου LED και το κύριο πρόβλημα είναι η οδήγηση πολλών LED με μικρό αριθμό ακίδων. Πολλά έργα έχουν χρησιμοποιήσει καταχωρητές βάρδιας για το σκοπό αυτό. Το κύριο πρόβλημα τους είναι ο χρόνος που απαιτείται για να μετατοπιστούν όλα τα bit και τα προβλήματα που προκύπτουν εξαιτίας αυτού. Δεν μου άρεσε και αποφάσισα να σχεδιάσω το δικό μου διάγραμμα.

Χρησιμοποιώ 5 αποκωδικοποιητές των 3-8 γραμμών ο καθένας (γνωστοί και ως αποπολυπλέκτες) για να μετατρέψω το δυαδικό σήμα από παράλληλη είσοδο 5-bit σε παράλληλη έξοδο 25-bit που οδηγεί τα LED. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτών των αποκωδικοποιητών είναι ότι το επίπεδο σήματος μπορεί να είναι υψηλό μόνο σε μία από τις 25 γραμμές κάθε φορά. Εάν σε πέντε ακίδες του Arduino 01010 (10 V δυαδικό σύστημα), οι αποκωδικοποιητές λαμβάνουν αυτό το σήμα και το εξάγουν στη 10η ακίδα τους. Είναι 25 συνολικά με αριθμούς 0-24.

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί επίσης τρανζίστορ NPN στις καθόδους κάθε επιπέδου του κύβου.
Ο κύβος συναρμολογείται σε ειδική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που κατασκευάζεται στο εργοστάσιο, η οποία αποφεύγει περισσότερα καλώδια. Ολόκληρο το έργο κόστισε 100 $.

Πρώτα βεβαιωθείτε ότι οι αποκωδικοποιητές σας δίνουν υψηλό επίπεδο σήματος σε μία από τις ακίδες και χαμηλό σήμα σε όλες τις άλλες, επειδή Υπάρχουν μικροκυκλώματα που δίνουν χαμηλό επίπεδο σήματος σε έναν ακροδέκτη και υψηλό σήμα σε όλους τους άλλους.

Προκαταρκτικά σκίτσα του διαγράμματος και του πίνακα

Συναρμολόγηση κύβου

Το πρώτο βήμα είναι η κατασκευή ενός κύβου από LED. Αγόρασα φθηνά LED με πολύ κοντά καλώδια και έπρεπε να χρησιμοποιήσω επιπλέον σύρμα.

Άνοιξα τρύπες 5mm στην πλακέτα με απόσταση 2,5 εκ. μεταξύ τους.Τα LED μπαίνουν σε αυτές τις τρύπες και συνδέονται μεταξύ τους. Αυτό κάνει 5 στρώσεις.

Όταν και οι 5 στρώσεις είναι έτοιμες, πρέπει να ενωθούν. Η απόσταση μεταξύ των στρωμάτων πρέπει να είναι 2,5 cm, έτσι ώστε ο κύβος να μην είναι πεπλατυσμένος ή τεντωμένος. Από την κάθοδο κάθε στρώσης, οδηγήστε τον κύβο κατά μήκος ενός σύρματος, το οποίο στη συνέχεια θα συγκολληθεί στην σανίδα. Συνολικά, ένας τέτοιος κύβος έχει περίπου 300 σημεία συγκόλλησης.

Για να συνδέσω τον κύβο, χρησιμοποίησα καλώδιο CAT5, γιατί... είναι φθηνό και διαθέσιμο. Συναρμολόγησα το κύκλωμα σε ένα breadboard. Επιλέξτε τη γωνία του κύβου που θα θεωρείται το σημείο εκκίνησης της αναφοράς και συνδέστε την ακίδα 0 του αποκωδικοποιητή στην άνοδο του. Η επόμενη άνοδος θεωρείται ότι είναι η πλησιέστερη άνοδος στον άξονα Χ και όταν εξαντληθούν χρησιμοποιήστε τις άνοδοι στον άξονα Υ. Χρησιμοποίησα αντιστάσεις 150 ohm μεταξύ του αποκωδικοποιητή και της στήλης.

Ένα τρανζίστορ NPN χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των καθόδων. Χρησιμοποιήστε μια αντίσταση μεταξύ της βάσης του τρανζίστορ και του Arduino. Συνδέστε 1 ακίδα του τρανζίστορ στο GND, 2 στο Arduino, 3 στην κάθοδο.

Το πρόγραμμα για το arduino

Αφού συνδεθεί ο κύβος στο πρωτότυπο κύκλωμα, είναι απαραίτητο να υλοποιηθεί το πρόγραμμα.

Ο κώδικας χωρίζεται σε 4 κύρια μέρη:

LED.h:
Περιέχει τους αριθμούς όλων των επαφών και των συστοιχιών.
DisplayBasics.pde:
Περιέχει πολλά βασικά «σχήματα» σε κύβο, για χρήση σε μοντέλο.
Patterns.pde:
Περιέχει δείγματα προγραμμάτων προβολής που μπορείτε να δείτε στο βίντεο στην αρχή του άρθρου.
LEDCubePCB.pde:
Αυτή είναι η τελική έκδοση του κώδικα μου. Ο αριθμός του προγράμματος που εκτελείται αλλάζει ανάλογα με τη θέση του ποτενσιόμετρου.

Επέκταση λειτουργικότητας

Για να είναι ακόμα καλύτερος ο κύβος LED, είναι απαραίτητο να αλλάξετε το πρόγραμμα οθόνης χωρίς να αναβοσβήσετε ξανά τον μικροελεγκτή. Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω jumpers για να αλλάξω προγράμματα και ένα ποτενσιόμετρο για να αλλάξω τη διάρκεια του προγράμματος. Ξέχασα όμως ότι όταν χρησιμοποιείτε βραχυκυκλωτήρες, απαιτείται τάση έλξης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση αντιστάσεων έλξης.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Σχεδίασα αυτό το κύκλωμα και το PCB στο Eagle. Το άρθρο συνοδεύεται από αρχεία πηγής σε μορφή Eagle, τα οποία μπορούν να επεξεργαστούν. Όταν σχεδιάζετε ένα PCB, δώστε προσοχή στο μέγεθος των οπών, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στα καλώδια.

Η πλακέτα κατασκευάστηκε κατά παραγγελία στο εργοστάσιο. Εάν δεν μπορείτε να φτιάξετε την πλακέτα σε εργοστάσιο, μπορείτε να την φτιάξετε χρησιμοποιώντας LUT ή φωτοανθεκτικό.

Κατασκευή και συναρμολόγηση PCB

Για να υποβάλετε ένα έργο για παραγωγή, απαιτείται αρχείο τρυπανιού και αρχεία Gerber. Δεν ξέρω πώς να τα φτιάξω, αλλά ακολουθώντας οδηγίες στο Διαδίκτυο κατάφερα να τα φτιάξω. Αυτά τα αρχεία επισυνάπτονται στο άρθρο. Σημειώστε ότι οι βραχυκυκλωτήρες είναι πλέον συνδεδεμένοι στο GND και τροφοδοτούνται από τις εσωτερικές αντιστάσεις έλξης του Arduino.

Ξεκινήστε τη συναρμολόγηση με αντιστάσεις και υποδοχές και κολλήστε τον ίδιο τον κύβο τελευταίο. Όλα τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται σε ένα συμβατικό περίβλημα εξόδου, επομένως η εγκατάσταση είναι αρκετά απλή. Συγκολλήστε την πλακέτα με ένα καθαρό άκρο, διατηρήστε τις συνθήκες θερμοκρασίας και μην υπερθερμαίνετε τα εξαρτήματα. Χρησιμοποίησα συνδέσμους για όλα τα τσιπ.

Ετοιμος!

Αφού συναρμολογήσετε την πλακέτα, φορτώστε το πρόγραμμα στο Arduino και δοκιμάστε το. Εάν το κύκλωμα δεν λειτουργεί σωστά, ελέγξτε ξανά ότι ο κύβος είναι συνδεδεμένος και συναρμολογημένος σωστά.

Το παρακάτω αρχείο περιέχει αρχεία Eagle, Gerber και πηγές λογισμικού

Κατάλογος ραδιοστοιχείων

Ονομασία	Τύπος	Ονομασία	Ποσότητα	Σημείωση	Κατάστημα	Το σημειωματάριό μου
U$1	Πλακέτα Arduino	Arduino Duemilanove	1			Στο σημειωματάριο
V1-V5	Κωδικοποιητής, αποκωδικοποιητής	CD74HC238	5			Στο σημειωματάριο
Τ1-Τ5	Διπολικό τρανζίστορ	2N4401	5			Στο σημειωματάριο
	Δίοδος εκπομπής φωτός	Μπλε	125	5 mm		Στο σημειωματάριο
R1-R25, R27-R31	Αντίσταση	150 Ohm	30			Στο σημειωματάριο
R26	Αντίσταση trimmer	10 kOhm	1			Στο σημειωματάριο
SV1, RESET	Αλτης		6