LED kostka Arduino Mega 8x8x8 RGB: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

„Takže chcete postavit RGB LED kostku 8x8x8“

Nějakou dobu jsem si pohrával s elektronikou a Arduiny, včetně vybudování vysokého přepínače zesilovače pro mé auto a šestiproudého Pinewood Derby Judge pro naši skupinu skautů.

Zaujalo mě, a pak mě zaujalo, když jsem našel skvělé stránky Kevina Darraha s jeho podrobnými vysvětleními a vytvářením videí.

Myslel jsem však, že bych mohl zlepšit několik oblastí jeho stavby.

Z té lepší stránky:

• Kevinovo podrobné vysvětlení kódu Arduino požadované pro tento složitý program zjednodušilo kódovací stránku sestavení.
• Podporuji, aby Kevin použil jednotlivé tranzistory k pohonu každé ze 192 katod. I když to vyžaduje hardwarový design bohatý na komponenty, umožňuje vám to s každou LED svítit bez rizika přetížení jednoho čipu ovladače se správou 8 (nebo více) LED diod.

Oblasti, které jsem chtěl zlepšit:

• Musí existovat lepší způsob stavby samotné krychle a navíc existuje více než 2000 pájecích spojů v kostce RGB 8x8x8 a pokud by došlo k selhání/zlomení uprostřed, bylo by téměř nemožné se k nim dostat a opravit
• Všechna ta kabeláž !!!! V minulosti jsem měl nějaké zkušenosti s navrhováním desek plošných spojů, takže jsem se zaměřil na vybudování jediné desky plošných spojů, která bude hostit značný počet požadovaných komponent i samotnou kostku

Další hledání odhalilo další návrhy kostek, ze kterých jsem čerpal další oblasti inspirace.

Nick Schulze vytvořil nádherný příklad noty, i když s jednodušším hardwarovým přístupem STP16 a 32bitovým chipKIT UNO. Využil jsem spíše jeho design kostky než Kevina.

SuperTech-IT se zaměřil na zjednodušení hardwarové stránky pomocí jediného přístupu k desce plošných spojů, který integruje a rozšiřuje programovací přístup Kevina i Nicka se zaměřením na odstranění veškerého zapojení.

Byl tedy stanoven plán. Pomocí Kevinova schématu, Nickovy kostky, navrhněte jedinou desku plošných spojů a vyvinete řešení pro zjednodušení stavby a posílení samotné krychle.

Krok 1: Všechny ty LED diody

8x8x8 = 512 RGB LED diod. eBay je váš přítel a já jsem koupil 1000 od čínského dodavatele.

Design, který jsem zvolil, používá 5mm LED diody se společnou anodou RGB - každá LED má tedy katodový (záporný) vodič pro každou ze tří základních barev (červená/zelená/modrá) a jeden anodový (kladný) vodič, který je společný pro každý barvy.

Testování LED diod

I když jsem byl levný, trochu jsem se obával o kvalitu. Poslední věc, kterou chcete najít dudovou LED uprostřed vaší kostky, jsem se pustil do testování každé z 512 LED, které bych použil.

Aby se přístup zjednodušil, navrhl jsem malý prkénko a jednoduchý program Arduino, který by ovládal dvě LED červená> zelená> modrá jednotlivě a poté vše rozsvítilo bílé stisknutím tlačítka.

Jedna LED by fungovala jako společná reference pro všechny ostatní, aby bylo zajištěno, že všechny LED diody mají společný jas.

Jakmile se dostanete do závěsného zasunutí LED diody na prkénko, stisknutím tlačítka a sledováním LED bliká barvami, kontrola všech 512 netrvá příliš dlouho. Kromě toho jsem nenašel jedinou závadu a byl velmi spokojen s kvalitou LED diod.

Výběr hodnot omezujících proud

Když je prkénko venku, je na čase vyzkoušet a ověřit odpory omezující proud LED, které budete muset použít. Existuje mnoho kalkulaček, které vám pomohou vybrat správnou hodnotu, a nebude stejná pro všechny barvy (červená bude mít téměř jistě jiný požadavek než zelená a modrá).

Jednou klíčovou oblastí, na kterou je třeba dávat pozor, je celková bílá barva, kterou LED vydává, když jsou zapnuty všechny barvy RGB. Můžete vyrovnat hodnotu rezistorů tak, aby vznikla čistá bílá barva v rámci aktuálních limitů LED.

Krok 2: Zjednodušení stavby kostky

Přípravek na stavbu každého řezu 8x8

Stavění krychle této složitosti nelze brát na lehkou váhu. To bude vyžadovat značnou investici vašeho času.

Přístup, který jsem navrhl, zjednodušil pájení každého svislého „řezu“krychle 8x8 v jedné události, na rozdíl od postupného budování linek po 8 LED diodách a následného pájení 8 z nich dohromady v samostatné operaci.

Pro tento přístup budete potřebovat přípravek a trochu času zde investovaného později sklidí obrovské výhody.

Výše uvedený obrázek ukazuje jednoduchost tohoto designu.

• Použil jsem měkké dřevo 18 mm x 12 mm pocházející z místního železářství.
• Vyvrtané otvory 8 x 5 mm uprostřed 18 mm strany, 30 mm od sebe v 8 délkách, což umožňuje prodloužení o 50 mm na každém konci.
• Použijte dvě délky dřeva na každé straně a upevněte těchto 8 vrtaných částí tak, aby byly navzájem rovnoběžné a přesně 30 mm od sebe.
• Při jejich upevňování doporučuji použít kromě hřebíku/šroubu také nějaké lepidlo na dřevo. Nechcete, aby se tento přípravek ohnul.
• Na horním a dolním konci přípravku jsem nastavil další délku a do každého sloupce otvorů pro LED vložil tři malé hřebíky/kolíky. Ten prostřední je přesně v jedné linii a další dva 5 mm od sebe na každé straně. Tyto hřebíky použijeme k zajištění rovných délek drátu použitého k vytvoření krychle - více později.
• Na obrázcích si všimnete jiné délky dřeva pod mírným úhlem k ostatním. Toto bude důležité později, protože přestřihneme naše strukturální dráty v souladu s tímto úhlem, což výrazně zjednoduší pozdější umístění každého z těchto svislých řezů do desky plošných spojů.

Udělejte si čas na stavbu tohoto přípravku. Čím přesnější zde budete, tím přesnější bude vaše konečná kostka.

Krok 3: Příprava LED diod

Připojení LED diod

Jednou z obav, které jsem měl v předchozích příkladech, o kterých jsem četl, bylo použití jednoduchých tupých spojů při pájení LED diod k rámovacímu vodiči. To by vedlo ke dvěma klíčovým problémům

• Je velmi obtížné a časově náročné držet vodič LED v poloze vedle rámovacího drátu, aniž by se pohyboval dostatečně dlouho, abyste zajistili dobrý pájecí spoj.
• Kloubové klouby se mohou snadno zlomit - něčemu jsem se chtěl vyhnout.

Navrhl jsem tedy řešení, kdy každá LED je připravena se smyčkou na konci každého vývodu, přes kterou prochází rámovací vodič, který jak drží pájky na místě během pájení, tak také poskytuje mechanické spojení kromě pájky pro zvýšení pevnosti.

Nevýhodou toho bylo, že příprava každé z 512 LED diod trvala déle - udělal jsem to v dávkách po 64 kusech najednou a dostal jsem to přibližně na 3 hodiny na řez.

Pozitivní je, že skutečné pájení řezu pomocí předchozího přípravku trvalo jen něco málo přes hodinu.

LED ohýbací přípravek

Navrhl jsem přípravek na podporu přípravy LED - obrázek výše s klíčovými rozměry.

• Vzal jsem jednu z dříve použitých kolejnic 18x12 mm, vyvrtal 5 mm otvor středem strany 18 mm a poté položil tuto kolejnici na malý panel z MDF (můžete použít jakýkoli kus dřeva, to bylo přesně to, co jsem musel rukou) a nesen na 5 mm díře v kolejnici skrz střed MDF.
• Pomocí vrtáku zajistěte zarovnání otvoru v kolejnici a MDF, vezměte tužku a nakreslete čáru podél obou stran kolejnice podél MDF.
• Odstraňte vrták a kolejnici a zůstane vám otvor MDM 5 mm v MDF a dvě rovnoběžné čáry na každé straně odpovídající rozměrům kolejnice (18 mm od sebe).
• Středem 5mm otvoru kolmo na kolejnice nakreslete další čáru.
• Použil jsem pocínovaný měděný drát 22swg (stačil 500g kotouč), který má šířku 0,711 mm. Našel jsem online (eBay na záchranu znovu) nějaké 0,8 mm vrtáky a použil jsem je jako tvarovače, kolem kterých bych ohnul LED diody a vytvořil smyčku.
• Vyvrtejte tři vrtáky 0,8 mm, prostřední na středovou linii 5mm otvoru LED, ostatní 5 mm od sebe a hlavně těsně mimo kolejnici směrem od otvoru LED na desce MDF- ne na řádku, ale jednou stranou vrtáku, který se dotýká železniční trati.
• Čtvrtý vrták 0,8 mm se poté znovu vyvrtá na středovou linii 5mm otvoru LED na druhé kolejnici a tentokrát přímo do kolejnice. Obrázek výše by měl tento popis udělat trochu jasnější.
• Vrtáky nechte ve dřevě, přičemž z MDF vyčnívá asi 1-15 mm stopky vrtáku.

Nyní potřebujete nástroj - dobrý projekt je vždy takový, kde potřebujete koupit speciální nástroj:-). Budete potřebovat malý pár plochých kleští (eBay opět za 2 až 3 libry). Ty mají rovný rovnoběžný dlouhý nos a plochý konec - viz obrázek.

Příprava LED

Nyní přichází dlouhý úkol připravit každou z 512 LED diod. Navrhuji, abyste je dělali po dávkách. Více podrobností na obrázcích výše

• Držte LED v kleštích tak, aby čtyři vodiče směřovaly k vám.
• DŮLEŽITÉ - Pořadí a orientace svodů je v tomto kroku životně důležité. Anoda bude nejdelším druhým druhým ze čtyř přívodů. UJISTĚTE SE, ŽE TOTO JE DRUHÝ Z PRÁVA. Pochopte to špatně a vaše LED se nerozsvítí správně, protože je testujeme později - vím, že jsem udělal 5 chyb z 512.
• Zatímco držíte LED v kleštích, vložte LED žárovku do 5mm otvoru v desce MDF, jak je znázorněno na obrázku výše. Možná budete muset nahoře trochu uvolnit 5 mm otvor, aby kleště ležely naplocho na MDF.
• Ohněte LED diody kolem vrtáků a vytvořte smyčku. Zjistil jsem, že když po dokončení vycouváte ze zatáčky, otevře se smyčka o stínidlo a pomůže vyjmout smyčky z vrtáků při vyjímání LED z přípravku
• Odřízněte přebytek ze čtyř vodičů v blízkosti smyčky dvojicí malých řezaček drátu.
• Ohněte anodovou smyčku, která je sama o sobě, o 90 stupňů, aby smyčka směřovala vzpřímeně směrem k LED žárovce
• Hotovou LED dejte dolů na rovný povrch a ujistěte se, že všechny vodiče leží rovně po povrchu, malý tlak na LED je všechny jednoduše zarovná

A je to…. nyní opakujte 511krát:-)

Krok 4: Budování řezů

Rovnání rámovacího drátu

Nyní tedy máme přípravek na výrobu našich plátků 8x8 a svazek testovaných a připravených LED diod.

Vše, co nyní potřebujete, je rámovací drát. aby držely všechny LED pohromadě. Použil jsem 500g roli pocínovaného měděného drátu 22swg (opět z eBay)

Nyní samozřejmě budete chtít narovnat drát, jak se odvíjí z role. Snadný, a přesto další manuální úkol. Odřízněte část drátu na délku a držte oba konce ve dvou párech kleští a jemně vytáhněte a natáhněte drát. Pokud budete dobří, ucítíte, jak se drát natahuje, a pak můžete přestat, pokud se vaše těžká ruka drát zlomí u kleští, když je dostatečně natažený. Oba způsoby jsou v pořádku a skončíte nejen s rovnáním drátu, ale také s jeho vytvrzením, takže bude držet tvar.

Na každý rámeček 8x8 potřebujete 24 délek, které jsou dostatečně dlouhé na to, aby běžely po celé délce vašeho přípravku, s trochou náhrady na koncích, aby se obtočily kolem kolíků panelu a držely při pájení. Kromě toho budete potřebovat 8 délek kolmých anodových drátů jen o něco širší, než je šířka přípravku.

Budování řezu 8x8

Nyní se dráty narovnaly a dostáváme se k zábavné části.

• S přípravkem, který sedí na dvou svislých kolejnicích a 8 vyvrtaných příčných kolejnic směřuje k vám, tlačíte 8 LED diod do jednoho sloupce najednou, přičemž tři nožičky LED směřují k vám.
• Nyní provlékněte narovnaný rámovací drát středními smyčkami LED všech 8 LED diod a oba konce spojte omotáním kolem kolíků panelu.
• Opakujte to pro dva vnější rámovací vodiče.
• Poté zopakujte výše uvedené kroky pro dalších 7 sloupců.

Nyní budete mít 64 LED se závitem spolu s 24 svislými rámovacími vodiči. Ujistěte se, že všechny LED diody sedí v jedné rovině s dřevěnými kolejnicemi, a narovnejte nohy LED, abyste odstranili veškeré nesrovnalosti.

Nyní vylomte páječku a opravte všech 192 spojení mezi smyčkami LED a rámovacími dráty. Nebudu zde vysvětlovat, jak pájet, existuje spousta vynikajících návodů, které to vysvětlí mnohem lépe, než dokážu.

Hotovo? Udělejte si chvilku a obdivujte svou šikovnou práci při překlopení přípravku. Ještě musíme přidat anodovací rámovací dráty.

Nyní vidíte, proč jsme ohnuli anodové smyčky o 90 stupňů.

• Vezměte svých 8 narovnaných anodových rámovacích vodičů a znovu provlékněte každou z 8 LED v každé řadě.
• Drát jsem přestřihl na šířku přípravku, ale nepokoušel jsem se je upevnit na kolíky panelu.
• Jakmile skončíte, chvilku vyrovnejte všechny LED diody, abyste zajistili, že budete mít rovnoměrné konzistentní běhy a znovu pájíte všech 64 bodů připojení.

Testování řezu 8x8

Jeden plátek dolů, ale než jej vystřihnete z přípravku, nejprve jej vyzkoušejte. K tomu budete potřebovat zdroj 5 V (z vašeho Arduina nebo vašeho testeru LED testeru) a jeden odpor (cokoli kolem 100 ohmů bude stačit).

• Připojte jeden vodič k uzemnění, který bude použit ve všech vodičích pro rámování 24 katod.
• Připojte druhý vodič k 5 V přes odpor.
• Přidržte 5v vodič k jednomu z rámovacích vodičů na 8 úrovních anody
• Veďte zemnicí vodič přes každý z 24 katodových rámovacích vodičů.
• Zkontrolujte, zda každá LED svítí červeně, zeleně a modře pro každou z 8 diod LED připojených ke stejnému anodovému vodiči.
• Nyní přesuňte 5v vodič na další úroveň a proveďte kontrolu znovu, dokud nevyzkoušíte každou úroveň, každou LED a každou barvu.

Pokud zjistíte, že jedna LED nefunguje, pravděpodobně jste při ohýbání LED diod zamíchali anodový vodič na LED. POKUD zjistíte, že některá nefunguje, navrhuji, abyste přerušili a odstranili LED, vezměte si náhradní připravenou LED, otevřete smyčky na LED diodách, zatlačte tuto novou LED do přípravku a co nejlépe ohněte smyčky kolem rámovacích vodičů můžeš.

Jakmile jsou všechny testovány, můžete nyní vystřihnout sklíčko z přípravku. Chcete -li to provést, ustřihněte rámovací drát v horní řadě v blízkosti smyček svodů LED a ustřihněte spodní rámovací dráty podél mírně šikmého rámového přípravku.

Nechte prozatím všechny dlouhé konce rámovacího drátu, ty uklidíme později, až kostku postavíme.

Jeden dolů, zbývá 7 dalších.

Věřím, že jsem splnil svůj první cíl, a vyvinul jsem řešení, které zjednoduší sestavování kostek.

Krok 5: K elektronice

Navrhování DPS

Mým druhým cílem bylo odstranit veškerou kabeláž, ale přesto ponechat prostor pro určitou flexibilitu.

Za tímto účelem jsem se rozhodl, že:

• Odpojte 6 řídicích vodičů procesoru z desky přes konektor. Většina ovladačů kostek, které jsem viděl, používá pro přenos dat derivát SPI, který vyžaduje 4 vstupy - data, hodiny, povolení výstupu a západku - plus jsem přidal 5 V a uzemnění, abychom mohli napájet procesor ze stejného kabelu.

• Ponechejte otevřená připojení sériového vstupu a výstupu mezi čipy posuvného registru 74HC595, abyste mohli definovat různé smyčky mezi čipy.

  • Schéma Kevins je pro anodový ovladač nejprve potom všech 8 čipů pohánějících jednu barvu další a poté další dvě barvy postupně pro celkem 25 posuvných registrů.
  • Nickovo schéma má pro každou barvu samostatnou smyčku zpět do procesoru.
• Umožněte, aby vrstvy anody byly poháněny vlastním posuvným registrem nebo přímo z procesoru s 8 samostatnými připojeními.

Navíc jsem chtěl

• Použijte komponenty skrz otvor (na to jsem zvyklý).
• Omezit se na dvouvrstvou desku plošných spojů (opět podle mých zkušeností).
• Nechte všechny součásti na jedné straně desky plošných spojů (spodní strana) a umožněte připájení řezů LED přímo na horní stranu desky plošných spojů.

Takže to nakonec byla velká deska (270 mm x 270 mm) na podporu krychle s roztečí 30 mm mezi LED diodami - i tak to bylo pořád mačkání, aby se vešly všechny komponenty a stopy.

V minulosti jsem s úspěchem použil několik různých softwarů pro návrh DPS.

Pro snadné použití je Pad2Pad skvělý, ale jste zablokováni jejich drahými výrobními náklady, protože nemůžete exportovat soubory Gerber. Pro toto sestavení jsem použil DesignSpark (není tak jednoduchý na používání jako Pad2Pad, ale dokáže exportovat soubory Gerber) a od té doby experimentuji s Eaglem (velmi schopný nástroj, ale stále jdu po křivce učení).

Neodvažuji se sčítat hodiny strávené nad návrhem softwaru desky plošných spojů, trvalo několik pokusů, než jsem se dostal správně, ale s výsledkem jsem velmi spokojen. V mé první verzi je několik chybějících stop, ale lze je snadno nahradit. Pro výrobu malé dávky desek plošných spojů jsem použil a doporučil bych SeeedStudio. Dobrá reakce na dotazy, konkurenceschopné ceny a rychlé služby.

Od té doby zvažuji navrhnout verzi SMD, kterou bych pak mohl vyrobit se všemi součástmi, které již byly umístěny a pájeny.

Spousta komponentů

Pokud jde o komponenty, použil jsem následující (zarovnání s Kevinovým schématem)

• 200 tranzistorů NPN 2N3904
• 25 kondenzátorů 100 nF
• 8 kondenzátorů 100 uF
• 8 MOSFETŮ IRF9Z34N
• 25 posuvných registrů 74HC595
• 128 82 ohmů 1/8W odpory (odpory omezující proud červené LED)
• 64 130 ohmů 1/8W odpory (zelené a modré LED omezující odpory proudu)
• 250 1k Ohm 1/8W odpory (s některými doplňky)
• 250 10k Ohm 1/8W odpory (s některými doplňky)
• 1 napájecí zdroj 5v 20A (více než dost)
• 1 Arduino Mega (nebo procesor podle vašeho výběru)
• některé jednořadé kolíkové záhlaví pro připojení k Arduinu
• nějaký propojovací kabel pro vytvoření smyček sériového vstupu/výstupu mezi posuvnými registry
• 6pinový konektor konektoru na desce
• napájecí kabel a zástrčka 240 V.

Použil jsem a doporučil bych komponenty Farnell pro jejich objednávání ve Velké Británii, zejména s ohledem na jejich další služby a konkurenční ceny.

Pájení … spousta pájení

Pak to bylo několik hodin pájení všech komponent na desku. Nebudu zde procházet detaily, ale pár lekcí, které jsem se naučil, bylo:

• Mějte pájecí pumpu a pájecí knot po ruce - budete ji potřebovat.
• Tavné pero opravdu funguje, i když je potom nepořádek uklidit
• Použijte pájku s malým průměrem - jako nejlepší jsem našel pájku 0,5 mm 60/40 cínu/olova 2,5%.
• Zvětšovací sklo je praktické k rozpoznání jakýchkoli pájecích můstků.
• Udělejte si čas, udělejte dávku najednou a zkontrolujte všechny klouby, než přejdete do další oblasti.
• Špičku páječky udržujte jako vždy čistou.

Vzhledem k tomu, že červená barva LED bude pravděpodobně potřebovat jinou hodnotu odporu než zelenou a modrou, označil jsem aktuální omezující odpory na desce plošných spojů A, B a C. Nyní je čas definovat konečnou orientaci řezů ve srovnání na desku plošných spojů, aby se definovalo, který vývod diod LED se vztahuje ke kterému umístění odporu omezujícího proud.

Po dokončení jsem desku vyčistil čističem PCB, omyl ji mýdlem a vodou a důkladně vysušil.

Testování hotové DPS

Než to dáme na jednu stranu, musíme vyzkoušet, že to všechno funguje.

Nahrál jsem Kevinův kód Arduino (pro mega, které budete muset provést nějaké drobné změny) a vytvořil jednoduchý testovací program, který by nepřetržitě blikal a zhasínal všechny LED diody.

Testovat:

• Udělal jsem testovací vodič LED tak, že jsem vzal jednobarevnou LED, držel na jednom z vodičů odpor 100 Ohm a poté přidal dlouhý vodič na každý z otevřených konců. Trochu elektrické pásky kolem otevřeného vedení zastaví všechny zkraty a označí kladný (anodový) vodič z LED.
• Připojte svůj procesor (v mém případě Arduino mega) k desce pomocí 6 konektorů
• Připojte napájení desky k napájecímu zdroji
• Připojte testovací vodič anody ke zdroji 5 V na desce
• Poté postupně zapojte katodový vodič z testovacího drátu LED na každý z katodových konektorů PCB kostky.
• Pokud je vše v pořádku, kontrolka LED na testovacím kabelu by měla blikat a zhasínat, pokud ano, přejděte na další.
• Pokud to nebliká, pak máte chybu. Nejprve bych zkontroloval vaše pájecí spoje, zda neobsahují suché spoje, mimo to bych navrhoval, abyste pracovali střídavě od posuvných registrů, které kontrolují součást najednou.

Otestujte všech 192 katod a poté upravte svůj kód, abyste otestovali ovladače anodové vrstvy, prohoďte testovací kabel LED a připojte jej k zemi a otestujte každý z 8vrstvých ovladačů.

Jakmile dokončíte a otestujete desku plošných spojů, začne zábava - stavět kostku.

Krok 6: Sestavení kostky

Příprava konektorů na úrovni anody - další přípravek

Než začneme pájet vaše plátky 8x8 na desku plošných spojů, musíme vyrobit ještě jednu položku.

Když přidáváme řezy, budeme muset přidat výztuhy na vnější stranu každého řezu spojujícího horizontální řezy dohromady.

Vzhledem k tomu, že jsme připojili všechny LED diody smyčkami k rámovacím drátům, nezastavíme se teď.

Chcete -li vytvořit křížové závorky anody:

• Vezměte další délku dřeva, kterou jste použili na kolejnice, a nakreslete čáru dolů uprostřed kolejnice.
• Vytvořte 8 značek podél této čáry 30 mm od sebe.
• Vezměte 8 vrtáků 0,8 mm a vyvrtejte je do dřeva, vrták ponechejte ve dřevě se stopkou vyčnívající asi 10 mm z povrchu.
• Odřízněte délku rámovacího drátu a narovnejte jej jako dříve.
• Omotejte jeden konec drátu kolem prvního vrtáku a vytvořte smyčku a poté smyčku obtočte kolem každého dalšího vrtáku a vytvořte rovný drát s 8 smyčkami po celé délce.

Chce to trochu cviku, ale pokuste se manipulovat s drátem po vytvoření všech smyček, aby byl drát co nejrovnější. Jemně vypáčte drát z vrtáků a poté se jej pokuste úplně narovnat.

Na konečnou kostku budete potřebovat 16 délek drátu, každou s 8 smyčkami, ale během stavebního procesu je vhodné mít k dispozici několik dvou a tří délek smyčky, které podpoří každý nový plátek u souseda.

Nakonec můžeme kostku postavit

Budeme muset zvednout PCB z povrchu, abychom zarovnali a spustili každý plátek na PCB. Použil jsem pár malých plastových krabiček na obou stranách desky plošných spojů.

Pamatujete -li si svou orientaci výřezu zvolenou dříve při definování umístění proudových omezujících rezistorů, můžete nyní spustit první řez do otvorů v DPS na jednom konci. Doporučuji vám začít s nejvzdálenější sadou otvorů od vás a pracovat směrem k sobě.

V tom vidíme výhodu řezání drátů pro rámování katody pod úhlem. To vám umožní vyhledat každý z 24 katodových vodičů samostatně.

Abych plátek podepřel a definoval jeho svislé umístění, použil jsem dřevěnou kolejnici, kterou jsme použili k výrobě anodových konektorů, a umístil jsem ji podél desky plošných spojů pod první sadu LED diod. Pomocí čtverce inženýrů, která zajišťuje, že je řez kolmý na desku plošných spojů a úroveň od konce do konce, můžete nyní pájet dráty pro rámování katody do desky plošných spojů.

Nyní můžete tento řez otestovat, ale zjistil jsem, že je nejlepší umístit první dva řezy na desku plošných spojů a před počátečním testováním použít krátké 2 smyčkové anodové konektory na několika místech podél dvou řezů, aby byly tyto první dva řezy stabilnější. Po těchto prvních dvou vyzkoušejte postupně každý plátek před přidáním dalšího.

Testování plátků

Anodové ovladače jsou podél jedné ze stran desky plošných spojů a v desce plošných spojů jsou otvory, kde nakonec připojíme každou vrstvu k jejímu ovladači. Prozatím je použijeme s několika vodiči kulatiny a 8 mini krokodýlími sponami, které se postupně připojí ke každé vrstvě v každém řezu.

Poté, co jsou katody připájeny na desku plošných spojů a anody připojeny k ovladačům pomocí vodičů a svorek, můžeme potom testovat řez změnou kódu, který jsme použili k testování desky plošných spojů pomocí nové animace.

• Napište jednoduchou animaci, která rozsvítí všechny diody LED ve vašem řezu každou barvou najednou (všechny červené, poté zelené a červené a poté všechny zapnuty pro bílou). Číslo řezu můžete definovat jako proměnnou, takže to můžete změnit, když postupně testujete každý řez.
• Připojte procesor a napájení k DPS a zapněte.
• Zkontrolujte, zda se všechny LED diody rozsvítí ve všech barvách.

Jedinou závadu, kterou jsem zde pozoroval, byla kvůli suchému spoji na jednom z drátů rámování svislé katody.

Pájejte a testujte postupně každý plátek.

Už tam skoro jsme. Do kostky musíme přidat další dva prvky, nyní jsme pájili a testovali všech 8 řezů.

Konektory anodové vrstvy

Nyní můžeme vylomit anodové konektory pomocí 8 smyček, které jste si připravili dříve.

Navlékněte je přes řezy, které spojují stejnou vrstvu v každém řezu na obou diapozitivech. Přesunul jsem své, dokud nebyly asi 5 mm od nejbližšího katodového drátu LED. Před pájením všech smyček se ujistěte, že vypadají rovně a vodorovně a spojte každou z 8 vrstev anody dohromady.

Konektory anodového ovladače

Odstraňte všechny dříve použité dráty pro testování řezů z otvorů anodového ovladače v DPS a ujistěte se, že otvory jsou bez pájky - pájecí knot je zde váš přítel.

Každý z 8 anodových ovladačů na DPS musí být připojen k jednotlivé vrstvě na DPS. Anodový ovladač, který je nejblíže napájecím přípojkám na desce plošných spojů, by měl být připojen k nejnižší úrovni, poté postupně pracovat zpět směrem k zadní části desky plošných spojů a k 8. vrstvě.

Ohněte malý pravý úhel v kusu narovnaného rámovacího drátu a spusťte dlouhou stranu drátu skrz krychli do otvoru anodového budiče na DPS. Ujistěte se, že je vodič rovný a rovný, nedotýká se žádného jiného drátu v krychli a poté jej připájejte na anodovou vrstvu krychle a na desku plošných spojů

Kompletní pro všech 8 anodových ovladačů.

Krok 7: Je to kompletní

Stavba skončila, hotovo.

S veškerou přípravou, budováním a testováním, jak jste tento kousek zvládli, je nyní jednoduché.

• Připojte napájecí zdroj k DPS
• Připojte procesor k DPS.
• Zapnutí.
• Načtěte nebo povolte animace ve svém softwaru, nahrajte je do procesoru a nechte ho dělat svou věc

Vytvoření případu

Po vložení všech těchto hodin budete chtít chránit své investice.

Vyrobili jsme pouzdro z některých dubových desek a malého listu překližky a zabudovali jsme do zad, kde jsme měli přístup k napájecímu zdroji a Arduinu, a také připojení USB konektoru na zadní stranu pouzdra, aby byl umožněn snadnější přístup k přeprogramování.

Poté jsme to dokončili akrylovým pouzdrem z acryldisplaycases.co.uk. Velmi dobře doporučeno.

K tobě

Nyní existují dvě věci, na které se můžete obrátit:

• Jakou podporu/krabici chcete navrhnout a postavit tak, aby podporovala desku plošných spojů a obsahovala napájecí zdroj a procesor - to nechám na vaší fantazii.
• Vstupte do kódu a začněte navrhovat a psát vlastní animace. Kevin, Nick a SuperTech-IT zde odvedli skvělou práci, aby vás vydali na cestu.

Krok 8: Klip konečného produktu v akci

Děkuji Kevinovi a SuperTech-IT za animace a několik mých vlastních, které jsem dosud vytvořil

Krok 9: Animace - hadi

Jedna z mých vlastních animací ke sdílení pomocí kódu Kevina Darraha

Následující volejte void Loop

hadi (200); // Iterace

Krok 10: Jakmile se dostanete do drážky

Můj bratr a já jsme nyní postavili jeden a pracujeme na třetím:-)

UPDATE - Třetí kostka je nyní dokončena a my ji uvedeme do prodeje na eBay spolu se dvěma náhradními deskami plošných spojů (a pokyny).

Provedeme několik revizí DPS převážně na podporu vývoje našeho dalšího projektu - RGB LED kostky 16x16x16

Krok 11: Nejnovější verze mého Arduino Mega Code

V příloze zde najdete nejnovější verzi mého kódu.

Toto je převážně převzato z řešení vyvinutého Kevinem Darrahem zde, ale přenesl jsem to do Arduino Mega a přidal jsem k animacím buď z jiných zdrojů, nebo jsem je vyvinul sám.

Kolíky na Arduino Mega jsou:

• Západka - kolík 44
• Prázdný - kolík 45
• Data - pin 51
• Hodiny - pin 52