Arduino Mega 8x8x8 RGB LED Cube: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

بنابراین ، شما می خواهید یک مکعب LED 8x8x8 RGB بسازید

من مدتی است که با وسایل الکترونیکی و آردوینو بازی می کنم ، از جمله ساختن یک کنترل کننده سوئیچ با شدت بالا برای ماشینم و یک قاضی دربی شش راه Pinewood برای گروه پیشاهنگان ما.

بنابراین وقتی من سایت فوق العاده کوین دارا را با توضیحات مفصل و ساخت فیلم های ویدئویی پیدا کردم ، بسیار شیفته و متعجب شدم.

با این حال ، چند قسمت از ساختار او وجود داشت که من فکر می کردم می توانم در آنها پیشرفت کنم.

از طرف دیگر:

• توضیحات دقیق کوین در مورد کد آردوینو که برای این برنامه پیچیده مورد نیاز است ، بخش کدگذاری بیلد را ساده کرده است.
• من از استفاده کوین از ترانزیستورهای جداگانه برای رانندگی هریک از 192 کاتد حمایت می کنم. در حالی که این امر مستلزم طراحی سخت افزاری غنی از اجزای سازنده است ، به شما امکان می دهد هر LED را به سختی رانندگی کنید بدون اینکه بیش از حد یک تراشه راننده با 8 (یا بیشتر) LED مدیریت کنید.

زمینه هایی که می خواستم بهبود دهم:

• باید راه بهتری برای ساختن خود مکعب وجود داشته باشد به علاوه بیش از 2000 اتصالات لحیم کاری در یک توله RGB 8x8x8 وجود دارد و اگر یکی در وسط خراب شود/خراب شود دسترسی و رفع آن تقریباً غیرممکن است.
• این همه سیم کشی !!!! من در زمینه طراحی PCB در گذشته تجربه داشتم ، بنابراین با هدف ایجاد یک PCB واحد برای میزبانی تعداد قابل توجهی از اجزای مورد نیاز و خود مکعب

با جستجوی بیشتر ، طرحهای مکعبی بیشتری نشان داده شد که من از آنها الهام بخشهای دیگری گرفته ام.

نیک شولزه یک مثال فوق العاده از یادداشت ساخته است ، البته با رویکرد سخت افزاری ساده تر STP16 و تراشه 32 بیتی KIT UNO. من بیشتر از طراحی مکعب او استفاده کردم تا کوین.

SuperTech-IT بر ساده سازی بخش سخت افزاری با یک رویکرد PCB واحد متمرکز شده است و رویکرد برنامه نویسی کوین و نیک را با تمرکز بر حذف همه سیم کشی گسترش داده است.

بنابراین برنامه ای تنظیم شد. با استفاده از طرح کلی کوین ، ساختار مکعب نیک ، یک PCB واحد طراحی کنید و یک راه حل برای ساده سازی ساختار و تقویت خود مکعب ایجاد کنید.

مرحله 1: همه آن LED ها

8x8x8 = 512 LED RGB. eBay دوست شما در اینجا است و من 1000 دستگاه را از یک تامین کننده چینی خریداری کردم.

طرحی که من انتخاب کردم از LED های RGB 5 آنوم ROD معمولی استفاده می کند - بنابراین هر LED دارای یک سیم کاتد (منفی) برای هر سه رنگ اصلی (قرمز/سبز/آبی) و یک سیم آند (مثبت) است که برای هر یک از آنها مشترک است. رنگها

تست LED ها

در حالی که ارزان بود ، کمی نگران کیفیت بودم. آخرین چیزی که می خواهید برای پیدا کردن یک LED dud در وسط مکعب خود پیدا کنید ، بنابراین من سعی کردم هر یک از 512 LED را که استفاده می کنم آزمایش کنم.

برای ساده سازی رویکرد ، من یک تخته نان کوچک و یک برنامه آردوینو ساده طراحی کردم که دو LED قرمز> سبز> آبی را به صورت جداگانه و سپس همه را برای سفید با فشار یک دکمه روشن می کند.

یک LED به عنوان یک مرجع مشترک برای بقیه عمل می کند تا اطمینان حاصل شود که همه LED ها دارای روشنایی مشترک هستند.

هنگامی که با فشار آوردن LED به تخته نان ، فشار دادن دکمه ، مشاهده LED چشمک زن از طریق رنگ ها روبرو می شوید ، بررسی همه 512 زیاد طول نمی کشد. از کیفیت LED بسیار راضی هستم

انتخاب مقادیر مقاومت محدود کننده فعلی

در حالی که تخته نان بیرون آمده است ، زمان مناسبی برای آزمایش و اعتبارسنجی مقاومت های محدود کننده جریان LED است که باید از آنها استفاده کنید. ماشین حساب های زیادی برای کمک به شما در انتخاب مقدار مناسب وجود دارد و برای همه رنگها یکسان نخواهد بود (قرمز مطمئناً نیاز متفاوتی با سبز و آبی خواهد داشت).

یکی از نکات کلیدی که باید به آن توجه کنید رنگ سفید کلی است که LED هنگام روشن بودن همه رنگهای RGB منتشر می کند. شما می توانید مقدار مقاومت ها را برای ایجاد رنگ سفید تمیز در محدوده فعلی LED متعادل کنید.

مرحله 2: ساده سازی Cube Build

یک جیگ برای ساختن هر برش 8x8

ساختن یک مکعب از این پیچیدگی را نباید بی اهمیت دانست. این امر به سرمایه گذاری قابل توجهی از زمان شما نیاز دارد.

رویکردی که من طراحی کردم لحیم کاری هر "برش" عمودی 8x8 مکعب را در یک رویداد ساده کرد ، در مقابل خطوط ایجاد 8 LED به نوبه خود و سپس لحیم کاری 8 مورد از آنها در یک عملیات جداگانه.

برای این رویکرد به یک تقلب احتیاج خواهید داشت و کمی زمان صرف شده در اینجا بعداً مزایای عظیمی به همراه خواهد داشت.

تصویر بالا سادگی این طرح را نشان می دهد.

• من از چوب نرم 18 میلی متر در 12 میلی متر که از یک فروشگاه سخت افزار محلی تهیه شده است استفاده کردم.
• سوراخ هایی به ابعاد 8 5 5 میلی متر در وسط ضلع 18 میلی متری ، 30 میلی متر از هم در 8 طول ایجاد شده است که طول 50 میلی متر اضافی را در هر انتها ایجاد می کند.
• از دو طول چوب در هر طرف استفاده کنید و این 8 قسمت حفاری شده را مطمئن کنید که موازی یکدیگر بوده و دقیقاً 30 میلی متر از هم فاصله دارند.
• من توصیه می کنم هنگام چسباندن اینها به هم علاوه بر میخ/پیچ از چسب چوب نیز استفاده کنید. شما نمی خواهید این جیغ خم شود.
• در انتهای بالا و پایین دستگاه ، طول دیگری را تنظیم کردم و سه میخ کوچک/پین پانل با هر ستون سوراخ برای LED ها در پرونده قرار دادم. مرکز یکی دقیقاً در خط و دو دیگر 5 میلی متر در هر طرف از هم فاصله دارند. ما از این میخ ها برای محکم کردن طول مستقیم سیم مورد استفاده برای تشکیل مکعب استفاده خواهیم کرد - بعداً.
• در تصاویر بالای یک طول چوب دیگر با زاویه کمی نسبت به سایرین متوجه خواهید شد. این مورد بعداً مهم خواهد بود زیرا ما سیم های سازه ای خود را مطابق با این زاویه قطع می کنیم که موقعیت هر یک از این برش های عمودی را بعداً در PCB ساده تر می کند.

برای ساخت این جورچین وقت بگذارید. هرچه دقت شما در اینجا بیشتر باشد ، مکعب نهایی شما دقیق تر خواهد بود.

مرحله 3: آماده سازی LED ها

اتصالات سربی LED

یکی از نگرانی هایی که در مورد نمونه های قبلی داشتم ، استفاده از اتصالات ساده در هنگام لحیم کاری LED ها به سیم فریم بود. این امر منجر به دو موضوع کلیدی می شود

• بسیار سخت و زمانبر است که سربی LED را در موقعیتی کنار سیم فریم قرار دهید بدون اینکه آنقدر حرکت کند تا از اتصال خوب لحیم اطمینان حاصل کنید.
• مفاصل باسن به راحتی می شکنند - چیزی که می خواستم از آن اجتناب کنم.

بنابراین من راه حلی را طراحی کردم که به موجب آن هر LED با یک حلقه در انتهای هر سرب تهیه می شود ، از طریق آن سیم فریم عبور می کند که سیم ها را در حین لحیم کاری در موقعیت خود نگه می دارد و همچنین برای افزایش استحکام ، علاوه بر لحیم کاری ، یک اتصال مکانیکی نیز ایجاد می کند.

نکته منفی این بود که آماده سازی هریک از 512 LED بیشتر طول کشید - من این کار را در دسته های 64 تایی انجام دادم ، یک تکه در هر زمان ، و این مقدار را به حدود 3 ساعت در هر برش رساندم.

از جنبه مثبت ، لحیم کاری واقعی برش با استفاده از جیگ قبلی کمی بیش از یک ساعت به طول انجامید.

جیغ خم LED

من یک جک برای پشتیبانی از آماده سازی LED ها طراحی کردم - تصویر بالا با ابعاد اصلی.

• من یکی از ریلهای 18x12mm قبلاً استفاده کردم ، یک سوراخ 5 میلی متری از مرکز قسمت 18 میلی متری حفر کردم و سپس این ریل را روی یک صفحه کوچک MDF گذاشتم (شما می توانید از هر قطعه چوبی استفاده کنید ، این همان چیزی بود که من مجبور بودم دستی) و روی سوراخ 5 میلی متری در ریل تا مرکز MDF منتقل می شود.
• با استفاده از مته برای اطمینان از تراز شدن سوراخ در ریل و MDF ، یک مداد بردارید و خطی را در امتداد MDF در دو طرف ریل بکشید.
• مته و ریل را بردارید و یک سوراخ 5 میلی متری در MDF و دو خط موازی در دو طرف آن با ابعاد ریل (18 میلی متر فاصله) باقی می ماند.
• خط دیگری را از وسط سوراخ 5 میلی متری عمود بر خطوط راه آهن بکشید.
• من از سیم مسی قلع 22swg استفاده کردم (یک رول 500 گرم کافی بود) که عرض آن 0.711 میلی متر است. من بصورت آنلاین (eBay برای نجات مجدد) چند مته مته 0.8 میلی متری پیدا کردم و از آنها به عنوان سازنده هایی استفاده کردم که دور آنها را برای خم شدن حلقه های LED خم می کردم.
• سه بیت مته 0.8 میلی متری ، وسط را در خط مرکزی سوراخ LED 5 میلی متری ، بقیه را 5 میلی متر فاصله دهید و مهمتر از آن ، در خارج از خط راه آهن به دور از سوراخ LED روی تخته MDF- نه در خط بلکه با یک طرف مته فقط خط راه آهن را لمس می کند.
• سپس چهارمین مته 0.8 میلی متری مجدداً در خط مرکزی سوراخ LED 5 میلی متری در خط ریلی دیگر و این بار دقیقاً در داخل خط ریلی حفر می شود. تصویر بالا باید این توضیحات را کمی واضح تر کند.
• مته ها را در چوب بگذارید و حدود 1 تا 15 میلی متر ساقه مته از MDF بیرون زده باشد.

در حال حاضر شما به یک ابزار نیاز دارید - یک پروژه خوب همیشه پروژه ای است که شما نیاز به خرید یک ابزار ویژه دارید:-). شما به یک جفت انبردست کوچک تخت نیاز دارید (دوباره eBay با قیمت 2 تا 3 پوند). اینها دارای بینی بلند موازی مستقیم و انتهای صاف هستند - تصویر را ببینید.

آماده سازی LED

اکنون کار طولانی آماده سازی هر یک از 512 LED می آید. پیشنهاد می کنم آنها را دسته ای انجام دهید. توضیحات بیشتر در تصاویر بالا

• LED را در انبردست نگه دارید و چهار سر آن به سمت شما باشد.
• مهم - ترتیب و جهت گیری سرنخ ها در این مرحله حیاتی است. آند طولانی ترین سرب از بین چهار لید خواهد بود. مطمئن باشید این مورد دوم از راست است. این را اشتباه بگیرید و چراغ شما به درستی روشن نمی شود زیرا بعداً آنها را آزمایش می کنیم - من می دانم که من از 512 2 خطا کردم.
• در حالی که LED را در انبردست نگه می دارید ، لامپ LED را در سوراخ 5 میلی متری برد MDF قرار دهید ، همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است. ممکن است لازم باشد سوراخ 5 میلی متری را در قسمت بالا کمی باز کنید تا مطمئن شوید انبردست روی MDF قرار گرفته است.
• نوارهای LED را به نوبه خود در اطراف بیت های مته خم کنید تا یک حلقه ایجاد شود. من دریافتم که اگر با خم شدن از سایه عقب کشیدید ، حلقه یک سایه باز می کند و هنگام بیرون آوردن LED از گیره به حلقه ها از بیت های مته کمک می کند.
• با یک جفت برش سیم کوچک ، مازاد چهار سیم را نزدیک حلقه قطع کنید.
• حلقه آند را که به تنهایی است ، 90 درجه خم کنید تا حلقه رو به راست به سمت لامپ LED باشد
• LED تمام شده را روی یک سطح صاف قرار دهید و مطمئن شوید که همه سیم ها در امتداد سطح قرار دارند ، کمی فشار روی LED همه آنها را به سادگی تراز می کند

خودشه…. حالا 511 بار تکرار کنید:-)

مرحله 4: ساخت برش ها

راست کردن سیم قاب

بنابراین ما در حال حاضر یک دستگاه تکه تکه برای تولید برش های 8x8 خود و یک دسته از LED های آزمایش شده و آماده داریم.

تنها چیزی که اکنون به آن احتیاج دارید سیم کشی است. برای نگه داشتن همه LED ها در کنار هم من از رول 500 گرمی سیم مسی قلع 22swg (دوباره از eBay) استفاده کردم

اکنون مطمئناً می خواهید سیم را از رول خارج کنید. اگر یک کار دستی دیگر آسان باشد. قسمتی از سیم را به طول ببرید و دو سر آن را در دو جفت انبردست نگه دارید و سیم را به آرامی بکشید و بکشید. اگر خوب باشید احساس می کنید که سیم کشیده می شود و سپس می توانید متوقف شوید ، اگر سیم سنگین دست شما هنگامی که به اندازه کافی کشیده شود در انبردست می شکند. هر دو راه خوب است و در نهایت نه تنها سیم را صاف می کنید بلکه کمی آن را سفت می کنید تا فرم خود را حفظ کند.

برای هر فریم 8 8 8 به 24 طول کافی نیاز دارید تا بتوانید تمام طول جیگ خود را با مقداری یدکی در انتهای آن بچرخانید تا در هنگام لحیم کاری دور پین های پانل پیچیده شود. علاوه بر این ، شما برای طول سیمهای آند عمود بر کمی طول کمی بیشتر از عرض جیگ نیاز دارید.

ساخت یک تکه 8x8

حالا سیم ها صاف شده و به قسمت سرگرم کننده می رسیم.

• در حالی که جیغ روی دو ریل عمودی خود نشسته است و 8 ریل متقاطع رو به روی شما 8 LED را همزمان در سه ستون قرار داده و سه پایه LED ها را به سمت شما نشان می دهد.
• حالا یک سیم فریم راست شده را از طریق حلقه های سربی LED وسط تمام 8 LED بکشید و با پیچاندن پین های پانل ، هر انتهای آن را ببندید.
• این کار را برای دو سیم فریم بیرونی تکرار کنید.
• سپس مراحل بالا را برای 7 ستون دیگر تکرار کنید.

اکنون 64 LED را به همراه 24 سیم فریم عمودی به هم متصل کرده اید. اطمینان حاصل کنید که همه LED ها در برابر ریل های چوبی قرار گرفته و پایه های LED را صاف کنید تا ناسازگاری ها برطرف شود.

حالا آهن لحیم کاری خود را بشکنید و تمام 192 اتصال بین حلقه های LED و سیم های قاب را ثابت کنید. من قصد ندارم نحوه لحیم کاری را در اینجا توضیح دهم ، بسیاری از آموزش های عالی وجود دارد که این را بسیار بهتر از من توضیح می دهد.

تمام شده؟ یک لحظه وقت بگذارید تا کارهای دستی خود را تحسین کنید و تکان دهید. ما هنوز باید سیمهای فریم Anode را اضافه کنیم.

حالا می توانید ببینید چرا ما حلقه های سربی آند را 90 درجه خم کردیم.

• 8 سیم آند راست شده خود را بردارید و دوباره از بین هر 8 LED در هر ردیف عبور دهید.
• من سیم را به عرض جیگ بریدم اما سعی نکردم که آنها را به پین های پانل ثابت کنم.
• پس از اتمام کار ، یک لحظه وقت بگذارید تا همه LED ها را صاف کنید تا مطمئن شوید که عملکرد مستقیم دارید و یکبار دیگر همه 64 نقطه اتصال را لحیم کنید.

آزمایش برش 8x8

یک تکه را پایین بیاورید اما قبل از اینکه آن را از تکه برش دهید اجازه دهید ابتدا آن را آزمایش کنید. برای این کار شما به یک منبع 5 ولت (از Arduino یا LED breadboard tester خود) و یک مقاومت (هر چیزی در حدود 100 اهم انجام می دهد) نیاز دارید.

• یک سیم را به Ground متصل کنید ، این سیم در تمام 24 سیم کادر کاتدی مورد استفاده قرار می گیرد.
• سیم دیگر را از طریق مقاومت به 5 ولت وصل کنید.
• سیم 5v را به یکی از سیم های قاب در 8 سطح آند نگه دارید
• سیم Ground را بر روی هریک از 24 سیم کادر کاتدی بکشید.
• بررسی کنید هر چراغ قرمز ، سبز و آبی برای هر یک از 8 LED متصل به سیم آند یکسان روشن شود.
• حالا سیم 5 ولت را به سطح بعدی منتقل کرده و دوباره چک را اجرا کنید تا هر سطح ، هر LED و هر رنگ را آزمایش کنید.

اگر متوجه شدید که یک LED کار نمی کند ، احتمالاً هنگام خم شدن سیم های LED ، سرب آند را روی LED مخلوط کرده اید. اگر دیدید یکی کار نمی کند ، پیشنهاد می کنم LED را بردارید ، یک LED آماده تهیه کنید ، حلقه های روی سر LED را باز کنید ، این LED جدید را به داخل دستگاه فشار دهید و حلقه های اطراف سیم های قاب را در بهترین حالت خم کنید. تو می توانی.

پس از انجام همه آزمایش ها ، اکنون می توانید اسلاید را از دستگاه جدا کنید. برای انجام این کار ، سیم قاب را در ردیف بالا نزدیک به حلقه های سربی LED برش دهید و سیم های قاب پایین را در امتداد قاب جیغ کمی زاویه دار برش دهید.

تمام انتهای بلند سیم فریم را فعلاً بگذارید ، بعداً وقتی مکعب را ساختیم ، آنها را مرتب می کنیم.

یکی پایین ، 7 نفر دیگر باقی مانده است.

من معتقدم که من اولین هدف خود را برآورده کرده و راه حلی برای ساده ساختن برش های مکعب ارائه کرده ام.

مرحله 5: به بخش الکترونیک بروید

طراحی PCB

هدف دوم من این بود که تمام سیم کشی را بردارم ، اما هنوز هم برای انعطاف پذیری فضا باز کنم.

به همین منظور تصمیم گرفتم که:

• سیم های کنترل پردازنده 6 را از طریق یک کانکتور از روی برد بردارید. اکثر درایورهای مکعبی که دیده ام از یک منبع SPI برای انتقال داده استفاده می کنند که به 4 ورودی نیاز دارد - داده ، ساعت ، خروجی و Latch - بعلاوه 5 ولت و Ground اضافه کردم تا بتوانیم پردازنده را از یک کابل تغذیه کنیم.

• اتصالات سریال را بین تراشه های تغییر مکان 74HC595 باز بگذارید تا بتوانید حلقه های مختلف را بین تراشه ها تعریف کنید.

  • طرح کلی کوینز در ابتدا برای راننده آند است ، سپس هر 8 تراشه به صورت تک رنگ و سپس دو رنگ بعدی را به طور متوالی در مجموع 25 رجیستر شیفت انجام می دهد.
  • شماتیک Nicks دارای حلقه جداگانه ای به پردازنده برای هر رنگ است.
• اجازه دهید لایه های آند توسط شیفت رجیستر خود یا مستقیماً از پردازنده با 8 اتصال جداگانه هدایت شوند.

علاوه بر این من می خواستم

• از طریق اجزای سوراخ استفاده کنید (همانطور که من به آن عادت کرده ام).
• خودم را به یک برد PCB دو لایه محدود کنم (دوباره طبق تجربه من).
• تمام قطعات را در یک طرف PCB (قسمت زیرین) داشته باشید و اجازه دهید تا برش های LED مستقیماً در قسمت بالای PCB لحیم شوند.

بنابراین در نهایت یک تخته بزرگ (270 میلیمتر در 270 میلیمتر) برای پشتیبانی از یک مکعب با فاصله 30 میلیمتری بین LED ها استفاده می شود - حتی در صورت لزوم در همه اجزا و آثار جا می گیرد.

من در گذشته از چندین نرم افزار مختلف طراحی PCB با موفقیت استفاده کردم.

برای سهولت استفاده ، Pad2Pad عالی است ، اما هزینه های تولید گران قیمت آنها بسته شده است زیرا نمی توانید فایل های Gerber را صادر کنید. برای این ساخت ، من از DesignSpark استفاده کردم (استفاده از آن به سادگی Pad2Pad نیست اما می تواند فایل های gerber را صادر کند) و از آن زمان در حال آزمایش Eagle (ابزاری بسیار توانا ، اما هنوز در حال افزایش منحنی یادگیری هستم) هستم.

من جرات ندارم ساعاتی را که برای طراحی نرم افزار PCB صرف می کنم ، جمع کنم ، چندین بار طول کشید تا درست شود ، اما از نتیجه بسیار راضی هستم. در نسخه اول من چند اثر گم شده وجود دارد اما جایگزینی آنها ساده است. برای تولید دسته کوچکی از PCB ها از SeeedStudio استفاده کردم و توصیه می کنم. پاسخ خوب به سوالات ، قیمت رقابتی و خدمات سریع.

من از آن زمان در فکر طراحی یک نسخه SMD هستم که می توانستم آن را با تمام اجزای ساخته شده و لحیم شده تهیه کنم.

اجزای زیادی

در مورد اجزاء من از موارد زیر استفاده کردم (مطابق با شماتیک کوین)

• 200 ترانزیستور NPN 2N3904
• 25 خازن 100nF
• 8 خازن 100uF
• 8 ماسفت IRF9Z34N
• 25 رجیستر شیفت 74HC595
• 128 مقاومت 82 اهم 1/8 وات (مقاومت LED محدود کننده قرمز قرمز)
• 64 مقاومت 130 اهم 1/8W (مقاومتهای محدود کننده جریان سبز و آبی LED)
• 250 مقاومت 1 کیلو اهم 1/8 وات (با برخی موارد اضافی)
• 250 مقاومت 10k اهم 1/8W (با برخی موارد اضافی)
• 1 منبع تغذیه 5 ولت 20 آمپر (بیش از حد کافی)
• 1 آردوینو مگا (یا پردازنده دلخواه شما)
• چند پین هدر تک سطری برای اتصال به آردوینو
• مقداری کابل بلوز برای ایجاد حلقه های ورودی/خروجی سریال بین رجیسترهای شیفت
• یک کابل هدر 6 پین برای اتصال به برد
• کابل منبع تغذیه و ولتاژ 240 ولت

من از Farnell Components برای سفارش اینها در انگلستان استفاده می کنم و توصیه می کنم ، به ویژه با توجه به خدمات روز بعد و قیمت رقابتی آنها.

لحیم کاری … لحیم کاری زیاد

سپس چندین ساعت لحیم کاری تمام قطعات روی برد انجام شد. من در اینجا جزئیات را مرور نمی کنم ، اما چند درس آموختم:

• پمپ لحیم کاری و فتیله لحیم کاری را در دست داشته باشید - به آن نیاز خواهید داشت.
• یک قلم شار واقعاً کار می کند ، اگرچه تمیز کردن بعد از آن مشکل است
• از لحیم کاری با قطر کوچک استفاده کنید - به نظر من بهترین لحیم کاری 0.5 میلی متر 60/40 قلع/سرب 2.5٪ شار است.
• ذره بین برای تشخیص پل های لحیم کاری مفید است.
• وقت بگذارید ، دسته ای را در یک زمان انجام دهید و قبل از رفتن به منطقه بعدی ، همه مفاصل را بررسی کنید.
• مثل همیشه نوک آهن لحیم کاری خود را تمیز نگه دارید.

با توجه به رنگ قرمز LED ها احتمالاً به مقاومت متفاوتی با سبز و آبی احتیاج خواهید داشت. من مقاومت های محدودکننده فعلی را در PCB A ، B و C علامت گذاری کردم. اکنون زمان آن است که جهت نهایی برش ها را در مقایسه با یکدیگر مشخص کنیم. به PCB برای تعیین اینکه چراغ LED به کدام محدوده مقاومت محدود کننده فعلی مربوط می شود.

پس از اتمام ، تخته را با پاک کننده PCB تمیز کردم ، با آب و صابون شستشو دادم و کاملاً خشک کردم.

PCB تمام شده خود را آزمایش کنید

قبل از اینکه این مورد را به یک طرف بگذاریم ، باید آزمایش کنیم که همه کار می کند.

من کد آردوینو کوین را بارگذاری کردم (برای مگا شما باید برخی تغییرات جزئی را انجام دهید) و یک برنامه آزمایشی ساده تهیه کردم که همه LED ها را به طور مداوم روشن و خاموش می کرد.

برای آزمایش:

• من یک سیم تست LED را با گرفتن یک LED تک رنگ ، نگه داشتن مقاومت 100 اهم در یکی از سیم ها و سپس افزودن یک سیم بلند به هر یک از انتهای باز ، ساختم.مقداری نوار الکتریکی در اطراف باز شده می تواند هرگونه شورت را متوقف کرده و سیم مثبت (آند) را از LED مشخص کند.
• پردازنده خود را (در مورد من یک آردوینو مگا) با 6 کانکتور به برد وصل کنید
• برق را از منبع تغذیه به برد وصل کنید
• سیم آزمایشی آند را به منبع 5 ولت روی برد وصل کنید
• سپس سیم کاتد را از سیم تست LED به نوبت روی هر یک از اتصالات کاتد مکعب PCB قرار دهید.
• در صورتی که LED روی سرآیند آزمایش خوب است ، باید روشن و خاموش شود ، اگر اینطور است به قسمت بعدی بروید.
• اگر چشمک نمی زند ، به دنبال خطایابی هستید. من ابتدا اتصالات لحیم کاری شما را از نظر وجود هر گونه اتصال خشک بررسی می کنم ، خارج از آن به شما پیشنهاد می کنم به نوبه خود از نوارهای شیفت کار کنید و در یک زمان یک جزء را بررسی کنید.

تمام 192 کاتد را آزمایش کرده و سپس کد خود را برای تست درایورهای لایه آند تغییر دهید ، با سرب تست LED خود جابجا کنید و آن را به زمین متصل کرده و هریک از درایورهای 8 لایه را آزمایش کنید.

پس از اتمام و آزمایش PCB ، سرگرمی واقعاً شروع می شود - اکنون مکعب را بسازید.

مرحله ششم: ساخت مکعب

آماده سازی اتصال دهنده های سطح آند - یک حرکت دیگر

قبل از اینکه لحیمهای 8x8 شما را روی PCB لحیم کنیم ، یک مورد دیگر برای ساخت داریم.

همانطور که برش ها را اضافه می کنیم ، باید بریس ها را به قسمت بیرونی هر برش اضافه کنیم که برش های افقی را به هم متصل می کند.

با توجه به اینکه همه LED ها را با حلقه ها به سیم های قاب بندی متصل کرده ایم ، اجازه دهید در حال حاضر متوقف نشوند.

برای ساخت مهاربندهای آند:

• طول دیگری از چوبی که برای ریل استفاده کرده اید بردارید و خطی را در مرکز ریل بکشید.
• در این خط با فاصله 30 میلی متری 8 علامت ایجاد کنید.
• 8 عدد از مته های 0.8 میلی متری را بردارید و آنها را داخل چوب بکشید و مته را در چوب بگذارید و ساقه آن حدود 10 میلی متر از سطح بیرون زده باشد.
• طول سیم فریم را قطع کرده و مانند قبل صاف کنید.
• یک سر سیم را در اطراف اولین مته متصل کنید و یک حلقه ایجاد کنید و سپس سیم را به دور هر بیت مته بعدی حلقه کنید و یک سیم مستقیم با 8 حلقه در طول آن تشکیل دهید.

این کار کمی تمرین می طلبد اما سعی کنید سیم را پس از تشکیل همه حلقه ها دستکاری کنید تا سیم را تا حد ممکن صاف کنید. به آرامی سیم را از روی مته ها جدا کنید و سپس سعی کنید آن را کاملاً صاف کنید.

برای مکعب نهایی به 16 طول سیم با 8 حلقه نیاز دارید ، اما در طول مراحل ساخت ، داشتن دو طول و سه حلقه طول برای دستیابی به هر برش جدید با همسایه مفید است.

در نهایت ما می توانیم مکعب را بسازیم

ما باید PCB را از سطح بالا ببریم تا هر برش را روی PCB تراز کرده و پایین بیاوریم. من از چند جعبه پلاستیکی کوچک در دو طرف PCB استفاده کردم.

با به یاد آوردن جهت قطعه انتخاب شده قبلی هنگام تعیین محل مقاومت های محدود کننده فعلی ، اکنون می توانید اولین برش را در سوراخ های PCB در یک انتهای آن پایین بیاورید. من پیشنهاد می کنم با دورترین مجموعه سوراخ هایی که از شما دور است شروع کنید و به سمت خود کار کنید.

در اینجا ما مزیت برش سیم های کادر کاتد را به صورت زاویه دار مشاهده می کنیم. این به شما امکان می دهد هریک از 24 سیم کاتد را به صورت جداگانه قرار دهید.

برای حمایت از برش و تعیین موقعیت عمودی آن ، از ریل چوبی که برای ساخت اتصالات آند استفاده می کردیم استفاده کردم و این را در امتداد PCB زیر اولین مجموعه LED ها قرار دادم. با استفاده از مربع مهندسین برای اطمینان از برش عمود بر PCB و سطح آن از انتها به انتها ، اکنون می توانید سیم های قاب کاتد را به PCB لحیم کنید.

اکنون می توانید این برش را آزمایش کنید ، اما به نظر من بهتر است دو تکه اول را روی PCB بگذارم و قبل از آزمایش اولیه ، از اتصالات آند کوتاه 2 حلقه در چند نقطه در امتداد دو برش استفاده کنم تا این دو برش اول پایدارتر شوند. پس از این دو مورد اول ، هر تکه را به نوبت آزمایش کنید ، قبل از اینکه قسمت بعدی را اضافه کنید.

آزمایش برش ها

درایورهای آند در یکی از طرفین PCB قرار دارند و سوراخ هایی در PCB وجود دارد که در نهایت ما هر لایه را به درایور آن متصل می کنیم. در حال حاضر ما از آنها با سیمهای چوبی و 8 گیره کوچک تمساح استفاده می کنیم تا به نوبت به هر لایه در هر برش متصل شوند.

با کاتدهایی که روی PCB وصل شده اند و آندهایی که با سیم ها و گیره ها به درایور متصل شده اند ، می توانیم با اصلاح کدی که برای آزمایش PCB با انیمیشن جدید استفاده کردیم ، برش را آزمایش کنیم.

• یک انیمیشن ساده بنویسید تا همه LED های برش را در هر رنگ به طور همزمان روشن کنید (همه قرمز ، سپس سبز سپس قرمز سپس همه برای سفید). شما می توانید شماره برش را به عنوان یک متغیر تعریف کنید تا بتوانید در حین آزمایش هر برش به نوبه خود آن را اصلاح کنید.
• پردازنده و برق را به PCB وصل کرده و روشن کنید.
• بررسی کنید همه LED ها در همه رنگها روشن شوند.

تنها نقصی که من در اینجا مشاهده کردم به دلیل اتصال خشک در یکی از سیم های قاب کاتد عمودی بود.

هر تکه را به نوبت لحیم کرده و آزمایش کنید.

ما تقریبا اینجا هستیم. دو عنصر دیگر وجود دارد که باید به مکعب اضافه کنیم ، در حال حاضر هر 8 برش را لحیم کرده و آزمایش کرده ایم.

اتصالات لایه آند

اکنون می توانیم اتصالات آند را با 8 حلقه ای که قبلاً آماده کرده اید ، خراب کنیم.

اینها را روی برش ها بچسبانید و در هر برش در هر دو اسلاید یک لایه را به هم متصل کنید. من خودم را جابجا کردم تا جایی که آنها حدود 5 میلی متر از نزدیکترین سیم کاتد LED فاصله داشتند. قبل از لحیم کاری تمام حلقه ها ، از صاف و یکنواخت بودن آنها اطمینان حاصل کنید و هریک از 8 لایه آند را به هم متصل کنید.

اتصالات درایور آند

تمام سیمهایی را که قبلاً برای آزمایش برشها از سوراخهای درایور آند در PCB استفاده شده بود بردارید و مطمئن شوید که سوراخها از لحیم کاری پاک شده اند - فتیله لحیم دوست شما در اینجاست.

هر یک از 8 درایور آند روی PCB باید به یک لایه جداگانه در PCB متصل شوند. درایور آند نزدیکترین اتصالات تغذیه روی PCB باید به پایین ترین سطح متصل شود ، سپس به تدریج به عقب PCB و لایه 8 حرکت کنید.

یک زاویه راست کوچک را در قطعه ای از سیم فریم راست خم کنید و طرف طولانی سیم را از طریق مکعب به سوراخ درایور آند روی PCB پایین بیاورید. اطمینان حاصل کنید که سیم مستقیم و یکنواخت است ، هیچ سیم دیگری را در مکعب لمس نکنید و سپس آن را روی لایه آند مکعب و روی PCB لحیم کنید.

برای همه 8 درایور آند کامل است.

مرحله 7: کامل است

ساخت و ساز به پایان رسید ، کار شما تمام شد.

با تمام آمادگی ، ساخت ، آزمایش شما این کار را ساده کرده اید.

• منبع تغذیه را به PCB وصل کنید
• پردازنده را به PCB وصل کنید.
• روشن کنید.
• انیمیشن ها را در نرم افزار خود بارگذاری یا فعال کنید ، روی پردازنده بارگذاری کنید و بگذارید کار خود را انجام دهد

ساخت پرونده

پس از صرف این همه ساعت ، می خواهید از سرمایه گذاری خود محافظت کنید.

ما از یک تخته بلوط و یک ورق کوچک لایه ای تهیه کردیم و در قسمت پشتی یک کاور ایجاد کردیم که می توانستیم به منبع تغذیه و آردوینو دسترسی داشته باشیم و همچنین یک پلاگین USB را در پشت کیس نصب کنیم تا دسترسی راحت تری برای برنامه ریزی مجدد امکان پذیر باشد. به

سپس ما آن را با یک قاب اکریلیک از acrylicdisplaycases.co.uk به پایان رساندیم. بسیار خوب توصیه می شود.

به شما

اکنون می توانید ذهن خود را به دو مورد معطوف کنید:

• چه نوع پشتیبان/جعبه ای را می خواهید طراحی و بسازید تا از PCB پشتیبانی کند و منبع تغذیه و پردازنده را در خود جای دهد - این را به تخیل شما می سپارم.
• وارد کد شده و شروع به طراحی و نوشتن انیمیشن های خود کنید. کوین ، نیک و SuperTech-IT کارهای بزرگی را در اینجا انجام داده اند تا شما را در راه خود آغاز کنند.

مرحله 8: کلیپ محصول نهایی در عمل

از کوین و SuperTech-IT برای انیمیشن ها و تعدادی از کارهای خودم که تا به امروز ساخته ام تشکر می کنم

مرحله 9: انیمیشن - مارها

یکی از انیمیشن های خودم برای اشتراک گذاری با استفاده از کد کوین دارا

در حلقه خالی با موارد زیر تماس بگیرید

مارها (200) ؛ // تکرارها

مرحله 10: هنگامی که وارد شیار شدید

من و برادرم هر کدام یکی ساخته ایم و روی سومی کار می کنیم:-)

UPDATE - مکعب سوم در حال تکمیل است و ما قصد داریم این یکی را به همراه دو تخته یدکی PCB (و دستورالعمل ها) برای فروش در eBay قرار دهیم.

ما عمدتا برای پشتیبانی از توسعه پروژه بعدی خود - یک مکعب LED 16x16x16 RGB ، تعدادی اصلاح در PCB انجام می دهیم

مرحله 11: آخرین نسخه My Arduino Mega Code

در پیوست جدیدترین نسخه کد من را در اینجا پیدا خواهید کرد.

این عمدتا از راه حلی است که توسط کوین داراه در اینجا تهیه شده است ، اما من این را به Arduino Mega منتقل کرده ام و یا از منابع دیگر به انیمیشن ها اضافه کرده ام یا خودم توسعه داده ام.

پین های Arduino Mega عبارتند از:

• لچ - پین 44
• خالی - پین 45
• داده ها - پین 51
• ساعت - پین 52