4x4x4 Led Küp: 13 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu LED küpünü neden inşa etmelisiniz?

* Bitirdiğinizde güzel ve karmaşık desen görüntüleyebilirsiniz.

* Düşünmenizi ve problem çözmenizi sağlar.

* Her şeyin ne kadar iyi bir araya geldiğini görmek eğlenceli ve tatmin edici.

* Lehimleme ve elektroniğe yeni başlayan herkesin öğrenmesi için küçük ve yönetilebilir bir projedir ve hala göz kamaştırıcı ve etkileyici desenler sergileyecek kadar büyüktür.

* Arduino kodunun yönetimi oldukça kolaydır.

* Yüksek bir eğlence için nispeten düşük bir maliyet ve elektronikte yeniyseniz öğreneceğiniz büyük miktar.

Öncelikle, kurulumu sadece birkaç saat süren (jigleri yaptıktan sonra) aynı zamanda sağlam bir tasarım olan bu hızlı 4x4x4 led küpün nasıl yapıldığını göstereceğim. Herkesin tasarım seçimlerimi anlaması için elimden gelenin en iyisini yapmaya çalışacağım. Son olarak yeni modellerin nasıl 2 farklı şekilde programlanacağını açıklayacağım.

Gereçler

Parçalar:

1. 10cm * 15cm prototip tahtası - 1x 2 adet
2. sn74hc595n - 2x 0,57 ABD doları
3. 120 ohm dirençler - 16x 0,04 ea(Değer LED'inize bağlıdır, 7. adıma bakın)
4. 10k ohm dirençler - 4x 0.10 $ adet
5. Fqp20n06l N kanalı MOSFETS - 4x 0,95 ABD doları
6. Arduino nano v3 - 1 adet 22$
7. 5,5 mm dc jak - 1x isteğe bağlı 0,35 ABD doları
8. Kalaylı bakır tel 20 AWG - 15ft 0.12 USD/ft
9. Şerit kablo 40 iletken veya diğer küçük ölçülü (AWG) tel - 1 ft'den az 2,3 $/ft
10. 5 mm kontrplak 6", 12" - 1 x 2 adet
11. lehim 0,8 mm - 1x 10,89 ABD doları
12. 1" x 6" x 4' pano - 6" 8,39 ABD doları
13. 5 mm dağınık LED'ler - 64 $ 15 dolarlık set
14. 100nf seramik kapak - 2x 0,25 adet

Küp başına tahmini maliyet: 40 ABD doları (parçalar toplu olarak satın alınırsa, maliyet önemli ölçüde düşecektir)

Aletler:

1. Kargaburun x2
2. Düz kesiciler veya Yan kesiciler
3. Havya
4. Tel striptizci
5. Masa testeresi
6. Matkap (Matkap presi önerilir)
7. Demir testeresi veya şerit testere
8. Programlama için bilgisayar

Adım 1: İlk Jig**

İlk mastar 2) 0,8 mm matkap uçlarından, prototipleme panosundan ve LED için 5 mm'lik bir delikten oluşur. Prototipleme tahtanızı alarak başlayın (en az 2 cm genişliğinde ve merkezden deliklerin ortasına 2,54 mm (0,1") boşluk bırakarak) kartın kenarlarından birindeki ilk noktayı işaretleyin. Ardından düz bir çizgide hareket ettikten sonra başka bir işaret yapın 3 delik daha açın. Sonra 2 delik daha yukarı olan noktayı işaretleyin(bkz. resim #1)Sonraki ortadaki işaretli delikte 5mm'lik bir delik açın 13/64 inçlik bir uç kullandım ve iyi çalıştı. daha küçük uçlar kullanın ve delikte mükemmel bir şekilde ortalandığından emin olmak için 13/64 inç'e kadar çalışın, eğer küpün tamamı çıkmazsa. Tüm deliklerin prototipleme panosuna dik olduğundan emin olun, varsa bir matkap presi kullanın, ancak bir el matkabı işe yarayacaktır. Kes 3) 1" kareler Şerit testere kullanmak en kolayıdır, ancak bir el testeresi de işe yarayacaktır. Elmer tutkalı ile, tüm kenarları üst üste gelecek şekilde küçük bir tahta yığını yapın. Son olarak prototipleme panosuna yapıştırın, hepsini birbirine kenetleyin ve bekleyin. Her şey kuruduktan sonra her şeyi yeniden delin, böylece prototipleme panosundaki delikler ahşap destek boyunca ilerler. 0,8 mm'lik uçları kenarda açılan deliğe yerleştirin. Her şey doğru yapıldıysa, 2. resimdeki gibi görünmelidir.

**Resimdeki aparatlar 8*8*8 LED küp yapmak için tasarlanmıştır, bu yüzden biraz büyük boydadır. Jig'iniz daha küçük olacaktır. Bu aparatlar, Steve Manley'nin 8*8*8 RGB LED küpü için tasarladığı tasarıma dayanmaktadır. Harika görünüyor ve çalışıyor. Videolarına bakmanı tavsiye ederim.

onun youtube kanalı

2. Adım: İkinci Jig**

İkinci mastar 5 mm kontrplaktan yapılmıştır. 4" x 2" olan 3 parçayı işaretleyip keserek başlayın, bunun için şerit testere kullandım ama el testeresi de işe yarayabilir. Parçalardan birinde, her iki ucunda 2" tarafında 1" işaretleyin ve ikisinin arasına bir çizgi çizin. 4" tarafında, daha önce yapılmış çizgide 1/2" girin, bir sonraki işaret mevcut olandan 1" olmalıdır, siz tahtanın sonuna ulaşana kadar devam edin. Diğer iki parça, elmer yapıştırıcısı ile hizalanmalı ve yapıştırılmalıdır. Yapıştırıcı kuruduktan sonra hem işaretli hem de yapıştırılmış kısmı aynı hizaya getirin ve bunları birbirine kenetleyin. Çizgiler tahtada kesiştiği noktalarda 5mm(13/64) delikler açın. Son adım yapıştırılan parçanın deliklerini yapmaktır. daha büyük 1/4" ile gittim.

Adım 3: Üçüncü Parça**

Üçüncü mastar 1" x 6" boyutunda bir parçadan yapılmıştır. İlk önce tahtayı yaklaşık 5 "uzunluğunda daha yönetilebilir bir bölüme kesin. Bu yapıldıktan sonra, bahçeleri yaklaşık 1/4 inç derinliğinde kesmek için bir masa testeresine götürebilirsiniz, herhangi bir yönlendirme işe yarayacaktır. Koruların ortasından ortasına 1 inç. Kesik (testere bıçağının yaptığı yarık) 0,1" genişliğinde olmalıdır. Kartın kenarından ilk yuva inçini keserek başlayın. Ardından testereyi kapatın ve çiti 1" üzerine getirin, tahtanızda 4 yuva kesilene kadar bu işlemi tekrarlayın. Jig yukarıdaki resimdeki gibi görünmelidir.

Adım 4: İlk Jig'i Kullanma

Bu, LED'lerin tüm uçlarını büken yapının en monoton kısmıdır. Bu aparatı kullanmak istemenizin nedeni harika görünen sağlam bir yapı elde etmektir. İlk jig'inizi alın katodu (kısa uç, resim 2) daha yakına (0,2 ) matkap ucuna kadar bükün, ardından ucun etrafına sarın ve gevşetin. Anodu alın ve ikinci ucun etrafında bükün ve gevşetin. Fazlasını kesin. gömme kesiciler / yan kesiciler ile ilerletin ve LED'i çıkarın Hem anodu hem de katodu düzleştirin Katodu aşağı bakacak şekilde 90 derece çevirin (bkz. resim 3) işleme 63 kez daha devam edin.

Not: Uçları matkap uçlarının etrafında bükmek için küçük bir kargaburun olması genellikle yararlıdır.

Adım 5: İkinci Jig'i Kullanma

Bu mastarı kullanmadan önce 20 gauge (awg) kalaylı bakır telimizi düzeltmemiz ve kesmemiz gerekiyor. İlk önce en az 36 4 tel kesitini kesin, 4 bölüm daha yaparsanız en iyisidir çünkü bu küpü simetrik yapar (not: uzunlamasına kesmeden önce telin daha büyük kısımlarını düzeltmek yararlıdır, ancak her iki şekilde de işe yarayacaktır)) Teli düzeltmek için iki pense alın ve her iki ucundan teli biraz gererek çekin. Bu yöntem zordur, bu yüzden bir mengeneniz varsa teli mengeneye sıkıştırıp oradan çekebilirsiniz ve çok daha iyi olacaksınız. Sonuçlar daha kolay. Tüm kabloları hazırladıktan sonra 4 LED'i jig #2'ye yerleştirin (bkz. resim #2). (lehim yapmadan önce tüm LED'leri test etmeniz önerilir). Tüm LED'leri lehimledikten sonra üst kısmı kaldırın ve LED'lerin yuvarlak uçları düz yüzeyde olacak şekilde mastara bastırın. LED dizisi dışarı çıkmalıdır. Şimdi bu işlemi 16 kez daha yapın.

Adım 6: Üçüncü Jig'i Kullanma

Artık 16 sıra LED'inizin tamamına sahip olduğunuza göre, son aparatı kullanmanın zamanı geldi. 4 şerit LED alın ve farklı bölümlerdeki tüm deliklerin aynı hizada olduğundan emin olarak metal bağlantı kablolarını yuvalardan birine yerleştirin. Tel bölümlerinizden birini aşağıdan yukarıya o sütunun kalan deliklerine yerleştirin. Kare olduğundan emin olun, ardından 16 bağlantıyı da lehimleyin ve 3 tane daha yapmaya devam edin.

Adım 7: Elektronik

Yapmanız gereken ilk şey, küpün çalışması için gereken 16 direnci hesaplamak. Bu, bu hesap makinesi veya Direnç = (voltaj kaynağı - LED voltajı) / led akımı formülü ile yapılabilir. Tek sorun, çoğu zaman satıcının gerekli değerleri vermemesidir. Aldığım LED kiti için verilen bağlantıyı kullanıyorsanız, sarı LED'ler 2v olduğu için 120 ohm'a ve mavi 75 ohm 3v'ye ihtiyaç duyar. Bu konuda endişelenmek istemiyorsanız, kitte verilen 220 ohm'u kullanabilirsiniz, iyi çalışması gerekir, ancak küpünüz bazen biraz soluk olacaktır, sarı biraz soluk olabilir (bulduğum en parlak renk) Bu kit mavidir, dağınık olmayan beyaz hariç).

Adım 8: Elektronik

Şimdi 2 seçeneğiniz var, aşağıdaki şemadan çıkabilir/iyi bir yerleşime yardımcı olması için resimleri kullanarak kendi düzeninizi oluşturabilirsiniz, aşağıda bulunan Gerber dosyasını kullanarak özel bir PCB sipariş edebilirsiniz (birkaç tane yapıyorsanız harika).

PCB ve şematik-- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526|e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

Adım 9: Küpü Prototip Tahtasına Lehimleme

Artık elektroniği birbirine bağladığınıza göre, daha önce yaptığınız 4 dikey bölümü almanız gerekiyor. İlk resimde gösterildiği gibi bölümlerden birini prototip tahtası ile kare olacak şekilde lehimleyin. Son 2 tanesini de aynı şekilde ekleyerek aralarına 9 delik olacak şekilde bir tane daha ekleyin.

Adım 10: Katmanları Birleştirme

Daha sonra, ortak katot katmanlarını bağlamanız gerekir, düzleştirilmiş bir tel parçası alın ve dışarı çıkan ortak katot telinin üzerine yerleştirin, her kesişme noktasında bir lehim bağlantısı yapın. En az 4 yapmanız gerekiyor ama bunu küpün simetrik görünmesi için her iki tarafta da yaptığımı fark etmiş olabilirsiniz. Tüm katman bağlantılarını yaptıktan sonra, prototipleme panosundan küpün katmanlarına tel eklemeniz gerekir. Bu, yaklaşık 1/2 dışarı çıkan 90 derecelik bir kıvrıma sahip düzleştirilmiş bir tel bölümü alarak yapılabilir. Telin uzun ucunu, ilk katmana bağlamak istediğinizde yakınına yapıştırın, lehimleyin. bir delikten dışarı çıkarken ve bir sonraki katmana geçerken tekrarlayın.4 katman bağlantılarının tümü bittiğinde bir sonraki adıma geçin.

Adım 11: Kablolamanın Son Bitleri

Bir sonraki kısım, MOSFET'lerin tahliyesini katmanlara bağlamaktır, ilk resme bakın. Bu yapıldıktan sonra, vardiya kayıtlarının çıktılarını küpün sütunlarına bağlayın. Daha fazla ayrıntı için şemaya bakın.

Adım 12: Küpünüzü Programlama

Küpü kodlamak için 3 seçeneğiniz vardır, sağlanan kodları kullanın, arduino kullanın veya daha kolay bir kodlama deneyimi elde etmek için arduino ile python kullanın. Açıklayacağım tek şey, kullanımı en kolay olduğu için python ile arduino ama arduino/dil yapısı ile biraz deneyime ihtiyacınız olacak. Arduino yazılımı ile başlayıp python için tkinter library ile biten sırayla tüm linkleri indirerek başlayın. Python editörünün çalışma şekli çoğunlukla kendi kendini açıklayıcıdır, sadece aşağıdaki python kodunu çalıştırın. Kaydet düğmesine bastığınızda, python kabuğu, slaytlar yazan arduino dizisine yapıştırmanız gereken ikili baytları tükürür. Daha sonra arduino dizisine delay_array sahip olduğunuz slayt sayısının ihtiyacınız olan gecikme sayısı olduğunu söyleyen gecikmeler eklemeniz gerekecektir. Arduino nano'nun hafızası nedeniyle kullanabileceğiniz maksimum slayt sayısı 150'dir, kulağa çok gibi geliyor ama grafiksel çeviriler yapmaya başladığınızda bu sayıyı çabucak tüketiyor.

Python dosyası dışında tek dosya olarak indiremediğim için kodlar 3'lü gruplar halinde.

dosya gruplamaları (düzgün çalışması için gruptaki tüm dosyaların aynı klasöre konması gerekir)

sabit kodlanmış arduino (clear_all, led_cube_4x4x4, show_pattern)

arduino bayt kodlu dosyalar(clear, easy_programing_v2, show_pattern)

python gui (4x4x4 kod üreteci V2)

www.arduino.cc/en/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

Adım 13: Tamamlandı

Bu noktada, küpünüzde en az birkaç desen görüntüleyebilmelisiniz ve umarım her şey yolunda gitmiştir.

Herhangi bir sorunuz varsa, yorumlarda aşağıya sorun.