8x8x8 Led Küp: 9 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu talimatta, 8x8x8 Led Küpün nasıl oluşturulacağını göstereceğiz. Her şey Malaga Üniversitesi, Telekomünikasyon Okulu'ndaki Elektronik Mühendisliği 4. yıl modülüne ait 'Yaratıcı Elektronik' konusu için bir fikir olarak başladı:

Proje genel olarak ortak tasarımlı bir donanım ve yazılımdan oluşmaktadır. Donanım kısmı, Küp ve tüm bağlantıların yanı sıra tasarımı destekleyen bir tabandan oluşur. Yazılım kısmı, diğer projelere faydalı olması için gerçekleştirilmiş, ölçeklenebilir bir kütüphaneden oluşmaktadır.

Arduino Uno tarafından kontrol edilen beş yüz on iki led bu küpü oluşturur ve sütunlar ve katmanlar halinde ayrıldığından her biri ayrı ayrı açılabilir.

Lehimleme işlemi birkaç gün sürse de, projeyi kolaylaştırabilecek bazı adımlar sunuyoruz. Proje için Mavi Ledler ve NPN transistörler kullandık.

Burada gerekli malzemeyi içeren bir liste ekliyoruz:

• 512 LED.
• 220 ohm 64 Direnç.
• 9 Vardiya Kayıtları 74HC595.
• 16 2N222 Transistörler.
• Köpük tahta.
• Birkaç metre ince tel (1,2 mm).
• Şerit tel.
• Konektörler (erkek ve dişi).
• Güç kaynağı.
• Önceden delinmiş plaka (PCB).
• Yapı için destek.
• Yapı için ahşap kutu.

Umarız tüm insanlar bu öğreticiyi sever.

Adım 1: LED'ler için Şablonun Çizilmesi

İlk adım, asker sürecini kolaylaştırmak için bir şablon çizmektir. Bir köpük tahtada, bir kare çizmemiz ve onu hepsi bir inç ayrılmış 64 küçük kareye bölmemiz gerekiyor. Küçük bir karenin diğeriyle birleştiği yerde, örneğin askerler için ledleri içlerine yerleştirmek için bir tornavida ile bir delik açmamız gerekiyor.

2. Adım: Bir Üs Oluşturun

Ledlerin duracağı bir taban yapmalıyız. Ağır olmayan ama sarkık olmayan bir ahşap kalasla yapmak daha iyidir. Tahtayı aldıktan sonra 1. adımı tekrarlamamız gerekiyor, ama şimdi burada. Ahşabı işaretlememiz gerekiyor, 8 inçlik bir kare çiziyoruz, burada içeride 64 inçlik bir kare daha çizilecek.

Hepsini çizdikten sonra, bir delme makinesi kullanmanın zamanı geldi. 1 mm'lik bir parça ile her karenin birleşim yerlerinde ahşabı delen bir delik açacağız, böylece yapıyı içlerine tutacak telleri koyacağız.

Delme makinenizi alın ve delin!

Nasıl yapacağınızı göstermek için bir video hazırladık. Sonuç burada verilen bu resimler gibi görünmelidir.

3. Adım: Telleri Düz Yerleştirin

Ledler arasında kablo kullanılması yapı için daha iyidir, çünkü bunlar yapıyı daha sert veya bükülmez hale getirecektir. Normalde teller rulo halinde satıldığı için düz bir şekilde yerleştirmemiz gerekiyor. Bu adım için de bir matkap makinesine ihtiyacımız olacak.

Teli kesmeli ve matkap makinesine bir dilim koymalıyız. Üzerine sabitledikten sonra telin diğer kısmını tutmamız ve matkap makinesini açmamız gerekiyor. Birkaç saniye içinde tel bir mum gibi dümdüz olacak!

Videoda bu işlemi nasıl yapacağınızı gösteriyoruz ve işlemi daha hızlı yapmak için bir anahtar veriyoruz: Daha uzun bir teli kesebilir, bir kez düzeltebilir ve sonra kesebilirsiniz.

Adım 4: Bir Katmanı Lehimleyin

Tüm ledlerin iyi yandığından emin olduktan sonra, onları lehimleme zamanı. Süreci daha hızlı hale getirmek için katotları ve anotları ayırmamız gerekir.

Bu adımda, tüm katotlar bağlanacaktır. Her sıra için bir adet olmak üzere 64 adet led ve 11 adet tel kullanılacaktır. Nasıl yaptığımızı görebilirsiniz. Tüm telleri aynı yüksekliğe koymak için 10 sentlik 3 jeton koyuyoruz ve ardından işlem başlıyor.

Lehimleme işleminden sonra tüm ledlerin iyi kaynaklandığını kontrol etmek çok önemlidir. Bunu Arduino kullanarak, GND'ye bir kablo bağlayarak ve videoda gördüğünüz gibi her bir led'i 5V giriş ile problayarak yapabilirsiniz.

Her katodun asker olmayan kısmını kesmeyi unutmayınız.

Ve şimdi birini yaptınız, diğer yedi ile devam edin!

Biz de süreci göstermek için bazı fotoğraflar çektik.

Adım 5: Küp Yapısını Yapın

Lehimlemeyi bitirdiyseniz, bir sonraki adım Küp yapısını yapmaktır. Fotoğrafta gösterdiğimiz gibi, köpük levhadan yapılmış bazı pedlerle ayırarak bir katmanı diğerinin üzerine kaynaklayacağız.

Bu adımda, tüm anotlar tellere kaynaklanmalıdır. Anahtar, katmanı yapıya sokma zamanı geldiğinde dikey telleri tutmaktır ve işiniz çok karmaşık olmayacaktır.

Daha önce de söylediğimiz gibi ledlerin doğru çalışıp çalışmadığını lehimledikten sonra kontrol etmek çok önemlidir. Bu adımda fazla anot ayağını çıkarmayı unutmayın. Sonunda yapmak yerine şimdi yapmak daha kolay.

8 katman anotlar tarafından üst üste geldiğinde işlem tamamlanacaktır. Bundan sonra, anotlar bir PCB'ye lehimlenecektir.

Her katmanın düzgün çalışması ve ledin x, y ve z eksenlerinde yönlendirilmesi için tabandan dikey kabloların her bir dikey LED katmanına bağlanması gerekir. Bunu fotoğraflarda görebilirsiniz.

Adım 6: Tabanı Kablolayın

Sonunda küpü aydınlatmak için baskılı devre kartına girecek konektörler ekleyeceğimiz şerit tellerini kullanarak karşılık gelen katmanları kaynaklamamız gerekiyor.

Her sütunda kaynaklı bir kablo olacak ve dikey bir katman oluşturan her 8 sütun aynı erkek konnektöre bağlanacak ve daha sonra PCB'deki dişi konnektöre yerleştirilecektir. Yatay katmanlar ayrıca katotların PCB'ye bağlantı için bir arada olması için bir konektör taşıyacaktır.

Adım 7: Devreyi Lehimleyin

Devre şemasını takip ederek, tüm bileşenleri delikli plakaya kaynaklayacağız, gerekli bağlantıları köprüleyeceğiz ve kaynak yapacak yer yoksa kablo çekeceğiz.

Bu adım için ihtiyacımız var:

• Delikli plaka (şeritler veya desensiz olabilir). Desensiz kullandık
• Dirençler
• Erkek konektörler
• Kayıtlar
• NPN transistörleri
• şerit kablo

Adım 8: Küp Desteği

Ahşap örneğimizde devreyi tanıtacağımız ve küpü destekleyeceğimiz bir destek hazırlayacağız.

Nasıl yaptık? 26 cm genişliğinde, 31 uzunluğunda ve 10 yüksekliğinde bir kutu. Küpün kutunun dibine düşmesini engelleyecek ve altına giden devrelere zarar verecek bazı küçük destekler koyduk.

Adım 9: Kodlama ve Programlama

Kod, her bir ledin durumunu temsil eden 512 değerlik bir Boolean dizisinden oluşur.

İki bölüme ayrılmıştır, biri dizideki değerleri değiştirerek her bir ledin durumunu değiştirmekten, diğer bölüm ise kayıtlara bilgi göndermekten sorumludur.

Kayıtlara bilgi göndermek için, girdi olarak bir bayt tipi veriye sahip olan shiftOut () işlevi kullanılır, kayıtlarla seri iletim için saat ve veri sinyalleri üretir.

Boolean dizisini bayt türünde bir diziye çevirme ihtiyacı belirir, her bayt bir kaydı temsil eder. Küp boyutuna bağlı olarak projedeki kaydırma yazmaçlarının sayısı tasarlanır. Kodun bu kısmı, farklı boyuttaki küplere bilgi gönderilmesini kolaylaştırmak için ölçeklenebilir.

Küpte animasyonlar oluşturmak için voxelWrite() fonksiyonunu kullanıyoruz, bu fonksiyon bir ledin durumunu x, y, z gibi bazı koordinatlara göre değiştirmemizi sağlıyor.

GitHub sayfamızın aşağıdaki bağlantısında faydalı bilgiler bulabilirsiniz: