LED Küp Ekran: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu projede ekran olarak 8x8x8 LED küp oluşturacaksınız. Küpü oluşturduktan ve kod temellerini öğrendikten sonra, kendi ekran animasyonlarınızı yazabileceksiniz. Bilimsel amaçlı harika bir görsel ve odanıza güzel bir dekoratif katkı olacak! Küp oluşturma sürecinde, gelecekte daha karmaşık projelerin önünü açan bir dizi temel elektronik becerisi kazanacaksınız.

Bu Elektronik kursu için benim bireysel projem ve yaklaşık beş hafta sürdü. Bu projeye haftada 12 saat harcadım ve tipik olarak bir kolej elektroniği laboratuvarında bulunan parçalara ve araçlara erişebildim. İş yükü çocuk oyuncağı olmasa da uygulamalı uzmanlık gerekmediğini bilmek de iyi olabilir. Bunun yerine, yol boyunca çok fazla deneyim kazanacak ve kendi hatalarınızdan öğreneceksiniz.

Feragatname: Tasarımı ve kodu, 8x8x8 RGB küpü yapan (böylece işi üçe katlayan) Kevin Darrah'dan (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) ödünç aldım. Dalga formu gösterimi kendi çalışmamdır. Projeye başlamadan önce tüm LED videolarını izlemenizi şiddetle tavsiye ederim! Bu karmaşık proje için çok önemli olan her şeyin nasıl çalıştığını anlamada son derece yardımcı oluyorlar! Devre bağlantılarını ve kodu tartışırken devre ve genel mimari hakkında kısa açıklamalar yaptım, bu yüzden teorik bir anlayış kazanmak için önce o kısma geçmekten çekinmeyin:)

Adım 1: Parça Listesi

• ~30 yedek parçalı tek renkli DIFFUSED LED'ler x512 (Kendimde üç renk kullandığımı fark edebilirsiniz. Bu, orijinal olarak dalga biçimi genliğini yansıtmaya yardımcı olmak için tasarlanmıştır (örneğin kırmızı, daha yüksek genlik anlamına gelir), ancak dilimleri doğru şekilde lehimlemedim, bu nedenle Sonunda onları aynı şekilde ele aldım. Hala dikey yönde renk varyasyonları yapmakla ilgileniyorsanız, lütfen dikey dilimler adımındaki notları okuyun:))
• PC kartları, orta boy x7 ve küçük x2 (Bunlar benim laboratuvarımda mevcut olanlardır, ancak lütfen sizin için hazır olana göre boyutu ayarlamaktan çekinmeyin! Referans için lütfen devre bölümünü okuyun. Bunu yeni başlayanlar için PCB'ler buldum. bağlı şeritler olmadan daha uygundur, çünkü esas olarak istediğiniz zaman bağlantıları ekleyip kesebilirsiniz. Lehim sökme zor olabilir!)
• NPN 2N3904 transistörler x72
• 1k direnç x 150
• 100 Ohm direnç x 72
• P-kanallı MOSFET'ler IRF9Z34 x8 artı 8 klipsli ısı emici
• 100 mikro Farad kapasitör x8
• 74HC595 kaydırma yazmaçları x9
• Arduino Uno + vida kalkanı (proto-screwshield R3 kiti kullandım)
• 8 renk izolasyonlu tel (Farklı renkler kullanmanızı şiddetle tavsiye ederim! Bir çok tel yan yana gelecek ve devreyi kontrol ettiğimizde renkler gerçekten yardımcı oluyor.)
• 5V 2.8A güç kaynağı (güç kaynağı akım sınırınız 64*'ten yüksek olduğu sürece (1 LED üzerinden akım), iyi çalışması gerekir:))
• tel terminaller
• 8 pimli ve 6 pimli Molex başlıkları.
• 8 pinli ve 6 pinli Molex tel muhafazası (bunların miktarı PCB boyutunuza ve devre tasarımınıza bağlı olarak farklı olacaktır, bu nedenle ihtiyacınız olan sayıya karar vermeden önce lütfen tüm Talimatları (özellikle devre kısmı) okuyun:))
• Lehim
• Çıplak bakır tel (güvenli tarafta olmak için bundan 50m hazırlayın)
• Büyük ahşap tahta (her iki tarafta yaklaşık 9 inç)
• 12 inçlik tahta şiş (isteğe bağlı; düz teller yapmanın bir yolunu bulursanız buna ihtiyacınız olmaz)
• selobant
• uzun tırnaklar x16

Aletler

• Havya
• Tel makası
• pense
• tutkal tabancası (isteğe bağlı; düz teller yapmanın bir yolunu bulursanız buna ihtiyacınız yoktur)
• kıvırıcı
• ısı emici kelepçeler x2 (timsah klipsleri de işe yarar)
• tel striptizci

Adım 2: LED Satırları Yapmak

Her şeyden önce, tüm LED'leri test edin! LED ve 100 Ohm dirençli bir devre kurdum. Daha sonra bir seferde bir LED'i test ettim ve bunu diğer LED'e paralel olarak ekledim. 1) kırık LED'leri, 2) anotlu ve katodlu LED'leri (hangisinin ters çevirdiğini "hatırlamak" istemezsiniz!) 3) dimmer LED'leri atmak istiyoruz.

Ardından, aynı zamanda küp için son montajım olan ahşap mastarı yaptık. Deliklerin merkezi arasında 1 inç olacak şekilde 8x8'lik bir ızgara delin. LED'lerinizin çapının hemen üzerinde bir çapa sahip matkap uçları seçin, böylece deliklere sığabilir ve yine de düz kalabilirler. Tahta yüzeyini düz tutan çevreye ekstra ahşap şeritler çiviledik (tahta için kontrplak kullandık, bu yüzden biraz esnek oldu). Ek olarak, bu, LED'lerin deliklerden geçebileceği şekilde delikli alanları yükseltti. Bir tarafı seçin ve deliklerin merkezleriyle aynı çizgiye iki uzun çivi koyun. Telleri bu çivilere bağlayacağız.

Artık LED sıraları yapmaya başlayabiliriz! Düz teller yapmanın etkili bir yolunu bulamadım, bu yüzden sadece tahta bir blok kullanarak telleri çözdüm. Teli bloğun kenarına yerleştirin; teli bloğun bir tarafında baş parmağınızla aşağı doğru tutun ve teli içinden çekin; bloğun kenarı teli çözecektir. Başparmağınızı korumak için eldiven giymenizi tavsiye ederim:(Uzun "bacak", anot bir yöne bakacak şekilde 8 LED'i bu sıraya yerleştirin. Onları tel üzerine lehimleyeceğiz. Anot ayağı ile katot ayağının oluşturduğu düzlemin tel hattına dik olması ve katot ayağının telden uzakta olması gerektiğine dikkat edin. Kabloyu bir çiviye bağlayın ve düz ve gergin olana kadar LED'lerin üzerinden geçmek için çekin. Diğer tırnağa bağlayın. Tel yüksekliğini ayarlayın (LED ayağında küçük bir düz alan fark ettim ve kabloyu tüm LED'ler için bu alana değecek şekilde ayarladım). Bu yükseklik isteğe bağlıdır, ancak lütfen tutarlı olun. Aklınızda bulundurun: 1) küpünüzdeki seviye yükseklik farkı kabaca 1 inç olacak (böylece teller çok yüksek olamaz); 2) LED'ler havyanın ısısı altında kırılabilir (bu nedenle teller çok düşük olamaz) (bundan şahsen herhangi bir sorun yaşamadım). Şimdi teliniz tüm LED'lerin uzun ayağına dokunarak bir haç oluşturmalıdır. Kabloyu ve anot uçlarını lehimleyin ve ardından uçları kesin.

Bu projede, iki farklı lehim bağlantı kontağı konfigürasyonu denedim. Biri yukarıda açıklanan çapraz temas, diğeri ise LED ayağını temas eden teller paralel olacak şekilde bükmektir. Teorik olarak, paralel temas bağlantıları gerilime daha dayanıklıdır, ancak LED'lerin ne kadar hafif olduğu düşünüldüğünde, çapraz bağlantılar muhtemelen o kadar zararlı değildir. Tel ve LED ayakları lehimleme konusunda çok fazla pratik kazanacaksınız, bu yüzden farklı teknikleri denemekten çekinmeyin! Düz uçlu bir havya kullandım ve kişisel olarak lehim lekeleri üzerinde daha iyi kontrol ve daha büyük bir ısı temas yüzey alanı sağladığını düşünüyorum.

Lehimlemeyi yaptıktan sonra, bağlantıları kontrol etmek için LED kontrolü için devre tahtası kullanın (önemli). Pozitif ucu tele kelepçeleyin ve negatif ucu kısa LED ayaklarından geçirin. Hepsi yanmalı! Hepsinin iyi olduğunu kontrol ettikten sonra, LED'leri yerinden çıkarmak için yavaşça tahtanın altından itin ve teli tırnaklardan yukarı kaydırın. İlmekli uçları kesebilirsiniz, ancak kesinlikle biraz uzunluktan tasarruf edin!

LED'im yanmazsa ne olur?

Kontrol edebileceğiniz ilk şey, katodu alıp almadığınızı ve anotun ters çevrilmiş olup olmadığıdır. Ardından, pozitif ucu tüm kablo yerine LED bacağına kesmeyi deneyin. LED'iniz bu şekilde yanıyorsa, LED'i yeniden lehimleyebilirsiniz. LED'iniz hala yanmıyorsa, başka bir tane ile değiştirin.

64 adet LED sırası yapmamız gerekiyor:)

Adım 3: Dikey Dilimleri Lehimleme

Önizleme olarak, her katmandaki tüm anotlar bağlanır ve her dikey sütundaki tüm katotlar bağlanır. Şimdi dikey dilimler yapmamız gerekiyor. Kabloları bağlamak için tahtaya koyduğumuz iki çiviyi hatırlıyor musunuz? Şimdi 14 tane daha aynı şekilde yerleştirin:) (Dikkat: Tırnak uçlarını güzelce törpüleyin! Parmaklarınızı o uçlara çok bastıracaksınız.)

Şimdi tahtaya 8 LED sırası yerleştirin ve bacaklarının aynı yöne baktığından emin olun. Tellerin çivi sıralarına paralel olması gerektiğini unutmayın! LED'leri, hepsi aynı yükseklikte olacak şekilde aşağı doğru bastırın. Bazı LED'ler dışarı çıkmaya devam ederse (belki de telinizdeki eğrilikten dolayı), uçlarını tahtaya bantlayın. Şimdi telleri daha önce olduğu gibi tırnakların üzerinden geçirin. Sadece kabloları yaklaşık olarak aynı yükseklikte olacak şekilde göz küresi yapabilirim, ama sorun değil çünkü gerçekten umursadığınız şey, LED'lerin aynı yükseklikte olmasıdır.

Katot uçlarını tellere lehimleyin. Burada paralel temas lehimleme konfigürasyonunu kullandığımı fark edeceksiniz ve bunu çapraz bağlantılardan daha sağlam ve daha iyi buldum, ancak daha fazla zaman aldı çünkü 1) telleri pense ile bükmeniz; 2) bükülmüş bölümün ana tele temas ettiğinden emin olun; 3) O kısmı doğru yükseklikte olacak şekilde bükün, çünkü havyanız açılı olarak girecek ve ütünün her iki tele aynı anda dokunması gerekiyor.

Farklı katmanlarda farklı renkler kullanmak istiyorsanız…

Dilimlerinizin her birinin renk düzenini yansıttığından emin olun. Örneğin, üstteki üç katmanın sarı LED, ortadaki ikisinin turuncu LED ve alttaki üçün kırmızı LED olmasını isteseydim, bu sırayla üç sarı LED sütunu, iki turuncu ve üç kırmızı LED yerleştireceğim.. Renk sıranızın ve LED yönünün sekiz dilimin tümü için tutarlı olduğundan emin olun!

Her dilimdeki tüm LED'leri test etmek için devre tahtası kurulumunu kullanın. LED'leriniz havanın ortasında yerine sabitlendiğinde burada yeniden lehimlemek kesinlikle daha kolaydır.

Telleriniz kendi üzerinde düz değilse, henüz çividen dilimi ÇIKARMAYIN! Sonraki adımı okuyun

Zaten düz kablolarınız varsa, LED'leri aşağıdan hafifçe itin ve dilimi tırnaklardan kaydırın. Henüz uçları kesmeyin:)

Adım 4: Dikey Dilimleri Destekleme

Tellerinizde benimki gibi biraz eğrilik varsa, çevre boyunca sert destek ekleyerek onları düz bir düzlemde olacak şekilde sabitleyebiliriz. 12 inçlik tahta şişleri Amazon'da kolayca bulunabildiği için seçtim. Kenarlarına şişleri yapıştırdım ve çerçeveyi güçlendirmek için köşelere küçük parçalar ekledim. Ayrıntılar için fotoğraflara bakın. Sadece iki şişin tellere tamamen bağlı olduğunu ve diğer iki şişin tüm ızgaranın üzerinde olduğunu unutmayın. Çerçeveyi önce köşe parçaları olmadan test etmenizi öneririm. Dilimleri üst üste dizerken ekstra kısa çubukların LED'lerin önüne geçtiğini ve tutkal bağlantılarının muhtemelen LED ızgarasını tutacak kadar güçlü olduğunu gördüm. Izgara hala biraz şişiyorsa, yapıştırılmamış iki tarafa bastırın ve telleri birkaç noktadan şişlere yapıştırın. Henüz gevşek uçları kesmeyin! Özellikle, LED'leri yerden uzak tutabilmemiz için, küpün alt tarafında olacak tarafta oldukça uzun bir şiş bulundurun.

Adım 5: Küpün Montajı

Artık dilimlere sahip olduğumuza göre küpü yapabiliriz! Dikey dilimleri birbirine yapıştırmaktansa üst üste koymayı daha kolay buldum, ancak bir ortak çalışanınız varsa, doğaçlama yapmaktan çekinmeyin! Hatalardan kaçınmak için, dilimleri önce başka bir şiş setine yapıştırın ve daha sonra bağlantı tellerini ekleyin. Fotoğrafta gördüğünüz gibi, katmanları hizalamak ve desteklemek için köşelere dört şiş yapıştırdım. İdeal olarak katmanların birbirinden 1 inç uzakta olduğunu unutmayın. LED'lerimin önceki katmandaki ahşap çerçeveye dayandığını buldum, bu yüzden onları yapıştırırken onları tutmak zorunda değilim, ancak dilimleriniz daha düşük bir yükseklikte duruyorsa, bir işbirlikçi veya bazı ahşap şeritler (fotoğrafa bakın) Yardım. Dilimleri yapıştırmadan önce, yönlerinin doğru olduğundan emin olun! Katot ve anot uçlarının tutarlı yönlere işaret etmesini istiyorsunuz. Ayrıca LED'lerin yönünü de kontrol edin.

Her katmanı istiflediğinizde LED'lerin yandığından emin olmak ÇOK önemlidir! Hepsini bir araya getirdikten sonra küpün merkezine ulaşmak neredeyse imkansız olurdu.

Ahşap çerçevelerimin birbiriyle aynı hizada olmadığını fark edebilirsiniz, ancak LED'lere bakarsanız daha iyi hizalanırlar! Bu küpü karanlık bir ortamda göreceğimiz için çerçevenin yanlış hizalanması kabul edilebilir.

Ardından, anot uçlarını aynı seviyede lehimlemek için ek teller kullanın. Kabloları orada tutmakta zorlanıyorsanız, kabloyu uçlardan "örmeyi" deneyin (telin kabloları geçme şeklini yukarıdan aşağıya doğru değiştirin). Ana LED yapısı zaten ayarlandığından ve LED'leri açtıktan sonra yan teller çok görünür olmadığından, bu kabloların mükemmel şekilde düz olmaması sorun değil.

Güvende olmak için (temkinli tarafta olmayı tercih ederiz, evet?), tüm LED'leri tekrar test edin. Bu noktada, küpün ortasındaki ışıklardan biri yanmazsa, bunu ele almanın basit bir yolu olup olmadığından emin değilim:(Ancak, üst üste binerken LED'leri kontrol etme konusunda titiz olsaydınız katmanlar, LED'ler hala iyi durumda olmalıdır.

Şimdi alt kısım hariç tüm tel fazlalığını kesebiliriz. Artık küpü geçici olarak kaldırabiliriz! Tebrikler! Şimdi daha yolun yarısındayız:)

Adım 6: Devre Bağlantıları

Devre elemanlarını PC kartlarına yerleştirmeden önce lütfen pdf şemalarını okuyunuz. Bu şema Kevin Darrah'ın RGB küpü içindir ve küpümüz tek renkli LED'lere sahip olduğundan, iş yükümüz aslında bunun sadece üçte biri kadardır (özellikle katot kontrollerinin üçte birine sahibiz). Önce aralığı test etmek için tüm devre elemanlarını PCB'lere koymanızı şiddetle tavsiye ederim. Özellikle vardiya kayıt panoları ve anot kontrol panoları için çalışmak için kendinize daha fazla yer verin. Ardından devre bileşenlerini boşaltın ve bir seferde yalnızca birkaç tane lehimleyin, çünkü çok fazla devre bileşeni ayağı araya girmeden lehimlemek daha az zor.

anot ve katot devreleri

Devre tasarımımız, anot devresine ve katot devresine girişler hem 5V (veya YÜKSEK) olduğunda, LED yanar. İlk önce anot devresinden geçelim. Giriş YÜKSEK olduğunda, transistör hızla doygun hale gelir ve kollektör voltajı 0'a yakın düşer, bu da MOSFET Kapısının DÜŞÜK'e çekildiği anlamına gelir. MOSFET Kaynağı 5V'a bağlı olduğundan, Kapıdaki DÜŞÜK, Tahliye voltajının YÜKSEK olarak ayarlandığı anlamına gelir. Kaynak üzerindeki kapasitör, sistemin kararlı kalmasına yardımcı olur.

Katot kontrol girişi YÜKSEK olduğunda, transistör tekrar doygun hale gelir ve kollektör voltajı 0V'a gider. Kollektör terminali, bir akım sınırlama direnci aracılığıyla LED'e bağlanır. LED özelliklerine göre akım sınırlayıcı direnci seçebilirsiniz. Kırmızı, turuncu ve sarı LED kullandığım için 100 Ohm kullandım. Artık LED'in pozitif tarafının yukarı kaldırıldığını ve negatif tarafının alçaltıldığını görüyoruz ve LED yanıyor.

64 katot ucuna (her sütun) ve 8 anot ucuna (her katman) sahip olduğumuz için, 64 takım katot kontrolüne ve 8 takım anot kontrolüne ihtiyacımız var. Her shift register 8 kontrole bağlandığından ve 8 bağlantı kablosu aynı yere gittiğinde daha düzenli göründüğü için 8 kontrolden oluşan komple setlerin aynı kart üzerinde olmasını tavsiye ederim. Panoları aşırı doldurmamaya dikkat edin! Çok fazla kablo kullanacağız, bu yüzden kendinize yeterince yer ayırdığınızdan emin olun! Tüm bileşenleri tahtaya lehimleyin. Çalışma yüzeyi kararlılığınızı artırmanın bir püf noktası, aynı yüksekliğe sahip bileşenlere lehim yapmaktır (örneğin, dirençlerin düşmesini önlemek için tüm dirençleri lehimledikten sonra transistörleri lehimleyin). Her 8 katot kontrol devresi seti için, LED küpüne veri çıkışı sağlayan bir adet 8 pinli başlığı lehimlediğinizden emin olun.

Şemalardan belli değil ama nerede bir transistör varsa onu GND ve 5V'a bağlamamız gerekiyor

shift register devreleri

Shift registerlar birbirine 6 kablo ile bağlıdır. 5V, GND, CLOCK, LATCH ve BLANK için paralel, DATA için seri olarak bağlanırlar. Kabloları bağladığınızda, DATA her zaman seri hattın en sonuna gittiği için katot kaydırma yazmaçlarının dizinin sonunda olduğundan emin olun. Temel olarak, Arduino, DATA hattı bağlantısından aşağı akan bir ikili kod dizisi gönderir. İkili kod daha sonra vardiya kaydı başına 8 bit olarak paketlenir. 8 kaydırmalı yazmaç terminali daha sonra 8 katot/anot kontrolüne bağlanır. 5V küpün tamamına güç sağlar ve aynı anda yanan maksimum 64 LED'imiz olduğundan, toplam akımın güç kaynağı sınırınızı aşmadığından emin olun. Diğer pinler temel olarak verilerin ne zaman kaydırma kayıtlarına girdiğini ve verilerin kaydırma kayıtlarından devre kontrollerine ne zaman bırakıldığını kontrol eder. Her kaydırma yazmacının kendi 8 pinli başlığına sahip olduğundan ve her kaydırma yazmacı kartının (sonuncusu hariç) 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ve DATA kablosunun gidebileceği 6 pinli bir başlığı olduğundan emin olun. sonraki vardiya kayıt panosu.

Arduino devresi

Arduino'daki devre çok basittir. Temel olarak Arduino'dan çıkan 6 kablomuz var (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK ve DATA). GND kablonuzun Arduino'nun GND'sine bağlı olduğundan emin olun (Aslında bu projedeki tüm GND'lerin bağlı olması gerekir), ancak 5V kablonuzun bağlı olmadığından emin olun! Darrah'ın şemasındaki Arduino'nun aslında ATMEGA çipinin terminallerini gösterdiğine dikkat edin. Çip ve Arduino arasındaki ilgili terminaller için ekteki resimlerden birine bakın.

Kabloları Arduino'ya doğrudan çalıştırmamak için bir vidalı kalkan kullandık. Vida korumasına lehimlemeniz gereken parçalar, dijital portlar için istifleme başlık pinleri, 1 adet 6 pinli başlık ve 1 adet 2 portlu terminal bloğudur. Denge için diğer tarafa başka bir sıra istifleme başlığı pimi ekleyebilirsiniz. (Resimlerde gösterilen mavi klemenslerin aslında hiçbir şey yapmadığını unutmayın). Şemalara göre lehimleyin. Önemli not: Sadece güvende olmak için, 6 pinli başlıktaki 5V terminalini Arduino'nun 5V'sine DEĞİL, güç kaynağının (yeşil terminal bloğu olan) 5V'sine bağlayın. Bu şekilde Arduino'nuza bilgisayarınız tarafından güç sağlanır ve devrenizdeki 5V'nin tamamı güç kaynağından sağlanır. Ancak, tüm GND'leri birbirine bağlayın. 6 pinli başlığın GND pinini ve klemensin GND pinini vida siperi üzerindeki GND şeridine lehimlediğimi resimden anlayabilirsiniz.

Kaydırmalı yazmaç devrelerini kontrol etmenin yollarını bilmesem de, bir devre tahtası kullanarak anot ve katot kontrol devresini kontrol edebiliriz ve etmeliyiz. Ayrıntılar için fotoğraflara bakın. Temel olarak kart girişlerini hepsi 5V olacak şekilde bağlarız. Sonra çıkış voltajlarını kontrol etmek için bir multimetre kullanabiliriz. Anot kontrollerinden gelen çıkış voltajının sadece yaklaşık 4V olduğunu bulduk, ancak bu MOSFET'ten beklenen bir sonuçtur.

Kablolama ipuçları:

• Panolar arasındaki bağlantı kablolarınızın uzunluğundan tasarruf etmeyin! Çok sayıda panonuz ve çok sayıda kablonuz olacak ve panolar iyi ayrılmışsa sorun giderme için daha net ve kolay olacaktır.
• Hangi telin hangisi olduğunu ayırt etmek için farklı renkler kullanın. Bu, özellikle kaç kabloya ihtiyacınız olacağı düşünüldüğünde çok önemlidir. Daha sonra bu telleri sabit bir sırayla tel muhafazasına yerleştiriyoruz. Güvenli kablo terminalleri yapmak için iyi bir kıvırıcı kullanın.
• Başlıkların ve kablo muhafazasının kullanımında tutarlı olun! Projemde belirli bir pano için tüm girişler tel yuvalardan geliyor ve çıkışlar başlıklardan çıkıyor.
• Başlık terminalleri birbirine oldukça yakın olduğu için, özellikle benim gibi lehimleme konusunda nispeten deneyimsizseniz, telleri birbirine lehimlememeye dikkat edin! Yararlı bulduğum bir numara, lehimi eritmek için havya ile teli aşağı itmek, ardından telleri telin içinde bir pense kullanarak birbirine kenetlemek ve teli başlık terminaline yaklaştırmaktı. Havyayı uzaklaştırın ve lehim bağlantısı soğuyacak ve şeklini çok kısa sürede koruyacaktır.

Adım 7: Küpün Montajı

Pratikte oldukça zor olan 64 delikten rijit katot uçlarını geçirmek yerine, önce telleri uçlara lehimleyebilir ve ardından telleri deliklerden geçirebiliriz. Tellerin montaj platformunun altından çıkmasını sağlamak için, montajın yan tarafına 9 delik açın (katot için 8 ve anot için 1).

Öncelikle şişleri yaklaşık aynı uzunlukta olacak şekilde kesin. Katot uçlarını, şişlerle neredeyse aynı yükseklikte olacak şekilde kesin. Şimdi ucu pense kullanarak küçük bir kanca oluşturacak şekilde bükün. Telinizin yaklaşık yarım inçini soyun ve teli de bükün. Kurşunu ve teli birbirine kancalayın ve kancaları pense ile kapatın. Bu, tel ile uç arasında iyi bir temas sağlar ve ellerinizi lehimleme için serbest bırakır. Lehim bağlantısının yeni ısıdan çıkmaması için en yakın LED lehim bağlantısının önüne bir ısı emici kelepçe taktığınızdan emin olun. Soğutucu kıskaçlarınız yoksa, timsah kıskaçları da işe yarar.

Her katmanı lehimlemeyi bitirdikten sonra bağlantıları kontrol etmek (lehim bağlantısının direncini ölçtüm) iyi bir uygulamadır, ancak "kanca" yönteminin gerçekten güçlü lehim bağlantıları sağladığını buldum.

Şimdi telleri deliklerden geçirin. Telleri hafifçe çekin ve montaj platformunu şişlerle temas edecek şekilde itin. Her 8 kabloyu montaj platformunun yan tarafındaki bir delikten geçirin ve demeti bir parça elektrik bandıyla sabitleyin. Küpün dört kenarı birbirine denk olduğundan, tellerin hangi tarafta gruplandığının bir önemi yoktur. Tel muhafazasını hızlı bir şekilde monte edebilmeniz için kablo terminallerini bunlar üzerinde önceden yapmanızı öneririm.

Anot bağlantıları için, her seviyeye bir tel lehimleyin ve bu teli deliklerden birinden geçirin. Komşu lehim bağlantısının erimesini önlemek için iki adet ısı emici kelepçeye ihtiyacınız olacak.

Küpü monte ettikten sonra, iyi olduklarından emin olmak için her bir LED'i tekrar test edin.

İpuçları:

Tel uzunluğunda eksik etmeyin! Kablolarımın kolayca 12 inç uzunluğunda olduğunu düşünüyorum, ancak yine de biraz daha kısa olduklarını kanıtlıyorlar.

Artık her şeyi bağlamaya ve küpü çalıştırmaya hazırsınız!

Adım 8: Kod ve Çoğullama

Kısa proje süresi nedeniyle Darrah'ın kodunu ödünç aldım ve kodda sadece küçük değişiklikler yaptım. Kullandığım sürümü ekliyorum. Koduna mükemmel yorumlar yaptı ve gerçekte nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için bunları okumanızı tavsiye ederim. Burada kodunun iki temel özelliğini, çoğullama ve bit açısı modülasyonunu tanımlayacağım.

çoğullama

Okuduğum tüm LED küp projeleri çoğullamadan yararlanıyor ve bu, bireysel ışığı kontrol etmemizi sağlayan teknik. Çoğullama ile, bir seferde yalnızca bir LED katmanı yanar. Ancak, katmanlar çok yüksek bir frekansta döngüye girdiğinden, görüntü bir süre görüşümüzde "kalır" ve ışığın hala orada olduğunu düşünürüz. Yazılımda tek seferde bir katmanı HIGH'a, diğer tüm katmanları LOW'a çekiyoruz, böylece sadece bu katmandaki LED'ler yanabiliyor. Hangilerinin aydınlandığını belirlemek için, 64 katottan hangisinin YÜKSEK çekildiğini kontrol etmek için kaydırma yazmaçlarını kullandık. Bir sonraki katmanı aydınlatmadan önce, bu katmanın anotunu DÜŞÜK olarak ayarlıyoruz, böylece bu katmandaki hiçbir ışık yanmıyor. Sonra bir sonraki katmandaki anodu YÜKSEK'e çekiyoruz.

Bit Açı Modülasyonu

BAM tekniği, her bir LED'in parlaklığını 0 ile 15 arasında bir ölçekte kontrol etmemizi sağlar. Parlaklık değişikliğine ihtiyacınız yoksa bunu uygulamanıza gerek yoktur. Temel olarak, dört bitlik bir kontrolümüz var ve bu kontrol, alt katmandan üst katmana giden 15 döngüye karşılık geliyor (unutmayın, çoğullama için her katmanı bir seferde aydınlatıyoruz?). İlk bite 1 yazarsak, ilk kez katmanlar arasında geçiş yaptığımızda bu LED yanar. İkinci bite 1 yazarsak sonraki iki çevrim için bu led yanar. 3. bit sonraki 4 döngüye karşılık gelir ve dördüncüsü sonraki 8 döngüye karşılık gelir (yani tam bir sette 15 döngümüz var). Diyelim ki LED'i 5/15 olan tam parlaklığının 1/3'üne ayarlamak istiyoruz. Bunu başarmak için, birinci ve üçüncü bite 1, diğer ikisine 0 yazıyoruz, böylece LED 1. döngü için yanar, sonraki iki için söner, sonraki dört için yanar ve sonraki 8 için söner. Bunu o kadar hızlı yaşıyoruz ki, vizyonumuz parlaklığın "ortalamasını" alıyor ve tam parlaklığın 1/3'ünü alıyoruz.

Dalga fonksiyonları için bir ekran olarak LED küp?

Bu projenin başlangıcında düşündüğümüz bir olasılık, kare bir kutudaki parçacıkların dalga fonksiyonlarını göstermek için bu ekranı kullanmaktı. Arduino kodunda, temel durumu ve ilk uyarılmış durumu çizen bir yöntem yazdım, ancak çözünürlüğün pek yeterli olmadığı ortaya çıktı. Temel durum iyi görünüyor, ancak ilk uyarılmış durum biraz yorum gerektiriyor. Ancak, gözlerinizi kıstığınızda, fonksiyona bir yönden baktığınızda tek bir tümsek gibi, diğer yönden baktığınızda ise tam bir sinüs dalgası döngüsü gibi göründüğünü söyleyebilirsiniz. Dalga fonksiyonu genliği böyle görünmelidir! İlk uyarılmış durum bile biraz geriye dönük yorumlama gerektirdiğinden, daha karmaşık olanları kodlamadım.

Adım 9: Test Çalıştırmaları

Küpü tamamladığınız için tebrikler! Şimdi kendi görüntüleme işlevinizi yazmayı deneyin ve çalışmalarınızı aileleriniz ve arkadaşlarınızla paylaşın:)

Küpünüz doğru bir şekilde çalıştıktan sonra, PCB'lerin arka tarafını iletken olmayan bantla bantlayın, çünkü artık bağlantıların tümü açıkta kalır ve birbirlerine kısa devre yapabilirler.