LED Küp 4x4x4: 11 Adım (Resimli)

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-23 15:14

İnanılmaz 3 boyutlu LED ekran. 64 LED, bir Atmel Atmega16 mikro denetleyici tarafından kontrol edilen bu 4'e 4'e 4 küpü oluşturur. Her LED, yazılımda ayrı ayrı ele alınarak, muhteşem 3d animasyonlar görüntülemesini sağlar! 8x8x8 LED küp, yoğun talep üzerine artık mevcut:https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şey

Öncelikle 64 led'i lehimlemek için biraz zamana ihtiyacınız var;)Bilgi listesi:

• Temel elektronik ve lehimleme becerileri
• Bir AVR mikro denetleyicisinin nasıl programlanacağını bilin - bu talimatta bunu ele almayacağım.

Bileşen listesi:

• Protokol. Bakır halkalı tip.
• Atmel AVR Atmega16 mikrodenetleyici
• Atmega16'yı programlamak için programcı
• 64 Led
• 2 durum ledi. Ben kırmızı ve yeşil kullandım. (isteğe bağlı)
• Max232 rs-232 çipi veya eşdeğeri.
• Ledler için 16 direnç. (100-400ohms) buna geri dönecektir.
• 2x direnç 470 ohm. durum ledleri için
• 1x direnç 10k
• 4x direnç 2.2k
• 4x NPN transistör BC338 (veya 250-ish mA'yı değiştirebilen başka bir transistör)
• 1x 10uF kapasitör
• 1x 1000uF kapasitör
• 6x 0.1uF seramik kondansatör
• 2x 22pF seramik kondansatör
• 1x kristal 14.7456 MHz
• 2x dokunsal düğme
• isteğe bağlı güç anahtarı
• 12v güç için konektör
• 5v güç için isteğe bağlı konektör

2. Adım: Çoğullama

64 ayrı kablo kullanmadan 64 LED nasıl kontrol edilir? Çoğullama!

Her bir ledin anoduna bir kablo çekmek açıkçası pratik olmayacak ve gerçekten kötü görünecekti. Bunu aşmanın bir yolu, küpü 4 kat 16x16 LED'e bölmektir. Dikey bir sütunda hizalanan tüm LED'ler ortak bir anot (+) paylaşır. Yatay katmandaki tüm LED'ler ortak bir katodu (-) paylaşır. Şimdi arkada sol üst köşedeki LED'i (0, 0, 3) yakmak istersem, sadece üst katmana GND (-), sol köşedeki sütuna VCC (+) sağlıyorum. Bir seferde sadece bir led yakmak istersem veya aynı anda sadece birden fazla katmanı yakmak istersem.. bu iyi çalışıyor. Ancak ön sağ alt köşeyi de aydınlatmak istersem (3, 3, 0) sorunlarla karşılaşıyorum. Alt katmana GND ve sol ön sütuna VCC verdiğimde, öndeki sağ üst led'i (3, 3, 3) ve arkadaki sol alt LED'i (0, 0, 0) da yakıyorum. Bu gölgelenme etkisine 64 ayrı kablo eklemeden çözüm bulmak imkansızdır. Bunu aşmanın yolu, bir seferde yalnızca bir katmanı aydınlatmak, ancak bunu o kadar hızlı yapmaktır ki, göz herhangi bir anda yalnızca bir katmanın yandığını algılamaz. Bu, görmenin kalıcılığı adı verilen bir olguya dayanır. Her katman bir 4x4 (16) görüntüdür. 4 16 led görüntüyü birer birer flaş edersek, gerçekten hızlı bir şekilde 4x4x4 3d görüntü elde ederiz!

3. Adım: Küpün Yapılması, Şablon

4x4 LED'lerin ızgaralarını serbest el ile lehimlemek berbat görünür! 4 mükemmel 4x4 LED ızgarası elde etmek için, onları yerinde tutmak için bir şablon kullanıyoruz. Küpü mümkün olduğunca kolay yapmak istedim, bu yüzden LED'leri kullanmayı seçtim mümkün olduğunca kendi bacaklarına Izgaradaki çizgiler arasındaki mesafeye LED ayakların uzunluğu karar verdi. Tel eklemeden veya kesmeden lehimlemeyi sağlamak için her bir led arasında (yani her bir ledin merkezi arasında!) en uygun mesafenin 25 mm (yaklaşık bir inç) olduğunu buldum.

• 2, 5 cm'lik 4x4 ızgara yapacak kadar büyük bir tahta parçası bulun.
• 4x4'lük bir çizgi ızgarası çizin.
• Bir merkez zımba ile tüm kesişmelerde ezikler yapın.
• Delikleri, ledin sağlam bir şekilde yerinde kalması için yeterince küçük ve ledin kolayca dışarı çekilebilmesi için yeterince büyük (kabloları bükmeden..) yapan bir matkap ucu bulun.
• 16 delik açın.
• Ledcube şablonunuz tamamlandı.

Adım 4: Küpü Yapmak, Katmanları Lehimlemek

Küpü 4 kat 4x4 ledler halinde yapıyoruz, sonra bunları birbirine lehimliyoruz. Katman oluştur:

• LED'leri arkaya ve bir tarafa yerleştirin ve birlikte lehimleyin
• Başka bir sıra LED yerleştirin ve bunları birbirine lehimleyin. Havya için yer bırakmak için her seferinde bir satır yapın!
• Yukarıdaki adımı 2 kez daha tekrarlayın.
• led sıralarının bağlı olmadığı ön tarafa çapraz destek ekleyin.
• 4 kez tekrarlayın.

Adım 5: Küpün Yapılması, Katmanların Birleştirilmesi

Şimdi bu 4 katmana sahip olduğumuza göre, tek yapmamız gereken onları birbirine lehimlemek.

Şablona bir katman geri koyun. Bu en üst katman olacak, bu yüzden en güzelini seçin:) Üstüne başka bir katman koyun ve köşelerden birini tam olarak 25 mm (veya ızgaranızda kullandığınız mesafe ne olursa olsun) ilk katmanın üzerine hizalayın. Bu, katot telleri arasındaki mesafedir. Köşeyi bir yardım eli ile yerinde tutun ve birinci katın köşe anodunu ikinci katın köşe anoduna lehimleyin. Bunu tüm köşeler için yapın. Katmanların tüm boyutlarda mükemmel şekilde hizalanıp hizalanmadığını kontrol edin. Ayarlamak için biraz bükülmezse. Veya yeniden lehimleme, kapalı olan yükseklik mesafesidir. Mükemmel bir şekilde hizalandıklarında, kalan 12 anodu birbirine lehimleyin. 3 kez tekrarlayın.

Adım 6: Direnç Değerlerini Seçme

Ledleriniz için bir direnç değeri seçerken akılda tutulması gereken iki şey vardır.

1) LED'ler 2) AVR AVR'nin maksimum birleşik akım değeri 200 mA'dır. Bu bize LED başına çalışmak için 12mA verir. Ayrıca ledlerinizin derecelendirildiği maksimum akımı aşmak istemezsiniz. Küpümde 220 ohm direnç kullandım. Bu bana led başına yaklaşık 12mA verdi.

Adım 7: Denetleyici

Led küpü kontrol eden devreler ekteki şematik görüntüde anlatılmaktadır.

RS-232 arayüzü isteğe bağlıdır. ve atlanabilir. Yani IC2 ve ona bağlı tüm bileşenler. Gelecekteki yazılımlar PC iletişimini mümkün kılacaktır. Devre kartınızdaki tüm bileşenleri, tüm bileşenlerin minimum miktarda kabloyla bağlanmasını sağlayan bir düzende yerleştirerek başlayın. Her şey uyuyorsa, devreyi lehimleyin. Bu konuda daha fazla talimat vermeyeceğim, çünkü devre muhtemelen devre kartının boyutuna vs. bağlı olarak küpten kübe çok farklı görünecektir. Küpün kontrolör devresine nasıl bağlanacağı ile ilgili bilgiler bir sonraki bölümde adım.

Adım 8: Küpü Bağlayın

Resimler bunu kelimelerden daha iyi açıklıyor. Lütfen resimlere bakın.

Adım 9: Derleyin ve Programlayın

Artık bir led küpünüz var. Bunu kullanmak için bazı yazılımlara ihtiyacı var. Küp üzerinde 3 boyutlu bir veri alanı oluşturmak için bir sürücü yaptım ve küp üzerinde bazı harika görsel efektler gösterme işlevlerine sahibim. Kodumu kullanabilir, kendinizinkini yazabilir veya üzerine inşa edebilirsiniz. benim kodum ve daha fazla efekt yapın. Kendi efektlerinizi yaparsanız, lütfen bana kodu gönderin. Ne yaptığınızı görmek için sabırsızlanıyorum! Programı derlemek için. Sadece bir komut istemi açın, komut satırında "make" kaynak kod tipine sahip dizine girin. ATMega16 yerine bir ATMega32 kullanmak istiyorsanız, Makefile'deki mcu ayarını değiştirin ve yeniden derleyin (make yazın). Eğer m32'yi kullanır ve bu adımı yapmazsanız, küp düzgün şekilde açılmayacaktır (kırmızı ve yeşil ışıklar sonsuza kadar yanıp sönmeye devam edecektir). Artık kaynak dizinde main.hex adlı bir dosyanız olmalıdır. Bir sonraki adım bu kodu küpünüze nasıl alacağınızı gösterecek.

Adım 10: Mikrodenetleyiciyi Programlayın

Hızla ilgili sorunlar yaşıyorsanız ve/veya bazı LED'ler yanmıyorsa. Lütfen bu adımı dikkatlice okuyunuz. Mikrodenetleyiciyi programlamak için avrdude ve USBTinyISP programlayıcı kullanıyorum.

• https://savannah.nongnu.org/projects/avrdude/
• https://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/
• https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=16

Örneklerim bir Ubuntu Linux sistemi üzerinde olacak. Prosedür Windows'ta hemen hemen aynı olmalıdır, ancak bu konuda size yardımcı olamam. Başka bir programcı kullanıyorsanız o programcının kullanım kılavuzunu ve avrdude'u okuyunuz. Öncelikle AVR ile bağlantı kurabilir miyiz bir bakalım. Programlayıcıyı küpünüze ve bilgisayarınıza bağlayınız. Komut "avrdude -c usbtiny -p"dir. m16", burada -c programlayıcıyı belirtir ve -p AVR modelini belirtir. Çıktıyı aşağıdaki resimlerde görebilirsiniz. Şimdi, bellenimi yükleyin: "avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash:w:main.hex". Şimdi, küp yeniden başlatılmalı ve bir şeyler yapmaya başlamalıdır. Dahili osilatörünü kullanarak 1mhz'de (çok yavaş) çalışacaktır. Ve ledlerin bazıları çalışmayacak çünkü bazı GPIO portları varsayılan olarak JTAG için kullanılıyor:w:0xef:m"ve "avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse:w:0xc9:m". Bu adımı yaparken dikkatli olun! Yanlış anlarsanız, mikrodenetleyicinizi kalıcı olarak yok edebilirsiniz! ATMega16'dan başka bir mikrodenetleyici kullanıyorsanız, sigorta baytlarını değiştirmeden önce veri sayfasını dikkatlice okuduğunuzdan emin olun!Doğru sigorta baytlarını yazdıktan sonra, küp yeniden başlatılmalı ve tüm ledler çalışır durumdayken normal hızda çalışmaya başlamalıdır. Yeni küpünüzün keyfini çıkarın: NS

11. Adım: Büyük Olun - 8x8x8

Bu oldukça gösterişli 4x4x4 küpü yaptıktan sonra ben de devasa bir 8x8x8 küp yaptım. Vaktim olduğunda bunun için bir talimat hazırlayacağım. Bu arada, resimlere bakın:-)

8x8x8 sürümünü burada bulabilirsiniz: https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ Lütfen beğendiyseniz bu talimatı değerlendirin!:)