Arduino Lib'li 3x3x3 LED Küp: 4 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

LED küpleri oluşturmakla ilgili başka Talimatlar vardır, bu birkaç nedenden dolayı farklıdır: 1. Az sayıda hazır bileşenle yapılmıştır ve doğrudan Arduino'ya bağlanır. 2. Açık, çoğaltılması kolay bir devre şeması, bol fotoğraflı sağlanır. 3. Küpü programlamayı daha kolay ve daha anlamlı hale getiren yazılım için benzersiz bir yaklaşım kullanılmıştır. Gerekli parçalar: - 1 Perfboard - 3 NPN Transistör (2N2222, 2N3904, BC547, vb.) - 12 Direnç (~220 ohm ve ~10k ohm) - 13 Başlık (erkek veya dişi) - 27 LED - Tel

Adım 1: LED'leri hazırlayın

Bu adım büyük ölçüde LED Küp 4x4x4'ü takip ediyor, ancak bunun yerine 3x3x3 küp oluşturacağız. Bu boyuttaki bir küp, ek devreler ve karmaşıklık getirmeden alabileceği kadar büyüktür. Dokuzluk üç set halinde gruplanacak toplam 27 LED'e ihtiyacımız olacak. Her dokuz LED seti, katotları (negatif uçlar) arasında ortak bir bağlantıyı paylaşacaktır. Bu kümelerin her birine bir "seviye" olarak değineceğim. Bir seviyedeki dokuz LED'in her biri, diğer iki seviyedeki ilgili LED'e anotları (pozitif uçlar) aracılığıyla bağlanır. Bunlar "sütunlar" olarak anılacaktır. Bu mantıklı değilse, küpü oluştururken kendi kendini açıklayıcı hale gelecektir. Başlamak için, küçük bir hurda tahta parçasından bir jig oluşturmak için bir matkap kullanacağız. Jig, biz onları lehimlerken LED'leri yerinde tutacaktır. Delikleri 5/8 inç (~15 mm) aralıklarla yerleştirmeye karar verdim, ancak tam mesafe kritik değil. Lehimleme sırasında hareket etmelerini istemediğimiz için deliğin LED'in etrafına sıkı bir şekilde oturması gerekir. Jig yapıldıktan sonra her bir LED'in katotunu 90 derecelik bir açıyla bükeceğiz. Katot üç şekilde tanımlanabilir: 1) Daha kısa bacaktır, 2) Yuvarlak bir LED'in düz tarafındadır, 3) LED'in içindeki daha büyük parçaya bağlanır. Tüm LED'ler için katodu aynı yönde büktüğünüzden emin olun. Artık lehimlemeye başlamaya hazırız.

Adım 2: LED'leri lehimleyin

İlk olarak, LED'lerden dokuzunu yeni inşa ettiğiniz aparata yerleştirin. Bacakları saat yönünün tersine aynı yöne bakacak şekilde konumlandırın. Fotoğraflar, katotu anot dışarı bakacak şekilde saat yönünde gösteriyor, ancak bacağın LED'in görüşünü engellemesini önlemek için tekrar yapsaydım LED'leri çevirirdim. Yanları birbirine lehimleyin, her iki tarafta bir çift. Lehim uygularken bacakları birbirine kenetlemek için küçük klipsler kullanın. Dört tarafın her biri lehimlendiğinde, köşeleri bir arada tutmak için klipsleri hareket ettirin ve her birine lehim uygulayın. Son olarak, orta LED'in katotunu kenarlardan birine lehimleyin ve fazlalığı düzeltin. Üç kez tekrarlayın. Şimdi üç set dokuz LED'iniz olmalıdır. Setlerden ikisini üst üste yerleştirin. Mesafeyi, LED'ler arasında önceden belirlenmiş mesafeye eşit tutun. Boşluk konusunda rahat olduğunuzda, lehimleme sırasında bacakları sıkıca yerinde tutmak için her bir yönde birer tane olmak üzere iki klips kullanarak her bir bacak takımını sıkıştırabilirsiniz. İyi bir bağlantı elde etmek için bir LED'i bükmeniz gerekebilir. Dokuz çiftin her birini birer birer lehimleyin. Bunu bir kez daha yapın ve küple işiniz bitti. Küpü perfboard'un bir tarafına yerleştirin. Her birini bir delikten geçirirken dokuz bacağın eşit şekilde birbirinden ayrıldığından emin olun. Tahtamda her bir bacak seti arasında beş delik var. Perfboard'un diğer ucunda çeşitli bileşenlere uyması için mümkün olduğunca fazla yer bırakmak istiyorsunuz. Konumlandırmadan memnun kaldığınızda bacakları yerinde tutmak için birkaç klip ekleyin. Dirençleri daha sonra lehimlemeyi kolaylaştıracağından, alttan bol miktarda bacak bırakın. Tahtayı ters çevirin ve yerinde tutmak için bacakların her birini lehimleyin. Tüm bacaklar lehimlendikten sonra küpü ters çevirin. Son olarak, her bir seviyeden tahtanın altına doğru bir kurşun lehimlememiz gerekiyor. Bir parça dolu teli soyun ve bir ucunda küçük bir kanca bükün. Kancayı orta LED'lerin ayaklarından birine asın ve perfboard üzerindeki bir delikten geçirin. Teli yerinde tutmak için kanca ucunu lehimleyin. Diğer iki seviye için tekrar edin. Bir sonraki adım, devrenin geri kalanını oluşturmaktır.

Adım 3: Devreyi Oluşturun

Devre oldukça basit. Dokuz sütunun her biri, bir akım sınırlama direnci aracılığıyla Arduino'daki bir pime bağlanacaktır. Üç seviyenin her biri, bir Arduino pini tarafından etkinleştirildiğinde bir NPN transistörü aracılığıyla toprağa bağlanır. Arduino'da toplam 12 çıkış pini kullanacağız, ancak güç vermek için 18 LED var. İşin püf noktası, bir seferde yalnızca tek bir seviyenin aydınlatılabilmesidir. Bir seviye toprağa bağlandığında, o seviyedeki LED'lerin her biri, diğer dokuz Arduino pininden biri aracılığıyla ayrı ayrı çalıştırılabilir. Seviyeleri yeterince hızlı yakarsak, üç seviye de aynı anda yanıyormuş gibi görünecektir. Devreyi kuralım. İlk adım, dokuz akım sınırlayıcı direnci hazırlamaktır. 22mA civarında çekecek pin başına 220 ohm kullanıyorum. Değer, kullanılan LED'lere bağlı olarak değişebilir ancak yaklaşık 135 ile 470 ohm arasında kalır. Her pin 40mA'ya kadar kaynak sağlayabilir. Yer kazanmak için dirençleri dikey konumda lehimlemek istiyoruz. Her iki uç birbirine paralel olacak şekilde bir ucu aşağı doğru bükün. Bunu dokuz direnç için de yapın. Dirençler hazır olduğunda onları tek tek lehimleyeceğiz. Kolaylaştırmak için, direnç uçlarını her biri için ayrı bir kablo kullanmak yerine doğrudan diğer bileşenlere lehimleyeceğiz. Direncin bir ucu bir sütuna, diğeri ise bir başlığa bağlanacaktır. Dirençlere en yakın olan ilk sıradaki LED'lerle başlayın ve geri dönün. Her sıra bittiğinde, kısa devreyi önlemek için üst üste binen kabloları izole etmek için küçük bir bant parçası kullanabilirsiniz. Bittiğinde bunun nasıl görüneceğini görmek için fotoğraflara ve şemaya bakın. Artık sütunlar yoldan çıktığına göre, bir sonraki adım seviyeleri kontrol eden bileşenleri lehimlemektir. Bir NPN transistörünün tabanı, 10k'lık (veya yaklaşık olarak) bir akım sınırlama direnci aracılığıyla bir Arduino pini tarafından etkinleştirilecektir. Bu, akımın LED'lerden akmasına izin verecek şekilde ilgili seviyeyi toprağa bağlayacaktır. Fotoğraflara ve şemaya bakın. Tamamlandığında LED'ler Arduino'daki 2-10 pinlerine bağlanmalı ve seviyeler aşağıdan yukarıya 11-13 pinlerine bağlanmalıdır. Farklı bir kuruluma ihtiyacınız varsa, pinler yazılımda da yapılandırılabilir. Devre şimdi tamamlandı, yazılıma geçme zamanı!

Adım 4: Yazılımı Kullanma

Bir LED küpünü kontrol etmek için ağda dolaşan birkaç kod örneği buldum. Hepsi LED'leri kontrol etmek için büyük ikili veya onaltılık veri dizileri gerektiriyordu. Daha kolay bir yolu olması gerektiğini düşündüm ve kendi yazılımımı yazmaya koyuldum. İlk kararım, yazılımın donanımı yansıtmasını sağlamaktı. Bu, ham bağlantı noktası verilerini veya geleneksel x, y, z'yi kullanmak yerine her LED'i sütun ve düzeye göre adreslemek anlamına geliyordu. İkinci karar, tek bir ışığı açıp kapatmak gibi temel işlevlerle başlamak ve oradan inşa etmekti. Son olarak, daha ilginç efektler için kullanışlı olan iki özelliği tanıtmaya karar verdim. Biri, temel işlevlerin daha karmaşık kalıplar oluşturmasına izin veren bir arabellektir. Diğeri, bir dizi LED'i birer birer veya bir kerede aydınlatan bir sıralama işlevidir. Kütüphane, prosedürel kod ve gevşek işlevler olarak başladı. Oradan yeniden kullanılabilir bir Arduino kütüphanesi oluşturmak için öğreticiyi takip etmek çok kolaydı. Kitaplığı indirdiğinizden ve eskiz defterine/kütüphanelere açtığınızdan emin olun. Doğru kurulum yapıldıysa Arduino yazılımında Dosya > Örnekler > LedCube > ledcube altında bir örnek bulmalısınız. Kod ayrıca Github'da gzip/arduino-ledcube adresinde de mevcuttur. Okuduğunuz için teşekkürler!