Светодиодный куб Arduino Mega 8x8x8 RGB: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

«Итак, вы хотите построить светодиодный куб RGB 8x8x8»

Я уже некоторое время поигрался с электроникой и Arduino, в том числе построил контроллер переключателя высокого усилителя для своей машины и шестиполосный Pinewood Derby Judge для нашей группы скаутов.

Так что я был заинтригован, а затем увлечен, когда я нашел отличный сайт Кевина Дарры с его подробными объяснениями и сборочными видео.

Однако в его построении было несколько аспектов, которые, как я думал, я мог бы улучшить.

С положительной стороны:

• Подробные объяснения Кевина кода Arduino, необходимого для этой сложной программы, упростили кодовую сторону сборки.
• Я поддерживаю использование Кевином отдельных транзисторов для управления каждым из 192 катодов. Хотя для этого требуется аппаратная конструкция с богатым набором компонентов, она позволяет жестко управлять каждым светодиодом, не рискуя перегрузить одну микросхему драйвера, управляющую 8 (или более) светодиодами.

Области, которые я хотел улучшить:

• Должен быть лучший способ построить сам куб, плюс есть более 2000 паяных соединений в кубе 8x8x8 RGB, и если бы один из них вышел из строя / сломался посередине, было бы почти невозможно получить доступ и исправить
• Вся эта проводка !!!! У меня был некоторый опыт проектирования печатных плат в прошлом, поэтому я стремился создать единую печатную плату, на которой одновременно размещалось бы значительное количество необходимых компонентов и сам куб.

Дальнейший поиск позволил выявить и другие конструкции кубов, из которых я черпал вдохновение.

Ник Шульце создал замечательный пример, хотя и с более простым аппаратным подходом STP16 и 32-битным chipKIT UNO. Я использовал его кубический дизайн, а не дизайн Кевина.

SuperTech-IT сосредоточилась на упрощении аппаратной части с помощью единого подхода к печатной плате, интегрируя и расширяя подход Кевина и Ника к программированию с упором на устранение всей проводки.

Итак, план был составлен. Используя схему Кевина, структуру куба Ника, спроектируйте единую печатную плату и разработайте решение, которое упростит сборку и укрепит сам куб.

Шаг 1: Все эти светодиоды

8x8x8 = 512 светодиодов RGB. eBay - ваш друг, я купил 1000 у китайского поставщика.

В выбранной мной конструкции используются 5-миллиметровые светодиоды RGB с общим анодом, поэтому каждый светодиод имеет катодный (отрицательный) провод для каждого из трех основных цветов (красный / зеленый / синий) и один анодный (положительный) провод, общий для каждого из цвета.

Тестирование светодиодов

Пока дешево, я немного беспокоился о качестве. Последнее, что вам нужно, чтобы найти неисправный светодиод в середине вашего куба, поэтому я приступил к тестированию каждого из 512 светодиодов, которые я бы использовал.

Чтобы упростить подход, я разработал небольшой макет и простую программу Arduino, которая будет управлять двумя светодиодами: красный> зеленый> синий по отдельности, а затем все включаются для белого одним нажатием кнопки.

Один светодиод будет служить общим эталоном для всех остальных, чтобы гарантировать, что все светодиоды имеют общую яркость.

Как только вы начнете втыкать светодиод в макетную плату, нажимать кнопку, смотреть, как светодиод мигает разными цветами, вам не понадобится много времени, чтобы просмотреть все 512. Кстати, я не обнаружил ни одного дефекта и был очень доволен качеством светодиодов.

Выбор номиналов токоограничивающего резистора

Пока макетная плата отсутствует, самое время протестировать и проверить резисторы, ограничивающие ток светодиода, которые вам понадобятся. Существует множество калькуляторов, которые помогут вам выбрать правильное значение, и оно не будет одинаковым для всех цветов (красный почти наверняка будет иметь другие требования, чем зеленый и синий).

Одна из ключевых областей, на которую следует обратить внимание, - это общий белый цвет, который излучает светодиод, когда включены все цвета RGB. Вы можете сбалансировать номиналы резисторов, чтобы получить чистый белый цвет в пределах текущих ограничений светодиода.

Шаг 2: упрощение сборки куба

Приспособление для сборки каждого среза 8x8

К созданию куба такой сложности непросто относиться легкомысленно. Это потребует значительных затрат вашего времени.

Подход, который я разработал, упростил пайку каждого вертикального «среза» куба 8x8 за одно мероприятие, в отличие от построения линий из 8 светодиодов по очереди, а затем спайки 8 из них вместе в отдельной операции.

Вам понадобится приспособление для этого подхода, и немного времени, потраченное на это, позже принесет огромные выгоды.

На картинке выше показана простота этой конструкции.

• Я использовал мягкую древесину 18 мм x 12 мм из местного хозяйственного магазина.
• Просверлил 8 отверстий по 5 мм в середине стороны 18 мм, на расстоянии 30 мм друг от друга на 8 отрезках длины, что позволило увеличить длину на 50 мм на каждом конце.
• Используйте два деревянных бруска с каждой стороны и закрепите эти 8 просверленных секций, убедившись, что они параллельны друг другу и находятся на расстоянии 30 мм друг от друга.
• Я бы посоветовал использовать клей для дерева в дополнение к гвоздю / шурупу при их соединении. Вы же не хотите, чтобы это приспособление изгибалось.
• На верхнем и нижнем концах приспособления я установил другую длину и вставил три маленьких гвоздя / штифта панели в файл с каждой колонкой отверстий для светодиодов. Один центральный находится точно на одной линии, а два других находятся на расстоянии 5 мм с каждой стороны. Мы будем использовать эти гвозди, чтобы закрепить прямые отрезки проволоки, из которых сформирован куб - подробнее позже.
• На фотографиях выше вы заметите еще один кусок дерева под небольшим углом к другим. Это будет важно позже, так как мы разрежем наши структурные провода в соответствии с этим углом, что значительно упростит размещение каждого из этих вертикальных срезов в печатной плате позже.

Не торопитесь со сборкой этого приспособления. Чем точнее вы здесь, тем точнее будет ваш окончательный куб.

Шаг 3: Подготовка светодиодов

Подключения светодиодных проводов

Одна из проблем, с которыми я столкнулся в предыдущих примерах, о которых я читал, заключалась в использовании простых стыковых соединений при пайке светодиода на провод каркаса. Это приведет к двум ключевым проблемам

• Очень сложно и отнимает много времени, чтобы удерживать вывод светодиода в положении рядом с проводом каркаса, не перемещая его достаточно долго, чтобы обеспечить хорошее паяное соединение.
• Стыковые швы могут легко сломаться - чего я хотел избежать.

Поэтому я разработал решение, в котором каждый светодиод готовится с петлей на конце каждого вывода, через которую проходит каркасный провод, который удерживает провода в нужном положении во время пайки, а также обеспечивает механическое соединение в дополнение к припою для повышения прочности.

Обратной стороной этого было то, что подготовка каждого из 512 светодиодов занимала больше времени - я делал это партиями по 64, срезы за раз, и уменьшил это до примерно 3 часов на срез.

С другой стороны, фактическая пайка ломтика с использованием предыдущего приспособления заняла чуть больше часа.

Светодиодный приспособление для гибки

Я разработал приспособление для подготовки светодиодов - изображение выше с основными размерами.

• Я взял одну из ранее использовавшихся реек 18х12 мм, просверлил 5-миллиметровое отверстие в центре 18-миллиметровой стороны, а затем положил эту направляющую на небольшую панель из МДФ (вы можете использовать любой кусок дерева, это было именно то, что мне нужно было рукой) и проделал через 5-миллиметровое отверстие в направляющей к центру МДФ.
• Используя сверло, чтобы убедиться, что отверстие в направляющей и МДФ совмещены, возьмите карандаш и проведите линию по обеим сторонам направляющей вдоль МДФ.
• Удалите сверло и направляющую, и у вас останется отверстие 5 мм в МДФ и две параллельные линии с каждой стороны от него, соответствующие размерам направляющих (18 мм друг от друга).
• Проведите еще одну линию через центр 5-миллиметрового отверстия перпендикулярно линиям направляющих.
• Я использовал луженую медную проволоку 22swg (достаточно было рулона 500 г), ширина которой составляла 0,711 мм. Я нашел в Интернете (снова на помощь eBay) несколько сверл 0,8 мм и использовал их в качестве формирователей, вокруг которых я сгибал провода светодиода, чтобы сформировать петлю.
• Просверлите три сверла 0,8 мм, среднее по центральной линии 5-миллиметрового отверстия для светодиода, остальные на расстоянии 5 мм друг от друга и, что важно, сразу за линией направляющей, в стороне от отверстия для светодиода на плате МДФ - не на линии, а с одной стороны. сверла просто касаясь рельсовой линии.
• Затем снова просверливается четвертое сверло 0,8 мм по центральной линии 5-миллиметрового отверстия для светодиода на другой направляющей, и на этот раз прямо внутри направляющей. Изображение выше должно сделать это описание немного понятнее.
• Оставьте сверла в древесине так, чтобы хвостовик сверла на 1-15 мм выступал из МДФ.

Теперь вам нужен инструмент - в хорошем проекте всегда нужно купить специальный инструмент:-). Вам понадобится пара небольших плоскогубцев (опять же eBay за 2–3 фунта стерлингов). У них прямой параллельный длинный нос и плоский конец - см. Рисунок.

Светодиодная подготовка

Теперь стоит долгая задача по подготовке каждого из 512 светодиодов. Я предлагаю вам делать их партиями. Подробнее на картинках выше

• Удерживайте светодиод в плоскогубцах так, чтобы четыре вывода были направлены к вам.
• ВАЖНО - На этом этапе очень важны порядок и ориентация отведений. Анод будет вторым по длине из четырех выводов. УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ЭТО ВТОРОЙ СПРАВОЙ. Сделайте это неправильно, и ваш светодиод не сможет правильно загореться, поскольку мы проверим их позже - я знаю, что сделал 2 ошибки из 512.
• Удерживая светодиод в плоскогубцах, вставьте лампу в 5-миллиметровое отверстие в плате МДФ, как показано на рисунке выше. Возможно, вам потребуется немного очистить 5-миллиметровое отверстие вверху, чтобы плоскогубцы лежали на МДФ.
• Согните провода светодиода вокруг сверл по очереди, чтобы сформировать петлю. Я обнаружил, что если вы уберете изгиб и затемните штору, когда закончите, он откроет тень и поможет удалить петли со сверл при извлечении светодиода из зажимного приспособления.
• Отрежьте лишнее с четырех проводов рядом с петлей с помощью пары маленьких кусачков.
• Согните анодную петлю, саму по себе, на 90 градусов так, чтобы петля была направлена вертикально к светодиодной лампе.
• Положите готовый светодиод на плоскую поверхность и убедитесь, что все выводы лежат ровно вдоль поверхности, небольшое давление на светодиод просто выровняет их.

Вот и все…. теперь повторите 511 раз:-)

Шаг 4: создание фрагментов

Выпрямление каркасной проволоки

Итак, теперь у нас есть приспособление для изготовления наших срезов 8x8 и связка протестированных и подготовленных светодиодов.

Все, что вам сейчас нужно, это проволока для каркаса. чтобы удерживать все светодиоды вместе. Я использовал рулон луженой медной проволоки массой 22 см толщиной 500 г (опять же с eBay).

Теперь, конечно, вы захотите выпрямить проволоку, когда она снимается с рулона. Легкая, хотя и еще одна ручная задача. Отрежьте кусок проволоки до нужной длины и, удерживая за оба конца двумя парами плоскогубцев, осторожно потяните и растяните проволоку. Если у вас все хорошо, вы почувствуете, что проволока растягивается, и тогда вы можете остановиться, если ваша тяжелая рука сломает проволоку у плоскогубцев, когда она будет достаточно натянута. Оба способа хороши, и вы в конечном итоге не только выпрямите проволоку, но и немного закалите ее, чтобы она сохраняла свою форму.

Для каждой рамы 8x8 вам понадобится 24 отрезка длины, достаточной для того, чтобы работать по всей длине вашего приспособления с некоторыми запасными концами на концах, чтобы обернуть их вокруг штырей панели и удерживать их во время пайки. Вдобавок вам понадобится 8 отрезков для перпендикулярных анодных проводов, немного шире, чем ширина зажимного приспособления.

Создание среза 8x8

Теперь, когда провода выпрямлены, мы переходим к самой интересной части.

• Когда кондуктор находится на двух вертикальных направляющих, а 8 перфорированных поперечных направляющих обращены к вам, вы вставляете 8 светодиодов в один столбец за раз, так чтобы три ножки светодиодов были направлены к вам.
• Теперь пропустите выпрямленный каркасный провод через средние выводные петли всех 8 светодиодов и закрепите каждый конец, обернув вокруг штырей панели.
• Повторите это для двух внешних проводов каркаса.
• Затем повторите описанные выше шаги для остальных 7 столбцов.

Теперь у вас будет 64 светодиода, соединенных нитью с 24 вертикальными каркасными проводами. Убедитесь, что все светодиоды установлены заподлицо с деревянными направляющими, и выровняйте ножки светодиодов, чтобы устранить несоответствия.

Теперь выньте паяльник и зафиксируйте все 192 соединения между светодиодными шлейфами и каркасными проводами. Я не собираюсь здесь объяснять, как паять, есть множество отличных руководств, которые объясняют это намного лучше, чем я.

Законченный? Найдите минутку, чтобы полюбоваться вашей работой, перевернув приспособление. Нам все еще нужно добавить анодные обрамляющие провода.

Теперь вы можете понять, почему мы согнули анодные выводы на 90 градусов.

• Возьмите 8 выпрямленных анодных проводов каркаса и снова пропустите через каждый из 8 светодиодов в каждом ряду.
• Я отрезал проволоку до ширины зажимного приспособления, но не пытался закрепить ее на штифтах панели.
• После завершения найдите время, чтобы выпрямить все светодиоды, чтобы убедиться, что у вас есть прямые последовательные участки, и еще раз припаяйте все 64 точки подключения.

Тестирование среза 8x8

На один ломтик, но прежде чем вырезать его из приспособления, давайте сначала проверим его. Для этого вам понадобится источник 5 В (от вашего Arduino или макета светодиодного тестера) и один резистор (подойдет все, что около 100 Ом).

• Подключите один провод к земле, он будет использоваться для всех 24 проводов каркаса катода.
• Другой провод подключите к 5В через резистор.
• Поднесите провод 5 В к одному из проводов каркаса на 8 уровнях анода.
• Пропустите заземляющий провод через каждый из 24 проводов катодного каркаса.
• Убедитесь, что каждый светодиод горит красным, зеленым и синим светом для каждого из 8 светодиодов, подключенных к одному анодному проводу.
• Теперь переместите провод 5 В на следующий уровень и снова запустите проверку, пока не проверите каждый уровень, каждый светодиод и каждый цвет.

Если вы обнаружите, что один светодиод не работает, вы, вероятно, перепутали анодный вывод светодиода при изгибе проводов светодиода. Если вы обнаружите, что один из них не работает, я предлагаю вам вырезать и удалить светодиод, взять запасной подготовленный светодиод, открыть петли на выводах светодиода, вставить этот новый светодиод в приспособление и как можно лучше согнуть петли вокруг проводов каркаса. вы можете.

После того, как все протестировано, вы можете вырезать слайд из зажимного приспособления. Для этого обрежьте каркасную проволоку в верхнем ряду рядом с петлями выводов светодиода и обрежьте нижние обрамляющие провода вдоль слегка наклоненной рамки кондуктора.

Оставьте пока все длинные концы каркасной проволоки, мы уберем их позже, когда будем строить куб.

Один упал, осталось еще 7.

Я считаю, что достиг своей первой цели и разработал решение для упрощения построения кубических срезов.

Шаг 5: к электронике

Проектирование печатной платы

Моей второй целью было удалить всю проводку, но все же оставить место для некоторой гибкости.

С этой целью я решил, что я:

• Отключите 6 проводов управления процессором от платы через разъем. Большинство драйверов куба, которые я видел, используют производную SPI для передачи данных, которая требует 4 входа - Data, Clock, Output enable и Latch - плюс я добавил 5 В и заземление, чтобы мы могли питать процессор от того же кабеля.

• Оставьте открытыми последовательные входные и выходные соединения между микросхемами сдвигового регистра 74HC595, чтобы вы могли определять различные петли между микросхемами.

  • Схема Кевинса предназначена сначала для драйвера анода, затем для всех 8 микросхем, управляющих одним цветом, затем, а затем для следующих двух цветов последовательно, всего 25 регистров сдвига.
  • Схема Nicks имеет отдельный цикл возврата к процессору для каждого цвета.
• Позволяет управлять слоями анода с помощью собственного сдвигового регистра или напрямую от процессора с 8 отдельными соединениями.

Вдобавок я хотел

• Используйте компоненты со сквозным отверстием (как я привык).
• Ограничусь двухслойной печатной платой (опять же, как по моему опыту).
• Расположите все компоненты на одной стороне печатной платы (на нижней стороне) и позвольте светодиодным пластинам быть припаянными непосредственно к верхней стороне печатной платы.

Так что в итоге получилась большая плата (270 мм x 270 мм) для поддержки куба с расстоянием между светодиодами 30 мм - даже при том, что все компоненты и дорожки уместились с трудом.

В прошлом я успешно использовал несколько различных программ для проектирования печатных плат.

По простоте использования Pad2Pad великолепен, но вы ограничены их дорогостоящими производственными затратами, поскольку вы не можете экспортировать файлы Gerber. Для этой сборки я использовал DesignSpark (не такой простой в использовании, как Pad2Pad, но может экспортировать файлы gerber) и с тех пор экспериментировал с Eagle (очень способный инструмент, но я все еще иду по кривой обучения).

Я не смею складывать часы, потраченные на разработку программного обеспечения печатной платы, потребовалось несколько попыток, чтобы сделать все правильно, но я очень доволен результатом. В моей первой версии есть несколько недостающих следов, но их легко заменить. Для изготовления небольшой партии печатных плат я использовал и рекомендую SeeedStudio. Хорошие ответы на вопросы, конкурентоспособные цены и быстрое обслуживание.

С тех пор я подумываю о разработке SMD-версии, которую я мог бы сделать со всеми уже размещенными и припаянными компонентами.

Много компонентов

Что касается компонентов, я использовал следующие (в соответствии со схемой Кевина)

• 200 транзисторов NPN 2N3904
• 25 конденсаторов по 100 нФ
• 8 конденсаторов по 100 мкФ
• 8 МОП-транзисторов IRF9Z34N
• 25 регистров сдвига 74HC595
• 128 резисторов 82 Ом 1/8 Вт (токоограничивающие резисторы с красными светодиодами)
• 64 резистора 130 Ом 1/8 Вт (токоограничивающие резисторы с зеленым и синим светодиодами)
• 250 резисторов 1 кОм 1/8 Вт (с некоторыми дополнениями)
• 250 резисторов 10 кОм 1/8 Вт (с некоторыми дополнениями)
• 1 блок питания 5v 20A (более чем достаточно)
• 1 Arduino Mega (или процессор по вашему выбору)
• несколько выводов заголовка с одной строкой для подключения к Arduino
• какой-то соединительный кабель для создания последовательных входов / выходов между регистрами сдвига
• 6-контактный соединительный кабель к разъему на плате
• кабель питания 240 В и вилка

Я использовал и рекомендовал бы компоненты Farnell для их заказа в Великобритании, особенно с учетом их обслуживания на следующий день и конкурентоспособных цен.

Пайка… много пайки

Затем было несколько часов напайки всех компонентов на плату. Я не буду вдаваться в подробности здесь, но я извлек пару уроков:

• Держите под рукой насос для припоя и фитиль - он вам понадобится.
• Ручка с флюсом действительно работает, хотя потом убирать грязно
• Используйте припой небольшого диаметра - я обнаружил, что лучше всего это припой 0,5 мм 60/40 олово / свинец с содержанием флюса 2,5%.
• Увеличительное стекло удобно использовать для обнаружения любых паяных перемычек.
• Не торопитесь, делайте порцию за раз и осматривайте все стыки, прежде чем переходить к следующему участку.
• Как всегда, держите жало паяльника в чистоте.

Учитывая красный цвет светодиодов, вероятно, потребуется другое сопротивление резистора по сравнению с зеленым и синим, я обозначил резисторы ограничения тока на печатной плате A, B и C. Теперь пришло время для сравнения окончательной ориентации срезов. к печатной плате, чтобы определить, какой вывод светодиодов относится к какому расположению токоограничивающего резистора.

После завершения я очистил плату средством для чистки печатных плат, промыл ее водой с мылом и тщательно высушил.

Тестирование готовой печатной платы

Прежде чем отложить это в сторону, нам нужно проверить, все ли работает.

Я загрузил код Arduino Кевина (для мега-версии вам нужно будет внести некоторые незначительные изменения) и разработал простую тестовую программу, которая будет постоянно мигать всеми светодиодами.

Тестировать:

• Я сделал тестовый провод для светодиодов, взяв одноцветный светодиод, прикрепив резистор 100 Ом к одному из выводов, а затем добавив длинный провод к каждому из открытых концов. Обмотайте открытые выводы изолентой, чтобы предотвратить короткое замыкание, и отметьте положительный (анодный) провод от светодиода.
• Подключите ваш процессор (в моем случае Arduino Mega) к плате с помощью 6 разъемов.
• Подключите питание к плате от блока питания
• Подключите тестовый провод анода к источнику 5 В на плате.
• Затем наденьте катодный провод от тестового провода светодиода на каждый из катодных разъемов куба печатной платы по очереди.
• Если все в порядке, светодиод на измерительном проводе должен мигать и выключаться, в таком случае переходите к следующему.
• Если он не мигает, значит, вам нужно заняться поиском неисправностей. Я сначала проверил бы ваши паяные соединения на предмет любых сухих соединений, кроме этого, я бы посоветовал вам работать по очереди, избегая регистров сдвига, проверяя компонент за раз.

Проверьте все 192 катода, затем измените свой код, чтобы проверить драйверы анодного слоя, поменяйте местами тестовый провод светодиодов и подключите его к земле, а затем проверьте каждый из 8-ми слойных драйверов.

После того, как вы завершили и протестировали печатную плату, самое интересное начинается - теперь нужно построить куб.

Шаг 6: построение куба

Подготовка соединителей анодного уровня - еще одна приманка

У нас есть еще один предмет, который нужно изготовить, прежде чем мы начнем паять ваши срезы 8x8 на печатную плату.

По мере добавления срезов нам нужно будет добавить фигурные скобки снаружи каждого среза, соединяя горизонтальные срезы вместе.

Учитывая, что мы соединили все светодиоды петлями с проводами обрамления, давайте не останавливаться на достигнутом.

Чтобы построить анодные поперечные распорки:

• Возьмите кусок дерева, который вы использовали для перил, и проведите линию по центру перил.
• Сделайте 8 отметок вдоль этой линии на расстоянии 30 мм друг от друга.
• Возьмите 8 сверл 0,8 мм и просверлите их в древесине, оставив сверло в древесине так, чтобы хвостовик выступал примерно на 10 мм над поверхностью.
• Отрежьте кусок каркасной проволоки и распрямите его, как прежде.
• Оберните один конец проволоки вокруг первого сверла, образуя петлю, а затем оберните проволоку вокруг каждого последующего сверла, образуя прямую проволоку с 8 петлями по длине.

Это требует некоторой практики, но попробуйте манипулировать проволокой после формирования всех петель, чтобы проволока получилась как можно более прямой. Осторожно оторвите проволоку от сверл, а затем попытайтесь ее полностью выпрямить.

Для финального куба вам понадобится 16 отрезков проволоки с 8 петлями каждая, но в процессе построения удобно иметь под рукой два или три отрезка петель, чтобы поддерживать каждый новый отрезок вместе с его соседом.

Наконец, мы можем построить куб

Нам нужно будет приподнять печатную плату над поверхностью, чтобы выровнять и опустить каждый срез на печатную плату. Я использовал пару небольших пластиковых коробок по обе стороны от печатной платы.

Помня свою ориентацию среза, выбранную ранее при определении местоположения токоограничивающих резисторов, теперь вы можете опустить первый срез в отверстия в печатной плате с одного конца. Я предлагаю вам начать с самых дальних от вас дыр и работать над собой.

Именно здесь мы видим преимущество обрезки проводов каркаса катода под углом. Это позволит вам найти каждый из 24 катодных проводов по отдельности.

Чтобы поддержать срез и определить его вертикальное положение, я использовал деревянную рейку, которую мы использовали для изготовления анодных соединителей, и разместил ее вдоль печатной платы под первым набором светодиодов. С помощью инженерного квадрата, используемого для обеспечения того, чтобы срез был перпендикулярен печатной плате и выровнен от конца до конца, теперь вы можете припаять провода катодного каркаса к печатной плате.

Вы можете протестировать этот срез сейчас, но я счел лучше всего поместить первые два среза на печатную плату и использовать короткие анодные соединители с двумя петлями в паре мест вдоль двух срезов перед первоначальным тестированием, чтобы сделать эти первые два среза более стабильными. После этих первых двух тестируйте каждый ломтик по очереди, прежде чем добавлять следующий.

Тестирование ломтиков

Драйверы анода расположены вдоль одной из сторон печатной платы, и в печатной плате есть отверстия, через которые мы в конечном итоге подключим каждый слой к его драйверу. На данный момент мы будем использовать их с некоторыми проволоками для бревен и 8 мини-зажимами в виде крокодилов, чтобы по очереди прикрепить их к каждому слою в каждом срезе.

С катодами, припаянными к печатной плате, и анодами, подключенными к драйверам с помощью проводов и зажимов, мы можем затем протестировать срез, изменив код, который мы использовали для тестирования печатной платы, с новой анимацией.

• Напишите простую анимацию, чтобы все светодиоды в вашем срезе загорались каждым цветом за раз (все красные, затем зеленые, затем красные, затем все светодиоды для белого). Вы можете определить номер среза как переменную, чтобы вы могли изменять его при тестировании каждого среза по очереди.
• Подключите процессор и питание к плате и включите.
• Убедитесь, что все светодиоды горят всеми цветами.

Единственный дефект, который я здесь заметил, был связан с сухим стыком на одной из вертикальных проволок катодного каркаса.

Спаяйте и протестируйте каждый кусочек по очереди.

Мы почти там. Теперь нам нужно добавить к кубу еще два элемента. Мы припаяли и протестировали все 8 срезов.

Соединители анодного слоя

Теперь мы можем выломать анодные соединители с помощью 8 петель, которые вы подготовили ранее.

Проденьте их через кусочки, соединяя один и тот же слой в каждом кусочке на обоих слайдах. Я переместил свои, пока они не оказались примерно в 5 мм от ближайшего катодного провода светодиода. Убедитесь, что они выглядят ровно и ровно, прежде чем паять все петли и соединять вместе каждый из 8 анодных слоев.

Разъемы анодного драйвера

Удалите все провода, которые ранее использовались для проверки срезов из отверстий анодного драйвера в печатной плате, и убедитесь, что в них нет припоя - фитиль для припоя здесь ваш друг.

Каждый из 8 анодных драйверов на печатной плате должен быть подключен к отдельному слою на печатной плате. Драйвер анода, ближайший к силовым соединениям на печатной плате, должен быть подключен к самому низкому уровню, а затем постепенно возвращаться к задней части печатной платы и к 8-му слою.

Согните под небольшим прямым углом кусок выпрямленного каркасного провода и опустите длинную сторону провода через куб в отверстие анодного привода на печатной плате. Убедитесь, что провод прямой и ровный и не касается других проводов в кубе, а затем припаяйте его к анодному слою куба и на печатной плате.

Комплектуется для всех 8 анодных драйверов.

Шаг 7: все готово

Сборка окончена, все готово.

Со всей подготовкой, сборкой и тестированием, которую вы выполнили, это теперь просто.

• Подключите блок питания к плате
• Подключите процессор к плате.
• Включить.
• Загрузите или включите анимацию в своем программном обеспечении, загрузите в процессор и позвольте ему сделать это

Делая дело

Вы захотите защитить свои вложения после того, как потратите все эти часы.

Мы сделали корпус из нескольких дубовых досок и небольшого листа фанеры и встроили в заднюю часть проем, где мы могли получить доступ к источнику питания и Arduino, а также установили USB-штекер на заднюю часть корпуса, чтобы упростить доступ для перепрограммирования..

Затем мы закончили его акриловым футляром с сайта acrylicdisplaycases.co.uk. Очень хорошо рекомендуется.

К тебе

Теперь вы можете сосредоточиться на двух вещах:

• Какую опору / коробку вы хотите спроектировать и построить для поддержки печатной платы и размещения блока питания и процессора - я оставлю это вашему воображению.
• Погрузитесь в код и начните разрабатывать и писать свои собственные анимации. Кевин, Ник и SuperTech-IT проделали здесь огромную работу, чтобы помочь вам начать свой путь.

Шаг 8: видеоролик о конечном продукте в действии

Моя благодарность Кевину и SuperTech-IT за анимацию, а также за несколько моих собственных, которые я создал на сегодняшний день.

Шаг 9: Анимация - Змеи

Одна из моих собственных анимаций, которыми можно поделиться с использованием кода Кевина Дарры.

Вызовите следующее in void Loop

змеи (200); // Итерации

Шаг 10: как только вы погрузитесь в ритм

Мы с братом создали по одному, а сейчас работаем над третьим:-)

ОБНОВЛЕНИЕ - Третий куб готов, и мы собираемся выставить его на продажу на eBay вместе с двумя запасными платами PCB (и инструкциями).

Мы будем вносить некоторые изменения в печатную плату в основном для поддержки развития нашего следующего проекта - светодиодного куба RGB 16x16x16.

Шаг 11: Последняя версия моего мегакода Arduino

В приложении вы найдете последнюю версию моего кода.

Это в основном взято из решения, разработанного здесь Кевином Дарра, но я перенес его на Arduino Mega и добавил к анимации либо из других источников, либо разработал сам.

Контакты на Arduino Mega:

• Защелка - пин 44
• Заглушка - пин 45
• Данные - вывод 51
• Часы - пин 52