3D светодиодный куб Charlieplex из огней рождественского дерева: 4 шага (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Рождество - отличное время для приобретения большого количества светодиодов по очень низкой цене. В этом руководстве используются 80 светодиодов из светодиодной гирлянды для рождественской елки, чтобы сделать почтенный трехмерный светодиодный куб. В данном случае куб 5x4x4. Остальные компоненты - это стабилизатор напряжения 7805 5V, развязывающий конденсатор 2x100nF, 16 резисторов, ИК-приемник и один микроконтроллер PIC 16F88. Многие другие проекты светодиодных кубов используют всевозможные микросхемы регистров сдвига и т. Д. Для выполнения адресации светодиодной матрицы. Чтобы сэкономить на компонентах и усилиях по подключению, он использует метод адресации с чарлиплексированием, ранее описанный в инструкциях: https://www.instructables. com / id / Charlieplexing-LEDs - The-theory / и https://www.instructables.com/id/How-to-drive-a-lot-of-LEDs-from-a-few-microcontrol/предыдущие проекты, использующие это: https://www.instructables.com/id/Microdot---wrist-watch-LED-pattern-timepiece/andhttps://www.instructables.com/id/Minidot-2---The-holoclock / Я бы порекомендовал прочитать хотя бы первые два, прежде чем продолжить чтение этого руководства.

Шаг 1: снимите светодиоды с веревки

На самом деле это довольно скучно. Возьмите гирлянду рождественских гирлянд. Желательно с вогнутой линзой, т.е. они выглядят так, как будто кто-то зенковал верхнюю часть светодиода.

Снимите и распаяйте все светодиоды в цепочке.

Шаг 2: Постройте куб

Теперь построим куб.

Поскольку мы используем Charlieplexing, мы можем сделать несколько сокращений для изготовления обычных светодиодных кубов. В частности, мы можем использовать несколько разделов, которые имеют одинаковое соединение. На основном изображении ниже показан один раздел. Это просто спаянная луженая медная проволока. Каждый раздел становится одной строкой в матрице charlieplex…..вы читали статьи, упомянутые во вступлении, не так ли ?? Я впаял свой провод в сетку 5х4 и оставил несколько меток внизу. Они используются для установки на какой-нибудь картон (также известный как верборд) и обеспечивают некоторую механическую стабильность и позволяют легко размещать сетку на равном расстоянии. Обратите внимание, что если бы я сделал это снова, я бы использовал предварительно изготовленную сетку для клетки для домашних животных, скажем, для кроликов или других мелких животных, а не спаял бы целую кучу проводов вместе. На других рисунках в этом разделе показаны отдельные светодиоды, припаянные к каждой секции. Одна ножка светодиода припаивается к механической части, а другая изогнута под углом 90 градусов для припаивания к поперечинам.

Шаг 3: Сделайте все как в Charlieplex

Новинка идет разводка в матрицу charliplex.

На первом рисунке ниже показана одна секция (толстые линии) с прикрепленными светодиодами. Каждый ряд имеет светодиоды, прикрепленные к сетке с одинаковой полярностью. Следующий ряд крепится с противоположной полярностью. Каждый чередующийся ряд соединяется вместе. Это формирует еще одну линию Charlieplex. Итак, для схемы ниже, если бы я хотел зажечь светодиод в верхнем правом углу, я бы поставил сигнал + ve на линию C1 и сигнал -ve на строку C11. Самый верхний светодиод в следующей сетке снова будет иметь положительный сигнал на линии C1 и отрицательный сигнал на линии C12 и так далее. Поскольку у меня 5 рядов в каждой сетке, я поочередно соединил нижний ряд, как показано. Сетка 6х4 или другая с четным номером будет просто повторять схему верхнего соединения. Второе изображение представляет собой грубую трехмерную схему… которая, я надеюсь, показывает связи с большей ясностью. На последнем рисунке показана частично заполненная сетка.

Шаг 4: видео и последние слова

Теперь у нас есть 80 светодиодов, соединенных в куб 5x4x4. Состоит из 14 строк charlieplex. Те из вас, кто действительно читал упомянутые статьи во вступлении, заметят, что это разреженная матрица charlieplex. С 14 линиями я теоретически мог бы подключить 13x14 = 182 светодиода….. однако проводка была бы более сложной. Оставшаяся часть схемы была просто ограничивающими ток резисторами линии Charlieplex, очень простым блоком питания (регулятор 7805) и PIC с подключенным ИК-приемником. Когда закончится глупый сезон, я надеюсь выпустить программу PIC, но она в основном посылает случайные сигналы ШИМ по линиям, ИК-пульт дистанционного управления может управлять скоростью и распределением шаблонов ШИМ. Я не обращаюсь к каждому светодиоду по отдельности, переключая линии в трех состояниях по мере необходимости. Однако случайные сигналы ШИМ, кажется, отлично работают с сетками Charlieplex…. Если вам нравятся светодиоды со случайными импульсами, то это так. Слишком близко к Рождеству, чтобы завершить эту часть настройки. Одна вещь, на которую следует обратить внимание, если вы неправильно разместите линии с тремя состояниями при управлении сеткой Charlieplex, это то, что один светодиод будет гореть ярко, а несколько других будут гореть тускло. Это немного непредсказуемо, однако для случайных шаблонов это не проблема, потому что элемент случайности - это то, что вам нужно. В следующей статье будет правильная схема вождения Charlieplex, в которой можно загорать отдельные светодиоды и создавать еще несколько интересных шаблонов. Я надеюсь сделать что-то вроде трехмерной игры о жизни и, возможно, переделать сетку с более красивыми, большими и аккуратными секциями, сделанными из сетки клетки для домашних животных. Меня только слегка потрясло то, как это получилось с ручной пайкой сетки. А пока вот симпатичное видео (предупреждение 9Мб) … извините, у меня не было времени на YouTube. Надеюсь, эта краткая статья показала, как это сделать использовать метод Charlieplexing для управления светодиодами и найти хорошее применение этим старым светодиодным рождественским гирляндам.