سأريكم كيف صنعت المكعب نفسه ، لوحة التحكم ، وأخيراً الكود لجعله يلمع.
اللوازم:
الخطوة 1: المواد
جميع الأجزاء التي تحتاجها لإنشاء المكعب:
1 Arduino / Freeduino مع Atmega168 أو رقاقة أعلى
كنت تستخدم 512 المصابيح والحجم واللون ، الأحمر 3 مم
4 A6276EA رقائق الصمام سائق من اليجرو
8 الترانزستورات NPN للسيطرة على تدفق الجهد ، وأنا استخدم الترانزستور BDX53B دارلينجتون
4 1000 مقاومات أوم ، 1/4 واط أو أعلى
12 560 مقاومات أوم ، 1/4 واط أو أعلى
1 330 فائق التوهج كهربائيا مكثف
4 24 دبوس مقبس IC
9 16 مآخذ IC دبوس
4 "x4" (أو أكبر) قطعة من perfboard لعقد جميع الأجزاء ،
مروحة كمبيوتر قديمة
كابل تحكم مرن قديم
مصدر طاقة الكمبيوتر القديم
وهناك الكثير من الأسلاك هوكوب ، لحام ، لحام الحديد ، والتدفق ، أي شيء آخر ل
اجعل حياتك أسهل أثناء القيام بذلك.
7 "X7" (أو أكبر) قطعة من الخشب تستخدم لصنع تهزهز LED لحام
حالة جميلة لعرض المكعب النهائي الخاص بك
بلدي اردوينو / Freeduino المفضل هو Bare Bones Board (BBB) من www.moderndevice.com. تم شراء المصابيح من موقع eBay وبتكلفة 23 دولارًا مقابل 1000 مصباح يتم شحنها من الصين. تم شراء الأجهزة الإلكترونية المتبقية من شركة Newark Electronics (www.newark.com) وينبغي ألا تكلف سوى حوالي 25 دولارًا. إذا كان عليك شراء كل شيء ، فلن يكلف هذا المشروع سوى حوالي 100 دولار.
لديّ الكثير من أجهزة الكمبيوتر القديمة ، لذا خرجت هذه الأجزاء عن كومة الخردة.
الخطوة 2: تجميع الطبقات
كيفية عمل طبقة واحدة (64 LEDs) من هذا المكعب 512 LED:
المصابيح التي اشتريتها كانت قطرها 3 مم. قررت استخدام مصابيح LED صغيرة لخفض التكلفة وجعل الحجم النهائي للمكعب صغيرًا بما يكفي للجلوس على مكتبي أو رف دون الاستيلاء على المكتب أو الرف بشكل كامل.
وجهت شبكة 8x8 مع حوالي 0.6 بوصة بين السطور. هذا أعطاني حجم مكعب حوالي 4.25 بوصة لكل جانب. حفر ثقوب 3 مم حيث تلتقي الخطوط لإنشاء رقصة من شأنها أن تحمل مصابيح LED أثناء لحام كل طبقة.
A6276EA هو جهاز بالوعة الحالي. هذا يعني أنه يوفر طريقًا إلى الأرض بدلاً من مسار الجهد المصدر. سوف تحتاج إلى بناء المكعب في تكوين الأنود المشترك. بنيت معظم المكعبات كاثود مشترك.
الجانب الطويل من الصمام هو عموما الأنود ، والتحقق من لك للتأكد. أول شيء فعلته هو اختبار كل LED. نعم إنها عملية طويلة ومملة ويمكنك تخطيها إذا أردت. أفضل قضاء بعض الوقت لاختبار مصابيح LED بدلاً من العثور على بقعة ميتة في المكعب الخاص بي بعد تجميعها. لقد وجدت 1 ميتا الصمام من 1000. ليس سيئا.
قم بقص 11 قطعة من السلك الصلب غير المعزول حتى 5 بوصات. ضع 1 LED في نهاية كل صف في الرقصة ، ثم قم بتوصيل السلك بكل الأنود. الآن ضع المصابيح 6 المتبقية في الصف ولحام تلك الأنودات في السلك. يمكن أن يكون هذا رأسيًا أو أفقيًا ، لا يهم طالما تفعل كل الطبقات بالطريقة نفسها. عند الانتهاء من كل صف ، قلص الرصاص الزائد من الأنودات. تركت حوالي 1/8 ".
كرر ذلك حتى تنتهي من جميع الصفوف الثمانية. قم الآن بتوصيل 3 قطع من الأسلاك عبر الصفوف التي قمت بها للتو لتوصيلها جميعًا بقطعة واحدة. ثم اختبرت الطبقة بربط 5 فولت على
عقف شبكة الأسلاك من خلال المقاوم ولمس الأرض تؤدي إلى كل الكاثود. استبدال أي المصابيح التي لا تضيء.
انزع الطبقة بعناية من الرقصة وضعها جانباً. إذا قمت بثني الأسلاك ، فلا تقلق ، فما عليك سوى تصويبها بأفضل طريقة ممكنة. من السهل جدا الانحناء. كما يمكنك أن تقول من صوري ، كان لدي الكثير من الأسلاك المثنية.
مبروك ، لقد انتهيت 1/8. جعل 7 طبقات أكثر.
اختياري: لجعل لحام الطبقات معًا (الخطوة 3) أسهل ، في حين أن كل طبقة لاحقة لا تزال في الحفرة ، ثني الربع العلوي من الكاثود للأمام إلى 45 إلى 90 درجة. هذا سيسمح لل
يؤدي إلى الوصول حول LED الذي يتصل به وسوف يجعل لحام أسهل بكثير. لا تفعل هذا لطبقتك الأولى ، فسنعلن أن أحدهما هو الطبقة السفلية وأن الخيوط يجب أن تكون مستقيمة.
الخطوة 3: تجميع المكعب
كيفية لحام جميع الطبقات معا لجعل مكعب:
الجزء الصعب انتهى تقريبا. الآن ، ضع طبقة واحدة بعناية في الرقصة ، لكن لا تستخدم الكثير من الضغط ، نريد أن نتمكن من إزالتها دون ثنيها. هذه الطبقة الأولى هي الوجه العلوي للمكعب. ضع طبقة أخرى أعلى الطبقة الأولى ، وصِّن الخيوط وابدأ في لحام. لقد وجدت أنه من الأسهل القيام بالأركان أولاً ، ثم الحافة الخارجية ، ثم داخل الصفوف.
استمر في إضافة الطبقات حتى تنتهي. إذا قمت مسبقًا بفرز الخيوط ، فتأكد من حفظ الطبقة بنهايات مستقيمة للأخير. هذا هو القاع.
كان لدي مساحة صغيرة جدًا بين كل طبقة ، لذا لم أحصل على شكل مكعب. ليست مشكلة كبيرة ، يمكنني العيش معها.
الخطوة 4: بناء لوحة تحكم
كيفية بناء لوحة التحكم وإرفاقها في Arduino الخاص بك:
اتبع التخطيطي وبناء لوحة مهما اخترت. وضعت شرائح التحكم في وسط اللوحة واستخدم الجانب الأيسر لعقد الترانزستورات التي تتحكم في التيار لكل طبقة من المكعب ، واستخدمت الجانب الأيمن لعقد الموصلات التي تنتقل من رقائق التحكم إلى كاثودات الأعمدة الصمام.
لقد وجدت مروحة كمبيوتر قديمة بحجم 40 مم مع موصل موليكس للإناث لتوصيله بمصدر طاقة للكمبيوتر. كان هذا مثاليا. يعد تدفق كمية صغيرة من الهواء عبر الرقاقة مفيدًا ، ولدي الآن طريقة سهلة لتوفير 5 فولت لشرائح التحكم وجهاز Arduino نفسه.
على التخطيطي ، RC هو المقاوم الحد الحالي لجميع المصابيح المتصلة بكل A6276EA. لقد استخدمت 1000 أوم لأنه يوفر 5 مللي أمبير للمصباح ، وهو ما يكفي لإضاءة ذلك. أنا أستخدم High Brightness ، وليس Super Brite LEDs ، وبالتالي فإن الصرف الحالي أقل. إذا كانت جميع مصابيح LED الثمانية في عمود مضاءة في آن واحد ، فسيكون 40 مللي أمبير فقط. يمكن لكل ناتج من A6276EA التعامل مع 90 مللي أمبير حتى أكون ضمن النطاق.
RL هو المقاوم المتصل بالمنطق أو يؤدي الإشارة. القيمة الفعلية ليست مهمة للغاية طالما كانت موجودة وليست كبيرة جدًا. أنا أستخدم 560 أوم لأنه كان لدي مجموعة منهم.
لقد استخدمت ترانزستور طاقة قادرًا على التعامل مع ما يصل إلى 6 أمبير للتحكم في التيار المتجه إلى كل طبقة من المكعب. هذا هو مبالغة لهذا المشروع ، حيث أن كل طبقة من المكعب سوف ترسم فقط 320 مللي أمبير مع إضاءة جميع مصابيح LED. أردت أن تنمو مساحة وقد أستخدم لوحة التحكم لشيء أكبر لاحقًا. استخدام أي حجم الترانزستور يناسب احتياجاتك.
يوجد مكثف 330 UF عبر مصدر الجهد للمساعدة في تخفيف أي تقلبات طفيفة في الجهد. نظرًا لأنني أستخدم مصدر طاقة قديم للكمبيوتر ، فهذا ليس ضروريًا ، لكن تركته في حالة ما إذا كان شخص ما يريد استخدام محول جداري 5 فولت لتشغيل مكعبه.
كل رقاقة تحكم A6276EA لديها 16 مخرجات. لم يكن لدي أي موصل مناسب آخر ، لذا قمت بحمل الأسلاك المؤدية إلى مقابس IC من 16 دبوسًا وسوف أستخدمها لتوصيل لوحة التحكم بالمكعب. كما أنني قطعت مقبس IC إلى النصف واستخدمته لتوصيل الأسلاك الثمانية التي تربط الترانزستورات بطبقات المكعب.
قطعت حوالي 5 بوصات من نهاية كابل مرن قديم لاستخدامه كموصل لاردوينو. الكبل المرن عبارة عن صفين من 20 دبابيس ، ولوحة العارية 18 دبابيس. هذه طريقة رخيصة جدًا (مجانية) لتوصيل Arduino باللوحة. قمت بسحب كابل الشريط بصرف النظر في مجموعات من سلكين ، وجردت النهايات وقمت بتلحيمها معًا. هذا يسمح لك بتوصيل Arduino في أي صف من الموصل. اتبع التخطيطي وجندى الموصل في مكانه. لا تنس أن تقوم بتوصيل أسلاك التوصيل بجهد 5 فولت والأرضية للموصل لتوفير الطاقة لـ Arduino.
أنوي استخدام لوحة التحكم هذه للمشاريع الأخرى حتى يعمل التصميم المعياري بشكل جيد بالنسبة لي. إذا كنت تريد توصيل الأسلاك الصلبة ، فلا بأس بذلك.
الخطوة 5: بناء حالة العرض
جعل المنتج النهائي الخاص بك تبدو لطيفة:
لقد وجدت هذا الصندوق الخشبي في Hobby Lobby مقابل 4 دولارات ، واعتقدت أنه سيكون مثالياً لأنه يحتوي على مساحة داخلية لعقد كل الأسلاك بالإضافة إلى مظهرها الجميل. أنا ملطخة باللون الأحمر ، وصمة عار واحدة استخدمتها على مكتب الكمبيوتر الخاص بي حتى تتطابق.
ارسم شبكة من أعلى بنفس حجم الشبكة المستخدمة في تهزهز اللحام (0.6 بوصة بين السطور). حفر ثقوب للسماح للخيوط من خلال القمة ، وحفر حفرة أخرى وراء الشبكة لأسلاك الطبقة / الطائرة (من الترانزستورات في الخطوة 4). لقد تعلمت أنه من الصعب جدًا محاولة اصطفاف 64 شخصًا للذهاب إلى الثقوب الصغيرة. قررت أخيرًا إعادة حفر جميع الثقوب أكبر قليلاً لجعل العملية تسير بشكل أسرع. انتهى بي الأمر باستخدام حوالي 0.2 بت الحفر.
الآن وبعد أن المكعب يجلس على الجزء العلوي من الشاشة ، ثني الزوايا الأمامية بحيث يظل المكعب في مكانه عند إرفاق الأسلاك. تأكد من إرفاق جميع الأسلاك بالترتيب الصحيح.
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48
49 50 51 52 53 54 55 56
57 58 59 60 61 62 63 64
وربط الأسلاك بين الطبقات (المسمى "الطائرات" على التخطيطي) والترانزستورات. الترانزستور في اردوينو دبوس 6 هو الطبقة العليا من المكعب.
إذا أخطأت في الأسلاك ، فهذا صحيح إلى حد ما داخل الكود ، ولكنه قد يتطلب الكثير من العمل ، لذا حاول تعيينهم بالترتيب الصحيح.
حسنًا ، كل شيء مُصمم وجاهز للعمل ، فلنحصل على بعض الرموز ونجربها.
الخطوة 6: رمز
يتم إجراء رمز المكعب بشكل مختلف عن معظمه ، وسأشرح كيفية التكيف.
يستخدم معظم كود المكعب عمليات الكتابة المباشرة إلى الأعمدة. تقول التعليمة البرمجية أن العمود X يحتاج إلى إضاءة ، لذا امنحه بعض العصير وقد انتهينا. هذا لا يعمل عند استخدام رقائق التحكم.
تستخدم شرائح التحكم 4 أسلاك للتحدث إلى Arduino: SPI-in و Clock و Latch و Enable. قمت بتأريض دبوس التمكين (دبوس 21) من خلال المقاوم (RL) بحيث يتم تمكين الإخراج دائما. أنا لم تستخدم تمكين حتى أخرجته من التعليمات البرمجية. SPI-in هي البيانات الواردة من Arduino ، Clock هي إشارة توقيت بين الاثنين أثناء حديثهم ، ويخبر Latch وحدة التحكم بأن الوقت قد حان لقبول بيانات جديدة.
يتم التحكم في كل مخرجات لكل شريحة برقم ثنائي 16 بت. فمثلا؛ يؤدي إرسال 1010101010101010 إلى وحدة التحكم إلى إضاءة كل مصباح LED آخر على وحدة التحكم. يحتاج الرمز الخاص بك إلى تشغيل كل ما يلزم لعرضه وإنشاء هذا الرقم الثنائي ، ثم إرساله إلى الشريحة. إنه أسهل مما يبدو. من الناحية الفنية ، إنها مجموعة من الإضافة البطيئة ، لكنني رديء في الرياضيات البطيئة ، لذلك أفعل كل شيء بشكل عشري.
الأرقام العشرية لأول 16 بت هي كما يلي:
1 << 0 == 1
1 << 1 == 2
1 << 2 == 4
1 << 3 == 8
1 << 4 == 16
1 << 5 == 32
1 << 6 == 64
1 << 7 == 128
1 << 8 == 256
1 << 9 == 512
1 << 10 == 1024
1 << 11 == 2048
1 << 12 == 4096
1 << 13 == 8192
1 << 14 == 16384
1 << 15 == 32768
هذا يعني أنه إذا كنت ترغب في إضاءة المخرجين 2 و 10 ، فأنت تضيف الكسور العشرية (2 و 512) معًا للحصول على 514. أرسل 514 إلى وحدة التحكم وسوف تضيء المخرجات 2 و 10.
ولكن لدينا أكثر من 16 مؤشر ضوئي ، وبالتالي يصبح الأمر أكثر صعوبة قليلاً. نحن بحاجة إلى بناء معلومات العرض لمدة 4 رقائق. وهو سهل مثل بنائه لشخص واحد ، فقط قم بذلك 3 مرات. يمكنني استخدام مجموعة متغير عمومي لعقد رموز التحكم. الأمر أسهل بهذه الطريقة.
بمجرد أن تكون جميع رموز العرض الأربعة جاهزة للإرسال ، قم بإسقاط المزلاج (اضبطه على LOW) وابدأ في إرسال الرموز. تحتاج إلى إرسال آخر واحد أولا. أرسل الرموز الخاصة بالشريحة 4 ، ثم 3 ، ثم 2 ، ثم 1 ، ثم اضبط Latch على HIGH مرة أخرى. نظرًا لأن دبوس التمكين متصل دائمًا بالأرض ، يتم تغيير الشاشة فورًا.
تتكون معظم التعليمات البرمجية المكعبة التي رأيتها على Instructables ، والويب بشكل عام ، من كتلة عملاقة من التعليمات البرمجية المعينة لأداء رسم متحرك محدد مسبقًا.يعمل هذا بشكل جيد مع المكعبات الأصغر حجماً ولكنه يحتاج إلى تخزين وقراءة وإرسال 512 بت من الملفات الثنائية في كل مرة تريد فيها تغيير الشاشة تستهلك الكثير من الذاكرة. لا يستطيع اردوينو التعامل مع أكثر من بضعة إطارات. لذلك كتبت بعض الوظائف البسيطة لإظهار المكعب في العمل الذي يعتمد على الحساب بدلاً من الرسوم المتحركة المحددة مسبقًا. لقد قمت بتضمين رسم متحرك صغير لإظهار كيف يتم ذلك ، لكنني سأترك لك لإنشاء عروضك الخاصة.
cube8x8x8.pde هو كود اردوينو. أخطط لمواصلة إضافة وظائف إلى الكود وسوف أقوم بتحديث البرنامج بشكل دوري.
matrix8x8.pde هو برنامج قيد المعالجة لإنشاء شاشات العرض الخاصة بك. ينتقل الرقم الأول إلى النمط 1 ، والثاني في النموذج 2 ، إلخ.
ورقة البيانات الخاصة بـ A6276EA متاحة على:
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/6276/6276.pdf
الخطوة 7: عرض عملك اليدوي
كما ترون ، جاء مكعب بلدي قليلا ملتوية. أنا لست شديد الحرص على بناء واحدة أخرى على الرغم من أنني سوف أعيش معها يجري ملتوية. لدي بضع مواقع ميتة أحتاج إلى النظر فيها. قد يكون اتصالًا سيئًا ، أو قد أحتاج إلى شريحة تحكم جديدة.
آمل أن يلهمك هذا Instructable في بناء مكعبك الخاص ، أو مشروع LED آخر باستخدام A6276AE. نشر رابط في التعليقات إذا كنت بناء واحد.
لقد كنت أحاول أن تقرر إلى أين أذهب من هنا. ستتحكم لوحة التحكم أيضًا في مكعب 4 × 4 × 4 RGB ، لذلك هذا احتمال. أعتقد أنه سيكون من الجيد القيام بالكرة والطريقة التي كتبت بها الشفرة ، لن يكون من الصعب للغاية القيام بها.
