LED Cube 4x4x4: 11 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:43

Укмуш 3 өлчөмдүү LED дисплей. 64 LED бул Atmel Atmega16 микроконтроллери тарабынан башкарылган 4төн 4кө 4 кубду түзөт. Ар бир LED укмуштуудай 3d анимациясын көрсөтүүгө мүмкүнчүлүк берип, программалык камсыздоого жекече кайрылса болот! 8x8x8 LED кубу популярдуу суроо-талап боюнча азыр жеткиликтүү:

1 -кадам: Сизге эмне керек

Биринчиден, 64 ледти бириктирүү үчүн бир аз убакыт керек;) Билим тизмеси:

• Негизги электроника жана ширетүү көндүмдөрү
• AVR микроконтроллерин кантип программалоону билиңиз - мен муну бул көрсөтмөдө камтпайм.

Компоненттердин тизмеси:

• Protoboard. Жез чөйрөлөр менен түрү.
• Atmel AVR Atmega16 микроконтроллери
• Atmega16ны программалоочу программист
• 64 Leds
• 2 статус лед. Мен кызыл менен жашылды колдондум. (милдеттүү эмес)
• Max232 rs-232 чипи, же эквиваленти.
• LED үчүн 16 резистор. (100-400ohms) буга кайтып келет.
• 2х каршылыгы 470 Ом. статус леддери үчүн
• 1х резистор 10к
• 4x каршылыгы 2.2k
• 4x NPN транзистору BC338 (же 250 иш мАны которууга жөндөмдүү башка транзистор)
• 1x 10uF конденсатор
• 1x 1000uF конденсатор
• 6x 0.1uF керамикалык конденсатор
• 2x 22pF керамикалык конденсатор
• 1х кристалл 14.7456 МГц
• 2x тийүү баскычы
• кошумча pwr которгуч
• 12v кубаттуулугу үчүн туташтыргычы
• 5v кубаттуулугу үчүн кошумча туташтыргычы

2 -кадам: Мультиплекстөө

64 жеке зымды колдонбостон 64 LEDди кантип башкарса болот? Мультиплексинг!

Ар бир лоддун анодуна зым чуркоо, албетте, практикалык эмес жана чындап эле жаман көрүнөт. Муну айланып өтүүнүн бир жолу - кубду 4 кабаттуу 16x16 диоддорго бөлүү. Вертикалдуу мамычага тегизделген бардык LEDлер жалпы анодду бөлүшөт (+). Горизонталдуу катмардагы бардык LEDлер жалпы катодду бөлүшөт (-). Эми мен арткы сол бурчтагы LEDди жарык кылгым келсе (0, 0, 3), мен жөн гана GND (-) үстүңкү катмарга, ал эми VCC (+) сол бурчтагы мамычага берем. Эгерде мен бир эле учурда бир ледди күйгүзгүм келсе же бир эле учурда бир нече катмарды жарык кылгым келсе.. бул жакшы иштейт. Бирок, эгер мен дагы алдыңкы оң бурчту жарык кылгым келсе (3, 3, 0), мен көйгөйлөргө туш болом. Мен GNDны төмөнкү катмарга жана VCCди алдыңкы сол мамычасына бергенде, мен дагы алдыңкы оң жактагы жогорку оң жагын күйгүзөм (3, 3, 3), жана арткы сол жактагы LED (0, 0, 0). Бул элестетүүчү эффектти 64 жеке зым кошпостон чечүү мүмкүн эмес. Анын айланасында иштөөнүн жолу - бир эле учурда бир катмарды жарык кылуу, бирок муну ушунчалык тез жасоо, ошондуктан көз каалаган убакта бир гана катмар жарык экенин тааныбайт. Бул көрүнүштүн туруктуулугу деп аталган көрүнүшкө таянат. Ар бир катмар 4х4 (16) сүрөт. Эгерде биз 4 16 LED сүрөттөрүн бирден жарк эттире турган болсок, анда 4х4х4 өлчөмүндөгү 3d сүрөттү алабыз!

3 -кадам: Кубду жасоо, Калып

4x4 светодиоддордун ширетүүчү түйүндөрү коркунучтуу көрүнөт! 4x4 светодиоддорду алуу үчүн, биз аларды калыпта кармоо үчүн шаблонду колдонобуз. мүмкүн болушунча өз буттары. Тордогу сызыктардын ортосундагы аралык LED буттарынын узундугу менен чечилди. Мен 25мм (болжол менен бир дюйм) зымды кошпостон же кеспей эле ширетүүнү иштетүү үчүн ар бир леддин ортосундагы оптималдуу аралык экенин (ар бир леддин борборунун ортосунда!) Экенин таптым.

• 4x4 өлчөмүндөгү, 2,5 см ди түзө турган чоң жыгачтын бир бөлүгүн табыңыз.
• 4х4 өлчөмдөгү сызыктарды тартыңыз.
• Бардык кесилиштерде тешик жасаңыз.
• Тешиктерди кичинекей кылып бургучту тапкыла, ошондо светофор өз ордунда бекем калат, жана чоңдукту алып салуу оңой болот (зымдарды ийилбей..).
• 16 тешикти бургулаңыз.
• Сиздин ledcube шаблонуңуз бүттү.

4 -кадам: Кубду жасоо, Катмарларды ширетүү

Биз кубикти 4х4 леддердин 4 катмарында жасайбыз, анан аларды чогуу ширетебиз.

• Жарык диоддорду арт жагына жана бир жагына коюп, аларды чогуу ээрчиңиз
• Светодиоддордун дагы бир катарын кыстарып, аларды чогуу ширеткиле. Лампочкадан орун калтыруу үчүн бирден кылыңыз!
• Жогорудагы кадамды дагы 2 жолу кайталаңыз.
• жетектөөчү саптар туташпаган жерде маңдайына кайчылаш тирөөч кошуу.
• 4 жолу кайталаъыз.

5 -кадам: Куб жасоо, Катмарларды туташтыруу

Эми бизде ошол 4 катмар болгондон кийин, биз аларды бир жерге ширетүүбүз керек.

Калыпка кайра бир катмарды коюңуз. Бул эң үстүнкү катмар болот, андыктан эң сулуусун тандаңыз:) Үстүнө дагы бир катмар коюп, бурчтардын бирин тактап айтканда 25 мм (же торуңузда колдонулган аралыкты) биринчи катмарга тегиздеңиз. Бул катоддук зымдардын ортосундагы аралык. Жардам колу менен бурчту кармап, биринчи катмардын бурчтук анодун экинчи катмардын бурчтук анодуна кошуңуз. Муну бардык бурчтар үчүн жасаңыз. Катмарлар бардык өлчөмдөрдө эң сонун тегизделгенин текшериңиз. Болбосо, бир аз ийилүү үчүн. Же өчүрүлгөн бийиктиктин аралыгын кайра кошуп бергиле. Качан кемчиликсиз тегизделгенде, калган 12 анодду бириктирип ширеткиле. 3 жолу кайталаъыз.

6 -кадам: Резистордук баалуулуктарды тандоо

Сиздин лед үчүн резистордун маанисин тандоодо эки нерсени эске алуу керек.

1) Светодиоддор 2) AVR AVR AVR максималдуу бириккен учурдагы рейтинге ээ 200 мА. Бул бизге LED менен иштөөгө 12 мА берет. Сиз ошондой эле леддердин максималдуу токтон ашкыңыз келбейт. Мен кубумда 220 Ом резисторлорду колдондум. Бул мага бир ледге 12 мАга жакын берди.

7 -кадам: Контроллер

Жетектелген кубду башкарган микросхемалар тиркелген схемалык сүрөттө сүрөттөлгөн.

RS-232 интерфейси милдеттүү эмес. жана алынып салынышы мүмкүн. Бул IC2 жана ага туташкан бардык компоненттер. Келечектеги программалар ЖК менен байланышты камсыз кылат.. Баштоо сиз бардык схемаларды минималдуу суммага туташтырууга мүмкүндүк берүүчү схемада сиздин схемаңыздын бардык компоненттерин жайгаштыруудан баштаңыз. Эгер баары туура келсе, схеманы ээрчиңиз. Мен бул боюнча эч кандай көрсөтмө бербейм, анткени схема чынжырдан кубага чейин такыр башкача көрүнөт, чынжырдын көлөмүнө жараша ж.б. кадам

8 -кадам: Кубду тартыңыз

Сүрөттөр муну сөздөргө караганда жакшыраак түшүндүрөт. Сураныч, сүрөттөрдү караңыз.

9 -кадам: Компиляция жана Программа

Сизде азыр жетектөөчү куб бар. Аны колдонуу үчүн, кээ бир программалык камсыздоолорго муктажмын. Кубда 3d маалымат мейкиндигин көрсөтүү үчүн драйвер кылдым жана кубдагы кээ бир сонун визуалдык эффекттерди көрсөтүү үчүн функциялар. Сиз менин кодумду колдоно аласыз, өзүңүздүн жеке оюңузду жазсаңыз же курсаңыз болот. Менин кодум жана дагы эффектилерди жасаңыз. Эгер сиз өзүңүздүн эффекттериңизди жасасаңыз, мага кодду жөнөтүңүз. Мен силердин эмне кылып жатканыңарды көрүүгө дилгирмин! Программаны түзүү үчүн. Жөн эле буйрукту ачыңыз, буйрук сабында "make" булагынын коду бар каталогду киргизиңиз. Эгерде сиз ATMega16 ордуна ATMega32 колдонгуңуз келсе, Makefileдеги mcu жөндөөсүн өзгөртүп, кайра териңиз (make make). Эгерде сиз m32ди колдонуп, бул кадамды жасабасаңыз, анда куб туура жүктөлбөйт (кызыл жана жашыл жарыктар түбөлүккө жаркырап турат). Эми булак каталогунда main.hex деген файл болушу керек. Кийинки кадам ал кодду кубуңузга кантип алууну көрсөтөт.

10 -кадам: Микроконтроллерди программалаңыз

Эгерде сизде ылдамдык жана/же кээ бир светодиоддор күйбөсө көйгөйлөр пайда болсо. Сураныч, бул кадамды кунт коюп окуңуз. Микроконтроллерди программалоо үчүн мен avrdude жана USBTinyISP программистин колдоном.

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

Менин мисалдарым Ubuntu Linux системасында болот. Процедура Windowsто дээрлик бирдей болушу керек, бирок мен сизге бул жагынан жардам бере албайм. Эгерде сиз башка программистти колдонсоңуз, ошол программалоочу үчүн колдонмону окуп, avrdude. Алгач, AVR менен байланыш түзө аларыбызды карап көрөлү. Программистти кубуңузга жана компьютериңизге туташтырыңыз. Команда "avrdude -c usbtiny -p m16 ", wcherer -c программистти жана -p AVR моделин көрсөтөт. Сиз төмөндөгү сүрөттөрдөгү чыгууну көрө аласыз. Эми, программаны жүктөп бериңиз: "avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash: w: main.hex". Азырынча, куб кайра жүктөлүп, нерселерди жасай башташы керек. Бул 1мГцте (өтө жай) ички осциллятордун жардамы менен иштейт. Ал эми кээ бир леддер иштебейт, анткени кээ бир GPIO порттору демейки боюнча JTAG үчүн колдонулат. Тышкы осцилляторду иштетүү жана JTAGти өчүрүү үчүн биз сактандыруучу байтты программалашыбыз керек: run "avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse: w: 0xef: m "жана" avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse: w: 0xc9: m ". Бул кадамды жасоодо этият болуңуз! Эгер туура эмес түшүнсөңүз, микроконтроллериңизди биротоло жок кыла аласыз! Эгерде сиз ATMega16дан башка микроконтроллерди колдонуп жатсаңыз, сактандыруучу байтты алмаштыруудан мурун маалымат барагын кунт коюп окуңуз! Туура сактандыруучу байтты жазгандан кийин, куб кайра жүктөлүп, бардык леддердин иштеши менен үзгүлтүксүз ылдамдыкта иштей башташы керек. Жаңы кубуңуздан ырахат алыңыз: D

11 -кадам: Чоңго барыңыз - 8x8x8

Бул абдан кооз 4x4x4 кубун жасагандан кийин, мен да эбегейсиз 8x8x8 кубду жасадым. Убакытым болгондо, мен ага көрсөтмө берем. Ошол эле учурда сүрөттөрдү караңыз:-)

Сиз 8x8x8 версиясын бул жерден таба аласыз: https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ Эгер сизге жакса, бул нускамага баа бериңиз!:)