8x8x8 Led Cube: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

في هذا الدليل ، سوف نوضح كيفية بناء مكعب Led 8x8x8. بدأ كل شيء كفكرة لموضوع "الإلكترونيات الإبداعية" ، تنتمي إلى وحدة السنة الرابعة لهندسة الإلكترونيات في جامعة مالقة ، كلية الاتصالات:

يتكون المشروع بشكل عام من أجهزة وبرامج ذات تصميم مشترك. يتكون جزء الجهاز من المكعب ، وجميع التوصيلات ، بالإضافة إلى القاعدة التي تدعم التصميم. يتكون جزء البرنامج من مكتبة قابلة للتطوير ، والتي تم تنفيذها لتكون مفيدة لمشاريع أخرى.

يتم التحكم فيها بواسطة Arduino Uno ، وتشكل خمسمائة واثنا عشر مصباحًا هذا المكعب ، وبما أنها مفصولة في أعمدة وطبقات ، يمكن تشغيل كل منها على حدة.

نقدم بعض الخطوات التي يمكن أن تجعل المشروع أسهل ، على الرغم من أن هذا يستغرق بضعة أيام لحام. بالنسبة للمشروع ، استخدمنا Blue Leds و NPN الترانزستورات.

هنا نرفق قائمة بالمواد الضرورية:

• 512 ليد.
• 64 مقاومة 220 أوم.
• 9 سجلات التحول 74HC595.
• 16 2N222 الترانزستورات.
• مجلس رغوة.
• عدة أمتار من الأسلاك الدقيقة (1.2 مم).
• سلك الشريط.
• موصلات (ذكور وإناث).
• مزود الطاقة.
• لوحة مثقوبة مسبقًا (PCB).
• دعم الهيكل.
• صندوق خشبي للهيكل.

نأمل أن يحب جميع الناس هذه التعليمات.

الخطوة 1: رسم نموذج لمصابيح LED

تتمثل الخطوة الأولى في رسم نموذج لتسهيل عملية الجندي. في لوح الرغوة ، يتعين علينا رسم مربع وتقسيمه إلى 64 مربعًا صغيرًا ، وكلها مفصولة بوصة واحدة. في مفترق مربع صغير مع آخر ، علينا عمل ثقب بمفك البراغي ، على سبيل المثال ، من أجل وضع المصابيح بداخلها لجنودهم.

الخطوة الثانية: بناء قاعدة

علينا أن نصنع قاعدة حيث ستستريح المصابيح. من الأفضل صنعه بلوح خشبي ، وهو ليس ثقيلًا ولكنه ليس رخوًا. بعد الحصول على السبورة ، يتعين علينا تكرار الخطوة 1 ، ولكن الآن هنا. يجب أن نضع علامة على الخشب ، ونرسم مربعًا من 8 بوصات ، حيث سيتم رسم 64 مربعًا آخر من البوصة بالداخل.

بمجرد رسم كل شيء ، حان الوقت لاستخدام آلة الحفر. بقليل من 1 مم ، سنصنع ثقبًا يخترق الخشب في تقاطع كل مربع ، من أجل وضع الأسلاك التي ستثبت الهيكل بداخلها.

خذ آلة الحفر الخاصة بك وحفر بعيدًا!

لقد صنعنا مقطع فيديو لنوضح لك كيفية القيام بذلك. يجب أن تبدو النتيجة النهائية مثل هذه الصور الواردة هنا.

الخطوة 3: ضع الأسلاك مستقيمة

من الأفضل للهيكل استخدام الأسلاك بين المصابيح ، لأنها ستجعل الهيكل أكثر صلابة أو غير مرن. نظرًا لأن الأسلاك تُباع في لفافة عادةً ، يتعين علينا وضعها في وضع مستقيم. سنحتاج إلى آلة حفر لهذه الخطوة أيضًا.

علينا قطع السلك ووضع شريحة في آلة الحفر. بعد تثبيته عليه ، يتعين علينا تثبيت الجزء الآخر من السلك وتشغيل آلة الحفر. في بضع ثوان ، سيكون السلك مستقيمًا مثل الشمعة!

نوضح لك كيفية إجراء هذه العملية في الفيديو ، ونعطي مفتاحًا لجعل العملية أسرع: يمكنك قطع سلك أطول ، وتصويبه مرة واحدة ، ثم قصه.

الخطوة 4: جندى طبقة

بمجرد أن نتأكد من تشغيل جميع المصابيح بشكل جيد ، فقد حان الوقت لتلحيمها. علينا فصل الكاثودات والأنودات ، لجعل العملية أسرع.

في هذه الخطوة ، سيتم توصيل جميع الكاثودات. سيتم استخدام 64 مصباحًا و 11 سلكًا: واحد لكل صف ، و 3 أخرى للتثبيت على الهيكل. يمكنك أن ترى كيف صنعناها. وضعنا 3 عملات من 10 سنتات لوضع جميع الأسلاك على نفس الارتفاع ، ثم تبدأ العملية.

من المهم جدًا التحقق بعد عملية اللحام من أن جميع المصابيح ملحومة جيدًا. يمكنك القيام بذلك باستخدام Arduino ، وتوصيل سلك بـ GND والتحقق من خلال إدخال 5V لكل مصباح ، كما ترون في الفيديو.

لا تنس أن تقطع الجزء الذي لم يكن جنديًا من كل كاثود.

والآن قمت بعمل واحد ، تابع السبعة الآخرين!

لقد صنعنا بعض الصور لإظهار العملية أيضًا.

الخطوة 5: اصنع هيكل المكعب

إذا كنت قد انتهيت من اللحام ، فإن الخطوة التالية هي عمل هيكل المكعب. سنلحم طبقة واحدة فوق الأخرى ، ونفصلها ببعض الفوط المصنوعة من لوح الرغوة ، كما نوضح في الصورة.

في هذه الخطوة ، يجب أن يتم لحام جميع الأنودات بالأسلاك. المفتاح هو الاحتفاظ بالأسلاك الرأسية عندما يحين وقت إدخال الطبقة في الهيكل ، ولن يكون عملك معقدًا للغاية.

كما قلنا من قبل ، من المهم جدًا التحقق بعد لحام العمل الصحيح للمصابيح. لا تنس في هذه الخطوة إزالة ساق الأنود الزائدة. من الأسهل القيام بذلك الآن ، بدلاً من القيام به في النهاية.

ستكتمل العملية عندما تكون الطبقات الثمانية فوق بعضها البعض بواسطة الأنودات. بعد ذلك ، سيتم لحام الأنودات في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

من الضروري توصيل الكابلات الرأسية من القاعدة إلى كل طبقة رأسية من مصابيح LED من أجل الأداء السليم لكل طبقة وتوجيه المصباح على المحاور x و y و z. يمكنك أن ترى ذلك في الصور.

الخطوة 6: اربط القاعدة

يتعين علينا لحام الطبقات المقابلة باستخدام أسلاك من الشرائط ، والتي سنضيف إليها موصلات ستدخل إلى لوحة الدوائر المطبوعة ، لإضاءة المكعب أخيرًا.

سيحتوي كل عمود على كابل ملحوم ، وكل 8 أعمدة ، والتي تشكل طبقة عمودية ، سيتم ربطها بنفس الموصل الذكر ، والذي سيتم بعد ذلك إدخاله في موصل أنثى في PCB. ستحمل الطبقات الأفقية أيضًا موصلًا من أجل الحصول على الكاثودات معًا للاتصال بـ PCB.

الخطوة 7: لحام الدائرة

باتباع التخطيط التخطيطي للدائرة ، سنلحم جميع المكونات باللوحة المثقبة ، ونقوم بسد تلك الوصلات الضرورية وسحب الكابل في حالة عدم وجود مكان للحام.

لهذه الخطوة نحتاج إلى:

• لوحة مثقبة (يمكن أن تكون شرائح أو بدون نقش). لقد استخدمنا بدون نمط
• المقاومات
• موصلات ذكر
• السجلات
• الترانزستورات NPN
• كابل شرائط

الخطوة 8: دعم المكعبات

سنقوم بتطوير الدعم ، في حالتنا من الخشب ، حيث سنقدم الدوائر وندعم المكعب.

كيف فعلنا؟ صندوق بعرض 26 سم وطول 31 وارتفاع 10. نضع بعض الدعامات الصغيرة التي تمنع المكعب من السقوط إلى أسفل الصندوق ، مما يؤدي إلى إتلاف الدوائر الكهربية التي تحته.

الخطوة 9: الكود والبرمجة

يتكون الرمز من مجموعة منطقية من 512 قيمة تمثل حالة كل مؤشر.

إنه مقسم إلى جزأين ، أحدهما مسؤول عن تغيير حالة كل منهما من خلال تغيير القيم في المصفوفة ، والجزء الآخر مسؤول عن إرسال المعلومات إلى السجلات.

لإرسال المعلومات إلى السجلات ، يتم استخدام وظيفة shiftOut () ، التي تحتوي على بيانات من نوع بايت كمدخلات ، وتولد الساعة وإشارات البيانات للإرسال التسلسلي مع السجلات.

تظهر الحاجة إلى ترجمة المصفوفة المنطقية إلى مصفوفة من نوع بايت ، يمثل كل بايت سجلاً. اعتمادًا على حجم المكعب لتصميم عدد سجلات التحول في تغييرات المشروع. هذا الجزء من الكود قابل للتطوير لتسهيل إرسال المعلومات إلى مكعبات ذات أحجام مختلفة.

لإنشاء الرسوم المتحركة في المكعب ، نستخدم وظيفة voxelWrite () ، تتيح لنا هذه الوظيفة تغيير حالة الصمام وفقًا لبعض الإحداثيات x ، y ، z.

في الرابط التالي لصفحة GitHub الخاصة بنا ، يمكنك العثور على معلومات مفيدة: