مكعب اردوينو ميجا 8x8x8 RGB LED: 11 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

لذلك ، تريد إنشاء مكعب LED 8x8x8 RGB

لقد كنت ألعب مع الإلكترونيات و Arduino's لفترة من الوقت الآن ، بما في ذلك بناء وحدة تحكم بمفتاح عالي أمبير لسيارتي وستة حارات Pinewood Derby Judge لمجموعة الكشافة لدينا.

لذلك كنت مفتونًا ثم أدمنت عندما وجدت موقع Kevin Darrah الرائع بشروحاته التفصيلية وإنشاء مقاطع فيديو.

ومع ذلك ، كان هناك مجالان من بنيته اعتقدت أنه يمكنني تحسينهما.

على الجانب الإيجابي:

• أدت التفسيرات التفصيلية التي قدمها كيفن لرمز Arduino المطلوب لهذا البرنامج المعقد إلى تبسيط جانب الترميز للبناء.
• أنا أؤيد استخدام Kevin للترانزستورات الفردية لدفع كل من 192 كاثود. في حين أن هذا يتطلب تصميمًا غنيًا بالمكونات ، فإنه يسمح لك بقيادة كل مصباح LED ثابتًا دون المخاطرة بالحمل الزائد على شريحة محرك واحدة تدير 8 (أو أكثر) من مصابيح LED.

المجالات التي أردت تحسينها:

• يجب أن تكون هناك طريقة أفضل لبناء المكعب نفسه بالإضافة إلى وجود أكثر من 2000 مفصل لحام في مكعب RGB 8x8x8 وإذا فشل أحدهم في منتصفه فسيكون من المستحيل الوصول إليه وإصلاحه
• كل هذا الأسلاك !!!! لقد كانت لدي بعض الخبرة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الماضي ، لذا فقد هدفت إلى بناء ثنائي الفينيل متعدد الكلور واحد لاستضافة العدد الكبير من المكونات المطلوبة والمكعب نفسه

كشفت المزيد من البحث عن المزيد من تصاميم المكعبات التي أخذت منها مجالات أخرى للإلهام.

قام Nick Schulze ببناء مثال رائع للملاحظة وإن كان ذلك باستخدام نهج أجهزة STP16 أبسط و 32bit chipKIT UNO. لقد استفدت من تصميم المكعب الخاص به بدلاً من تصميم Kevin.

ركزت SuperTech-IT على تبسيط جانب الأجهزة من خلال نهج ثنائي الفينيل متعدد الكلور واحد يدمج ويوسع نهج البرمجة الخاص بـ Kevin و Nick مع التركيز على التخلص من جميع الأسلاك.

لذلك تم وضع خطة. باستخدام مخطط كيفن ، هيكل Nick's Cube ، صمم ثنائي الفينيل متعدد الكلور واحدًا وقم بتطوير حل لتبسيط البناء وتقوية المكعب نفسه.

الخطوة 1: كل تلك المصابيح

8x8x8 = 512 RGB LEDs. eBay هو صديقك هنا وقد اشتريت 1000 من مورد صيني.

يستخدم التصميم الذي اخترته 5 مم Common Anode RGB LED - بحيث يحتوي كل LED على سلك كاثود (سلبي) لكل من الألوان الأساسية الثلاثة (أحمر / أخضر / أزرق) وسلك أنود واحد (موجب) شائع لكل من الألوان.

اختبار الصمام

بينما كانت رخيصة ، كنت قلقة قليلاً بشأن الجودة. آخر شيء تريد أن تجده في منتصف المكعب الخاص بك ، لذلك شرعت في اختبار كل من الـ 512 LED التي سأستخدمها.

لتبسيط النهج ، قمت بتصميم لوحة صغيرة وبرنامج Arduino بسيط من شأنه أن يقود اثنين من LEDs Red> Green> Blue بشكل فردي ثم كل شيء للأبيض بضغطة زر.

يعمل أحد مصابيح LED كمرجع مشترك لجميع المصابيح الأخرى للتأكد من أن جميع مصابيح LED ذات سطوع مشترك.

بمجرد أن تتعطل دفع مصباح LED في اللوح ، والضغط على الزر ، ومشاهدة وميض LED من خلال الألوان ، فلن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لمراجعة كل الـ 512. جانباً ، لم أجد عيبًا واحدًا وكان مسرور جدًا بجودة مصابيح LED.

اختيار قيم المقاوم الحالية المحددة

أثناء خروج اللوح ، يكون الوقت مناسبًا لاختبار مقاومات الحد الحالية من LED والتحقق من صحتها ، والتي ستحتاج إلى استخدامها. هناك العديد من الآلات الحاسبة لمساعدتك في اختيار القيمة الصحيحة ولن تكون هي نفسها لكل الألوان (من شبه المؤكد أن يكون للأحمر متطلبات مختلفة عن الأخضر والأزرق).

أحد المجالات الرئيسية التي يجب البحث عنها هو اللون الأبيض العام الذي يصدره مصباح LED عند تشغيل جميع ألوان RGB. يمكنك موازنة قيمة المقاومات لإنتاج لون أبيض نظيف ضمن الحدود الحالية لمصباح LED.

الخطوة 2: تبسيط بناء المكعب

رقصة لبناء كل شريحة 8x8

بناء مكعب من هذا التعقيد لا ينبغي الاستخفاف به. سيتطلب هذا استثمارًا كبيرًا من وقتك.

الطريقة التي صممتها عملت على تبسيط عملية اللحام لكل "شريحة" رأسية 8 × 8 للمكعب في حدث واحد ، على عكس بناء خطوط مكونة من 8 مصابيح LED بدورها ثم لحام 8 منها معًا في عملية منفصلة.

سوف تحتاج إلى رقصة لهذا النهج وقليل من الوقت المستثمر هنا يجني فوائد ضخمة لاحقًا.

توضح الصورة أعلاه بساطة هذا التصميم.

• لقد استخدمت بعض الخشب اللين مقاس 18 مم × 12 مم مصدره متجر لاجهزة الكمبيوتر المحلي.
• حفر ثقوب 8 × 5 مم في منتصف الجانب 18 مم ، 30 مم على 8 أطوال مما يسمح بطول 50 مم إضافي على كل طرف.
• استخدم طولين من الخشب على كل جانب وقم بإصلاح هذه الأقسام الثمانية المحفورة للتأكد من أنها متوازية مع بعضها البعض وعلى مسافة 30 مم بالضبط.
• أنصح باستخدام بعض غراء الخشب بالإضافة إلى مسمار / برغي عند تثبيتها معًا. أنت لا تريد أن تنثني هذه الرقصة.
• في الطرف العلوي والسفلي من الرقصة ، قمت بتعيين طول آخر ووضعت ثلاثة مسامير صغيرة / دبابيس لوحة في ملف مع كل عمود من الثقوب لمصابيح LED. المركز الأول في نفس الخط تمامًا والآخران على بعد 5 مم على كل جانب. سنستخدم هذه المسامير لتأمين أطوال الأسلاك المستقيمة المستخدمة في تشكيل المكعب - أكثر لاحقًا.
• ستلاحظ على الصور فوق طول آخر من الخشب بزاوية طفيفة للآخرين. سيكون هذا مهمًا لاحقًا لأننا سنقطع أسلاكنا الهيكلية بما يتماشى مع هذه الزاوية والتي ستبسط بشكل كبير وضع كل من هذه الشرائح الرأسية في PCB في وقت لاحق.

خذ وقتك في بناء هذه الرقصة. كلما كنت هنا أكثر دقة كلما كان المكعب النهائي أكثر دقة.

الخطوة 3: تجهيز مصابيح LED

وصلات الرصاص LED

كان أحد المخاوف التي كانت لدي بشأن الأمثلة السابقة التي قرأت عنها هو استخدام مفاصل بعقب بسيطة عند لحام مصابيح LED بسلك التأطير. هذا من شأنه أن يؤدي إلى قضيتين رئيسيتين

• من الصعب جدًا ويستغرق وقتًا طويلاً الاحتفاظ بمصباح LED في موضعه بجوار سلك التأطير دون أن يتحرك لفترة طويلة بما يكفي لضمان حصولك على وصلة لحام جيدة.
• يمكن أن تنكسر مفاصل المؤخرة بسهولة - وهو أمر أردت تجنبه.

لذلك صممت حلاً يتم بموجبه إعداد كل LED بحلقة في نهاية كل سلك ، يمر من خلالها سلك التأطير الذي يحمل الأسلاك في موضعها أثناء اللحام ويوفر أيضًا اتصالًا ميكانيكيًا بالإضافة إلى اللحام لزيادة القوة.

كان الجانب السلبي لهذا هو أن إعداد كل من الـ 512 مصباحًا استغرق وقتًا أطول - لقد فعلت ذلك على دفعات من 64 ، شريحة في كل مرة ، وخفضت هذا إلى حوالي 3 ساعات لكل شريحة.

على الجانب الإيجابي ، استغرق اللحام الفعلي للشريحة باستخدام الرقصة السابقة ما يزيد قليلاً عن ساعة.

تهزهز الانحناء LED

لقد صممت أداة تهزهز لدعم إعداد مصابيح LED - الصورة أعلاه بالأبعاد الرئيسية.

• أخذت أحد قضبان 18 × 12 مم المستخدمة سابقًا ، وحفرت حفرة 5 مم من خلال مركز الجانب 18 مم ثم وضعت هذا السكة لأسفل على لوحة صغيرة من MDF (يمكنك استخدام أي قطعة خردة من الخشب ، كان هذا فقط ما كان علي فعله يدوي) ومحمولة على فتحة 5 مم في السكة عبر مركز MDF.
• باستخدام لقمة الحفر لضمان محاذاة كل من الفتحة الموجودة في السكة و MDF ، خذ قلم رصاص وارسم خطًا على جانبي السكة على طول MDF.
• قم بإزالة المثقاب والسكك الحديدية وستترك لديك فتحة 5 مم في MDF وخطين متوازيين على جانبيها يتطابقان مع أبعاد القضيب (18 مم على حدة).
• ارسم خطًا آخر من خلال مركز الفتحة 5 مم بشكل عمودي على خطوط السكك الحديدية.
• لقد استخدمت 22swg سلكًا نحاسيًا معلبًا (كانت لفة 500 جرام كافية) بعرض 0.711 مم. لقد عثرت على الإنترنت (eBay to the save مرة أخرى) على بعض لقم الثقب مقاس 0.8 مم واستخدمتها كمشكلين حولها سأثني مؤشر LED حولها لتشكيل حلقة.
• قم بحفر ثلاث لقم حفر 0.8 مم ، الأوسط على الخط المركزي لثقب LED 5 مم ، والآخران بعيدًا عن بعضهما بمقدار 5 مم والأهم من ذلك خارج خط السكة بعيدًا عن فتحة LED على لوحة MDF - ليس على الخط ولكن مع جانب واحد من التدريبات التي تلامس خط السكة.
• ثم يتم حفر مثقاب رابع 0.8 مم مرة أخرى على الخط المركزي لثقب LED 5 مم على خط السكك الحديدية الآخر وهذه المرة داخل خط السكة. يجب أن تجعل الصورة أعلاه هذا الوصف أكثر وضوحًا.
• اترك المثاقب في الخشب بحيث يكون حوالي 1-15 مم من ساق الحفر بارزة من MDF.

أنت الآن بحاجة إلى أداة - المشروع الجيد دائمًا ما تحتاج إليه لشراء أداة خاصة:-). ستحتاج إلى زوج صغير من كماشة الأنف المسطحة (eBay مرة أخرى مقابل 2 جنيه إسترليني - 3 جنيهات إسترلينية). هذه لها أنف طويل متوازي مستقيم ونهاية مسطحة - انظر الصورة.

تحضير الصمام

الآن تأتي المهمة الطويلة المتمثلة في إعداد كل من 512 LED. أقترح عليك القيام بها على دفعات. مزيد من التفاصيل في الصور أعلاه

• أمسك المصباح في الزردية مع توجيه الخيوط الأربعة نحوك.
• هام - يعد ترتيب وتوجيه العملاء المتوقعين أمرًا حيويًا في هذه الخطوة. سيكون الأنود هو الأطول في المرتبة الثانية من بين الخيوط الأربعة. تأكد من أن هذا هو الثاني من جهة اليمين. أخطأ في هذا الأمر وسوف يفشل مؤشر LED الخاص بك في الإضاءة بشكل صحيح أثناء اختبارنا لها لاحقًا - أعلم أنني ارتكبت خطأين من أصل 512.
• أثناء الإمساك بمصباح LED في الزردية ، ضع لمبة LED في الفتحة مقاس 5 مم في لوحة MDF كما هو موضح في الصورة أعلاه. قد تحتاج إلى إزالة الفتحة 5 مم قليلاً في الجزء العلوي للتأكد من وضع الزردية بشكل مسطح على MDF.
• ثني مؤشرات LED حول لقم الثقب بدوره لتشكيل حلقة. لقد وجدت أنه إذا تراجعت عن الانحناء ، فإن الظل عند اكتماله يفتح الحلقة ظلًا ويساعد على إزالة الحلقات من لقم الثقب عند استخراج LED من الرقصة
• اقطع الفائض من الخيوط الأربعة القريبة من الحلقة بزوج من قواطع الأسلاك الصغيرة.
• ثني حلقة الأنود ، الواحدة من تلقاء نفسها ، 90 درجة بحيث تكون الحلقة متجهة بشكل عمودي نحو لمبة LED
• ضع مصباح LED النهائي لأسفل على سطح مستو وتأكد من أن جميع الخيوط مستوية على طول السطح ، وسيؤدي الضغط قليلاً على مؤشر LED إلى محاذاة جميعهم ببساطة

هذا كل شيء…. كرر الآن 511 مرة:-)

الخطوة 4: بناء الشرائح

استقامة سلك التأطير

لذلك لدينا الآن رقصة لصنع شرائح 8 × 8 ومجموعة من مصابيح LED التي تم اختبارها وإعدادها.

كل ما تحتاجه الآن هو سلك تأطير. لتجميع كل مصابيح LED معًا. لقد استخدمت لفة 500 جرام من 22swg من الأسلاك النحاسية المعلبة (مرة أخرى من eBay)

الآن بالطبع سترغب في فرد السلك عندما يخرج من اللفة. مهمة يدوية سهلة أخرى. اقطع مقطعًا من السلك للطول وأمسك كلا الطرفين في زوجين من الكماشة واسحب السلك وشده برفق. إذا كنت جيدًا ستشعر بتمدد السلك ثم يمكنك التوقف ، إذا كان السلك الثقيل سوف ينكسر عند الزردية عندما يكون ممتدًا بدرجة كافية. كلتا الطريقتين جيدتان وستنتهي ليس فقط باستقامة السلك ولكن أيضًا تصلبها قليلاً حتى تحافظ على شكلها.

لكل إطار 8 × 8 ، ستحتاج إلى 24 طولًا بما يكفي لتشغيل الطول الكامل للرقص الخاص بك مع بعض قطع الغيار في النهايات للالتفاف حول مسامير اللوحة لتثبيتها أثناء اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى 8 أطوال لأسلاك الأنود العمودية أكبر قليلاً من عرض الرقصة.

بناء شريحة 8x8

الآن تم تقويم الأسلاك وصلنا إلى الجزء الممتع.

• مع جلوس الرقصة على قضبانها الرأسية و 8 قضبان عرضية محفورة تواجهك تدفع 8 مصابيح LED في عمود واحد في كل مرة مع توجيه الأرجل الثلاثة لمصابيح LED نحوك.
• الآن قم بربط سلك تأطير مستقيم من خلال حلقات LED الوسطى لجميع مصابيح LED الثمانية واربط كل طرف عن طريق الالتفاف حول دبابيس اللوحة.
• كرر هذا لسلكي التأطير الخارجيين.
• ثم كرر الخطوات السابقة للأعمدة السبعة الأخرى.

سيكون لديك الآن 64 مصباح LED مترابط مع 24 سلك تأطير رأسي. تأكد من أن جميع مصابيح LED مستوية على القضبان الخشبية وقم بتصويب أي أرجل LED لإزالة أي تناقضات.

الآن قم بتكسير مكواة اللحام الخاصة بك وقم بإصلاح جميع الوصلات الـ 192 بين حلقات LED وأسلاك التأطير. لن أشرح كيفية اللحام هنا ، فهناك الكثير من البرامج التعليمية الممتازة التي يمكن العثور عليها والتي تشرح هذا أفضل بكثير مما أستطيع.

تم الانتهاء من؟ خذ لحظة للاستمتاع بعملك اليدوي ، ثم اقلب الرقصة. ما زلنا بحاجة إلى إضافة أسلاك تأطير الأنود.

يمكنك الآن معرفة سبب ثني حلقات الرصاص الأنود 90 درجة.

• خذ 8 من أسلاك تأطير الأنود المستقيمة ثم مرر مرة أخرى عبر كل من مصابيح LED الثمانية في كل صف.
• لقد قطعت السلك بعرض الرقصة لكنني لم أحاول إصلاحها وصولاً إلى دبابيس اللوحة.
• بمجرد الانتهاء ، خذ لحظة لتصويب أي مصابيح LED للتأكد من أن لديك عمليات تشغيل متسقة ومستقيمة ، ومرة أخرى قم بتلحيم جميع نقاط الاتصال الـ 64.

اختبار شريحة 8x8

شريحة واحدة لأسفل ولكن قبل قصها من الرقصة ، دعنا نختبرها أولاً. لهذا ستحتاج إلى مصدر 5 فولت (من Arduino أو لوحة اختبار LED الخاصة بك) ومقاوم واحد (أي شيء حوالي 100 أوم سيفي بالغرض).

• قم بتوصيل سلك واحد بالأرض ، وسيتم استخدامه عبر جميع أسلاك تأطير الكاثود البالغ عددها 24.
• قم بتوصيل السلك الآخر بـ 5 فولت من خلال المقاوم.
• أمسك السلك 5 فولت بأحد أسلاك التأطير على مستويات الأنود الثمانية
• مرر السلك الأرضي عبر كل من 24 سلكًا لتأطير الكاثود.
• تحقق من أن كل مصباح LED يضيء باللون الأحمر والأخضر والأزرق لكل من مصابيح LED الثمانية المتصلة بنفس سلك الأنود.
• الآن انقل سلك 5 فولت إلى المستوى التالي وقم بإجراء الفحص مرة أخرى حتى تختبر كل مستوى ، كل LED وكل لون.

إذا وجدت أن أحد مؤشرات LED لا يعمل ، فمن المحتمل أنك قمت بخلط سلك الأنود الموجود على مؤشر LED عند ثني خيوط LED. إذا وجدت شخصًا لا يعمل ، فأقترح عليك إزالة المصباح ، وأخذ مصباح LED احتياطيًا ، وافتح الحلقات الموجودة على خيوط LED ، وادفع هذا LED الجديد في الرقصة وثني الحلقات حول أسلاك التأطير على أفضل وجه تستطيع.

بمجرد اختبار كل شيء ، يمكنك الآن قطع الشريحة من الرقصة. للقيام بذلك ، قم بقطع سلك التأطير في الصف العلوي بالقرب من حلقات الرصاص LED واقطع أسلاك الإطار السفلية على طول إطار الرقصة الزاوي قليلاً.

اترك كل الأطراف الطويلة لسلك الإطار في الوقت الحالي ، وسنقوم بترتيبها لاحقًا عندما نبني المكعب.

سقط واحد ، يتبقى 7 أشياء أخرى.

أعتقد أنني حققت هدفي الأول وطوّرت حلاً لتبسيط بناء شرائح المكعبات.

الخطوة 5: على الإلكترونيات

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

كان هدفي الثاني هو إزالة جميع الأسلاك ولكن مع ترك مساحة لبعض المرونة.

ولهذه الغاية قررت أن:

• قم بإخراج أسلاك التحكم في المعالج الستة من اللوحة عبر موصل. تستخدم معظم برامج تشغيل المكعبات التي رأيتها أحد مشتقات SPI لنقل البيانات والتي تتطلب 4 مدخلات - البيانات والساعة وتمكين الإخراج ومزلاج - بالإضافة إلى أنني أضفت 5 فولت وأرضي حتى نتمكن من تشغيل المعالج من نفس الكابل.

• اترك توصيلات الإدخال التسلسلي والمخرج المتسلسل مفتوحة بين شرائح تسجيل التحول 74HC595 بحيث يمكنك تحديد حلقات مختلفة بين الرقائق.

  • مخطط Kevins مخصص لبرنامج تشغيل الأنود أولاً ثم جميع الرقائق الثمانية التي تقود لونًا واحدًا بعد ذلك ثم اللونين التاليين بالتسلسل لإجمالي 25 سجل تغيير.
  • يحتوي مخطط النكات على حلقة منفصلة تعود إلى المعالج لكل لون.
• اسمح لطبقات الأنود بأن تكون مدفوعة بسجل التحول الخاص بها أو مباشرة من المعالج مع 8 اتصالات منفصلة.

بالإضافة إلى ذلك كنت أرغب في ذلك

• استخدم من خلال مكونات الثقب (هذا ما اعتدت عليه).
• أقصر نفسي على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور من طبقتين (مرة أخرى حسب تجربتي).
• ضع جميع المكونات على جانب واحد من PCB (الجانب السفلي) واسمح لشرائح LED أن يتم لحامها مباشرة في الجانب العلوي من PCB.

لذلك كان سينتهي به الأمر ليكون لوحة كبيرة (270 مم × 270 مم) لدعم مكعب بمسافة 30 مم بين مصابيح LED - حتى مع ذلك كان لا يزال ضغطًا ليناسب جميع المكونات والآثار.

لقد استخدمت برنامجين مختلفين لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الماضي بنجاح.

لسهولة الاستخدام ، يعد Pad2Pad رائعًا ولكنك مقيد بتكاليف التصنيع الباهظة حيث لا يمكنك تصدير ملفات Gerber. بالنسبة لهذا التصميم ، استخدمت DesignSpark (ليس بهذه البساطة في الاستخدام مثل Pad2Pad ولكن يمكنني تصدير ملفات جربر) ومنذ ذلك الحين أجرب مع Eagle (أداة قادرة جدًا ولكني ما زلت أرتفع منحنى التعلم).

لا أجرؤ على إضافة الساعات التي قضاها في تصميم برنامج ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، فقد استغرق الأمر عدة محاولات للوصول بشكل صحيح ولكني سعيد جدًا بالنتيجة. هناك بعض الآثار المفقودة في إصداري الأول ولكن من السهل استبدالها. لتصنيع مجموعة صغيرة من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور كنت أستخدمها وأوصي بـ SeeedStudio. استجابة جيدة للأسئلة وأسعار تنافسية وخدمة سريعة.

منذ ذلك الحين أفكر في تصميم إصدار SMD والذي كان بإمكاني صنعه بعد ذلك مع جميع المكونات الموضوعة بالفعل ولحامها.

الكثير من المكونات

بالنسبة للمكونات التي استخدمت ما يلي (محاذاة لتخطيط كيفن)

• 200 NPN 2N3904 الترانزستورات
• 25 مكثفات 100nF
• 8 مكثفات 100 فائق التوهج
• 8 دوائر IRF9Z34N
• 25 سجلات التحول 74HC595
• مقاومات 128 82 أوم 1/8 واط (مقاومات تحديد تيار LED أحمر)
• 64130 أوم مقاومات 1/8 واط (مقاومات الحد من التيار الأخضر والأزرق LED)
• مقاومات 250 1 كيلو أوم 1/8 واط (مع بعض الإضافات)
• مقاومات 250 10 كيلو أوم 1/8 واط (مع بعض الإضافات)
• 1 5v 20A امدادات الطاقة (أكثر من كافية)
• 1 Arduino Mega (أو معالج من اختيارك)
• بعض دبابيس رأس صف واحد للاتصال بـ Arduino
• بعض كبلات العبور لإنشاء حلقات الإدخال / الإخراج التسلسلية بين سجلات التحول
• كابل رأس 6 دبوس بموصل اللوحة
• كابل إمداد طاقة 240 فولت وقابس

لقد استخدمت Farnell Components وأوصي بطلبها في المملكة المتحدة ، لا سيما بالنظر إلى خدمتهم في اليوم التالي وأسعارهم التنافسية.

لحام… الكثير من اللحام

ثم استغرق لحام جميع المكونات على السبورة عدة ساعات. لن أخوض في التفاصيل هنا ولكن هناك درسان تعلمتهما هما:

• احتفظ بمضخة لحام وفتيل لحام في متناول اليد - ستحتاج إليها.
• يعمل قلم التدفق حقًا على الرغم من أنه من الفوضى التنظيف بعد ذلك
• استخدم لحامًا صغير القطر - لقد وجدت أن الأفضل هو لحام 0.5 مم 60/40 من القصدير / الرصاص 2.5٪.
• العدسة المكبرة سهلة الاستخدام لاكتشاف أي جسور لحام.
• خذ وقتك ، قم بعمل دفعة في وقت واحد وافحص جميع المفاصل قبل الانتقال إلى المنطقة التالية.
• كما هو الحال دائمًا ، حافظ على نظافة طرف مكواة اللحام.

بالنظر إلى اللون الأحمر لمصابيح LED ، فمن المحتمل أن يحتاج إلى قيمة مقاومة مختلفة عن اللون الأخضر والأزرق ، قمت بتمييز المقاومات المحددة الحالية على PCB A و B و C. الآن حان الوقت لتحديد الاتجاه النهائي للشرائح بالمقارنة إلى PCB لتحديد أي مؤشر LED يرتبط بموقع المقاوم المحدد الحالي.

بمجرد الانتهاء ، قمت بتنظيف اللوحة باستخدام منظف ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وغسلتها بالماء والصابون وجففها جيدًا.

اختبار PCB النهائي الخاص بك

قبل أن نضع هذا جانبًا ، نحتاج إلى اختبار أن كل شيء يعمل.

لقد قمت بتحميل كود Arduino الخاص بـ Kevin (للميجا ستحتاج إلى إجراء بعض التغييرات الطفيفة) وقمت بتطوير برنامج اختبار بسيط يعمل على تشغيل وإيقاف تشغيل جميع مصابيح LED بشكل مستمر.

لاختبار:

• لقد صنعت سلك اختبار LED من خلال أخذ مصباح LED أحادي اللون ، مع حمل مقاوم 100 أوم إلى أحد الخيوط ثم إضافة سلك طويل لكل طرف مفتوح.يؤدي القليل من الشريط الكهربائي حول الفتحة إلى إيقاف أي قصور ورمز السلك الموجب (الأنود) من LED.
• قم بتوصيل المعالج الخاص بك (في حالتي Arduino mega) باللوحة باستخدام الموصلات الستة
• قم بتوصيل الطاقة باللوحة من مصدر الطاقة
• قم بتوصيل سلك اختبار الأنود بمصدر 5 فولت على اللوحة
• ثم ضع سلك الكاثود من سلك اختبار LED على كل موصلات كاثود مكعب ثنائي الفينيل متعدد الكلور بدوره.
• إذا كان كل شيء على ما يرام ، يجب أن يومض مؤشر LED الموجود في مقدمة الاختبار ويغلق ، إذا كان الأمر كذلك ، فانتقل إلى المصباح التالي.
• إذا لم تومض ، فستجد نفسك في اكتشاف الأخطاء. سأفحص أولاً مفاصل اللحام بحثًا عن أي مفاصل جافة ، وبعيدًا عن ذلك أقترح عليك العمل بعيدًا عن سجلات التحول التي تقوم بفحص أحد المكونات في كل مرة.

اختبر جميع الكاثودات البالغ عددها 192 ثم عدّل الكود الخاص بك لاختبار محركات طبقة الأنود ، وقم بتبديل مؤشر اختبار LED الخاص بك وقم بتوصيله بالأرض واختبر كل من محركات الطبقة الثمانية.

بمجرد الانتهاء من اختبار PCB واختباره ، تبدأ المتعة حقًا - الآن لبناء المكعب.

الخطوة السادسة: بناء المكعب

تحضير موصلات مستوى الأنود - رقصة أخرى

لدينا عنصر آخر يجب تصنيعه قبل أن نبدأ في لحام شرائح 8 × 8 الخاصة بك على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

عندما نضيف الشرائح ، سنحتاج إلى إضافة أقواس إلى الجزء الخارجي من كل شريحة لربط الشرائح الأفقية معًا.

نظرًا لأننا قمنا بتوصيل جميع مصابيح LED ذات الحلقات بأسلاك التأطير ، فلن نتوقف الآن.

لبناء دعامات الأنود المتقاطعة:

• خذ طولًا آخر من الخشب الذي استخدمته للسكك الحديدية وارسم خطًا أسفل منتصف السكة.
• اجعل 8 علامات على طول هذا الخط 30 مم.
• خذ 8 من لقم الثقب 0.8 مم وحفرها في الخشب ، تاركًا لقمة الحفر في الخشب مع ساق بارزة حوالي 10 مم من السطح.
• اقطع طولًا من سلك التأطير وقم بتصويبه كما كان من قبل.
• لف أحد طرفي السلك حول لقمة الحفر الأولى لتشكيل حلقة ثم لف السلك حول كل لقمة حفر لاحقة لتشكيل سلكًا مستقيمًا به 8 حلقات بطولها.

يتطلب هذا بعض الممارسة ولكن حاول التعامل مع السلك بعد تشكيل كل الحلقات لجعل السلك مستقيمًا قدر الإمكان. انزع السلك برفق من لقم الثقب ثم حاول تصويبه تمامًا.

بالنسبة للمكعب النهائي ، ستحتاج إلى 16 طولًا من الأسلاك لكل منها 8 حلقات ، ولكن أثناء عملية البناء ، من السهل أن يكون لديك عدد من أطوال حلقتين وثلاثة أطوال لدعم كل شريحة جديدة مع جارتها.

أخيرًا يمكننا بناء المكعب

سنحتاج إلى رفع ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن السطح لمحاذاة وخفض كل شريحة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لقد استخدمت زوجًا من الصناديق البلاستيكية الصغيرة على جانبي ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

تذكر اتجاهك للشريحة المختارة من قبل عند تحديد موقع المقاومات المحددة الحالية ، يمكنك الآن خفض الشريحة الأولى في الثقوب الموجودة في PCB في أحد طرفيها. أقترح عليك أن تبدأ بأبعد مجموعة من الثقوب بعيدًا عنك وتعمل من أجل نفسك.

هذا هو المكان الذي نرى فيه ميزة قطع أسلاك تأطير الكاثود بزاوية. سيسمح لك ذلك بتحديد موقع كل من 24 سلكًا من أسلاك الكاثود على حدة.

لدعم الشريحة وتحديد موقعها الرأسي ، استخدمت السكة الخشبية التي استخدمناها لصنع موصلات الأنود ووضعناها على طول PCB تحت المجموعة الأولى من مصابيح LED. باستخدام مربع المهندسين المستخدم للتأكد من أن الشريحة متعامدة مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومستوى من طرف إلى آخر ، يمكنك الآن لحام أسلاك تأطير الكاثود في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

يمكنك اختبار هذه الشريحة الآن ولكني وجدت أنه من الأفضل وضع الشريحتين الأوليين على ثنائي الفينيل متعدد الكلور واستخدام موصلات الأنود ذات الحلقتين القصيرة في مكانين على طول الشريحتين قبل الاختبار الأولي لجعل هاتين الشريحتين الأوليين أكثر استقرارًا. بعد هذين الأولين ، اختبر كل شريحة على حدة قبل إضافة التالية.

اختبار الشرائح

توجد محركات الأنود على طول أحد جوانب PCB وهناك ثقوب في PCB حيث سنقوم في النهاية بتوصيل كل طبقة بمحركها. في الوقت الحالي ، سنستخدمها مع بعض الأسلاك الخشبية و 8 مقاطع تمساح صغيرة لربطها بكل طبقة في كل شريحة بدورها.

مع كاثودات ملحومة لأسفل على PCB والأنودات المتصلة بالسائقين بالأسلاك والمشابك ، يمكننا بعد ذلك اختبار الشريحة عن طريق تعديل الكود الذي استخدمناه لاختبار PCB برسوم متحركة جديدة.

• اكتب رسمًا متحركًا بسيطًا لإضاءة جميع المصابيح الموجودة في شريحتك وكل لون في وقت واحد (كل لون أحمر ، ثم أخضر ثم أحمر ثم الكل للأبيض). يمكنك تحديد رقم الشريحة كمتغير حتى تتمكن من تعديله أثناء اختبار كل شريحة على حدة.
• قم بتوصيل المعالج والطاقة بـ PCB وقم بتشغيله.
• تحقق من إضاءة جميع مصابيح LED بجميع الألوان.

كان العيب الوحيد الذي لاحظته هنا ناتجًا عن وصلة جافة على أحد أسلاك تأطير الكاثود الرأسي.

جندى واختبر كل شريحة على حدة.

كنا على وشك الوصول. هناك عنصران آخران نحتاج إلى إضافتهما إلى المكعب الآن قمنا بلحام جميع الشرائح الثمانية واختبرناها.

موصلات طبقة الأنود

يمكننا الآن فصل موصلات الأنود باستخدام الحلقات الثمانية التي أعددتها مسبقًا.

قم بربطها عبر الشرائح التي تربط نفس الطبقة في كل شريحة على كلا الشريحتين. قمت بنقل المنجم حتى أصبحوا على بعد حوالي 5 مم من أقرب سلك كاثود LED. تأكد من أنها تبدو مستقيمة ومستوية قبل لحام جميع الحلقات والانضمام إلى كل من طبقات الأنود الثمانية معًا.

موصلات سائق الأنود

قم بإزالة جميع الأسلاك المستخدمة سابقًا لاختبار الشرائح من فتحات محرك الأنود في ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتأكد من أن الثقوب خالية من اللحام - فتيل اللحام هو صديقك هنا.

يجب توصيل كل من محركات الأنود الثمانية الموجودة على PCB بطبقة فردية على PCB. يجب توصيل محرك الأنود الأقرب لتوصيلات الطاقة الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة بأدنى مستوى ، ثم العمل مرة أخرى بشكل تدريجي باتجاه الجزء الخلفي من لوحة الدوائر المطبوعة والطبقة الثامنة.

قم بثني زاوية قائمة صغيرة في قطعة من سلك تأطير مستقيم وقم بخفض الجانب الطويل من السلك عبر المكعب إلى فتحة محرك الأنود الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة. تأكد من أن السلك مستقيم ومستوي ، ولا يلمس أي سلك آخر في المكعب ، ثم قم بلحام هذا على طبقة الأنود للمكعب وعلى PCB

كاملة لجميع السائقين 8 الأنود.

الخطوة 7: اكتمل

انتهى البناء ، لقد انتهيت.

مع كل التحضير والبناء والاختبار الذي قمت به أصبح الآن بسيطًا.

• قم بتوصيل مصدر الطاقة بـ PCB
• قم بتوصيل المعالج بـ PCB.
• تشغيل.
• قم بتحميل أو تمكين الرسوم المتحركة في برنامجك ، وتحميلها إلى المعالج واتركها تفعل ما تريد

صنع قضية

سترغب في حماية استثمارك بعد قضاء كل هذه الساعات.

لقد صنعنا صندوقًا من بعض ألواح البلوط وصفيحة صغيرة من الطبقات وقمنا ببناء سحب في الخلف حيث يمكننا الوصول إلى مصدر الطاقة و Arduino بالإضافة إلى تركيب قابس USB في الجزء الخلفي من العلبة للسماح بوصول أسهل لإعادة البرمجة.

ثم انتهينا من ذلك بحافظة أكريليك من Acrylicdisplaycases.co.uk. موصى به جيدًا.

انتهى اليك

يوجد الآن شيئان يمكنك تحويل عقلك إليهما:

• ما نوع الدعم / الصندوق الذي تريد تصميمه وبنائه لدعم PCB وإيواء مصدر الطاقة والمعالج - سأترك ذلك لخيالك.
• ادخل إلى الكود وابدأ في تصميم الرسوم المتحركة الخاصة بك وكتابتها. لقد قام Kevin و Nick و SuperTech-IT ببعض الأعمال الرائعة هنا لتبدأ في طريقك.

الخطوة 8: مقطع المنتج النهائي قيد التشغيل

شكري لـ Kevin و SuperTech-IT على الرسوم المتحركة بالإضافة إلى عدد قليل من الأشياء التي قمت بإنشائها حتى الآن

الخطوة 9: الرسوم المتحركة - الثعابين

أحد الرسوم المتحركة الخاصة بي لمشاركتها باستخدام كود كيفن دارا

اتصل بما يلي في void Loop

الثعابين (200) ؛ // التكرارات

الخطوة 10: بمجرد دخولك إلى الأخدود

لقد قمنا أنا وأخي ببناء واحدة لكل منا ونحن نعمل على ثالث:-)

تحديث - اكتمل الآن المكعب الثالث وسنعرض هذا المكعب للبيع على eBay جنبًا إلى جنب مع لوحين احتياطيين PCB (وتعليمات).

سنجري بعض المراجعات على PCB في الغالب لدعم تطوير مشروعنا التالي - مكعب 16x16x16 RGB LED

الخطوة 11: أحدث إصدار من My Arduino Mega Code

مرفق تجد هنا أحدث إصدار من الكود الخاص بي.

هذا مأخوذ في الغالب من الحل الذي طوره Kevin Darrah هنا ولكني قمت بنقل هذا إلى Arduino Mega وأضفت إلى الرسوم المتحركة إما من مصادر أخرى أو طورت نفسي.

المسامير الموجودة على Arduino Mega هي:

• مزلاج - دبوس 44
• فارغ - دبوس 45
• البيانات - دبوس 51
• الساعة - دبوس 52