مكعب LED 3x3x3 مع Arduino Lib: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

هناك تعليمات أخرى حول بناء مكعبات LED ، وهذا يختلف لعدة أسباب: 1. إنه مصمم بعدد قليل من المكونات الجاهزة ويتم توصيله مباشرة بـ Arduino. 2. رسم تخطيطي للدائرة واضح وسهل الاستنساخ مزود بالكثير من الصور. 3. يتم استخدام أسلوب فريد للبرنامج مما يجعل برمجة المكعب أسهل وأكثر تعبيراً. الأجزاء المطلوبة: - 1 Perfboard - 3 NPN Transistors (2N2222 ، 2N3904 ، BC547 ، إلخ.) - 12 مقاومات (~ 220 أوم و ~ 10 كيلو أوم) - 13 رأسًا (ذكر أو أنثى) - 27 LEDs - سلك

الخطوة 1: قم بإعداد المصابيح

تتبع هذه الخطوة إلى حد كبير LED Cube 4x4x4 لكننا سنبني مكعب 3x3x3 بدلاً من ذلك. مكعب بهذا الحجم يكون بحجمه تقريبًا دون إدخال دوائر إضافية وتعقيد. سنحتاج إلى ما مجموعه 27 مصباحًا يتم تجميعها في ثلاث مجموعات من تسعة ، وستشترك كل مجموعة من تسعة مصابيح LED في اتصال مشترك بين الكاثودات (الخيوط السالبة). سأشير إلى كل من هذه المجموعات على أنها "مستوى". يتم توصيل كل من مصابيح LED التسعة الموجودة على مستوى ما بمصباح LED المقابل على المستويين الآخرين من خلال الأنودات الخاصة بهم (خيوط موجبة). سيشار إلى هذه باسم "الأعمدة". إذا لم يكن ذلك منطقيًا ، فسيصبح شرحًا ذاتيًا أثناء قيامنا ببناء المكعب. للبدء ، سنستخدم مثقابًا لإنشاء رقصة من قطعة صغيرة من الخشب الخردة. ستثبت الرقصة مصابيح LED في مكانها أثناء لحامها. قررت أن أفصل بين الثقوب حوالي 5/8 بوصة (حوالي 15 ملم) لكن المسافة الدقيقة ليست حرجة. يجب أن يكون الثقب محكمًا حول LED لأننا لا نريد أن يتحركوا أثناء اللحام. بمجرد الانتهاء من الرقصة ، سنقوم بثني الكاثود لكل LED بزاوية 90 درجة. يمكن التعرف على الكاثود بثلاث طرق: 1) إنه الساق الأقصر ، 2) إنه على الجانب المسطح من مصباح LED دائري ، 3) متصل بالقطعة الأكبر داخل LED. تأكد من ثني الكاثود في نفس الاتجاه لجميع مصابيح LED ، والآن نحن جاهزون لبدء اللحام.

الخطوة 2: جندى المصابيح

ضع أولاً تسعة من مصابيح LED في الرقصة المبنية حديثًا. ضعهم بحيث تشير الأرجل في نفس اتجاه عقارب الساعة. تُظهر الصور الكاثود يشير إلى اتجاه عقارب الساعة مع مواجهة الأنود ، لكنني سأدير مصابيح LED إذا قمت بذلك مرة أخرى من أجل منع الساق من إعاقة عرض LED. جندى الجانبين معًا ، زوج واحد على كل جانب. استخدم مقاطع صغيرة للحفاظ على الأرجل مثبتة ببعضها البعض أثناء تطبيق اللحام. بمجرد أن يتم لحام كل جانب من الجوانب الأربعة ، قم بتحريك المشابك لتثبيت الزوايا معًا وتطبيق اللحام على كل جانب. أخيرًا ، قم بتوصيل الكاثود الخاص بمصباح LED الأوسط بأحد الجانبين وقم بقص الفائض. كرر ثلاث مرات. يجب أن يكون لديك الآن ثلاث مجموعات من تسعة مصابيح LED. ضع مجموعتين من المجموعات واحدة فوق الأخرى. حافظ على المسافة مساوية للمسافة المحددة بالفعل بين مصابيح LED. بمجرد أن تشعر بالراحة مع التباعد ، يمكنك تثبيت كل مجموعة من الأرجل باستخدام مشبكين ، واحد في كل اتجاه ، للحفاظ على الأرجل ثابتة في مكانها أثناء اللحام. قد تحتاج إلى الانحناء حول مؤشر LED للحصول على اتصال جيد. جندى كل زوج من الأزواج التسعة ، واحدًا تلو الآخر. افعل هذا مرة أخرى وستنتهي من المكعب. ضع المكعب على جانب واحد من لوحة التحكم. تأكد من وضع الأرجل التسعة متباعدة بشكل متساوٍ أثناء توجيه كل واحدة من خلال ثقب. لوحتي بها خمسة ثقوب بين كل مجموعة من الأرجل. تريد ترك أكبر مساحة ممكنة على الطرف الآخر من لوحة الأداء لتناسب المكونات المختلفة. أضف بعض المقاطع لتثبيت الساقين في مكانها بمجرد أن تكون سعيدًا بالوضعية. اترك الكثير من الساق تتدحرج من خلال الجزء السفلي لأن هذا سيجعل من السهل لحام المقاومات لاحقًا. اقلب اللوح ولحام كل من الأرجل لإبقائها في مكانها. اقلب المكعب مرة أخرى بمجرد أن يتم لحام جميع الأرجل. أخيرًا ، نحتاج إلى لحام زمام المبادرة من كل مستوى من المستويات إلى أسفل من خلال الجزء السفلي من اللوحة. اخلع قطعة من الأسلاك المصمتة وثني خطافًا صغيرًا على أحد طرفيه. قم بتعليق الخطاف على أحد أرجل مصابيح LED المركزية وقم بتوجيهها عبر فتحة على لوحة الأداء. لحام نهاية الخطاف للحفاظ على السلك في مكانه. كرر مرة أخرى للمستويين الآخرين. الخطوة التالية هي بناء بقية الدائرة.

الخطوة الثالثة: بناء الدائرة

الدائرة بسيطة جدا. سيتصل كل عمود من الأعمدة التسعة بدبوس على Arduino من خلال المقاوم الحالي المحدد. يتصل كل مستوى من المستويات الثلاثة بالأرض عبر ترانزستور NPN عند تنشيطه بواسطة دبوس اردوينو. سنستخدم إجمالي 12 دبوس إخراج على Arduino ولكن هناك 18 مصباحًا للطاقة. الحيلة هي أنه يمكن إضاءة مستوى واحد فقط في كل مرة. عند توصيل مستوى بالأرض ، يمكن تشغيل كل من مصابيح LED الموجودة على هذا المستوى بشكل فردي من خلال أحد دبابيس Arduino التسعة الأخرى. إذا قمنا بإضاءة المستويات بسرعة كافية ، فسيظهر كما لو أن جميع المستويات الثلاثة مضاءة في نفس الوقت. دعونا نبني الدائرة. تتمثل الخطوة الأولى في إعداد المقاومات التسعة الحالية المحددة. أنا أستخدم 220 أوم لكل دبوس والذي سيرسم حوالي 22 مللي أمبير. قد تختلف القيمة اعتمادًا على مصابيح LED المستخدمة ولكنها تظل بين حوالي 135 و 470 أوم. كل دبوس قادر على الحصول على ما يصل إلى 40 مللي أمبير. من أجل توفير مساحة ، نريد لحام المقاومات في وضع عمودي. ثني أحد الرصاص لأسفل بحيث يكون كلا الخيوط متوازيين مع بعضهما البعض. افعل هذا لجميع المقاومات التسعة. بمجرد أن تصبح المقاومات جاهزة ، سنلحمها واحدة تلو الأخرى. لتسهيل الأمر ، سنقوم بلحام المقاوم الذي يؤدي مباشرة إلى المكونات الأخرى بدلاً من استخدام سلك منفصل لكل منها. سيتصل أحد طرفي المقاوم بعمود والآخر سيتصل برأس. ابدأ بالصف الأول من مصابيح LED الأقرب إلى المقاومات واعمل في طريق العودة. بمجرد الانتهاء من كل صف ، يمكنك استخدام قطعة صغيرة من الشريط لعزل الخيوط المتداخلة لمنع حدوث قصور. ارجع إلى الصور والرسم التخطيطي لترى كيف سيبدو هذا بمجرد الانتهاء. الآن بعد أن أصبحت الأعمدة بعيدة عن الطريق ، فإن الخطوة التالية هي لحام المكونات التي تتحكم في المستويات. سيتم تنشيط قاعدة الترانزستور NPN بواسطة دبوس Arduino من خلال المقاوم الحالي المحدد 10 كيلو (أو ما يقرب من ذلك). سيؤدي ذلك إلى توصيل المستوى المقابل بالأرض مما سيسمح للتيار بالتدفق عبر مصابيح LED. الرجوع إلى الصور والرسم البياني. بمجرد الانتهاء ، يجب أن تتصل مصابيح LED بالدبابيس 2-10 على Arduino ويجب أن تتصل المستويات بالدبابيس 11-13 ، من الأسفل إلى الأعلى. الدبابيس قابلة للتكوين أيضًا في البرنامج إذا كنت بحاجة إلى إعداد مختلف. الدائرة اكتملت الآن ، حان الوقت للانتقال إلى البرنامج!

الخطوة 4: استخدام البرنامج

لقد وجدت بعض أمثلة التعليمات البرمجية تطفو حول "الشبكة للتحكم في مكعب LED. لقد تطلبوا جميعًا مصفوفات كبيرة من البيانات الثنائية أو السداسية للتحكم في مصابيح LED. اعتقدت أنه يجب أن يكون هناك طريقة أسهل لذلك شرعت في كتابة البرنامج الخاص بي. كان قراري الأول هو جعل البرنامج يعكس الجهاز. وهذا يعني معالجة كل مؤشر LED حسب العمود والمستوى بدلاً من استخدام بيانات المنفذ الخام أو x ، y ، z التقليدي. كان القرار الثاني هو البدء بالوظائف الأساسية ، مثل تشغيل أو إيقاف ضوء واحد ، والبناء من هناك. أخيرًا ، قررت تقديم ميزتين مفيدتين لتأثيرات أكثر إثارة للاهتمام. أحدهما عبارة عن مخزن مؤقت يسمح للوظائف الأساسية ببناء أنماط أكثر تعقيدًا. الآخر هو وظيفة تسلسل تضيء مجموعة من مصابيح LED واحدة تلو الأخرى ، أو كلها مرة واحدة. بدأت المكتبة كرمز إجرائي ووظائف فضفاضة. من هناك كان من السهل جدًا اتباع البرنامج التعليمي لإنشاء مكتبة Arduino قابلة لإعادة الاستخدام. تأكد من تنزيل المكتبة وفك ضغطها إلى كراسة الرسم / المكتبات. إذا تم الإعداد بشكل صحيح ، يجب أن تجد مثالاً في برنامج Arduino ضمن ملف> أمثلة> LedCube> ledcube. الكود متاح أيضًا على Github على gzip / arduino-ledcube. شكرا للقراءة!