14 Ιανουαρίου 2016 στις 01:42 μ.μ

Κύβος LED 8x8x8, ενδιαφέρον και όμορφο

• Σχεδιασμός κυκλώματος

Εισαγωγή

Αυτή η ιδέα ήρθε στο μυαλό μου αυθόρμητα· μέχρι το φθινόπωρο του τρέχοντος έτους, δεν μπορούσα καν να μαντέψω ότι οι άνθρωποι έκαναν κάτι παρόμοιο στη ζωή. Στην πραγματικότητα, ένας καθηγητής σχεδίασης κυκλωμάτων μου είπε ότι υπάρχουν τέτοιοι «κύβοι» και πρότεινε να λάβω αυτό το θέμα ως μάθημα.

Κοιτάζοντας μπροστά, θα ήθελα να πω ότι δεν χρειάζεται να θεωρείτε το μέγεθος της δουλειάς ως κάτι κολοσσιαίο. Αντίθετα, έπρεπε να κάνω πολύ λίγα, αλλά όσοι σκέφτονται: «Χα, θα το κάνω σε λίγες μέρες», ετοιμαστείτε για το αντίθετο. Και η ίδια η διαδικασία σας εμπλέκει στη δουλειά όχι χειρότερα από το να γράψετε κάποιο κώδικα προγράμματος...

Βλέποντας τα μικρά έργα, με διαστάσεις 3x3x3, και 4x4x4, και 5x5x5, συνειδητοποίησα σιγά σιγά ότι όσο μεγαλύτερο τόσο το καλύτερο.

Ορόσημο #1:

Εάν δεν έχετε δουλέψει με κολλητήρι στο παρελθόν, συνειδητοποιήστε πρώτα ότι θα χρειαστεί να κολλήσετε όλα τα πόδια των LED, αυτό είναι 2 * 512, όχι τόσο λίγο. Εξασκηθείτε λοιπόν σε μερικές γάτες.

Το Διαδίκτυο είναι γεμάτο οδηγίες για αυτό το θέμα. Αλλά από την αρχή μέχρι το τέλος, νομίζω ότι το είδα μόνο στο instructables.com και θα πω αμέσως ότι είναι κατά κάποιο τρόπο υπερβολικά λεπτομερές όσον αφορά τα πάντα. Προσωπικά χρησιμοποίησα δύο φορές λιγότερα εξαρτήματα. Φυσικά, ο εξοπλισμός αποδείχθηκε πιο απλός. Ως αποτέλεσμα, για μας μικρό παιχνίδιχρειαζόμαστε:

512 LED (6 $ - aliexp)
- 5 ειδικά τσιπ για LED STP16CPS05MTR (9$ - aliexp)
Φυσικά, είναι πιο κερδοφόρο να παίρνετε τέτοια εξαρτήματα σε παρτίδες
- 8 τρανζίστορ BD136 pnp (τα οικιακά ανάλογα είναι επίσης κατάλληλα)
- 5 αντιστάσεις 1 kOhm (ισχύς λειτουργίας 2 W)
- 5 πυκνωτές 10uF (τάση λειτουργίας 35-50 V)
- καλώδια σύνδεσης (περίπου 10 m, λαμβάνοντας υπόψη τις αστοχίες), συγκόλληση και οτιδήποτε είναι διασκεδαστικό

Ώρα να αρχίσετε να φτιάχνετε τη διάταξη

Παίρνουμε ένα τρυπάνι, ένα χάρακα, φτιάχνουμε ένα πλέγμα 8x8 (το κύριο πράγμα είναι να μην κάνουμε ένα 8x9 σαν εμένα) σε οτιδήποτε, είτε είναι αφρώδες πλαστικό, μια ξύλινη σανίδα ή κάτι άλλο. Και τρυπήστε προσεκτικά τρύπες για τα LED.

Ορόσημο #2:

Η λέξη κλειδί είναι «προσεκτικά», μερικά χιλιοστά αριστερά ή δεξιά, και στο τέλος θα έχετε έναν στραβό κύβο.

Αφού ολοκληρωθεί αυτό το βήμα, τοποθετήστε τα LED στα κελιά και ακολουθήστε τον ακόλουθο κανόνα:

Α) Όλες οι άνοδοι πρέπει να βρίσκονται στα αριστερά και οι κάθοδοι στα δεξιά. Ή αντιστρόφως. Οπως επιθυμείς.
β) Η πρώτη σειρά από την κορυφή πρέπει να περιέχει LED υπό γωνία:

Χρησιμοποιώντας αυτή την αρχή, συνδέουμε τις καθόδους (-). Όπου επισημαίνεται με μια διακεκομμένη γραμμή, συνδέστε κάποιο είδος σύρματος έτσι ώστε το στρώμα να συγκρατείται σφιχτά και στις δύο πλευρές.

Κρατώντας αυτό το λεπτό στρώμα, μπορεί να σας φαίνεται ότι πρόκειται να καταρρεύσει, αλλά στην πραγματικότητα, όταν αρχίσετε να στερεώνετε τα στρώματα, τότε αυτή η δομή μπορεί να πεταχτεί με ασφάλεια στο πάτωμα και πιθανότατα τίποτα δεν θα καταρρεύσει.

Περίληψη του πρώτου στρώματος

Πριν ξεκινήσετε τη συγκόλληση του δεύτερου στρώματος, πρέπει να πάρετε και να λυγίσετε όλες τις ανόδους ως εξής:

Σύνδεση πολλών στρωμάτων

Ορόσημο #3:

Αρχάριοι, χρησιμοποιήστε μια ειδική πάστα συγκόλλησης (flux) εάν έχετε να κάνετε με σύρματα, έτσι θα γλυτώσετε πολλά νεύρα (όχι όπως την πρώτη μου φορά).

Όταν είσαι λίγο κουρασμένος

Έτσι, έχοντας κολλήσει 64 καλώδια στις ανόδους που πήραμε "στο κάτω μέρος", μπορούμε να προχωρήσουμε στο ίδιο το ηλεκτρονικό κύκλωμα.

Βλέπουμε ότι οι έξοδοι των μικροκυκλωμάτων μας και στις δύο πλευρές μπαίνουν στις κοινές ανόδους των κυβικών στηλών και στην 5η πολυπλέκουμε τα στρώματα ελέγχου μέσω τρανζίστορ. Φαίνεται ότι όλα δεν είναι περίπλοκα: ένα σήμα αποστέλλεται σε ορισμένες στήλες και στρώματα και παίρνουμε ένα ζευγάρι λαμπερά LED.

Στην πραγματικότητα λειτουργεί ως εξής:

Υπάρχουν 3 είσοδοι: ρολόι, δεδομένα και μάνδαλο. Όταν έχουν υποστεί επεξεργασία 8 bit, εμφανίζεται το κλείδωμα και τα δεδομένα τοποθετούνται στον καταχωρητή. Επειδή τα μικροκυκλώματά μας γίνονται σε καταχωρητές μετατόπισης, τότε για να αποδώσουμε τον κύβο μας μία φορά με διαφορετικά bits πληροφοριών, πρέπει να γράψουμε 1 byte (8 bit με τους αριθμούς των στρωμάτων στα οποία εφαρμόζεται τάση), τότε θα υπάρχουν κενά δεδομένα, επειδή Για το πέμπτο τσιπ, οι αριστεροί ακροδέκτες δεν συνδέονται με τίποτα. Στη συνέχεια, γράφουμε 1 byte για κάθε ομάδα των οκτώ στηλών. Το αντίστοιχο bit θα καθορίσει ποια στήλη πρέπει να ανάβει και όπου τέμνεται με το ενεργοποιημένο στρώμα, το LED στη διασταύρωση τους θα πρέπει να λαμβάνει τάση.

Ακολουθεί ένα διάγραμμα από το φύλλο δεδομένων του προγραμματιστή για γενική αναφορά:

Πώς θα γράψουμε 1 byte δεδομένων:

Void CUBE::send_data(char byte_to_send)( for(int i = 0; i< 8; i++){ if(byte_to_send & 0x01<Χρησιμοποίησα το Arduino UNO (το δανείστηκα), αλλά οποιοδήποτε μοντέλο θα το κάνει εδώ. Και nano και mini, αφού χρησιμοποιούνται μόνο 3 ψηφιακές είσοδοι και vcc + gnd.

Προσέξτε ιδιαίτερα την πρόσθετη τροφοδοσία (χρησιμοποίησα έναν προσαρμογέα 12V 2A), για να εμφανιστούν όλα τα στρώματα, φαίνεται ότι το ρεύμα είναι ακριβώς η ίδια ισχύς που απαιτείται.

Όλος ο πηγαίος κώδικας με τη μορφή σκίτσου για το Arduino θα είναι

Καλημέρα, φίλοι και καλεσμένοι της ιστοσελίδας Radioschemes! Ολοκλήρωσα τον δεύτερο κύβο LED μου. Βρήκα το διάγραμμα και τη σφραγίδα στο Διαδίκτυο, δεν θυμάμαι πού ακριβώς. Μετά, ήθελα κάτι μεγαλύτερο, πιο εντυπωσιακό ή κάτι τέτοιο. Αυτό το σχέδιο μόλις εμφανίστηκε. Χρειάστηκε περίπου ένας μήνας για την υλοποίηση και την αγορά ανταλλακτικών. Η πρώτη εκτόξευση πραγματοποιήθηκε, όπως πάντα, σε τοποθετημένη μορφή, συναρμολογημένη με κάποιο τρόπο. Το εξάρτημα δεν λειτούργησε, δεν έγινε λόγος για το περίβλημα, δεν υπήρχαν αρκετά LED για έναν όροφο και το άφησα έτσι προς το παρόν, απλά ήθελα να το δω πριν την Πρωτοχρονιά, και ήταν 30 Δεκεμβρίου, 00:01 στο ρολόι. Δύο σειρές LED 8 ορόφων δεν άναβαν και 4 LED ήταν συνεχώς αναμμένα. Πρόσφατα επισκευάστηκε, το πρόβλημα αποδείχθηκε ότι υπήρξε σπάσιμο στις ράγες σε ένα μικροκύκλωμα (προφανώς κατά τη χάραξη, ο γραφίτης γρατσουνίστηκε ή μπήκε μια τρίχα κάτω από αυτό) και το πρόβλημα με τα LED που έκαιγαν συνεχώς διορθώθηκε ελέγχοντας το πλήκτρα ελέγχου με το δέσιμο τους (δεν ήθελα να αγοράσω τρανζίστορ σε DIPe, τα αγόρασα σε συσκευασία sot-23, με συμπαγή καλωδίωση χρειάστηκε να χρησιμοποιήσω ένα βραχυκυκλωτήρα, μια αντίσταση SMD 0 αντίστασης, 0805 του τυπικού μεγέθους μου αγαπημένο, και το βραχυκύκλωσε με αυτό το jumper στην πίστα μεταξύ των δύο τρανζίστορ). Κατά τη συγκόλληση του ίδιου του κύβου, ανακαλύφθηκε ένα ελάττωμα - τα πόδια των LED ήταν λίγο κοντά, αλλά ήθελα έναν μεγάλο κύβο, οπότε έπρεπε να επεκτείνω κάθε πόδι και να το φτιάξω - πόση υπομονή χρειαζόταν... The Led Το cube έχει μόνο 512 LED, 2 πόδια = 1024. Υπήρχαν κουτιά με σκραπ από αντιστάσεις και πυκνωτές, όλα έχουν εξαντληθεί. Μετά πήγε το κονσερβοποιημένο σύρμα, έφυγε αρκετά μέτρα, τώρα δεν κόβεται ούτε ένα πόδι. Αλλά αυτά ήταν ακόμα δευτερεύοντα πράγματα. Στη συνέχεια, ήταν απαραίτητο να συνδεθούν τα δάπεδα μεταξύ τους και χρειάστηκαν περίπου 2 ημέρες μόνο για να γίνει αυτό. Στην περίπτωση αυτή αποκαλύπτονται όλες οι καμπύλες ροπές που ήταν ασήμαντες κατά τη συναρμολόγηση των ορόφων. Λοιπόν, δεν πειράζει, το έχουμε ισοπεδώσει. Δυο μέρες δαπανήθηκαν για την κατασκευή μιας πλαστικής θήκης από ψυγείο, καλά, υπάρχουν όλα τα κουμπώματα για την πλακέτα, τα κουμπώματα του καλύμματος, η οθόνη, ο πίνακας ελέγχου... Η καλωδίωση στην πλακέτα ήταν καλά σφραγισμένη με στεγανωτικό σιλικόνης, σε περίπτωση «ποτέ δεν ξέρεις». Για να κολλήσω τα δάπεδα, άνοιξα μικρές τρύπες στη μοριοσανίδα για να τοποθετήσω LED και μετά κολλήσω. Είναι πιο βολικό, αλλά στη συνέχεια συνειδητοποίησα ότι ήταν απαραίτητο να κολλήσω ξεχωριστά με γραμμές και όχι με δάπεδα - είναι πολύ πιο απλό.

Κύκλωμα LED CUBE

Γενική μορφή:

Έβαψα το cube box χρώμα ματ.

Μπροστινό και πίσω πάνελ:

Εσωτερικά με γένια 72 καλωδίων:

Καλώδια από σειρές LED κολλημένα με στεγανωτικό σιλικόνης:

Πλατφόρμα στερέωσης για την πλακέτα στην αντίθετη πλευρά σε σχέση με την είσοδο ρεύματος και τον πίνακα οθόνης με κουμπιά:

Ένα πάνελ με κουμπιά ελέγχου κύβου και ολόκληρη την προβολή συναρμολόγησης:

Ανακάλυψα ένα άλλο μειονέκτημα: ήταν απαραίτητο να αγοράσω ματ LED, όχι εξαιρετικά φωτεινά, διαφορετικά πονάει λίγο τα μάτια. Ασφάλειες για το PonyProg περαιτέρω, όπως το Khazama, εστιάζω στο Spienb, οπότε δεν θυμάμαι καν από τι προέρχονται οι ασφάλειες.

Firmware και αρχείο Eeprom, πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και οτιδήποτε άλλο για τον κύβο στο αρχείο. Πρώτα έραψα τη μνήμη, μετά το firmware και μην ξεχάσετε τις ασφάλειες. Τράβηξα το βίντεο το βράδυ. Σε μια προβολή, ο κύβος led στέκεται πάνω σε ένα κουτί και στο δεύτερο είναι γυρισμένο ανάποδα.

Βίντεο LED CUBE

Αυτός ο κύβος διαθέτει επίσης μια θύρα COM για σύνδεση με υπολογιστή, ώστε μέσω του προγράμματος να μπορείτε να δημιουργήσετε ανεξάρτητα φιγούρες επίπεδο προς στρώμα και στη συνέχεια να τις αναπαράγετε όλες μαζί. Μπορείτε να τα δημιουργήσετε χωρίς κύβο, στη συνέχεια να τα συνδέσετε και να τα δείτε ή μπορείτε να ανάψετε ορισμένα LED σε πραγματικό χρόνο και να τα δείτε. Είναι αλήθεια ότι δεν το έχω δοκιμάσει ακόμα, πρέπει να ψάξω για ένα καλώδιο και έναν υπολογιστή με μια τέτοια υποδοχή ή έναν προσαρμογέα USB. Αργότερα κοίταξα πολύχρωμα LED, σκέφτηκα να τα παραγγείλω, αλλά μάλλον δεν είναι η καλύτερη επιλογή για κύβο, επειδή αναβοσβήνουν με μια συγκεκριμένη σειρά, αλλά δεν ξέρω πώς θα είχε βγει.. Γενικά, παρήγγειλα 100 κομμάτια RGB, θα το παίξω αργότερα... Συγγραφέας του έργου DGR.

Συζητήστε το άρθρο LED CUBE

Συχνά συναντάτε ενδιαφέροντα έργα στο YouTube. Ένα από αυτά είναι ο κύβος LED. Η ομορφιά αυτής της συσκευής είναι ότι εμφανίζει μια πραγματική τρισδιάστατη εικόνα. Μπορείτε να σχεδιάσετε οποιαδήποτε τρισδιάστατα κινούμενα σχήματα. Αλλά εντός της επιλεγμένης ανάλυσης κύβου.

Ως βάση λήφθηκε άρθρο από το Radiocat (όποιος θέλει μπορεί να το γκουγκλάρει). Το μέγεθος κύβου 5x5x5 δεν επιλέχθηκε τυχαία. Για να συναρμολογήσετε αυτόν τον κύβο θα χρειαστείτε 5*5*5=125 LED. Αν το συγκρίνουμε με μια άλλη δημοφιλή επιλογή 8*8*8=512, δηλ. ο αριθμός των LED θα αυξηθεί 4 φορές. Επομένως, το 5x5x5 μου φαίνεται βέλτιστο.

Δεν είχα χρόνο να παραγγείλω LED, έτσι τα αγόρασα από λιανική. Δυστυχώς, μόνο πράσινο διάφανο 5mm ήταν διαθέσιμο, οπότε το τελικό αποτέλεσμα υπέφερε πολύ. Τα μπλε ματ δείχνουν πιο εντυπωσιακά, αλλά δυστυχώς. Συνιστάται η λήψη παγωμένων λυχνιών LED επειδή τα διαφανή φωτίζουν τα γειτονικά LED και δημιουργούν το φαινόμενο ότι ανάβει ένα σβηστό LED.

Ξεκίνησα απευθείας με τον ίδιο τον κύβο. Σχεδίασα μια μήτρα διαστάσεων 100x100. Η απόσταση μεταξύ των κύκλων είναι 20 mm. Διάμετρος 5mm. Το τύπωσα σε χαρτί και το κόλλησα σε ένα κομμάτι ξύλο.

Ανοιγμένες τρύπες. Λυγίζουμε έξυπνα την κάθοδο (-) του LED. Λυγίζουμε την άνοδο στις 90 μοίρες.

Αφήνουμε την κάθοδο να κολλάει προς τα πάνω και κολλάμε την άνοδο στο διπλανό LED. Αποδεικνύεται ότι είναι ένα "πάτωμα" από LED με κοινό "+".

Για να ενισχύσω τη δομή στα αριστερά, κόλλησα έναν άλλο αγωγό. Ο πρώτος όροφος είναι έτοιμος. Κάνουμε 4 ακόμη ορόφους με τον ίδιο τρόπο.

Μαζεύουμε όλους τους ορόφους μαζί. Για να γίνει αυτό, κολλάμε τους προηγούμενους ορόφους στους επόμενους.

Για τη βάση χρησιμοποίησα αλουμινόχαρτο laminate από fiberglass διαστάσεων 100x100. Χάραξα τα σημεία για τη συγκόλληση των LED. Το αποτέλεσμα ήταν το ακόλουθο σχέδιο:

Όχι αρκετά ευθεία, αλλά όλα λυγίζουν εύκολα. Τώρα κατευθείαν στο διάγραμμα. Για τη συναρμολόγηση χρειάζεστε:

1. 25 αντιστάσεις 150-220 Ohm,
2. 125 LED,
3. 5 πυκνωτές 0,1 µF (εγκατεστημένοι για την τροφοδοσία των σκανδαλών),
4. 2 πυκνωτές 22pF,
5. Atmega16,
6. χαλαζίας 12-16 MHz,
7. 5 αντιστάσεις 2,2 km,
8. 5 σκανδάλες 74hc574,
9. 5 τρανζίστορ BC558.
10. 1 πυκνωτής 100uF ( η διατροφή είναι απαραίτητη!!!διαφορετικά το κύκλωμα δεν θα λειτουργήσει)

Από τη μία, όλα είναι απλά εδώ, αλλά δεν πρέπει να μπερδεύεστε. Σε αντίθεση με προηγούμενα έργα, το Atmega16 (Atmega16A-16PU) χρησιμοποιείται εδώ. Χρησιμοποίησα συχνότητα λειτουργίας 12 MHz· στα 16 MHz τα LED αλλάζουν λίγο πιο γρήγορα. Επιπλέον, εδώ χρησιμοποιούνται σκανδαλισμοί. Για να καταλάβετε γιατί, πρέπει να κατανοήσετε τη λογική του σχήματος.

Όλες οι είσοδοι σκανδάλης συνδέονται παράλληλα. Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να ανάψουμε το πρώτο LED στον 2ο όροφο (D2.1) και όχι να ανάψουμε τα LED στους ορόφους 1,3,4,5 (D1.1, D3.1, D4.1, D5. 1). Βγάζουμε PORTC.0=0, αφού είναι 0 σε αυτή την περίπτωση που ανάβει το LED. Το 0 εμφανίζεται στην είσοδο της σκανδάλης, αλλά η κατάστασή του δεν αλλάζει στην έξοδο. Για να αλλάξετε την κατάσταση, πρέπει να εφαρμόσετε έναν παλμό στην είσοδο CLK, δηλ. εξάγετε εναλλάξ ένα λογικό μηδέν και ένα λογικό για να καρφιτσώσετε το PA1. Τώρα όλες οι κάθοδοι DA1.1-DA5.1 συνδέονται με τη γείωση, για να ανάψουν το D2.1, απλά πρέπει να ενεργοποιήσετε τον 2ο όροφο, δηλ. ανοιχτό τρανζίστορ Q2, έξοδος λογικό μηδέν στο PD6.

Προσπάθησα να γράψω τα δικά μου εφέ, λειτούργησε, αλλά κατά κάποιο τρόπο δεν μου ήρθε τίποτα στο μυαλό που να μην υπήρχε στο έτοιμο firmware. Επομένως, το τελικό πήρε το τελικό υλικολογισμικό· για έναν κύβο 5x5x5 υπήρχαν πολλές επιλογές στο Διαδίκτυο. Χρειάστηκαν μόλις 3 ημέρες για τη συναρμολόγηση. Ένα καλό δώρο, συναρμολογημένο με τα χέρια σας.

Τέλος, ένα βίντεο του κύβου που προκύπτει φαίνεται ιδιαίτερα εντυπωσιακό στο σκοτάδι.

Πώς λειτουργεί το διακοσμητικό γλυπτό LED; Είναι δυνατόν να το συναρμολογήσετε μόνοι σας; Πόσα LED χρειάζεστε και τι χρειάζεστε εκτός από αυτά; Θα βρείτε την απάντηση σε όλες αυτές τις ερωτήσεις σε αυτό το άρθρο.

Κύβος Led - τι χρειάζεστε για αυτοσυναρμολόγηση

Εάν ασχολείστε με έργα DIY ή θέλετε να ασχοληθείτε με ηλεκτρονικά κυκλώματα, δοκιμάστε να συναρμολογήσετε έναν κύβο LED με τα χέρια σας. Πρώτα πρέπει να αποφασίσετε για τα μεγέθη. Μόλις καταλάβετε πώς λειτουργεί η συσκευή, μπορείτε να αναβαθμίσετε το κύκλωμα είτε με περισσότερα LED είτε με λιγότερα LED.

Κύβος LED με όψεις για 8 διόδους

Ας δούμε πώς λειτουργεί αυτό χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός κύβου με πλευρά 8 LED. Αυτός ο κύβος μπορεί να είναι εκφοβιστικός για αρχάριους, αλλά αν είστε προσεκτικοί όταν μελετάτε τα υλικά, θα τον κατακτήσετε εύκολα.

Για να συναρμολογήσετε τον κύβο led 8x8x8 θα χρειαστείτε:

• 512 LED (για παράδειγμα 5mm).
• καταχωρητές βάρδιας STP16CPS05MTR – 5 τεμ.;
• μικροελεγκτής για έλεγχο, βλέπε Arduino Uno ή οποιαδήποτε άλλη πλακέτα.
• υπολογιστής για προγραμματισμό συστήματος?

Αρχή λειτουργίας του κυκλώματος

Μικρές λυχνίες LED τύπου 5 mm αντλούν ένα αμελητέο ρεύμα 20 mA, αλλά θα φωτίσετε αρκετά από αυτά. Ένα τροφοδοτικό 12V και 2A είναι τέλειο για αυτό.

Δεν θα μπορείτε να συνδέσετε και τα 512 LED ξεχωριστά γιατί είναι απίθανο να βρείτε έναν μικροελεγκτή (MK) με τόσες ακίδες. Τις περισσότερες φορές, υπάρχουν μοντέλα σε θήκες με αριθμό ποδιών από 8 έως 64. Φυσικά, μπορείτε να βρείτε επιλογές με μεγάλο αριθμό ποδιών.

Πώς να συνδέσετε τόσα πολλά LED; Στοιχειώδης! Ένας καταχωρητής μετατόπισης είναι ένα τσιπ που μπορεί να μετατρέψει πληροφορίες από παράλληλη σε σειριακή και αντίστροφα - από σειριακή σε παράλληλη. Μετατρέποντας τη σειριακή σε παράλληλη, θα λάβετε 8 ή περισσότερες ακίδες σήματος από μία ακίδα σήματος, ανάλογα με τη χωρητικότητα του καταχωρητή.

Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα που απεικονίζει την αρχή λειτουργίας ενός καταχωρητή βάρδιας.

Όταν παρέχετε μια τιμή bit, δηλαδή μηδέν ή ένα, στη σειριακή είσοδο δεδομένων, αυτή μεταδίδεται κατά μήκος της άκρης του σήματος του ρολογιού στην παράλληλη έξοδο αριθμό 0 (μην ξεχνάτε ότι στα ψηφιακά ηλεκτρονικά η αρίθμηση ξεκινά από το μηδέν).

Εάν την πρώτη στιγμή υπήρχε ένας και μετά μέσα σε τρεις παλμούς ρολογιού ρυθμίσετε την είσοδο σε μηδενικό δυναμικό, ως αποτέλεσμα αυτού θα λάβετε την κατάσταση εισόδου "0001". Μπορείτε να το δείτε στο διάγραμμα στις γραμμές Q0-Q3 - αυτά είναι τέσσερα bit παράλληλης εξόδου.

Πώς να εφαρμόσετε αυτή τη γνώση στην κατασκευή ενός κύβου LED; Το γεγονός είναι ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν όχι αρκετά συνηθισμένο καταχωρητή αλλαγής ταχυτήτων, αλλά ένα εξειδικευμένο πρόγραμμα οδήγησης για οθόνες LED - STP16CPS05MTR. Λειτουργεί με την ίδια αρχή.

Πώς να συνδέσετε LED;

Φυσικά, η χρήση προγράμματος οδήγησης δεν θα λύσει πλήρως τα προβλήματα που σχετίζονται με τη σύνδεση μεγάλου αριθμού LED. Για να συνδέσετε 512 LED, θα χρειαστείτε 32 τέτοια προγράμματα οδήγησης και ακόμη περισσότερα πόδια ελέγχου από τον μικροελεγκτή.

Οπότε θα πάμε αντίθετα και θα συνδυάσουμε τα LED σε σειρές και στήλες, ώστε να έχουμε έναν δισδιάστατο πίνακα. Το παγάκι καταλαμβάνει και τους τρεις άξονες. Έχοντας ολοκληρώσει την ιδέα του συνδυασμού ενός κύβου LED 8x8x8 στον οποίο τα LED συνδυάζονται σε ομάδες, μπορούμε να καταλήξουμε στο εξής συμπέρασμα:

Συνδυάστε στρώματα LED (δάπεδα) σε κυκλώματα με κοινή άνοδο (κάθοδος) και στήλες σε κυκλώματα με κοινή κάθοδο (ή άνοδο, εάν συνδυάζονταν κάθοδοι σε δάπεδα).

Για να ελέγξετε ένα τέτοιο σχέδιο χρειάζεστε 8 x 8 = 16 καρφίτσες ελέγχου ανά στήλες και μία για κάθε όροφο, υπάρχουν επίσης 8 όροφοι συνολικά.Συνολικά χρειάζεστε 24 κανάλια ελέγχου.

Το μπλοκ εισόδου λαμβάνει ένα σήμα από τρεις ακίδες του μικροελεγκτή.

Για να ανάψετε το απαιτούμενο LED, για παράδειγμα, που βρίσκεται στον πρώτο όροφο, το τρίτο στην πρώτη σειρά, πρέπει να εφαρμόσετε ένα μείον στη στήλη με αριθμό 3 και ένα συν στον αριθμό δαπέδου 1. Αυτό ισχύει εάν έχετε συναρμολογήσει δάπεδα με μια κοινή άνοδος, και οι στήλες - μια κάθοδος. Εάν συμβαίνει το αντίστροφο, οι τάσεις ελέγχου πρέπει να αντιστραφούν ανάλογα.

Για να διευκολύνετε τη συγκόλληση ενός κύβου LED, χρειάζεστε:

Για να λειτουργήσει σωστά ο κύβος των LED, πρέπει να τον συναρμολογήσετε σε στρώματα με μια κοινή κάθοδο και τις στήλες με μια άνοδο. Συνδέστε στις ακίδες Arduino αυτό που υποδεικνύεται στο διάγραμμα ως είσοδο με την ακόλουθη σειρά:

Pin Arduino αρ.	Όνομα αλυσίδας
2	L.E.
3	SDI
5	CLK

Τι γίνεται αν δεν έχω τέτοιες δεξιότητες;

Εάν δεν είστε σίγουροι για τις ικανότητές σας και τις γνώσεις σας στα ηλεκτρονικά, αλλά θέλετε μια τέτοια διακόσμηση για την επιφάνεια εργασίας σας, μπορείτε να αγοράσετε έναν έτοιμο κύβο. Για όσους τους αρέσει να φτιάχνουν απλές ηλεκτρονικές χειροτεχνίες, υπάρχουν εξαιρετικές απλούστερες επιλογές με άκρες 4x4x4.

Κύβος με δίοδοι μεγέθους προσώπου 4

Τα έτοιμα κιτ για συναρμολόγηση μπορούν να αγοραστούν σε καταστήματα με εξαρτήματα ραδιοφώνου, καθώς και μια τεράστια ποικιλία στο Aliexpress.

Η συναρμολόγηση ενός τέτοιου κύβου θα αναπτύξει τις δεξιότητες συγκόλλησης, την ακρίβεια, την ορθότητα και την ποιότητα των συνδέσεων του αρχάριου ραδιοερασιτέχνη. Οι δεξιότητες εργασίας με μικροελεγκτές θα είναι χρήσιμες για περαιτέρω έργα και με τη βοήθεια του Arduino μπορείτε να μάθετε να προγραμματίζετε απλά παιχνίδια, καθώς και εργαλεία αυτοματισμού για την καθημερινή ζωή και την παραγωγή.

Δυστυχώς, λόγω των ιδιαιτεροτήτων της γλώσσας προγραμματισμού Arduino - σκίτσο, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί όσον αφορά την απόδοση, αλλά πιστέψτε με, όταν φτάσετε στο ανώτατο όριο των δυνατοτήτων αυτής της πλατφόρμας, πιθανότατα η κυριαρχία της δουλειάς με "καθαρά" MKs θα να μην σας δημιουργήσει σημαντικές δυσκολίες.

Κύβος? Αυτός είναι ένας κύβος με LED που βρίσκονται σε όλο τον όγκο του. Και κάθε LED (μπορεί να χρωματιστεί) ελέγχεται ξεχωριστά. Χρησιμοποιώντας έναν κύβο LED, μπορείτε να δημιουργήσετε διάφορες εκπομπές φωτός και κινούμενα σχέδια. Ο κύβος LED μπορεί να εμφανίσει διάφορα κινούμενα σχέδια φωτός που έχουν ήδη προγραμματιστεί σε αυτόν. Πολύπλοκα κυκλώματα τρισδιάστατων κύβων LED μπορούν ακόμη και να εμφανίσουν διάφορες τρισδιάστατες λέξεις και επιγραφές. Με απλά λόγια, ένας κύβος LED είναι ουσιαστικά μια ογκομετρική οθόνη, μόνο με χαμηλή ανάλυση, η οποία σας επιτρέπει να εμφανίζετε χωρικές δομές και γραφικά. Φυσικά, αυτή η λύση δεν είναι κατάλληλη για παρακολούθηση βίντεο, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί καλά για το σχεδιασμό εκπομπών και παρουσιάσεων, για ψυχαγωγία και εκθέσεις, διαφήμιση και σχεδιασμό. Νομίζω ότι πολλοί άνθρωποι ήθελαν να κατασκευάσουν έναν τέτοιο κύβο LED, αλλά δεν είχαν όλοι την ευκαιρία να αγοράσουν έναν μικροελεγκτή και φυσικά δεν ξέρουν όλοι πώς να προγραμματίζουν. Επομένως, εδώ είναι μια πολύ απλή εναλλακτική σχεδίασης κυκλώματος:

Η προτεινόμενη έκδοση του κύβου LED δεν απαιτεί προγραμματισμό, το κύκλωμα είναι απλό και όλα τα μέρη είναι προσβάσιμα. Και το τσιπ CD4020 παρέχει μια ποικιλία συνθέσεων που είναι σχεδόν εξίσου καλές με τους προγραμματιζόμενους κύβους. Ακολουθεί μια λίστα με τα μέρη που χρησιμοποιούνται στον κύβο με μια περιγραφή:

1)KR1006VI1 (NE555)

Το μικροκύκλωμα περιλαμβάνει περίπου 20 τρανζίστορ, 15 αντιστάσεις, 2 διόδους. Το ρεύμα εξόδου είναι 200 ​​mA, η κατανάλωση ρεύματος είναι περίπου 3 mA περισσότερο. Τάση τροφοδοσίας από 4,5 έως 18 βολτ. Η ακρίβεια του χρονοδιακόπτη δεν εξαρτάται από αλλαγές στην τάση τροφοδοσίας και δεν υπερβαίνει το 1% της υπολογιζόμενης τιμής.

2) K561IE16 (CD4020, MC14020)

Αυτός είναι ένας δυαδικός μετρητής διαιρέτη 14 bit.

3) LED - σύμφωνα με το γούστο σας, 27 τεμ.
4) Αντίσταση 33Κ.
5) Πυκνωτής 10uF;
6) Μικροδιακόπτης με κλείδωμα (προαιρετικό).
7) Krona 9V;
8) Πάνελ για μικροκυκλώματα (προαιρετικά).

Έτσι, σχεδιάζουμε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος του κύβου LED σε υαλοβάμβακα και τον βυθίζουμε σε χλωριούχο σίδηρο.

Στο μεταξύ, η σανίδα μας χαράσσεται, ας ασχοληθούμε με το πιο δύσκολο κομμάτι - τον ίδιο τον κύβο LED. Ας ανοίξουμε τρύπες σε κόντρα πλακέ ή χοντρό χαρτόνι για τα LED και ας τα τοποθετήσουμε εκεί. Τώρα λυγίζουμε όλες τις καθόδους (αρνητικά) δεξιόστροφα και τις κολλάμε. Συγκολλάμε μόνοι μας τα καλώδια στο μεσαίο LED.

Φτιάχνουμε τα υπόλοιπα πατώματα του κύβου LED με τον ίδιο τρόπο.

Τώρα πρέπει να τα κολλήσουμε μεταξύ τους. Μόνο που αυτή τη φορά κολλάμε τις ανόδους LED (συν).

Συγκολλάμε τον τελευταίο τρίτο όροφο. Ετοιμος!!)))

Παίρνουμε την ήδη χαραγμένη σανίδα μας και ανοίγουμε τρύπες. Πρώτα κολλάμε τους βραχυκυκλωτήρες στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και μετά τα εξαρτήματα.

Και τέλος, η τελευταία πινελιά - κολλήστε τον κύβο.

Τώρα συνδέουμε 9V και περιμένουμε το αποτέλεσμα. Hurray - λειτουργεί:

Αλλά αν αυξήσετε την παροχή ρεύματος στο κύκλωμα στα 12 V, το μικροκύκλωμα CD4020 μπορεί να καεί. Γι' αυτό τοποθέτησα την κορώνα 9V. Αυτό έχει τα πλεονεκτήματά του: μπορείτε να μεταφέρετε τον κύβο μαζί σας, δεν χρειάζεται πρίζα και το μικροκύκλωμα δεν θα καεί. Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα - θα πρέπει να αλλάζετε την μπαταρία περιοδικά. Έφτιαξα ένα κουτί από χαρτόνι για τον κύβο LED μου. Και σε αυτό κατέληξα:

Υλικό και φωτογραφίες παρέχονται από την [)eNiS.

Συζητήστε το άρθρο LED CUBE