Светодиодный куб 4x4x4 на Arduino||Arduino-diy.com

В проекте предложена конструкция светодиодного куба (LED cube) 4x4x4 стоимостью около 15 долларов.

В кубе использовано 64 зеленых светодиода, которые формируют 4 слоя и 16 колонок. Управление кубом реализуется на базе Arduino. Приведен пример программы для Arduino Uno, в которой реализовано управление каждым отдельным светодиодом из всего массива.

Необходимые детали для проекта

• 64 светодиода
• 4 резистора на 100 Ом
• Коннекторы для распайки
• Проводники
• Макетная плата для распайки
• Коробка
• Источник питания на 9 В
• Arduino Uno

Инструменты, которые могут вам пригодиться, приведены на фото ниже.

Формируем основу светодиодного куба

Собираем светодиодный куб

Возьмите 64 светодиода и проверьте их работоспособность, подключив каждый к пальчиковой батарейке. Это, конечно, скучная процедура, но она необходима. Иначе из-за одного нерабочего светодиода впоследствии может быть куча проблем. Установите 16 светодиодов в отверстия в соответствии со стрелками на распечатке. Красные стрелки соответствуют плюсу (анод), синие — минусу (катод). Все аноды соедините между собой. После этого переверните коробку и вытолкните светодиоды. Выталкивайте аккуратно, чтобы не повредить собранный слой. Все. Первый слой готов. Аналогичным образом формируем еще три слоя. После соединяем четыре получившихся слоя с помощью свободных катодов. Советую соединять контакты начиная с центра и перемещаясь к периферии. Светодиодный куб начинает принимать необходимые очертания!

Установка светодиодного куба

Сделайте разметку на макетной плате с помощью маркера. Учтите, что размеченный прямоугольник должен быть немного меньше коробки, на которой будет установлен ваш куб. После разметки сделайте небольшой паз вдоль линии будущей грани и аккуратно отломайте ребра макетной платы.  Сделайте 20 отверстий на верхней части вашей коробки для куба. Можно разметить места для сверления по соответсвующим отверстиям макетной платы.

Подключаем светодиодный куб

Сначала разделите вашу рейку коннекторов на три части таким образом, чтобы они подошли к цифровым и аналоговым пинам Arduino Uno. Зачистите и установите на вашей маетной плате в коробке 16 проводов для цифровых входов (рядов). 4 провода от аналоговых входов подключите с использованием резисторов на 100 Ом. Теперь переходите к подключению концов проводов к трем рейкам коннекторов. Подключение реализовано таким образом, что есть возможность управлять светодиодами вдоль трех осей. Колонки соответсвуют осям X и Y. Плюс к этому, благодаря четырем слоям мы получаем координату Z. Если вы посмотрите вниз с угла светодиодного куба, первый квадрант будет соответствовать обозначению (1, 1). Таким образом, каждый светодиод может быть инициализирован по подобной же методике. Давайте рассмотрим пример. Посмотрите на рисунок выше и найдите светодиод A(1,4). «A» означает, что это один и первых слоев, а «(1,4)» соответсвтует координатам X=1, Y=4.

Схема подключения

Ряды/колонки

[(x,y)-Пин]

(1,1)-13

(1,2)-12

(1,3)-11

(1,4)-10

(2,1)-9

(2,2)-8

(2,3)-7

(2,4)-6

(3,1)-5

(3-2)-4

(3-3)-3

(3,4)-2

(4,1)-1

(4,2)-0

(4,3)-A5

(4,4)-A4

Слои

[Пины для слоев]

a-A0

b-A1

c-A2

d-A3

Подключаем источник питания для Arduino

Для питания платы можно использовать отдельный адаптер на 9 вольт, 1 ампер. Можно использовать переходник для батарейки типа крона и питать от нее. В любом случае, вам понадобится сделать еще одно отверстие для провода питания. Когда будете делать отверстие, предусмотрите его размер немного большим, чем сам коннектор.

В общем то все, что вам после этого останется — загрузить скетч на Arduino и наслаждаться результатом:

Программа для светодиодного куба под Arduino

Ваш куб готов!

Видео собранного светодиодного куба 4x4x4

Светодиодный куб / Хабр

Электронное устройство, которое применяется в декоративных инсталляциях. Светодиодные кубы бываю размерами 3x3x3, 4x4x4, 5x5x5 и т.д. Изменяя скорость загорания и затухания светодиодов в кубе, мы создаём различные визуальные эффекты: бегущие огни, эквалайзер, 3d световая инсталляция.

Материал:

— плата для пайки или беспаечная плата

Инструменты:

— инструмент для снятия изоляции

— линейка или штангельциркуль

— паяльная станция

Электрокомпоненты

— arduino

— 64 светодиода

— соединительные провода

Рассмотрим схему данного куба

На рис. Представлена одна из сторон куба. Все четыре стороны соединяются по выводам плюсовой ножки светодиода в каждом ряду. В результате для всех ножек с полюсом “+” ,будет четыре вывода. В результате с помощью этих выводом можно управлять рядами светодиодов. Ножки с полюсом «-» соединяются между собой по вертикальным рядам куба. В результате мы получим 16 выводов, которые можно запитать на GND arduino.

Сборка модели.

Соберём конструкцию с использованием паяльной станции и платы для монтажа. Можно воспользоваться как платой для пайки, так и без пайки. Плату для пайки, рекомендую использовать только, если вы уверены в правильности сборки

Для того чтобы светодиоды образовали куб, их необходимо спаять друг с другом согласно схеме на рис. С помощью данной схемы мы получим одну из сторон куба.

Для начала, соберём вертикальный ряд из четырёх светодиод. У короткой ножки светодиода (знак « — ») подогнём конец с помощью плоскогубец. Длинную ножку светодиода сдвинем перпендикулярно короткой.

Используя держатель «Третья рука», спаяем данные светодиоды

Как видно из рисунка, короткие ножки мы спаяли, а длинные ножки остались свободными. Так необходимо проделать ещё четыре раза. В итоге, мы получим четыре ряда светодиодов

Приступим к процессу их соединения. Соединяться они должны с помощью длинных ножек (знак « + »). Соединение получается с помощью перекрестия. Постарайтесь уместить на одной длинной ножке светодиода четыре другие длинные ножки светодиодов

Так необходимо проделать для трёх сторон. С каждой стороны должно быть не больше четырёх вертикальных рядов.

Перед тем как поставить четвёртую стену куба, необходимо припаять четыре провода к плюсовым выводам светодиодов каждого ряда.

После этого, припаяем четвёртую сторону куба.

Для того чтобы куб был устойчив нужно закрепить его ножки минуса на монтажной плате, как предназначенный для пайки, так без пайки. В данном случае для надёжности конструкции я применил плату для пайки.

Минусы подключим к GND, а плюсы к пинам 8, 9, 10, 11 arduino. И напишем простую программу.которая поочередно посылает сигналы на ряды данного куба.

Процесс управления, а точнее, усложнения управления, можно воспользоваться сдвиговым регистром 74HС595. Данная микросхема способна управлять восемью светодиодами, т.е. может посылать сигналы на восемь выводов и при этом сама занимает три вывода на arduino. Если все шестнадцать выводов GND светодиодов подключить к двум регистрам, совместно с питанием плюсовых выводом, то можно регулировать свечение конкретного светодиода в кубе.

Для начала рассмотрим управление восьмью светодиодами через регистр.

Пример программы по управлению светодиодами. Подключим 16 минусовых выводов на два регистра.
Четыре плюсовых вывода куба подключим к пинам 2,3, 4 и 5

Загрузим на плату программу, которая вызовет эффект бегущих огней в кубе.

Как видно из рисунка, присутствует третий сдвиговый регистр, он может предназначаться для подачи сигналов на плюсовые контакты. В данной инструкции это было не сделано и все плюсовые контакты выведены напрямую на пины arduino.

Пример работы

LED Cube 8x8x8 — Diy набор, светодиодный куб, с возможностью быстрого создания эффектов.

Коробка

После включения кубик заработал, но показывал какое-то непонятное мигание, так что самое время разобраться с программным обеспечением.

Первое что нужно сделать это поставить драйвера на USB-to-UART конвертор. Тут все просто микросхема популярная найти драйвер можно в сети без проблем.

Далее задача немного посложнее найти само ПО для управления кубом. Производитель выпускает программу Magic_LightCube V2.4 и она есть в свободном доступе на сайте разработчика. Только сайт весь на иероглифах и закачка файлов с него доступна только для зарегистрированных пользователей, а для регистрации нужен китайский номер телефона, тут мне помогла техподдержка посредника, они скачали для меня архив с программой и выслали его мне на почту.
Первый запуск закончился вот таким красивейшим окошком с сообщением о том, что все пропало.

Решается все установкой библиотеки MSCOMM32.OCX по инструкции из интернета или с сайта производителя, если вы знаток китайского.

И наконец, можно запустить программу управления кубиком.

Тут мы можем либо открыть заранее заготовленные эффекты «Красная стрелка» и запустить их просмотр «Зеленая стрелка«

Или нарисовать что-то самостоятельно, хотя на самом деле все делается не так как на картинке.

Заранее прошу прощения за терминологию, давненько я не открывал учебник по геометрии.

В верхней части окна программы расположены 24 квадрата по 8 в ряд, каждый из квадратов отвечает сетку светодиодов, показанную в одной из трех проекций. Система координат и названия плоскостей подписаны справа в углу окна. Сами светодиоды это маленькие квадратики внутри больших квадратов.

Рисовать можно просто кликая мышкой по квадратикам, синий квадратик значит, светодиод будет гореть, серый значит, не будет. Таким образом, включая и выключая квадраты можно создать один кадр будущей анимации. После того как кадр создан его можно отправить на куб для просмотра нажав кнопку «Send«, если результат Вас устраивает его можно добавить к списку кадров кнопкой «Add» и приступать к созданию нового кадра. Для более быстрого создания шедевра служат кнопки X ± Y ± Z ±, с их помощью можно сдвигать ранее нарисованное на одну клеточку в одной из плоскостей, функция очень помогает для создания эффекта движения.
Ну и еще три кнопки, которые могу облегчить жизнь художнику
ALLON/ALLOFF — включает или выключает сразу все светодиоды.
Reverse — инвертирует состояние светодиодов, включает выключенные и выключает включенные.

В процессе создания анимации можно кликать по уже добавленным кадрам и просматривать их прямо на кубе.

После создания все кадров будущей анимации их нужно выделить и добавить к списку анимации кнопкой со стрелкой «->» предварительно задав имя анимации.
Кнопками Play и Stop можно запуска и останавливать воспроизведение анимации из списка, а регулятором скорости задавать часто смены кадров анимации тем самым управляя скорость воспроизведения.
Ну и наконец, если получившаяся анимация Вас полностью устраивает кнопкой OFF-Line ее можно загрузить на флешку куба что бы можно было проигрывать ее без подключения к компьютеру. К сожалению, одновременно в кубе можно хранить всего одну анимацию.

А теперь пару слов о минусах этого кубика, а они, к сожалению тоже есть.
Первый минус это работа со звуком, вернее полное отсутствие работы со звуком, каких либо эффектов или еще чего на данный момент нет. Разработчики говорят, что это все будет в будущем, так как ПО все еще находится в разработке, а пока что дают исходный код для прошивки контроллера и предлагают дописать требуемое самому.
То же самое касается и светодиодов по углам куба, они есть, а вот кода для работы с ними нет, хотя последнее, на мой взгляд, даже к лучшему потому как они только отвлекали бы от самого куба.
Ну и, пожалуй, самый главный глюк куба это самопроизвольное включение двух его рядов, при работе это выглядит вот так.

На все мои вопросы в чате производителя мне ответили, что это мой косяк, и нужно проверять пайку. Честно проверил, каких либо косяков не увидел. Зато в процессе выяснения столкнулся с тем что этот глюк зависит от того что и как отображается на кубе, например при последовательно включении выключении рядов такого глюка не возникает.

Возможно я конечно и не прав, но если это ошибка в пайке то она должна проявляться всегда вне зависимости от того какая анимация идет на кубе. Так что я больше склоняюсь к глюку одного из сдвиговых регистров или к ошибке в прошивке контроллера, хотя может быть я и заблуждаюсь. В любом случае пока что в чем проблема я так и не понял.

Видео сборки и демонстрация работы ПО

Покупал через посредника YoyBuy
Посылка весила 2.5 кг доставка обошлась 43$,.
Вес комплекта 0.92 кг.
Доставка службой EMS заняла полторы недели.

Вывод
Вот даже не знаю что сказать, с одной стороны это супер, очень понравился и процесс сборки и результат даже с учетом тех особенностей работы, которые есть. С другой стороны сборка заняла много времени, так как я мог уделять кубику только вечера по выходным весь процесс сборки занял у меня почти месяц, так что если кто-то решит повторить процесс готовьтесь к долгой и довольно монотонной работе.

Заранее приношу свои извинения за орфографию и грамматику текста, все допущенные ошибки сделаны не специально, а только по незнанию и в связи с несовершенством программ автоматической проверки текстов.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Светодиодный куб 8˟8˟8

Светодиодный куб, во-первых, позволит заинтересовать школьников в изучении языка С++, так как можно сразу увидеть созданный визуальный эффект; во-вторых, обеспечивает вывод красивого объемного изображения в трёх плоскостях; в-третьих, сложные схемы светодиодных кубов могут отображать различные объемные слова и надписи.

Цель

Разработать интерактивный светодиодный куб 8х8х8.

Задачи

1. Создать светодиодный куб
2. Создать программируемые эффекты
3. Разработать программные игры типа «Змейка»

Описание

В начале работы авторы проекта изучили основы C++, так как он является кроссплатформенным языком программирования.

Следующий этап реализации проекта заключался в подборе необходимых комплектующих. Опытным путем пришли к выводу о необходимости использования компонентов: синих светодиодов, 8-битных сдвиговых регистров 74HC595N, микроконтроллера Arduino UNO и кабеля USB.

В процессе дальнейшей работы была осуществлена сборка модели в соответствии с разработанной схемой, путем компонентной пайки, а также навесного монтажа.

После завершения технической сборки модели, разработчики приступили к написанию программного кода – «скетча» для платы. Данный этап был осуществлен посредством детального изучения микрокоманд, применяемых при программировании микроконтроллеров Arduino.

В ходе реализации проекта удалось достичь создания объемной светодиодной кубической структуры, способной отображать символы, слова и надписи.

Результат

Светодиодный куб 8˟8˟8, на котором есть возможность выводить красивое объёмное изображения или эффекты. Благодаря кубу, можно научить азам программирования учеников младших классов, т.к. куб позволит сразу увидеть визуальный эффект, изображенный в нем, также сделает понятней работу с двухмерными массивами, которые сложно даются людям, изучающим программирования с нуля. Куб можно использовать как светильник ночью. Это устройство можно использовать как игровую приставку.

Оснащение и оборудование

1. Паяльник
2. Мультимер
3. Шуруповёрт
4. Дрель

Перспективы использования результатов работы

Созданный куб можно использовать в курсе геометрии 10-11 классов в построении сечений. С более мощным микроконтроллером и большим количеством светодиодов возможно увеличение детализации сечений, эффектов, а также игры можно сделать более сложными и интересными.

Сотрудничество с вузом при создании работы

РТУ МИРЭА

Награды/достижения

Открытая научно-практическая конференция «Циолковский – 2019. Обучая будущему» — 1 место.

Особое мнение

«Было очень интересно выполнять работу, многое пришлось сделать своими руками, но самое большое удовольствие мы получили, когда куб заработал и стал выполнять действия, которые были запрограммированы».

«Понравилось выступать, а также было интересно посмотреть на другие проекты участников конференции «Инженеры будущего»

Светящийся LED куб Cube 50 см RGB Accum : Работа от сети и аккумулятора! RGB подсветка 16 цветов и белая! Всепогодные! Морозостойкие

Светящийся LED куб Cube станет ярким дополнением в любой интерьер: загородный дом, офис, ресторан или бар, как удивительный предмет интерьера или декоративный светильник!

Технология Iridescence™:   Выберите свой оттенок свечения для любого интерьера! 16 цветов! 

• С помощью пульта управления Вы можете выбрать необходимый Вам оттенок свечения
• Регулируемая яркость свечения
• Режим работы стобоскопа и плавного изменения цвета
• Пульт управления подходит для нескольких светильников одновременно и работает до 5 м.

Технология Allseason™: В любую погоду — морозостойкость и водонепроницаемость!

• Светящийся LED куб Cube  обладает защитой водонепроницаемости, что позволяет ему функционировать как внутри, так и снаружи помещения, в любую непогоду, включая осадки: дождь, снег и т.д.
• Материал разработан специально с учетом российских реалий и морозостоек, имея большой рабочий температурный диапазон, включая работу зимой.  

Технология Continuity™: Никаких проводов! До 10 часов работы от аккумулятора!: 

В любом месте: работа от аккумулятора или от сети. Имеется возможность работы от сети напрямую! 

Светящийся LED куб Cube оборудован многоразовым аккумулятором, позволяющим светиться до 10 часов без перерыва.

Светящийся куб сделан из ударопрочного литого пластика, что позволяет использовать его в качестве столика, стула и выдержать нагрузку до 150 кг.

Продукция Lighthouse имеет сертификат соответствия таможенного союза EAC.
Мы- единственная компания в данном сегменте в России, изделия которой сертифицированы.
Светящаяся мебель от Lighthouse обладает высоким уровнем качества и соответствует всем утверждённым и действующим требованиям и нормам государственных стандартов.

Корпуса светильников не нуждаются в сертификации по законодательству РФ. Но, чтобы Вы были уверены в качестве и безопасностинаших светильников- изделия компании Lighthouse прошли добровольную сертификацию!

Вы можете купить Светящийся LED куб Cube за наличные, по безналичному расчету. Доставка производится в этот же или следующий день по всей России, Белоруссии и Казахстану.

Товар можно забрать самовывозом по адресу: г. Москва, Варшавское шоссе, д.125 к.3 или воспользоваться нашей службой доставки.

Для заказа можете написать на почту [email protected] или позвонить по номеру телефона +7-(499)877-48-15

Подвесной светильник Citilux Куб CL719201 LED Черный

Светильник куб LED JELLYMOON 50 см. разноцветный RGB с пультом ДУ IP65 220V

Напольный светильник-куб голландской марки Jellymoon, материал — антивандальный пластик высокого качества. Светодиодный, разноцветный: 16 цветов, 4 режима свечения, управление пультом ДУ (в комплекте). Светящийся LED-куб — эффектный элемент интерьерного дизайна и просто современный «умный» светильник, создающий праздничную атмосферу в любое время года. Световой куб защищён от пыли и влаги (степень защиты — IP 65), поэтому идеален для помещений с повышенной влажностью (бассейн, сауна, ванная комната). Также светодиодные кубы замечательно смотрятся на веранде, террасе или в качестве ландшафтного освещения. Работает от сети 220V (кабель в комплекте). Для закрепления куба вне помещений (грунт, песок, снег, лёд, любая плоская поверхность) рекомендуем приобрести соответствующее крепление.

Для подсветки используются разноцветные светодиоды RGB+W с возможностью дистанционного управления (пульт ДУ поставляется в комплекте).
Также возможно управление несколькими предметами с одного пульта (уточните совместимость при заказе).

• 16 основных цветов с возможностью включения любого цвета одной кнопкой!
• 4 режима автоматической смены цвета (2 режима с быстрым переходом + 2 режима с медленным переходом свечения)
• Диммируемая яркость (8 уровней диммирования подсветки с управлением на пульте)
• В выключенном состоянии корпус светильника имеет белый цвет

Светильник имеет степень пылевлагозащиты IP65 (защита от потока воды под давлением).
Монолитная конструкция корпуса, герметичный уплотнитель и резиновые накладки не позволяют пыли, воде, атмосферным осадкам проникнуть внутрь светильника.

• Подходит для помещений с высокой влажностью (ванная комната, душевая, спа, бассейн)
• Можно использовать на открытых пространствах (веранда, терраса, улица)
• Надёжно защищён от попадания дождя и снега

Создание программируемого светодиодного куба Великолепный 3D-дисплей с бесконечными возможностями

Великолепный 3D-дисплей с бесконечными возможностями

Описание: LED Cube Kit
Время сборки: 6 часов
Уровень квалификации: Средний-Продвинутый

Шестьдесят четыре светодиода составляют этот куб 4x4x4 , управляемый микроконтроллером Atmel Atmega16. К каждому светодиоду можно обращаться индивидуально в программном обеспечении, что позволяет отображать потрясающие 3D-анимации!

Необходимые инструменты:
Кусачки
Плоскогубцы
63/37 Припой
Флюс для припоя
Фитиль припоя
Паяльник 25Вт
Подставка для пайки
Губка
Светодиодный тестер

Дополнительные материалы:
Конденсатор 10 мкФ
1000 мкФ конденсатор
7805T Транзистор
Зажим аккумулятора
9В аккумулятор

Комплект светодиодного куба включает:

основаны на оптическом явлении, называемом постоянством зрения или POV.Если вы мигаете светодиодом очень быстро, изображение остается на сетчатке некоторое время после выключения светодиода. Очень быстро мигая каждый слой куба один за другим, он дает иллюзия трехмерного изображения, это также называется мультиплексированием.

Светодиодный куб состоит из столбцов и слоев. Каждый из 16 (анодных) столбцов и четырех (катодных) слоев подключается к плате контроллера отдельным проводом и может управляться индивидуально.

Шаг 1. Выберите хорошее времяпрепровождение

Шаг 2: Создайте свои светодиодные слои

Шаблон куба (простой способ): Найдите кусок перфорированной доски, на котором уже просверлена сетка 4×4 с интервалом 1 дюйм между отверстиями.Сложите дважды кусок алюминиевой фольги поверх доски и закрепите скотчем. Фольга будет удерживать светодиоды на месте и защищать плату во время пайки. Используйте один светодиод, чтобы проделать отверстие размером со светодиод в фольге для каждого отверстия.

Шаблон куба (не такой простой способ): Найдите кусок дерева, достаточно большой, чтобы образовать сетку 1 дюйм 4×4 (оставьте немного больше места). Нарисуйте сетку линий 4×4 с интервалом 1 дюйм. Сделайте вмятины в точках пересечения кернером. Просверлите 16 отверстий достаточно маленького размера, чтобы светодиод оставался на месте, и достаточно больших, чтобы светодиод можно было легко вытащить (не сгибая провода).

Поместите светодиоды в шаблон, чтобы убедиться, что они расположены правильно.

Шаг 3: Проверьте каждый светодиод

Вы можете подключить светодиоды к источнику питания 3 В и ненадолго включить, использовать тестер светодиодов или просто использовать батарейку типа «таблетка».Держите монетный элемент между ножками светодиода, а затем сожмите ножки. Вам не нужен резистор, так как батарейка работает от 3 В, и вы дотрагиваетесь до нее всего на пару секунд.

Шаг 4: Пайка светодиодных слоев

Гигиена паяльника: Держите паяльник в чистоте. Это означает, что нужно протирать губкой каждый раз, когда вы ее используете или когда видите, что кончик загрязняется. с флюсом или окислением, даже если вы находитесь в процессе пайки.Наличие чистого паяльного жала значительно упрощает передачу тепла к объекту пайки.

Скорость пайки: Входите и выходите быстро. Нанесите на железный наконечник небольшое количество припоя. Прикоснитесь к части, которую хотите припаять, стороной утюга, куда вы только что положили немного припоя. Дайте мишени нагреться в течение 0,5-1 секунды, а затем коснитесь другой стороны мишени. пайка припоем. Снимите паяльник сразу после нанесения припоя.

Ошибки и остыть: Если вы допустили ошибку (например, если провода сдвинутся до того, как припой затвердеет или вы не примените достаточно припоя), не пытайтесь сразу же повторить попытку .Светодиод уже очень горячий, и если приложить больше тепла к паяльнику, он станет только горячее. Перейдите к следующему светодиоду и дайте ему остыть в течение минуты или дуйте на него, чтобы снять немного тепла.

Чтобы создать свой слой, разместите светодиоды в шаблоне на двух внешних рядах в форме буквы «L» (см. рисунок ниже) и спаяйте их вместе. Продолжайте вставлять светодиоды ряд за рядом и спаивать их вместе (переход по одному ряду за раз оставляет вам место для пайки), пока вы не завершите ряды. Добавьте поперечные распорки проводов спереди, где ряды светодиодов не соединены (используйте тот же соединительный провод, но снимите пластиковое покрытие и выпрямите провод).

Выпрямите вертикальные ножки светодиода. Не снимайте вкладку с верхнего правого светодиода — вы будете использовать это позже.

Шаг 5: Спаяйте слои вместе

Выберите лучший кусок слоя и верните его в шаблон. Это будет верхний слой.

Может быть сложно удерживать один слой над другим во время пайки. Вы можете использовать третью руку, или я использовал батарею на 9 В, которая является идеальным размером, чтобы помочь создать правильное расстояние.

Предупреждение: Заклейте полюса батареи изолентой, чтобы случайно не перегрузить светодиоды во время пайки.

Тщательно выровняйте слои и припаяйте угловые светодиоды. Затем припаяйте все светодиоды по краю куба, перемещая батареи 9 В по мере движения, обеспечивая параллельную пайку слоев.Затем переместите батарею 9 В в середину куб, задвигая его с одной из сторон, и припаять пару светодиодов посередине.

Теперь ваш куб должен быть достаточно стабильным, поэтому вы можете продолжить пайку остальных светодиодов без использования дополнительной опоры. Когда вы припаяли все столбцы, пора снова проверить светодиоды. Помните вкладку, торчащую из правого верхнего угла слоя? Теперь пришло время использовать его для проверки ваших светодиодов.

Я использовал свой собственный настольный блок питания, но не стесняйтесь использовать другие источники 3 В для тестирования.Я рекомендую закрепить два провода на батарее 3 В с помощью изоленты и использовать их для проверки. Прикоснитесь отрицательным проводом к слою, который вы хотите проверить, а положительным проводом — к столбцу, который хотите проверить. Вы должны увидеть, как загорится отдельный светодиод. Продолжайте касаться каждого столбца в каждом слое, чтобы убедиться, что все они работают.

Тестирование светодиодов

Шаг 6. Построение схемы куба

Я счел полезным разбить эту схему на три части: подключение, питание и прочее.

Подключение: Вот так мы «привязываем» мозг к кубу. Контакты 22-29 и 33-40 используются для подключения 16 анодных колонок к ATmega16.Контакты 18-21 подключаются к транзисторам, управляющим питанием каждого из четырех катодных слоев. Важно учитывать, какие выводы относятся к определенным столбцам и слоям, но мы вернемся к их физическому подключению на следующем шаге.

Мощность: Подача питания на куб должна осуществляться по шине. С помощью шины мы можем соединить несколько клемм друг с другом с помощью общих полос, идущих вдоль боковой стороны платы. Эти шинные полоски пригодятся, когда вы хотите подать питание, потому что они локализуют все соединения питания и заземления в одной точке, чтобы вы могли уменьшить количество проводов, проложенных под вашей платой.Обозначьте полосы автобуса цветным маркером, чтобы облегчить их идентификацию.

Для питания вашего куба вы можете либо подключить программатор AVR (перемычка включена) к 10-контактному разъему, либо использовать внешний источник питания. Использовать программатор очень просто; прикрепите кубик к программатору и подключите программатор к компьютеру. Если у вас хорошая пайка и у вас установлены правильные драйверы, этот маленький программатор должен полностью запитать ваш куб. Используя внешний источник питания, ваш куб становится мобильным, поэтому необходимо построить приложение к вашей схеме (найдено в нижнем левом углу схемы).

Теперь давайте построим вашу схему. Разложите все компоненты на печатной плате, чтобы минимизировать количество проводов, проходящих под платой. Обязательно правильно сориентируйте транзисторы, светодиоды состояния и поляризованные конденсаторы. Найдите контакт 1 на микросхеме и разъеме. В этом видео показан трюк с пайкой когда провода становятся грязными.

Чтобы снизить вероятность ошибки, используйте провода разного цвета и сохраняйте компактность макета с одной стороны платы и аккуратный. При пайке используйте флюс.

Разместите плату компактно и аккуратно.

Шаг 7: Подключение платы

Шаг 8: Код и программирование

Чтобы скомпилировать программу, откройте командную строку, войдите в каталог с исходным кодом и введите «make» в командной строке. Теперь у вас должен быть файл с именем main.hex в исходном каталоге. Следующий шаг покажет вам, как поместить этот код в ваш куб. Скачайте файлы.

Чтобы запрограммировать микроконтроллер, загрузите последнюю версию AVRDUDE, доступную здесь.

Будьте осторожны при выполнении следующих шагов. Если вы ошибетесь, вы можете навсегда вывести из строя свой микроконтроллер!

1. Прежде всего, давайте посмотрим, сможем ли мы установить контакт с AVR. Подключите программатор к кубу и компьютеру.

3. Теперь загрузите прошивку: «avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash: w: main.hex «. К этому моменту куб должен перезагрузиться и начать что-то делать. Он будет работать на частоте 1 МГц (очень медленно), используя свой внутренний генератор. Некоторые светодиоды не будут работать, потому что некоторые порты GPIO используются для JTAG по умолчанию.

4. Чтобы включить внешний генератор и отключить JTAG, нам нужно запрограммировать байты предохранителя: Запустите «avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse: w: 0xef: m» Запустите «avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse: w: 0xc9: m».

После записи правильных байтов предохранителя куб должен перезагрузиться и начать работать с нормальной скоростью, при этом все светодиоды будут работать.Приведенные ниже снимки экрана — это то, что вы должны увидеть, если правильно ввели команды.

Устранение неисправностей

По-прежнему нужна помощь?

Чтобы получить больше удовольствия от светодиодных кубов, посетите страницу chr для авторов Instructables здесь.

• Для большей яркости можно использовать светодиоды большего размера (убедитесь, что вы используете резистор правильного номинала).
• Установите фары, прицелы высоко, увеличьте размер до куба 8x8x8 (вам может потребоваться дополнительная микросхема или регистры сдвига).

Нажмите здесь, чтобы открыть версию для печати

Брэд вырос в районе California Bay Area и сейчас посещает MIT . Он хочет стать инженером, любит создавать вещи и играть с роботами.

Если у вас есть история или проект в области электроники, которым вы хотели бы поделиться, отправьте электронное письмо [электронная почта защищена].

Как построить светодиодный куб 8x8x8

Этот светодиодный кубик засветит любую вечеринку.Ваши друзья будут очарованы его гипнотическим эффектом, когда свет ослепит и танцует в ярком свете. узоры. Он использует код, основанный на конструкторе Instructables, CHR, и использует Arduino UNO для питания куба и работы в качестве программист. Этот кубик излучает теплое сияние, приятное глазу и развлекающее людей любого возраста.

Хотя это может быть довольно приверженность к построению, усилия будут стоить ожидания. Удивите своих друзей и семью этим невероятным произведением искусства, ведь оно обязательно повернуть головы.Не пропустите этот замечательный проект электроники, потому что он предлагает неоценимые возможности для электронного строительства и кодирования Arduino. Я просто оставлю это видео, чтобы убедить вас, что это будет следующий ваш проект.

Необходимые инструменты и компоненты:

Пошаговая инструкция

Шаг 1 — Проверьте светодиоды

Очень часто светодиоды выходят из строя, особенно когда они поставляются в больших упаковках. Ущерб может быть заметным, но иногда это не так. Начните с сгибания более короткой ножки (катода) под углом 90 градусов. Подключите его к источнику питания и пройдите через него 3 В. Вы можете сделать это с 2 батареями AA последовательно, но у меня был блок питания с зажимами типа «крокодил». В любом случае, просто убедитесь, что светодиоды работают, прежде чем приступать к пайке.

Шаг 2 — Сборка буровой установки

Шаг 3 — Запуск слоя

Я бы НЕ рекомендовал отрезать провода, пока у вас не будет работающая конструкция.

Шаг 4 — Пайка рядами

Шаг 5 — Добавьте подкрепления

Отрежьте кусок провода длиной больше, чем длина вашего слоя, и снимите изоляцию. Поместите длинный зачищенный провод в тиски и с усилием потяните, чтобы выпрямить его. Вы также можете сделать это с помощью другого набора плоскогубцев. Вы должны почувствовать, как проволока становится длиннее и прямее по мере того, как вы тянете.Как только он станет достаточно прямым, поместите его на противоположный конец слоя и припаяйте к катодам, чтобы стабилизировать задний конец. Сделайте это еще раз для средней части, так как теперь это самая слабая часть слоя. Я использовал зажимы, чтобы удерживать арматурный стержень на месте во время пайки. Эти стержни должны укрепить заднюю и середину куба, чтобы он не сломался.

Шаг 6 — восемь одинаковых слоев

Шаг 7 — Вернемся к вертикали

Я использовал треугольные складки бумаги, чтобы удерживать каждый слой над другим при пайке. Обязательно поместите первый слой в оснастку и начните с него. Я бы порекомендовал немного согнуть провода, чтобы вы могли расположить каждый слой непосредственно над другим, иначе он может получиться немного искривленным. Применяйте минимальный нагрев и припой и будьте осторожны, когда входите в куб с утюгом.Прочтите шаг 10, прежде чем приступить к пайке.

Шаг 8 — Похоже на капли дождя

Шаг 9 — Линии заземления

Для этого зачистите проволоку, как и раньше, и сделайте крючки на конце, чтобы прикрепить каждый к своему слою. Используйте припой, чтобы удерживать на месте только тот ряд, для которого предназначена каждая линия. Убедитесь, что каждая линия касается только своего слоя, а не другого. Они должны быть той же длины, что и самые нижние ножки.

Шаг 10 — Завершение решетки

Шаг 11 — Запуск контроллера

Назначьте общую линию GND и VCC, которая будет подключаться к каждому сокету. Я использовал небольшие конденсаторы 0,1 мкФ, которые помещаются между каждым разъемом для линий VCC и GND.Черные провода предназначены для общей линии GND. VCC подключается к контакту 20, а GND — к контакту 10. Обратитесь к схеме на шаге 12, чтобы узнать о других действиях.

Шаг 12 — Принципиальная схема

Шаг 13 — Следы припоя

Шаг 14 — Клемма питания

Шаг 15 — Строки данных

Шаг 16 — Резисторы и заголовки

Шаг 17 — Селектор адресов

Затем соедините адресные линии и восемь линий часов.

Если вы внимательно посмотрите на разъем , вы увидите два контакта, которые не используются. Позже они будут использоваться для кнопки и светодиода отладки.

Шаг 18. Схема транзистора

Схема транзистора (увеличенное изображение)

Шаг 19 — Матрица транзисторов

Для каждого уровня используйте два PN2222A параллельно. Коллекторы соединены вместе с GND. Эмиттеры необходимо соединить попарно, а затем подключить к штекеру. Вставьте подтягивающие резисторы, чтобы уменьшить двоение изображения. База каждого транзистора подключена к собственному резистору, и они спарены для подключения к выходному выводу на Arduino. Скоро будет подключение к Arduino.

Мы впаяли все транзисторы и снова включили, и все заработало, отлично!

1) Начните с размещения всех 16 транзисторов на плате PCB и припаяйте каждый из их контактов.
2) Проведите пайку между эмиттерами всех 16 транзисторов. Подключите эту дорожку припоя к GND.
3) Припаиваем резистор к каждому транзистору , припаиваем резисторы попарно по два.
4) Проложите провод от каждой из восьми пар резисторов к гнезду. Здесь будет подключаться Arduino.
5) Припаяйте коллекторы транзисторов парами по два и проложите припой или провод от пары коллекторов к 8-контактному штекерному разъему.Поместите резисторы 100 Ом между разъемом и VCC.

Шаг 20 — Схема подключения

Особая благодарность MAEWART за его перевод для Arduino и CHR за его бесценное руководство и схему.

Шаг 21 — Подключение Arduino

В опрессовке нет необходимости.

Шаг 22 — Основание корпуса

Вставка куба в эти отверстия, вероятно, была самой сложной частью всего проекта, но это можно сделать. Рекомендую начинать с одного ряда и сгибать ноги по мере прохождения основы. Остальное разместите по частям, так как сразу все сделать будет невозможно. Это все равно, что заправить 72 иглы сразу, ага! Делайте это аккуратно, не повредив решетку основания.

Шаг 23 — Ленточные кабели

Вам понадобится девять плоских кабелей, считая линии заземления. Они будут подключаться к девяти штыревым разъемам на вашей плате. Ориентация заголовка не имеет значения, но каждый кабель должен иметь свой собственный чип.

Шаг 24 — Постройте корпус

Шаг 25 — Код и отправка!

Ну вот и все по инструкции.Надеюсь, вам понравилось строить этот проект и вы, по крайней мере, вытащили из него что-то стоящее. Покажите это своим друзьям и семье, потому что они наверняка получат от этого удовольствие. Этот проект не мог бы быть завершен без помощи CHR и его Instructable, поэтому ему отдельное спасибо. Обязательно сохраняйте творческий подход и никогда не прекращайте прогрессировать. Я отправлю тебя своим собственным путем, и до следующего раза!

Вот инструкция CHR для дальнейших указаний: http: //www.instructables.com / id / Led-Cube-8x8x8 /

О дизайнере

Создание светодиодного куба 8x8x8 из набора Amazon — совместимость с Arduino

Я купил этот комплект некоторое время назад, когда собирался построить светодиодный куб 8x8x8 на базе Arduino.Этот был указан на Amazon как совместимый с Arduino, а это означает, что я смогу перепрограммировать его с помощью Arduino IDE после сборки, чтобы отображать то, что я хочу.

Комплект был доставлен довольно быстро, но не хватало одной довольно очевидной вещи — руководства по сборке. Я заглянул на страницу продукта на Amazon, написал поставщику по электронной почте и искал в Google поставщик и другие наборы кубиков 8x8x8, чтобы попытаться найти руководство. Поставщик так и не вернулся ко мне, и хотя я нашел несколько похожих кубиков, я так и не нашел руководства по сборке для этого конкретного куба, поэтому я упаковал комплект и забыл о нем на несколько месяцев.

Неделю назад снова нашел комплект и решил попробовать собрать. В худшем случае у меня был бы куб, который не работал и был бы просто украшением мертвой полки.

Вот видео о сборке и работе светодиодного куба 8x8x8, подробности сборки читайте далее.

Купите собственный комплект светодиодного куба 8x8x8

Итак, давайте начнем со сборки куба.

Комплект прибыл довольно быстро, и это то, что было доставлено.

Был пакет светодиодов, сказали, что поставляется 550 светодиодов на случай, если какие-то неисправны, печатная плата для монтажа компонентов, а затем небольшой корпус с микросхемами и другими электронными компонентами.

На странице продукта сказано, что куб совместим с Arduino, хотя поставляемый чип представляет собой микроконтроллер STC12C5A60S2. Вам понадобится программный модуль USB-2-TTL, чтобы перепрограммировать этот микроконтроллер. На GitHub есть руководство, хорошее руководство и программное обеспечение для перепрограммирования микроконтроллера STC.

Пайка светодиодных слоев

Я начал с тестирования всех светодиодов. Я никогда не обнаруживал, что новый светодиод неисправен, но поскольку они сказали, что они включают 550 светодиодов на случай, если некоторые из них будут неисправны, я решил сначала протестировать их все, чтобы избежать необходимости замены светодиодов после того, как все будет собрано. Я установил на макетной плате простой блок питания 5 В и резистор 220 Ом и прошел тестирование.

Я не обнаружил неисправных светодиодов, но все же думаю, что стоило сэкономить разочарование, если бы я нашел.

Затем я вырезал лазером шаблон для размещения светодиодов. Вместо того, чтобы пытаться правильно разместить каждый отдельный светодиод, наличие платы MDF, в которую я мог бы вдавить светодиоды, а затем подключать, пока они удерживаются на месте, значительно ускорит процесс и, надеюсь, приведет к красивым прямым и равномерно расположенным сетки светодиодов.

Я вырезал два слоя: один с отверстиями 3 мм для размещения светодиодов и один с отверстиями 5 мм для нижнего разделительного слоя, чтобы светодиоды не касались стола под ними, когда их вставляют в шаблон.

Затем я разместил 64 светодиода на шаблоне, убедившись, что все светодиоды смотрят в одном направлении.

Итак, с более длинной положительной ветвью или анодом с правой стороны и отрицательной ветвью или катодом с левой стороны.

Далее идея состоит в том, чтобы соединить все положительные ветви вместе в каждом столбце и все отрицательные ветви вместе в каждом ряду, убедившись, что они не соприкасаются друг с другом. Я начал с негативов, согнув их все так, чтобы между ними было некоторое перекрытие.

Затем я спаял их вместе.

Когда все негативы были сделаны, я сделал позитив. Я использовал плоскогубцы, чтобы немного отодвинуть изгиб от задней части светодиода, чтобы положительные контакты находились на расстоянии около миллиметра от отрицательных контактов. Оглядываясь назад, можно сказать, что эти ножки должны были быть согнуты в противоположном направлении, чтобы сохранить соединения на задней стороне куба, когда он выставлен на обозрение, но в конечном итоге это не особенно заметно.

Я продолжал это до тех пор, пока все столбцы и строки на этом слое не были соединены.

Затем я снова проверил светодиоды, на этот раз проверив паяные соединения. Я использовал для этого небольшой батарейный блок и просто провел проводами по столбцам и рядам, проверяя, загорелся ли каждый светодиод. Я был рад, что сделал это, так как обнаружил два плохих соединения на моем первом слое.

Затем я аккуратно удалил слой светодиодов с шаблона, стараясь не погнуть ножки светодиодов.

Меня беспокоило, что я мог повредить некоторые стыки при удалении светодиодов, поэтому я снова протестировал этот слой, как только удалил его с шаблона.

Последующие слои я тестировал только после удаления их из шаблона. Следующие несколько прошли намного лучше, но я все же обнаружил одно или два плохих соединения, и один светодиод был установлен неправильно.

Создание этих слоев — самая трудоемкая часть сборки, но время, потраченное на это, приведет к гораздо более аккуратному виду куба в будущем. Также определенно стоит потратить дополнительную минуту или две между слоями, чтобы проверить все соединения. Даже отремонтировать один-единственный плохой стык после сборки куба будет практически невозможно, не повредив его при повторном разборке.

Пайка компонентов печатной платы

После того, как все слои светодиодов были сделаны, я начал с пайки компонентов на место.

Здесь возникли некоторые догадки. При создании слоев было довольно очевидно, что светодиоды должны быть подключены определенным образом, но менее очевидно, какие конденсаторы и резисторы находятся в каких местах на печатной плате, если на ней нет маркировки. .

Два электролитических конденсатора имели одинаковое значение, несмотря на то, что маркировка на печатной плате была разного размера, поэтому я просто установил их в двух доступных местах.Керамические конденсаторы были одинакового размера, хотя их было три в комплекте и только два места на печатной плате для них. Я также заметил, что были поставлены два резистора разного номинала: 2 одного сопротивления и 8 другого. Я заметил, что на печатной плате было два резистора с одной стороны и 8 с другой, поэтому я решил установить их с двумя одинаковыми с одной стороны и 8 другими с другой стороны и надеяться на лучшее.

Имеются микросхемы трех разных размеров. Те, которые имеют одинаковый размер, все одинаковы, поэтому их довольно легко определить, а остальные компоненты можно определить на основе отверстий в печатной плате.

Последней частью сборки печатной платы является установка этих держателей для светодиодных ножек на плату для подключения светодиодов. Я разрезал полоски на отдельные булавки, а затем отломил от них пластик. Затем я установил по одному на каждое отверстие на печатной плате. К счастью, их можно было установить со стороны компонентов печатной платы, так как задняя сторона некоторых из этих контактов была закрыта гнездами IC, о чем я раньше не думал.

Я также заметил, что на печатной плате есть места для некоторых штырьков заголовка и двух кнопок, но компоненты не были поставлены.Я предположил, что контакты заголовка предназначены для программирования микросхемы, а кнопки можно использовать для изменения дисплея, который в настоящее время запускается на кубе, но это, вероятно, также не было предварительно загружено в микросхему. Я решил установить эти компоненты, так как у меня было несколько кнопок и контактов, и я хотел иметь возможность перепрограммировать чип позже.

Сборка слоев куба

Теперь, когда все компоненты на месте, я могу подключить слои светодиодов.

Из других кубов, которые я видел в сети, я предположил, что положительные ножки светодиодов входят в отверстия непосредственно под кубом для столбцов, а отрицательные ножки будут соединяться слоями и подключаться к держателям рядом с кубом.Оказалось, что отрицательные ножки на моих светодиодных слоях должны были быть с другой стороны, так как это была обратная сторона куба, но это не имеет особого значения.

Первый светодиодный слой установлен.

Затем я установил им оставшиеся светодиодные слои.

После того, как слои были установлены, я согнул отрицательные ножки под углом 90 градусов, чтобы соединить каждый слой вместе, и спаял их вместе.

Следующей загадкой было решить, какой слой к какому пронумерованному держателю подключать.Я не был уверен, должен ли вывод 8 идти на нижний или верхний слой? На одной диаграмме в руководстве по другому кубу слои помечены как 1, что является верхним слоем, а изображение рядом с ним ясно показывает, что нижний слой подключен к 1.

Я решил временно подключить их, есть большая вероятность, что мое предположение окажется неверным.

Еще одна проблема заключалась в том, что красный изолированный провод, поставляемый для соединения слоев с держателями, был слишком коротким на 2-3 см. Я не тратил его на неправильную длину или зачищал слишком много провода, поэтому я не уверен, почему он был слишком коротким.Я составил план кратчайшего соединения и был готов включить куб.

Включение куба

Я подключил блок питания к зарядному устройству USB и нажал переключатель, чтобы включить его.

Встроенная программа вначале немного странная, и не совсем понятно, работают ли слои или нет. Я бы подумал, что хорошим начальным тестом будет последовательное включение всех светодиодов или хотя бы слоев.

Я оставил его включенным, и в конце концов начали появляться некоторые узнаваемые узоры, и казалось, что я правильно угадал слои.Была типичная анимация типа «дождь», когда светодиоды падают с освещенного верхнего слоя, а верхний слой фактически находится наверху куба, поэтому я предполагаю, что я правильно понял номера слоев. Если бы они ошиблись, то дождь пошел бы вверх.

Как и ожидалось, кнопки, похоже, ничего не делают, но я постараюсь запрограммировать их, чтобы изменить то, что отображается на кубе, как только я выясню, как это программировать. Также кажется, что резисторы установлены правильно, нет явных ярких или тусклых строк или столбцов.

Затем я попытаюсь понять, как его запрограммировать, и сделаю для него прозрачный акриловый футляр.

Вы пробовали построить свой собственный светодиодный куб 8x8x8? Как все прошло и вы собрали его с нуля или использовали комплект? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже.

8 x 8 x 8 LED Cube на базе Arduino Mega

Это третий и последний проект в серии, посвященный тому, как много технологий светодиодных кубов мы можем создать, используя только Arduino Mega, то есть чего можно достичь, используя только Mega. сам без платы ПК, полной регистров сдвига и светодиодных драйверов.Почему я хочу избежать регистров сдвига? Потому что они абсолютно ужасны для передачи проволоки. (Я пробовал.) Вам действительно нужно спроектировать и изготовить печатную плату, если вы хотите их использовать.

Обычно мы строим куб 8x8x8, подводя 64 анода к основной плате, где они будут конфигурироваться с помощью группы регистров сдвига. Затем мы активируем один из восьми слоев куба и включаем соответствующие светодиоды в этом слое примерно на 1 мс. Затем мы перезагружаем наши регистры сдвига и активируем следующий слой и т. Д.Таким образом, чтобы сделать куб 8x8x8 обычным способом, минимальные требования к цифровым выводам должны составлять 64 для анодов и еще 8 для драйверов катода / слоя. Это 72 цифровых контакта, и это невозможно с Mega, не прибегая к некоторым хитростям.

Все три моих проекта куба с использованием Mega выполнены без регистров сдвига. Мы строго полагаемся на большое количество контактов, доступных на Mega. Уловка в случае с этим 8x8x8 заключается в несколько причудливом подходе к построению нашего куба из пар светодиодов, установленных параллельно, но с противоположной полярностью.Когда напряжение подается в одном направлении, один из двух светодиодов смещен в прямом направлении и загорается. Когда напряжение подается в другом направлении, другой светодиод смещается в прямом направлении и горит. Наша процедура обновления по очереди включает одно, а затем другое. Это происходит достаточно быстро, и мы видим оба включенных одновременно, если они оба запрограммированы.

При таком подходе нам нужно вывести на основную плату только 32 столбца светодиодов, поэтому управление и питание куба 8x8x8 можно выполнять без каких-либо регистров сдвига, непосредственно с цифровых выводов Mega.

Мы зажигаем только один слой за раз, и даже тогда только половину светодиодов в этом слое. Но когда одновременно горят 32 светодиода, нам нужен транзистор для обработки тока. Таким образом, нам нужно 8 транзисторов PNP, чтобы поднимать наши слои вверх, когда мы хотим зажечь светодиоды, катоды которых идут вниз к основной плате. Нам также нужны 8 NPN-транзисторов, чтобы опускать наши слои, когда мы хотим зажечь светодиоды, аноды которых идут вниз на главную плату. Моя первоначальная концепция, показанная выше, на самом деле использовала 16 транзисторов. Но для этого также потребуются подтягивающие и понижающие резисторы и резисторы, ограничивающие базовый ток, поэтому я решил использовать восьмеричную NPN IC со всем этим встроенным и восьмеричный PNP-драйвер верхнего плеча, опять же со всеми уже встроенными резисторами.Я также решил, чтобы избежать проблем с синхронизацией и избежать необходимости в инверторах, просто управлять двумя восьмеричными драйверами каждый с отдельных цифровых контактов Mega. Это увеличивает общее количество цифровых выводов до 48, но сохраняет очень низкое количество компонентов на основной плате. (2 DIP-микросхемы и 32 резистора)

У нас потенциально может одновременно гореть 32 светодиода. Чтобы сохранить ток ниже максимального предела тока Mega, мы пропускаем возврат к плате через резисторы 220 Ом. Это ограничивает ток светодиода до 6 мА x 32 = 192 мА., чуть ниже 200 мА макс. (Если вам интересно, светодиоды имеют прямое падение около 3 вольт, а наши транзисторы драйвера имеют прямое падение 0,7 вольт, поэтому из нашего источника питания 5 вольт мы получаем 1,3 вольт / 220 Ом = 6 мА на светодиод.)

Обновление требует 16 шагов — 8 для 8 слоев, где катоды переходят на основную плату, и еще 8 для того, где аноды переходят на основную плату. Мы включаем светодиоды для каждого из этих шагов на 500 мкс, поэтому наш цикл обновления занимает около 8 мс, плюс немного времени для загрузки данных — настройте 32 контакта для каждого из этих 16 шагов.Однако мы используем сверхэффективную загрузку данных, во-первых, потому что мы используем прямой доступ к порту вместо digitalWrite, но также потому, что мы настроили комбинацию массива памяти и назначения порта, чтобы мы выполняли каждую из этих 16 передач просто сохранение четырех байтов из памяти непосредственно в порты цифрового вывода. Этот подход оказался настолько эффективным, что я не мог измерить время, которое на это уходит. Таким образом, наше обновление занимает чуть больше 8 мс. Мы устанавливаем частоту обновления 80 Гц, поэтому обновление происходит каждые 12.5 мсек. Это означает, что наша Mega тратит 2/3 своего времени на обновление куба и 1/3 своего времени на выполнение основного цикла.

Еще одна вещь, которую следует отметить в отношении наших драйверов слоев и процедуры обновления, заключается в том, что у нас есть выходы наших драйверов высокого и низкого уровня, подключенных непосредственно к слоям и друг к другу. Мы должны убедиться, что они никогда не включаются одновременно, поскольку это, по сути, приводит к короткому замыканию в 5-вольтовом источнике питания нашего Mega. Таким образом, процедуры обновления не только не включают их одновременно, но и добавляют 3 микросекунды «время установления» между слоями, чтобы гарантировать отсутствие нежелательных переходных токов, возникающих в нашем кубе.

Итак, выше мы описали концепцию. Как это работает на самом деле? Я построил куб, и он работает, как описано. Я думаю, что конструкция была немного проще, чем у обычного куба 8x8x8. (Хотя формирование свинца и пайка 512 светодиодов никогда не бывает легким делом.)

Попутно я кое-чему научился. Если вы решите построить этот куб, вы можете подумать о том, чтобы сделать несколько вещей иначе, чем я. Светодиоды в этом кубе расположены на расстоянии 0,6 дюйма друг от друга. Это 0.Шаг 6 дюймов — это то, что я использовал для всех трех кубиков. Я был очень доволен этим на обоих кубах 5x5x5, но мне было трудно полностью видеть сквозь этот куб 8x8x8. Вы можете подумать об использовании 3-миллиметровых светодиодов вместо 5-миллиметровых, которые я использовал. Или используйте 5-миллиметровые светодиоды с 2-дюймовыми выводами и увеличьте шаг до 0,8 дюйма или даже 1 дюйма. Вы также можете изменить то, как я спаял светодиоды вместе, чтобы вам не приходилось паять прямо напротив основания корпуса светодиодов. Я обнаружил несколько светодиодов, которые были повреждены из-за тепла и нуждались в замене.Наконец, проверьте все до чертиков во время строительства. Убедитесь, что вы нашли и заменили все дефектные светодиоды перед окончательной сборкой куба. Это потому, что плохой светодиод в этой конструкции — это не просто мертвый светодиод. Оказывается, ток, который должен был пройти через этот светодиод, находит альтернативный путь через лабиринт пар с обратным смещением. Открытый светодиод заменяется группой «наполовину включенных» светодиодов, которые предположительно были выключены. Он отлично работает, когда все светодиоды работают правильно, но даже один неисправный светодиод даст о себе знать.

Конструкция

Я построил этот куб, построив 8 вертикальных панелей, каждая из которых 8×8 светодиодов. Чтобы построить панель, первым делом нужно подготовить форму и собрать 32 противоположные пары светодиодов.

Анод (самый длинный вывод) торчит прямо вверх. Катод (более короткий вывод) другого светодиода припаян к вертикальному аноду. Затем катод первого светодиода припаивается к аноду второго светодиода. Строить эти пары можно, просверлив в дереве 2 отверстия ровно на 0.6 дюймов друг от друга. Отверстия должны плотно прилегать к светодиодам, чтобы они оставались на месте.

Когда у вас 32 пары, вы готовы построить панель. Процесс начинается с построения четырех вертикальных столбцов из 8 пар.

Я использовал BlueTack, чтобы удерживать светодиоды на месте, пока их можно было припаять. Я начал с того, что сделал четкие задатки в BlueTack через каждые 0,6 дюйма. Это не идеальный процесс — после завершения столбца вам необходимо очистить его, то есть выровнять его по вертикали, насколько это возможно, и убедиться, что все выводы, выходящие сбоку, выровнены по вращению; также, что выводы горизонтальны и 0.6 дюймов друг от друга.

Затем, когда у вас будут заполнены 4 столбца, их нужно протестировать. Это важный шаг. Устранить проблему на этом этапе очень просто. Это становится все труднее и труднее исправить, если вы обнаружите проблему позже при строительстве.

Ничего особенного для тестирования не делал. Uno на заднем плане был источником 5 вольт, больше ничего. Резистор 330 Ом, установленный на плате прототипа, ограничивает ток. Я проверил каждый светодиод, чтобы убедиться, что он горит, сначала с напряжением одной полярности, чтобы проверить половину светодиодов, а затем с обратной полярностью, чтобы проверить другую половину светодиодов.Если горят оба светодиода в паре, это означает неправильную полярность. Если ни один из них не загорается, вероятно, он закорочен.

Когда у нас есть 4 хороших столбца, пора спаять их вместе в панель. Для этого я использовал ту же полоску BlueTack, чтобы скрепить две колонки на расстоянии 0,6 дюйма друг от друга, выровнять 8 горизонтальных выводов и спаять их вместе. Горизонтальные отведения изначально не будут идеально совпадать. Выровняйте пару и припаяйте их, затем выровняйте еще два и припаяйте их и т. Д.В конце концов все восемь будут спаяны вместе. Убедитесь, что панель плоская. Убедитесь, что он квадратный. Убедитесь, что он прямой. Затем сделайте то же самое и добавьте еще один столбец. Когда у вас есть 4 столбца, спаянные таким образом, у вас есть готовая панель.

Поздравляю. Теперь постройте еще семь! На этом этапе вы готовы приступить к окончательной сборке. Я построил свой куб на основной плате, но сначала необходимо подготовить плату, установив другие компоненты.

Выше вы можете увидеть два драйвера IC и 32 резистора, установленных на основной плате.Резисторы установлены на расстоянии 0,6 дюйма в обоих направлениях. На этой картинке это не совсем так по двум причинам. Во-первых, у меня все резисторы идут от соответствующей колонки обратно к центру куба. Я сделал это, чтобы не перегружать зону рядом с микросхемами, но, вероятно, в этом не было необходимости. Сначала я установил микросхемы и, оглядываясь назад, расположил их слишком близко к кубу. Нет причин, по которым они не могли быть ни на дюйм ниже. Вы можете ясно видеть, что один резистор нужно было установить не на своем месте, потому что он был бы наверху ИС.

Резисторы в верхней части рисунка припаяны и обрезаны, но пока ни к чему не подключены. Две микросхемы показаны в середине рисунка. Драйвер верхнего плеча находится вверху, и я использовал черный маркер, чтобы пометить его A для анодов и пометил контакт 1 цифрой 1. Под ним находится NPN-драйвер нижнего плеча, помеченный C для катодов. Его контакт 1 также помечен цифрой 1. Две микросхемы установлены таким образом, чтобы их выходы были обращены друг к другу. Это потому, что вывод обоих привязан к слоям.Я соединил их друг с другом и немного разложил, чтобы слой, возвращаемый из куба, мог спуститься вниз и прикрепиться к ним с другой стороны. Соединения выполняются луженым медным проводом. Вы также можете увидеть, где луженый медный провод от каждой ИС соединяет контакт заземления ИС с шиной заземления на плате.

На этом этапе мы готовы прикрепить 50 перемычек к задней части платы. 32 резистора подключены к резисторам, 8 — к входам драйвера высокого напряжения, 8 — к входам драйвера низкого уровня, 1 провод заземления и 1 провод +5 В, который подключается к контакту 9 высокого напряжения. драйвер, его вывод напряжения источника.Эти провода все 30 см. длинные и припаяны непосредственно к соответствующему месту на задней стороне платы. Другой конец огибает край платы и соединяется штырем перемычки с штифтом на Mega. На этом этапе вы также можете установить Mega с какой-либо подставкой. На самом деле я использовал пару маленьких пластиковых квадратов и немного горячего клея, чтобы сам закрепить Mega.

Готовы к установке панелей. Установка панели включает в себя проталкивание четырех выводов вертикальной колонны через плату, выравнивание слоя и затем пайку четырех выводов к соответствующему резистору на задней стороне.

Каждую панель необходимо протестировать после установки и перед установкой следующей панели. Таким образом, если есть какая-либо проблема (холодная пайка, неработающий светодиод и т. Д.), Ее можно исправить до того, как она окажется в середине куба. Однако, прежде чем мы сможем протестировать первую панель, нам нужно соединить слои с платой. Для этого к слою прикрепляют прямой кусок луженой медной проволоки и затем подключают к одному из 8 выходов микросхемы. И не забывайте о заземлении и подключении +5 к Mega.+5 идет на вывод 9 драйвера высокого напряжения.

Уровень 7 (верхний слой) подключается к контакту 18 (первый канал) драйвера нижнего плеча и к контакту 11 (восьмой канал) драйвера верхнего уровня. Слой 0 (самый нижний слой) к контакту 11 драйвера низкой стороны и контакту 18 драйвера высокой стороны.

Нам также нужно прикрепить все провода к Mega. В таблице ниже показано, какой вывод на Mega подключен к каждому резистору. Это связи в красном и зеленом цветах. Подключения к драйверам высокого и низкого уровня показаны синим цветом.Каждый из них подключается к микросхеме напрямую через соответствующий выход. Так, например, выход драйвера нижнего уровня на слой 7 — это вывод 18 на ИС. Прямо напротив контакта 18 находится контакт 1 на ИС, поэтому провод от контакта 1 драйвера нижнего уровня подключается к контакту 9 Mega, как показано в таблице ниже.

На этом этапе мы можем протестировать панель. Программа для тестирования панелей включена в программное обеспечение. Вам нужно будет указать, какую панель вы тестируете, в верхней части эскиза. На картинке тестируется панель 0.

После того, как вы протестировали установленную панель, вы можете установить следующую. Вы еще не установили горизонтальные направляющие, которые соединяют панели вместе для каждого дополнительного слоя, поэтому вам нужно будет установить временную перемычку между панелью, которую вы тестируете, и панелью 0 для каждого слоя. (Я просто использовал одну перемычку и тестировал каждый слой отдельно, перемещая одну перемычку от слоя к слою.)

После того, как вы установили и протестировали все панели, вы готовы соединить слои.Это достигается путем пропуска отрезка прямой луженой медной проволоки между панелями на каждом слое.

Начните соединять слои сверху. И не забудьте измерить расстояние в 0,6 дюйма, когда вы соединяете верхний слой. После того, как вы соединили слои, ваш куб готов, и вы сможете запустить основное шоу.

Программное обеспечение

Мы уже немного поговорили о программном обеспечении. Процедура прерывания обновления по времени — это сердце любого программного обеспечения куба. Я сделал его очень простым и эффективным.Это потребовало использования двух разных массивов памяти для хранения состояния каждого светодиода в кубе. Таким образом, один хранит состояние светодиодов, аноды которых опускаются на плату, а другой сохраняет состояние светодиодов, катоды которых опускаются на основную плату. Эти два массива хранят значения x и z по их положению в массиве, и они хранят значение y как биты в этом месте. Бит, установленный в 1, означает, что светодиод включен, а бит, установленный в 0, означает, что светодиод выключен. Опять же, все это очень эффективно, но может быть очень запутанным попытаться выяснить, как включить или выключить конкретный светодиод в кубе.Итак, другой ключ к нашему базовому программному обеспечению — это ledOn (x, y, z) и led0ff (x, y, z). Эти подпрограммы выполняют всю тяжелую работу по выяснению того, какой бит в этих двух массивах необходимо изменить, чтобы включить или выключить определенный светодиод.

Таким образом, с помощью подпрограмм для включения или выключения любого конкретного светодиода и процедуры обновления, которая постоянно зажигает и обновляет куб в соответствии с содержимым наших массивов, довольно легко создавать различные анимации и специальные эффекты. Наш основной набросок, называемый «Шоу», представляет собой несколько минут анимации, созданной для демонстрации производительности куба.

Есть еще одна тема для обсуждения в разделе программного обеспечения. Большинство анимаций в Шоу сразу включаются, а затем выключаются светодиоды. Некоторые используют небольшую математику, чтобы управлять этими шаблонами. Но в Шоу есть несколько анимаций другого типа. Они основаны на классе объектов, называемом спрайтом. Класс спрайта определяет объект в кубе. Объект в спрайте можно перемещать, подпрыгивать, вращать и т. Д. Это позволяет довольно легко создавать некоторые анимации, которые было бы очень сложно создать без объектно-ориентированного кода.

Комплект для сборки светодиодного куба 8x8x8 — как собрать и обзор

Комплект для сборки светодиодного куба 8x8x8 от Banggood просто потрясающий! Но сборка и пайка всех этих светодиодов без правильных инструкций может быть кошмаром, и, в конце концов, ваш светодиодный куб может не работать. Чтобы этого не произошло, в этом посте мы рассмотрим и соберем комплект DIY LED Cube 8x8x8 и покажем вам все шаги, которые необходимо выполнить, чтобы успешно построить светодиодный куб.

Примечание: кажется, что в некоторых светодиодных кубах не запрограммированы световые эффекты.В таком случае вам придется программировать куб самостоятельно. Мы предоставляем ссылки на инструкции по программированию в конце этой статьи.

Посмотреть видеоурок

Следующее видео содержит шаги, которые необходимо выполнить, чтобы собрать куб. Для получения письменных инструкций с изображениями продолжайте читать этот пост.

Перед началом работы

Перед тем, как начать, сделаем несколько важных примечаний:

1. Настоятельно рекомендуем прочитать пост до конца, прежде чем приступить к сборке куба;
2. Это руководство также может быть полезно для светодиодных кубов из других магазинов.Однако они могут немного отличаться, поэтому мы не можем гарантировать, что инструкции будут работать, но их можно использовать в качестве справочных.
3. Ваш комплект кубиков от Banggood может немного отличаться. Поэтому всегда устраняйте неполадки на каждом этапе и внимательно анализируйте свой комплект перед началом работы;
4. Этот комплект требует много пайки, поэтому нужно знать, как паять;
5. На изготовление куба ушло примерно два дня (всего 16 часов). Мы тщательно выполнили каждый шаг и записали процесс, чтобы вы могли завершить свой куб за меньшее время.Однако на самом деле это зависит от ваших навыков и от того, в спешке вы это делаете или нет;
6. В комплекте нет инструкции. На странице продукта есть некоторые инструкции, но мы не нашли их очень полезными;
7. Некоторые последние наборы светодиодных кубов не запрограммированы по умолчанию. Итак, вам нужно будет самостоятельно запрограммировать светодиодный куб.

Где купить?

Комплект для сборки светодиодного куба Geekcreit 8x8x8 был любезно отправлен на обзор от Bangood. Вы можете щелкнуть карточку продукта ниже, чтобы перейти на страницу продукта.

Geekcreit® 8x8x8 LED Cube 3D Light Square Blue LED Электронный комплект для сборки

★★★★★

$ 19,66
$ 17,99

по состоянию на 26 июля 2021 г. 21:36

После сборки куб может легко сломаться, поэтому мы рекомендуем приобрести корпус для размещения куба.Для этого куба есть специальный корпус.

Необходимые инструменты

Для сборки куба помимо набора вам потребуются следующие инструменты и материалы:

Детали комплекта

В ваш комплект должны входить следующие компоненты:

• 550 светодиодов — в нашем комплекте 3 мм синие светодиоды
• Печатная плата
• Пластиковый ящик для хранения электронных компонентов
• Кабель питания

На странице продукта есть описание всех компонентов, входящих в комплект.

1. Разъедините и припаяйте контакты заголовка

В комплект входят два набора по 40 штифтов. Вам нужно 72 для вашего набора.

С помощью кусачек сломайте пластмассовые штыри на штырях жатки и отделите каждую жатку.

Будьте осторожны, чтобы не погнуть коллекторы! На следующем рисунке показано, что у вас должно получиться после разрушения пластиковой детали.

Вставьте заостренный конец штырей заголовка в белое круглое отверстие в верхней части печатной платы (часть, отмеченная осями x и y в углу), как показано на рисунке ниже.

Затем припаяйте все 72 контакта разъема.

Примечание: на рисунке выше мы еще не припаяли контакты в крайнем правом столбце, но вам следует припаять все эти контакты.

Убедитесь, что все штырьки расположены как можно более вертикально, потому что это сделает ваш светодиодный куб в конце выровненным.

2. Припаяйте нижние компоненты печатной платы

Припаяйте нижние компоненты печатной платы:

• 10 розеток DIP,
• Резисторы 8х510 Ом
• 2 керамических конденсатора
• 1x кристалл
• 1x резистор

Начните пайку мельчайших компонентов, а затем припаивайте гнезда DIP.Пока не подключайте фишки. Вы должны установить микросхемы, когда закончите пайку всех компонентов печатной платы.

Убедитесь, что вы правильно сориентировали гнезда DIP по полукругу.

На следующем рисунке показано, как должно выглядеть днище вашей печатной платы после пайки компонентов. Вы можете использовать приведенный ниже рисунок в качестве справочной информации, чтобы знать, где припаять каждый компонент.

Примечание : еще раз не подключайте ни одну из микросхем.

Убедитесь, что вы припаиваете массив резисторов в правильной ориентации.Когда печатная плата находится в следующей ориентации, буквы массива резисторов должны быть обращены назад.

3. Припаяйте верхние компоненты печатной платы

Следующий шаг — припайка компонентов вверху. Вот компоненты, которые нужно припаять вверху:

• 2 электролитических конденсатора — электролитические конденсаторы имеют полярность, убедитесь, что вы разместили их правильно
• 1x светодиод — светодиоды тоже имеют полярность
• 2x 4,7 кОм
• 1x разъем питания
• 1x переключатель

Начните с пайки более мелких компонентов, а затем более крупных.Обратите внимание на компоненты, имеющие полярность. Вы можете использовать следующий рисунок в качестве справочной информации о том, где разместить каждый компонент.

После пайки всех компонентов можно вставлять микросхемы в гнезда. Будьте осторожны, чтобы не сломать провод.

4. Проверьте печатную плату

После пайки всех компонентов на печатной плате следует проверить, все ли в порядке.

Поместите 8 светодиодов в печатную плату, как показано на рисунке ниже, с анодом и катодом, как показано.Катод должен быть помещен в коллектор с обозначениями «C1», «C2», «C3» и т. Д.

Подайте на схему напряжение 5 В и нажмите переключатель. Светодиоды должны загореться и отобразить анимацию.

Важное примечание: ваш комплект светодиодных кубов будет отображать анимацию, только если она запрограммирована по умолчанию. Если этого не произойдет, вы, вероятно, не увидите никаких эффектов.

Важное примечание : не приступайте к пайке светодиодных сеток, пока не убедитесь, что ваша схема работает правильно.

Если светодиоды не горят, проверьте еще раз все подключения. Убедитесь, что микросхемы надежно вставлены в гнезда и не сломаны штифты. Также убедитесь, что вы правильно сориентировали светодиоды.

Примечание. , если вы используете совершенно другой комплект, поменяйте местами анод светодиода на катод и посмотрите, работает ли он. Если это работает, обратите внимание на ориентацию ваших светодиодов, потому что вам нужно знать это для следующих шагов.

5. Постройте картонную сетку

Контакты заголовка на печатной плате расположены на расстоянии 15 мм друг от друга.Итак, вам следует сделать сетку с шагом 15 мм. Поскольку светодиоды имеют диаметр 3 мм, вы должны сделать отверстия диаметром 3 мм по краям, как показано на рисунке ниже.

Щелкните здесь, чтобы загрузить сетку в правильном масштабе. Вам просто нужно распечатать его как есть.

Примечание : если в вашем комплекте другой интервал, ваша сетка будет иметь другие размеры.

Приклейте лист с сеткой к куску картона и используйте его в качестве ориентира для отметки отверстий в картоне.Вы можете использовать острый предмет, отвертку или все, что есть под рукой, чтобы проделать отверстия.

Затем убедитесь, что ваш картон совмещен с контактами заголовка печатной платы.

6. Сгибаем светодиоды

Сориентируйте светодиод, как показано на рисунке ниже. Самый длинный вывод — анод (+) вправо, самый короткий вывод — катод (-) слева.

С помощью плоскогубцев согните самый длинный провод назад под углом 90 °. Как показано на рисунке ниже.Сделайте это со всеми необходимыми светодиодами.

Предупреждение : будьте осторожны при сгибании светодиодов, не сгибайте неправильный провод, иначе вы в конечном итоге переключите анод на катод при установке светодиодных сеток.

Примечание : Если на шаге 4 ваши светодиоды расположены так, что анод и катод находятся в другой ориентации (в случае, если у вас есть другой комплект), вы должны разместить светодиод так, чтобы катод находился справа, а затем согните катод.

7.Припаиваем аноды светодиодов

Вставьте светодиоды в картон, как показано на рисунке ниже. Катод светодиода (самый короткий вывод) направлен вверх, а анод светодиода (самый длинный вывод, который изогнут) направлен вправо.

Спаяйте аноды вместе. Затем у вас должен получиться ряд припаянных светодиодов.

Предупреждение : при пайке светодиодов очень важно делать это быстро. Каждое паяное соединение не должно занимать более 1-2 секунд, иначе вы можете поджечь светодиод.

Проверьте светодиодный ряд с помощью мультиметра. Переведите мультиметр в режим проверки целостности цепи / диодов.

Поместите красный датчик на анод первого светодиода и коснитесь катода черным датчиком. Светодиод, которого коснулся черный щуп, должен загореться.

Если один из светодиодов не горит, возможны сценарии:

• Неисправная пайка;
• вы случайно переключили выводы светодиода;
• Светодиод не работает — заменить на новый.

Повторяйте процесс, пока не заполните картон восемью рядами. Всегда проверяйте каждый отдельный ряд при пайке. Заменить неисправные светодиоды после того, как кубик будет, будет намного сложнее.

8. Припаяйте катоды светодиодов

После того, как у вас будет картон, заполненный 8 рядами светодиодов, вам нужно спаять катоды светодиодов вместе. Для этого шага мы рекомендуем взять что-нибудь высотой примерно 5 мм, чтобы помочь вам согнуть светодиоды. Мы использовали отвертку.

Поместите отвертку между рядами светодиодов, как показано на рисунке ниже.

Затем согните катоды светодиодов вправо — посмотрите на следующий рисунок.

Затем спаяйте катоды вместе.

Предупреждение : обратите внимание, потому что анодный и катодный ряды не должны касаться друг друга.

Затем, переведя мультиметр в режим проверки целостности цепи / диода, проверьте, все ли светодиоды работают правильно.

Повторяйте этот процесс, пока все катоды не будут припаяны друг к другу. В итоге у вас должна получиться светодиодная сетка, как показано на рисунке ниже.

Отсоедините светодиодную сетку от картона.

9. Повторить 8 раз

Повторите шаги 7 и 8 восемь раз, пока не получите 8 светодиодных сеток. Это много пайки — чтобы дать вам представление, нам потребовалось около 45 минут, чтобы припаять каждую сетку.

10. Вставьте светодиодные сетки в плату

После того, как у вас будут готовы все светодиодные сетки, следующим шагом будет вставка сеток в контакты заголовка печатной платы.Вы должны подключить аноды (+) светодиодов к контактам заголовка.

На этом этапе нужно набраться терпения. Вставить выводы в контакты заголовка немного сложно, и вы должны быть осторожны, чтобы не разорвать соединение.

Предупреждение : не подключайте светодиоды к контактам разъема, помеченным буквой «C» — эти контакты необходимы для подключения катодов.

Не паяйте другие сетки прямо сейчас.

11. Подключите катоды к плате

Вам необходимо подключить катод каждого ряда к контактам заголовка «C1», «C2», «C3» и т. Д.Для этого нужно разрезать изолирующий провод, идущий в комплекте, на несколько частей нужной длины.

Затем подключите катод первого ряда к контакту заголовка «C1». Подключите катод второго ряда к контакту заголовка «C2» и так далее, пока все ряды не будут подключены к контактам заголовка. Взгляните на следующий рисунок, чтобы увидеть, что у вас должно получиться.

Важное примечание: мы спаяли сетки в неправильной ориентации. На шагах 11–14 катоды светодиодов должны быть обращены к противоположной стороне, показанной на изображениях.Все изображения на предыдущих шагах верны.

Например, на этом изображении выводы светодиодов находятся на левой стороне, а ваш должен быть обращен к правой стороне, когда куб находится в этой ориентации.

12. Проверьте светодиодную сетку

После того, как вы припаяли все катоды, проверьте свою светодиодную сетку. Для этого подайте питание на свой куб и нажмите переключатель.

Ваша светодиодная сетка должна создавать анимацию. Убедитесь, что все светодиоды работают правильно.Если нет, внимательно проверьте все соединения.

Примечание: ваш комплект светодиодных кубов будет отображать анимацию, только если она запрограммирована по умолчанию. Если этого не произойдет, вы, вероятно, не увидите никаких эффектов.

Важное примечание: мы спаяли сетки в неправильной ориентации. На шагах 11–14 катоды светодиодов должны быть обращены к противоположной стороне, показанной на изображениях. Все изображения на предыдущих шагах верны.

13. Соедините светодиодные решетки вместе

После того, как первая сетка будет правильно размещена на печатной плате, вставьте вторую светодиодную сетку в печатную плату.Затем припаяйте свободные катодные выводы к катодным выводам предыдущей сетки, как показано на следующем рисунке. Катоды ваших светодиодов должны быть на левой стороне куба.

Важное примечание: мы спаяли сетки в неправильной ориентации. На шагах 11–14 катоды светодиодов должны быть обращены к противоположной стороне, показанной на изображениях. Все изображения на предыдущих шагах верны.

Повторяйте этот процесс, пока не соберете все светодиодные сетки на свои места.На следующем рисунке показано, как выглядят все светодиодные решетки при пайке.

Важное примечание: мы спаяли сетки в неправильной ориентации. На шагах 11–14 катоды светодиодов должны быть обращены к противоположной стороне, показанной на изображениях. Все изображения на предыдущих шагах верны.

14. Готово!

Поздравляем! Ваш светодиодный куб 8x8x8 готов. Вот как это выглядит:

Демонстрация

Подайте питание на свой куб, нажмите выключатель питания, выключите свет и наслаждайтесь потрясающими анимациями.Вот изображение в формате GIF с некоторыми анимациями.

Посмотрите следующую видео-демонстрацию, чтобы увидеть светодиодный куб 8x8x8 в действии!

[EXTRA] Программирование светодиодного куба

Если ваш комплект светодиодного куба не создает никаких эффектов, и вы все собрали правильно, вы, вероятно, получите комплект, который не запрограммирован.

В этом случае инструкции по программированию светодиодного куба 8x8x8 можно найти по следующим ссылкам:

Заключение

В этом посте мы показали вам, как собрать DIY-комплект Geekcreit 8x8x8 LED Cube от Banggood.В комплект входят все необходимые детали, а также несколько дополнительных компонентов, если вам потребуется их замена. В комплекте нет инструкций по сборке. Итак, вот почему мы задокументировали весь процесс строительства.

Мы считаем, что наши инструкции могут помочь многим людям легко создавать свои светодиодные кубы. Паять этот кубик было очень весело, а конечный результат просто потрясающий.

Если вы собираетесь купить один комплект для сборки светодиодного куба 8x8x8, сделайте это — следуйте нашим инструкциям, и сборка будет легкой.Щелкните карточку продукта ниже, чтобы купить кубик на Banggood:

Обратите внимание, что для сборки этого набора требуется несколько часов, терпение и навыки пайки.

У нас есть статьи о других наборах DIY, которые могут вам понравиться:

Мы надеемся, что эти инструкции были для вас полезны.

Ищете больше отзывов? Не забудьте подписаться здесь, чтобы узнавать о предстоящих обзорах и предложениях!

Спасибо за чтение.

[Рекомендуемый курс] Изучите ESP32 с Arduino IDE

Зарегистрируйтесь в нашем новом курсе ESP32 с Arduino IDE.Это наше полное руководство по программированию ESP32 с Arduino IDE, включая проекты, советы и хитрости! Регистрация открыта, поэтому зарегистрируйтесь сейчас .

Другие курсы RNT

Как сделать пульсирующий светодиодный куб Arduino, который выглядит так, как будто он пришел из будущего

Если вы баловались некоторыми проектами для начинающих Arduino, но ищете что-то немного постоянное и на совершенно другом уровне потрясающего, то скромный светодиодный куб 4 x 4 x 4 — естественный выбор.Конструкция намного проще, чем вы думаете, и, используя мультиплексирование, мы можем управлять всеми светодиодами напрямую с одной платы Arduino Uno. Это отличный способ пайки, и общая стоимость компонентов не должна превышать 40 долларов.

Сегодня я подробно расскажу о конструкции и предоставлю для работы некоторое программное обеспечение, которое выглядит впечатляюще и учит основам.

Вам понадобится

• Ардуино.Прилагаемый код предполагает использование Arduino Uno, но его также можно отрегулировать для более крупной модели.
• 64 светодиода — точный выбор зависит от вас, но я использовал эти сверхяркие 3 мм синие светодиоды ( 3,2 в 30 мА, ) по цене 2,64 фунта стерлингов за 50.
• 16 резисторов соответствующего номинала для ваших светодиодов. Для приведенных выше светодиодов 100 из них были куплены на 99 пенсов. Используйте ledcalc.com — введите 5В для напряжения питания, напряжения светодиодов (в моем случае 3,2) и тока в миллиамперах (3,2). Требуемый резистор будет показан в поле с надписью «Ближайший резистор с более высоким номиналом» , затем просто найдите это значение на eBay.
• Проволока для усиления основной конструкции и для украшения — я использовал 0,8 мм толщиной .
• Макетная плата какого-то типа, к которой вы можете припаять все свои биты.Я использовал тот, на котором не было полных гусениц, так как у меня нет гусеницы, но я использую то, что вам подходит. Щит для прототипирования Arduino немного маловат, если только вы действительно не сожмете светодиоды вместе.
• Случайный компонентный провод — некоторые жилы сетевого кабеля и некоторые провода для прототипирования из комплекта подойдут.
• Зажимы типа «крокодил» или «руки помощи» используются для удержания бит на месте.
• Паяльник и припой.
• Немного древесного лома.
• Сверло того же размера, что и ваши светодиоды.

Примечание: 3D-рисунки в этом руководстве были сделаны за считанные минуты с помощью TinkerCAD. Я следил за существующей сборкой, подробно описанной в Instructables пользователем forte1994, которую вы, возможно, также захотите прочитать, прежде чем пытаться это сделать.

Обязательно прочтите все инструкции сначала , прежде чем пытаться сделать это самостоятельно.

Принцип этой конструкции

Прежде чем приступить к конструированию, важно иметь полное представление о том, как эта штука будет работать, чтобы вы могли импровизировать и выявлять ошибки по ходу дела. Некоторые светодиодные кубы используют один выходной контакт для каждого отдельного светодиода — однако в кубе 4x4x4 для этого потребуется 64 контакта — чего у нас, конечно, нет на Arduino Uno.Одним из решений было бы использование регистров сдвига, но это излишне сложно.

Чтобы управлять всеми этими светодиодами всего с 20 контактов, мы будем использовать метод, называемый мультиплексированием. Разбив куб на 4 отдельных слоя, нам понадобятся только контрольные выводы для 16 светодиодов — поэтому, чтобы зажечь определенный светодиод, мы должны активировать как слой, так и контрольный вывод, что дает нам общее требование 16 + 4 контакта. Каждый слой имеет общий катод — отрицательную часть схемы — поэтому все отрицательные выводы соединяются вместе и подключаются к одному выводу для этого слоя.

На стороне анода (положительного) каждый светодиод будет подключен к соответствующему светодиоду в слое выше и ниже него. По сути, у нас есть 16 столбцов положительных ног и 4 слоя отрицательных. Вот несколько трехмерных изображений соединений, которые помогут вам понять:

Строительство

Поскольку мы не будем использовать полностью металлическую конструкцию для пайки, мы хотим, чтобы все ножки светодиодов перекрывались примерно на четверть и придавали конструкции жесткость.Сложите катод светодиодов стороной с плоской выемкой на головке и более короткой ножкой, как показано на схеме. (Неважно, сгибаете ли вы его влево или вправо, главное, чтобы он не касался анода)

Первая важная часть этого проекта — изготовление деревянного приспособления. Он будет удерживать слой светодиодов, пока вы будете спаивать ножки вместе, поэтому он должен быть аккуратным и не слишком свободным.Используя сверло того же размера, что и ваши светодиоды, отмерьте и просверлите матрицу 4×4 из равноудаленных отверстий. Имейте в виду, что вы хотите, чтобы примерно четверть ножки перекрывала свою соседку, и используйте настоящую линейку. Проверьте каждое отверстие, чтобы убедиться, что светодиод плотно прилегает, но не настолько плотно, чтобы вы не смогли вытащить его снова, или у вас возникнут проблемы при попытке удалить полностью спаянный слой.

Припаиваем катоды к 4 рядам светодиодов.Будьте осторожны, чтобы не перегоревшие светодиоды — вам нужен хороший горячий утюг, и чтобы он был как внутри, так и снаружи. Вот мои первые четыре ряда завершены.

Теперь, чтобы усилить жесткость слоя, отрежьте и припаяйте два прямых отрезка проволоки к каждому концу, убедившись, что они соединяются с каждым рядом. Это ваш первый готовый слой. Оставьте пока все лишние ноги торчащими сбоку.

Теперь было бы отличное время для тестирования — просто загрузите приложение Arduino по умолчанию для мигания, подключите резистор, поместите заземление в рамку слоя и по очереди нажмите положительный вывод на каждый светодиод.

Надеюсь, они все загорятся. Если нет, убедитесь, что вы не пропустили где-то паяное соединение, и при необходимости замените светодиод.

Снимите этот слой с приспособления и повторите процесс еще 3 раза .

Не беспокойтесь, если ваша пайка не идеальна — пока она не сломается, а соединение прочное, это не повлияет на конечный продукт.Признаюсь, моя пайка была безнадежной, кондуктор отключился, и все это напоминало падающую Пизанскую башню. Тем не менее, я горжусь готовым кубом, и когда светятся светодиоды, вы все равно не будете смотреть на паяные соединения!

Соединение слоев

Когда у вас будет 4 готовых слоя, вам нужно соединить все вертикальные ножки вместе. Я обнаружил, что это самая сложная часть сборки, и, чтобы облегчить процесс, я вырезал подступенок из карты.

Это позволило сохранить слои на соответствующей высоте, но многие ноги все равно не выровнялись идеально — для этого я использовал зажимы из крокодиловой кожи, чтобы удерживать их на месте.

Первая глупая ошибка, которую нужно избежать

Только после завершения полного слоя я понял, что переходник для карточек застрял на месте, поэтому мне пришлось его вырезать! Не делайте ту же ошибку, что и я — сделайте подступенок длиннее сбоку и соедините части карты за пределами куба, чтобы, когда вы закончите слой, вы можете разобрать подступенок и вытащить карту.

2-я глупая ошибка, которую нужно избежать

Разумеется, не припаивайте вертикальную ножку к катодной раме.Вертикальные ножки должны соединяться только с другими вертикальными ножками и ни с чем другим.

Опять же, проверьте после того, как каждый слой был прикреплен. Фактически, проверьте все слои, касаясь только положительного вывода до кончика самого верхнего слоя, тем самым обеспечивая хороший контакт между всеми слоями.

Когда все 4 слоя были спаяны вместе, я приступил к небольшой очистке — я оставил одну ногу, выступающую из каждого слоя, что-то вроде ступеньки — позже она будет сброшена на плату.Остальные посторонние куски металлического каркаса и ножек были отрезаны. Очевидно, не обрезайте ни одну из вертикальных ножек — нам нужно вставить их в нашу макетную доску.

Крепление к плате

Помните, я сказал, что крепление каждого слоя к самому себе было самой сложной частью? Я врал. На самом деле сложнее вставить 16 светодиодных ножек в крошечные отверстия на макетной плате. Самый простой способ, который я нашел, заключался в том, чтобы проткнуть 4 штуки за раз, закрепить их снизу зажимами типа «крокодил», а затем перейти к следующему ряду из 4 штук.Используйте маркер, чтобы заранее обозначить интервалы, если это помогает.

Оглядываясь назад, я бы сначала поместил резисторы в макетную плату. Как бы то ни было, я сначала впаял все ножки куба в плату, а затем попытался аккуратно протолкнуть резисторы между ними. Учитесь на моей ошибке и сначала разместите резисторы.

Я попытался расположить их одинаково ступенчато, чтобы затем можно было использовать одну всю сторону куба для всех окончательных подключений к Arduino.Вот принципиальная схема, которую я использовал:

Для четырех отрицательных слоев я опустил по одному проводу с каждого слоя, а затем просто отодвинул их в сторону, вот так:

Наконец, я добавил несколько соединительных проводов, которые затем можно было вставить в соответствующие контакты Arduino. Используйте самый длинный из имеющихся у вас. Обратите внимание, я испортил порядок местами из-за плохого планирования.Однако каждый ряд светодиодов имел цветовую кодировку.

Вот и все. Законченный!

Программирование вашего куба

Я знаю, что вам не терпится запустить эту штуку, поэтому подключите 4 отрицательных слоя к аналоговым портам ввода / вывода A2 (нижний уровень) — A5 (верхний уровень) (они также могут действовать как цифровой ввод / вывод) .Затем подключите 16 выводов управления светодиодами, начиная с +1 в крайнем правом углу с по цифровой ввод / вывод порт 0 , с +15 и +16 , идущими к аналоговым A0 и A1 . (не используйте AREF и GND)

Загрузите демонстрационные шаблоны и код у опытного пользователя forte1994 . Он также предоставил полезный онлайн-инструмент для разработки байтовых шаблонов для настройки вашей собственной последовательности.Вот видео этого кода в действии на моем кубе (я установил скорость на 5 вместо 20 по умолчанию) .

Конечно, это не единственный способ запрограммировать куб, поэтому позвольте мне потратить несколько минут на то, чтобы научить вас основам создания собственных паттернов программно , вместо того, чтобы воспроизводить предустановленные паттерны, как это делает вышеприведенная демонстрация.

Вот несколько вещей, которые вы должны знать, пытаясь запрограммировать свой куб:

1. Для адресации одного светодиода используется плоскость (уровень) номер 0–3 и вывод светодиода с номером 0–15.Поверните плоскость на выход LOW (так как это отрицательная ветвь) и номер контакта светодиода HIGH (положительная ветвь), чтобы активировать светодиод.
2. Перед включением одного светодиода убедитесь, что все остальные плоскости выключены — это означает, что установите для них ВЫСОКИЙ выход. В противном случае загорится столбец светодиодов, а не один светодиод.

Имея это в виду, я сделал для вас две очень простые программные последовательности — загрузите код отсюда.Первый просто последовательно загорает все светодиоды. Для этого мы используем два цикла for, перебирая каждый слой и каждый контрольный вывод.

Второй цикл — это случайный цикл (вам нужно закомментировать первый и включить его в основном цикле, чтобы проверить его). Он просто выбирает случайный слой и случайный контрольный штифт, мигая их включением и выключением.

Резюме

Меня не пугает эта сборка — мне серьезно не хватает навыков пайки, и я справился с этим хорошо (кажется?) .Общее время сборки составляло около часа в день в течение недели. В следующий раз я попытаюсь научить вас более амбициозному программированию для куба, поэтому я надеюсь, что вы присоединитесь ко мне в создании собственного куба на этой неделе и загрузке нового кода на следующей неделе — и если вы действительно сделаете свой собственный потрясающие приложения или последовательности, загрузите их на Pastebin и дайте нам знать в комментариях!

Вы хотите новый телевизор, но там столько жаргона! Что ж, Samsung Neo QLED — это последняя аббревиатура, которую нужно выучить, и мы здесь, чтобы ее объяснить.

Читать дальше

Джеймс имеет степень бакалавра в области искусственного интеллекта и имеет сертификаты CompTIA A + и Network +.Когда он не занят в качестве редактора обзоров оборудования, он любит LEGO, VR и настольные игры. До прихода в MakeUseOf он работал светотехником, учителем английского языка и инженером центров обработки данных.

Подпишитесь на нашу рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Должен быть светодиодный куб.

28 сентября 2020

Вдохновленный многими проектами светодиодных кубов до меня, я решил создать свою собственную версию, которая в конечном итоге превратилась в индикатор состояния процессора на моем столе. Есть ли более совершенный способ контролировать температуру вашего процессора и его использование, чем 12 288 индивидуально адресуемых светодиодов RGB, расположенных в виде куба?

В этом случае я настоятельно рекомендую сначала посмотреть видео, поскольку оно передает внешний вид куба намного лучше, чем статические изображения.Конечно, статья в блоге предоставит все технические детали.

Почему?

Зачем строить светодиодный куб? Ну, потому что это выглядит чертовски потрясающе. В прошлом году я имел честь выступить с докладом на 36-м Конгрессе по коммуникации Хаоса (36C3) и, конечно же, имел возможность прогуляться по собраниям, чтобы увидеть все удивительные хакерские проекты. Это похоже на путешествие на другую планету ^{, и, конечно же, было много таких кубов, сделанных из светодиодных видеопанелей. Я просто знала: мне тоже нужна одна.}

Все кубы, которые я видел до сих пор, работают от батареи и их можно держать в руке, что позволяет создавать потрясающие анимации с системами частиц, реагирующими на гравитацию, когда вы вращаете куб. Но я знал, что, хотя эти дизайны обладают несколько превосходной крутизной, мне было бы лучше использовать стационарный дизайн: без батареи, с которой нужно было бы иметь дело, а куб просто имел бы набор анимаций, которые работают независимо. Если бы я мог получить разрешение от жены в гостиной, он служил бы светом настроения, как лавовая лампа.

Такая стационарная конструкция также немного удешевляет. Если он стоит на полке, некоторые панели в любом случае будут обращены к земле или стенам, поэтому я бы ушел только с тремя светодиодными панелями. В конце концов, я обнаружил, что могу построить весь куб менее чем за 150 ^евро.

Обзор

Итак, я начал строить куб, но разрешения от жены не было.Поэтому я повернул ^{, чтобы поместить куб на свой стол, где он будет служить для отслеживания состояния процессора моего настольного ПК.}

Куб автоматически включается, когда я запускаю свой компьютер, и у меня есть простой скрипт Python, работающий в фоновом режиме ПК, который сообщает кубу текущую температуру и статистику использования процессора. Красочная анимация на кубе не отвлекает (медленная и успокаивающая) и меняется так, что я могу сразу увидеть состояние процессора.

Если ЦП холодный и простаивает, анимация отображается на синем фоне. С повышением температуры фон меняется с синего на зеленый, желтый и, в конечном итоге, на огненно-красный.В центре анимации находится круг, охватывающий три видимые стороны куба. Этот круг состоит из двенадцати сегментов, представляющих двенадцать потоков моего процессора Ryzen 5. Каждый сегмент меняет ширину в зависимости от использования потока, поэтому, если ЦП простаивает, все кольцо становится тонким. Если несколько потоков работают на полную мощность, в нескольких сегментах ^{кольца имеется выпуклость, а если весь ЦП занят, весь круг расширяется.}

Оборудование

Если разбить куб, аппаратное обеспечение окажется на удивление простым, поскольку каждая его часть представляет собой интегрированную систему, разработанную как компонент более крупной системы.

Конечно, у нас есть три светодиодные матричные панели, а в основе куба — старый Raspberry Pi 2 Model B и плата драйвера светодиодной матрицы от Adafruit. Это почти все. Нам нужен только корпус, напечатанный на 3D-принтере, и блок питания, и мы готовы сиять.

Светодиодные панели

Я заказал светодиодные видеопанели прямо с aliexpress.com, где я нашел лучшее предложение для этого типа панелей. К сожалению, это всегда немного рискованно, потому что мне чрезвычайно сложно получить точные характеристики из описания продукта, и есть несколько вариантов управления этими дисплеями.В конце концов, вам нужно будет выяснить, какой у вас тип дисплея и как управлять им с помощью библиотеки матриц (см. Ниже), и всегда будет место для небольших сюрпризов, таких как новые версии той же панели.

По крайней мере, описание было ясным относительно характеристик панелей, видимых снаружи. Каждая панель оснащена светодиодами RGB 64×64 с шагом «P2», что означает, что они расположены на сетке 2 мм, что дает длину стороны 128 мм для квадратных панелей. Они были установлены на металлических креплениях, что, вероятно, что-то значило для тех, кто на самом деле использует эти панели в большом видеодисплее, как и предполагалось, но я немедленно удалил эти крепления, открутив несколько крошечных винтов.

Также стоит отметить, что эти дисплеи обычно работают при 5 В, и что мне также было довольно сложно определить номинальную потребляемую мощность для этих панелей. В этом случае описание было нормальным в этом отношении, и я пришел к выводу, что блока питания мощностью 50 Вт (обеспечивающего 10 А при 5 В) будет достаточно для управления панелями и Pi.

Мне это обычно кажется довольно сложным. Поскольку панели работают при 5 В, вам нужны очень высокие токи для подачи питания на них, поэтому вы можете представить, что вам нужно хорошо спроектированное распределение питания, если вы хотите питать много панелей.Фактически, 10А не достаточно для моей системы в любой ситуации. Если я включу все светодиоды на полную яркость белым, Pi станет немного нестабильным и иногда перезагружается.

Должен признать, что поленился здесь. Блок питания просто подключается к матричному драйверу Adafruit (см. Ниже), который питает Pi ^{и три панели. Если вы хотите скопировать этот проект, вы можете использовать еще более мощный источник питания и / или разделить питание для Pi и панелей.}

Однако на практике вам нужно знать только пределы вашего источника питания.В большинстве случаев не все ваши светодиоды будут гореть полностью белым цветом ^{, и если вы запускаете предустановленную анимацию, как я, ваш блок питания должен иметь дело только с «самой яркой ситуацией». Это, конечно, ограничивает возможности вашей анимации, поскольку, например, показ коротких интенсивных полностью белых вспышек может быть не очень хорошей идеей.}

Схема панелей

Итак, как уже было сказано выше, светодиодный куб управляется Raspberry Pi 2. Это в основном так, потому что у меня был запасной, но он также имеет некоторые преимущества по сравнению с другими моделями.Более новый и быстрый Pis (rPi 3 и 4) становится намного горячее, чем старый rPi 2, что может быть или не быть проблемой в полностью закрытом кубе. С другой стороны, вы не хотите переходить на rPi 1, поскольку это одноядерная система, и настоятельно рекомендуется выделить целое ядро ​​для управления панелями, чтобы избежать мерцания.

Я добавил USB-ключ Wi-Fi к Pi, чтобы получить простой доступ к сети без дополнительных кабелей ^{, но, что более важно, я оснастил его крышкой Adafruit RGB Matrix Bonnet, которая обеспечивает распределение питания и управление светодиодными панелями.Обратите внимание, что на крышке RGB-матрицы потребовалась минимальная пайка, поскольку у моих панелей есть адрес «E», но это правильно объяснено в документации на крышку.}

В этой конфигурации все три панели могут быть просто последовательно подключены к крышке матрицы RGB. Каждая панель имеет порт ввода и вывода данных, который может подключаться к следующей, и для каждой панели требуется отдельный источник питания.

3d печать

Корпус куба был напечатан на 3D принтере из черного PLA. Он (очевидно) состоит из шести сторон, которые защелкиваются друг в друге в произвольной конфигурации. В конце концов, я добавил немного пластикового клея для повышения устойчивости, но я не стал клеить панели, так как они плотно прилегают друг к другу, и я легко могу их вынуть, если мне нужно провести обслуживание изнутри. Из шести сторон в моей версии куба три являются идентичными рамками для удерживания панели каждая, две предназначены для удержания Raspberry Pi (контакты для ее удержания и вырезы для блока питания и SD-карты), а одна — просто сплошная стена. .

Я также разработал основу, которая позволяет представить куб под небольшим наклоном, но на своем столе я обнаружил, что без основания угол обзора был лучше.

Детали были разработаны в Blender, и вы можете найти соответствующие файлы смешивания, а также экспортированные файлы STL для выбранного слайсера в репозитории github для этого проекта.

Программное обеспечение

Вот и все по оборудованию. Теперь нам нужно отправить что-то на панели, в основном это программное обеспечение, работающее на кубе, включая шейдер OpenGL, который создает настоящую анимацию. Но на моем ПК также есть скрипт для публикации статистики ЦП, и ОС Raspberry Pi должна быть усилена, чтобы мне не приходилось заниматься загрузкой и выключением, чтобы не повредить файловую систему.

Управление светодиодными панелями

Самая важная часть программного обеспечения — это небольшая программа на C ++, работающая на кубе ^{.Это использует библиотеку rpi-rgb-led-matrix от Хеннера Целлера, открывает порт UDP для получения информации о состоянии ЦП от ПК и использует OpenGL для рендеринга анимации. В основном это смесь примеров библиотеки rpi-rgb-led-matrix и примера Матуса Новака того, как использовать OpenGL без X на Raspberry Pi. Если вы хотите понять мою смесь кода, вам следует сначала проверить их ресурсы.}

Чтобы получить библиотеку rpi-rgb-led-matrix, я использовал сценарий установки от Adafruit, который является частью их инструкций для их Bonnet.Однако у меня возникли проблемы с правильным запуском моих светодиодных панелей с версией их установочного сценария, поэтому я переключился на более позднюю фиксацию библиотеки, заменив строку COMMIT = 4f6fd9a5354f44180a16d767a80915b265191c9c в сценарии на COMMIT = 214106d2493ac26 Обратите внимание, что этот коммит также немного устарел, поэтому вы можете сначала попробовать новейшую версию.

Многие из этих вещей специфичны для ваших светодиодных панелей. В большинстве примеров библиотеки вы можете указать эти параметры в командной строке.Для своего кода на кубе я обнаружил, что установка правильных значений по умолчанию немного облегчает жизнь. Это также означает, что вам может иметь смысл адаптировать и их, если ваши панели отличаются:

  
 
 
 
 
 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
 
 // Настройки светодиодной матрицы
RGBMatrix :: Параметры по умолчанию;
rgb_matrix :: RuntimeOptions время выполнения;
defaults.hardware_mapping = "adafruit-hat-pwm";
defaults.led_rgb_sequence = "RGB";
defaults.pwm_bits = 11;
defaults.pwm_lsb_nanoseconds = 50;
по умолчанию.panel_type = "FM6126A";
defaults.rows = 64;
defaults.cols = 192;
defaults.chain_length = 1;
defaults.parallel = 1;
 
  

Обратите внимание, что pwm_bits и pwm_lsb_nanoseconds сначала могут показаться не такими сильными, но они могут быть очень важны для качества изображения. В частности, pwm_bits определяет количество битов широтно-импульсной модуляции, которое определяет, сколько шагов цвета может быть представлено.Обратной стороной увеличения этого значения является то, что оно снижает частоту обновления светодиодной панели, которую можно улучшить, уменьшив настройки pwm_lsb_nanoseconds - если ваши панели поддерживают такие низкие значения. В конце концов, вам нужна довольно высокая частота обновления, особенно если вы собираетесь снимать свой куб, так как мерцание, незаметное для глаза, будет легко замечено в сочетании с частотой кадров камеры.

Кроме того, чрезвычайно важно, чтобы Pi мог без перебоев управлять крышкой RGB-подсветки, иначе вы увидите артефакты.Для этого настоятельно рекомендуется зарезервировать для этой задачи все ядро ​​ЦП, как описано в документации библиотеки.

Полную версию cpu-stats-gl.cpp можно найти в репозитории github этого проекта. Обратите внимание, что я не предоставляю файл make, поэтому вам нужно позаботиться о связывании со всеми необходимыми библиотеками, например: g ++ -g -o cpu-stats-gl cpu-stats-gl.cpp -std = c ++ 11 -lbrcmEGL -lbrcmGLESv2 -I / opt / vc / include -L / opt / vc / lib -Lrpi-rgb- светодиодная матрица / библиотека -lrgbmatrix -lrt -lm -lpthread -lstdc ++ -Irpi-rgb-led-matrix / include / .Не забудьте также подготовить Pi к правильной поддержке OpenGL, следуя инструкциям Матуса Новака.

Шейдер OpenGL

Хорошо, на данный момент у нас есть готовое оборудование и некоторый код для управления нашими панелями. С помощью примеров из библиотеки rpi-rgb-led-matrix мы должны иметь возможность отображать текст, изображения и даже анимированные GIF-файлы на кубе. Однако нам нужно что-то динамически генерируемое и подготовленное OpenGL именно для этого.

Анимация, представляющая состояние процессора, в основном реализована как фрагментный шейдер, т.е.е. небольшой фрагмент кода, который может выполняться независимо параллельно для каждого пикселя изображения. Код немного изменился, и ему трудно следовать , и он встроен как строковая константа в код C ++ .

Чтобы правильно спроецировать изображение на куб, я визуализирую три пары треугольников, каждый из которых покрывает одну грань куба. Дело в том, что если вы смотрите на куб как на трехмерный объект и хотите показать двухмерную форму, такую ​​как круг, вы можете назначить координаты воображаемого двухмерного холста перед вашим лицом на каждый край куба.

  
 
 
 
 
 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 год
22
23
24
25
26
 
 #! / Usr / bin / python3
import psutil
импортный сокет
время импорта

TARGET_IP = "192.168.2.45 "
TARGET_PORT = 1234

в то время как True:
  температура = 0,0
  time.sleep (0,5)
  температура + = psutil.sensors_temperatures () ["k10temp"] [0] .current
  time.sleep (0,5)
  температура + = psutil.sensors_temperatures () ["k10temp"] [0] .current
  time.sleep (0,5)
  температура + = psutil.sensors_temperatures () ["k10temp"] [0] .current
  time.sleep (0,5)
  температура + = psutil.sensors_temperatures () ["k10temp"] [0] .current
  time.sleep (0,5)
  температура + = psutil.sensors_temperatures () ["k10temp"] [0] .current
  температура / = 5.0

  cores = psutil.cpu_percent (percpu = True)

  out = str (температура) + "," + ",". join (map (str, sorted (cores, reverse = True)))
  socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) .sendto (out.encode ("utf-8"), (TARGET_IP, TARGET_PORT))