8x8x8 LED-Würfel - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem anweisbaren zeigen wir, wie man einen 8x8x8 Led Cube baut. Alles begann als Idee für das Fach 'Kreative Elektronik', das zum Modul Elektroniktechnik im vierten Jahr der Universität Málaga, Fakultät für Telekommunikation, gehört:

Das Projekt besteht im Allgemeinen in einem Co-Design von Hard- und Software. Der Hardware-Teil besteht aus dem Cube und allen Anschlüssen sowie einem Sockel, der das Design unterstützt. Der Softwareteil besteht aus einer skalierbaren Bibliothek, die implementiert wurde, um für andere Projekte nützlich zu sein.

Gesteuert von einem Arduino Uno bilden fünfhundertzwölf LEDs diesen Würfel, und da sie in Spalten und Schichten unterteilt sind, kann jede einzeln eingeschaltet werden.

Wir stellen einige Schritte vor, die das Projekt erleichtern können, obwohl dies einige Tage dauert. Für das Projekt haben wir blaue LEDs und NPN-Transistoren verwendet.

Hier fügen wir eine Liste mit dem notwendigen Material bei:

• 512 LEDs.
• 64 Widerstände von 220 Ohm.
• 9 Schieberegister 74HC595.
• 16 2N222-Transistoren.
• Schaumstoffplatte.
• Mehrere Meter feiner Draht (1,2 mm).
• Draht abisolieren.
• Anschlüsse (männlich und weiblich).
• Energieversorgung.
• Vorgebohrte Platte (PCB).
• Unterstützung für Struktur.
• Holzkiste für Struktur.

Wir hoffen, dass alle Leute dieses instructable mögen.

Schritt 1: Zeichnen der Vorlage für LEDs

Der erste Schritt besteht darin, eine Vorlage zu zeichnen, um den Soldatenprozess zu vereinfachen. In eine Schaumstoffplatte müssen wir ein Quadrat zeichnen und es in 64 kleine Quadrate teilen, die alle einen Zoll voneinander entfernt sind. An der Kreuzung eines kleinen Quadrats mit einem anderen müssen wir zum Beispiel mit einem Schraubendreher ein Loch bohren, um die LEDs für Soldaten hineinzustecken.

Schritt 2: Bauen Sie eine Basis auf

Wir müssen eine Basis schaffen, auf der die LEDs ruhen. Es ist besser, es mit einem Holzbrett zu machen, das nicht schwer, aber auch nicht schlaff ist. Nachdem wir das Board bekommen haben, müssen wir den Schritt 1 wiederholen, aber jetzt hier. Wir müssen das Holz markieren, indem wir ein Quadrat von 8 Zoll zeichnen, wo innen weitere 64 Quadratzoll gezeichnet werden.

Sobald wir alles gezeichnet haben, ist es der Moment, eine Bohrmaschine zu verwenden. Mit etwas 1 mm werden wir ein Loch bohren, das das Holz in der Verbindung jedes Quadrats durchdringt, um die Drähte zu stecken, die die Struktur darin halten.

Nehmen Sie Ihre Bohrmaschine und bohren Sie weg!

Wir haben ein Video erstellt, um Ihnen zu zeigen, wie es geht. Das Endergebnis sollte wie diese hier gegebenen Bilder aussehen.

Schritt 3: Legen Sie die Drähte gerade

Es ist besser für die Struktur, Drähte zwischen den LEDs zu verwenden, da sie die Struktur steifer oder unflexibler machen. Da Drähte normalerweise in einer Rolle verkauft werden, müssen wir sie gerade legen. Auch für diesen Schritt benötigen wir eine Bohrmaschine.

Wir müssen den Draht durchschneiden und eine Scheibe in die Bohrmaschine legen. Nachdem es darauf befestigt ist, müssen wir den anderen Teil des Drahtes halten und die Bohrmaschine einschalten. In wenigen Sekunden ist der Draht gerade wie eine Kerze!

Wir zeigen Ihnen im Video, wie Sie diesen Vorgang durchführen, und geben einen Schlüssel, um den Vorgang zu beschleunigen: Sie können einen längeren Draht abschneiden, einmal begradigen und dann abschneiden.

Schritt 4: Löten Sie eine Schicht

Sobald wir sicher sind, dass alle LEDs gut leuchten, ist es der Moment, sie zu löten. Wir müssen Kathoden und Anoden trennen, um den Prozess zu beschleunigen.

In diesem Schritt werden alle Kathoden verbunden. 64 LEDs und 11 Drähte werden verwendet: eine für jede Reihe und 3 weitere zum Halten der Struktur. Sie können sehen, wie wir es geschafft haben. Wir legen 3 Münzen zu 10 Cent ein, um alle Drähte auf die gleiche Höhe zu bringen, und dann beginnt der Prozess.

Es ist sehr wichtig, nach dem Lötvorgang zu überprüfen, ob alle LEDs gut verschweißt sind. Sie können dies mit dem Arduino tun, indem Sie ein Kabel mit GND verbinden und mit dem 5V-Eingang jeder LED sondieren, wie Sie im Video sehen können.

Vergessen Sie nicht, den Teil jeder Kathode abzuschneiden, der nicht Soldat war.

Und jetzt haben Sie eine gemacht, fahren Sie mit den anderen sieben fort!

Wir haben auch einige Fotos gemacht, um den Prozess zu zeigen.

Schritt 5: Erstellen Sie die Würfelstruktur

Wenn Sie mit dem Löten fertig sind, besteht der nächste Schritt darin, die Cube-Struktur zu erstellen. Wir schweißen eine Schicht über der anderen und trennen sie mit einigen Pads aus Schaumstoff, wie wir auf dem Foto zeigen.

In diesem Schritt müssen alle Anoden mit den Drähten verschweißt werden. Der Schlüssel ist, die vertikalen Drähte zu halten, wenn es Zeit ist, die Ebene in die Struktur zu bringen, und Ihre Arbeit wird nicht sehr kompliziert.

Wie bereits erwähnt, ist es sehr wichtig, nach dem Löten die korrekte Funktion der LEDs zu überprüfen. Vergessen Sie in diesem Schritt nicht, das überschüssige Anodenbein zu entfernen. Es ist einfacher, es jetzt zu tun, als es am Ende zu tun.

Der Vorgang ist abgeschlossen, wenn die 8 Schichten bei den Anoden übereinander liegen. Danach werden die Anoden auf eine Platine gelötet.

Es ist notwendig, vertikale Kabel von der Basis an jede vertikale LED-Schicht anzuschließen, um das ordnungsgemäße Funktionieren jeder Schicht zu gewährleisten und die LED auf den x-, y- und z-Achsen auszurichten. Das sieht man auf den Fotos.

Schritt 6: Verdrahten Sie die Basis

Wir müssen die entsprechenden Schichten mit Streifendrähten verschweißen, denen wir Verbinder hinzufügen, die in die Leiterplatte eintreten, um den Würfel schließlich zu beleuchten.

Jede Spalte wird mit einem Kabel verschweißt und alle 8 Spalten, die eine vertikale Schicht bilden, werden mit demselben Stecker verbunden, der dann in eine Buchse in der Leiterplatte gesteckt wird. Die horizontalen Schichten tragen auch einen Verbinder, um die Kathoden für den Anschluss an die Leiterplatte zusammen zu haben.

Schritt 7: Löten Sie die Schaltung

Nach dem Schema der Schaltung schweißen wir alle Bauteile an das Lochblech, überbrücken die notwendigen Verbindungen und ziehen Kabel, falls keine Schweißstelle vorhanden ist.

Für diesen Schritt benötigen wir:

• Lochblech (kann Streifen oder ohne Muster sein). Wir haben ohne Muster verwendet
• Widerstände
• Stecker
• Aufzeichnungen
• NPN-Transistoren
• Kabel von Streifen

Schritt 8: Cube-Unterstützung

Wir werden einen Support erarbeiten, in unserem Fall von Holz, wo wir die Schaltung vorstellen und den Würfel unterstützen.

Wie haben wir es gemacht? Eine Schachtel mit 26 cm Breite, 31 cm Länge und 10 cm Höhe. Wir haben einige kleine Stützen angebracht, die verhindern, dass der Würfel auf den Boden der Box fällt und so die darunter liegende Schaltung beschädigt.

Schritt 9: Code und Programmierung

Der Code besteht aus einem booleschen Array mit 512 Werten, die den Status jeder LED darstellen.

Es ist in zwei Teile unterteilt, einer ist dafür verantwortlich, den Status jeder LED durch Ändern von Werten im Array zu ändern, der andere Teil ist dafür verantwortlich, Informationen an die Register zu senden.

Zum Senden von Informationen an die Register wird die Funktion shiftOut() verwendet, die als Eingang Daten vom Typ Byte hat und die Takt- und Datensignale für die serielle Übertragung mit den Registern erzeugt.

Es erscheint die Notwendigkeit, das boolesche Array in ein Array vom Typ byte zu übersetzen, wobei jedes Byte einen Datensatz darstellt. Je nach Würfelgröße zum Design ändert sich die Anzahl der Schieberegister im Projekt. Dieser Teil des Codes ist skalierbar, um das Senden von Informationen an Cubes unterschiedlicher Größe zu erleichtern.

Für die Erstellung von Animationen im Würfel verwenden wir die Funktion voxelWrite(), diese Funktion ermöglicht es uns, den Zustand einer LED entsprechend einiger Koordinaten x, y, z zu ändern.

im folgenden Link zu unserer GitHub-Seite finden Sie nützliche Informationen: