3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

Светодиодный куб 3х3х3 на Arduino

В данной статье я пошагово расскажу об изготовлении 3D LED куба, с размерностью 3х3х3. Управление LED осуществляется при помощи контроллера Arduino.

Отличительной особенностью данного проекта от других является:

+ Небольшое число дополнительных компонентов, подключается напрямую к Arduino без использования различных мультиплексоров и т.п.

+ Простая для повторения принципиальная схема с множеством фотографий и разьяснений.

+ Использование универсальной библиотеки, что значительно упрощает написание программы.

Итак, нам понадобится:

  • макетная плата
  • 3 NPN транзистора (2N2222, 2N3904, BC547 и т.п.)
  • 12 резисторов (

220 Ом и 22 кОм)

  • 13 коннекторов (папа или мама)
  • 27 светодиодов (LED)
  • соединительные провода

  • А сначала, немного видео работы устройства:


    Итак, посмотрели видео? Ну а теперь поехали!

    Шаг 1. Подготовка LED

    Этот шаг практически ни чем не отличается от предыдущего проекта светодиодного куба 4x4x4, за исключением соответственно размерностью. Куб 4х4х4 более сложен, т.к. требует введения в схему дополнительный элементов. У нас же куб будет с 3 уровнями, по 9 LED в каждом.

    В каждом наборе из 9-ти LED, все катоды соединены между собой, т.е. подключены по схеме с общим катодом (минус). Далее, наборы мы будем называть «уровнями». Каждый LED соединен анодом с LED другого уровня (нижестоящими или вышестоящими). Далее, по тексту я буду называть это колоннами, т.е. в одной колонне соединено 3 светодиода анодами, а на одном уровне соединено 9 LED катодами.

    Как видно на фото выше, для изготовления куба я использовал старый шаблон от проекта 4х4х4 светодиодного куба. Отверстия в дереве просверлены под головку светодиода, расстояние между отверстиями составляет приблизительно 15мм.

    После того, как приспособа сделана, пора приступить к формовке выводов LED. Катоды всех светодиодов необходимо аккуратно согнуть на 90 градусов. Направление изгиба вывода должно быть одинаковым у всех LED. Как определить где катод, а где анод у светодиода читайте здесь или здесь.

    Шаг 2. Сборка куба

    Разместите первые девять светодиодов в деревянном приспособлении. С позиционируйте направление изогнутых ножек в одном направлении, скажем по часовой стрелке (или против часовой, это не принципиально).

    При помощи «крокодилов» зафиксируйте ножки LED и спаяйте их вместе. В самом конце припаяйте центральный LED. После того, как один уровень закончен, можно проверить правильность подключений LED при помощи батарейки или мультиметра. Т.к. потом, что-либо отпаять будет очень сложно, особенно если это центральный LED.

    Таким образом сделайте все три уровня. После этого, необходимо установить и припаять уровни друг над другом. При этом важно соблюсти заданное расстояние. Если в приспособлении расстояние между светодиодами было 15мм, то и расстояние между уровнями у вас должно быть 15мм, иначе получится вытянутый или сжатый куб.

    Куб готов. Теперь можно разместить его на макетной плате.

    Шаг 3. Схемотехника

    Схема устройства простая. Каждая из девяти колонн подключена к выводам Arduino через токоограничительные резисторы. А все 3 уровня подключены к общему выводу через NPN -транзисторы, которые, в свою очередь подключаются к Arduino.

    Т.о. используется только 12 выводов Arduino. В один момент времени будет загораться LED только одного уровня, но за счет быстрого переключения между уровнями, будет казаться, что одновременно горят все уровни (в зависимости от программы).

    Первым делом необходимо припаять 9 резисторов. Я использовал резисторы сопротивлением 220 Ом, которые ограничивают ток на уровне 22 мА. Номинал резисторов зависит от типа применяемых светодиодов, и варьируется от 135 до 470 Ом. Более точный расчет резистора для светодиода можно произвести здесь: LED калькулятор. Каждый вывод Arduino способен выдать до 40 мА.

    Резисторы на плате, я припаял вертикально. После, я наклеил слой изоленты, чтобы не коротнуло с перемычками.

    Следующим этапом будет монтаж радиоэлементов для управления уровнями. Здесь используется три NPN-транзистора. Базы транзисторов, через резистор 22 кОм подсоединяются к выводам Arduino. Т.о. контроллер открывает транзистор и весь уровень LED соединяется с «общим».

    В интернете я нашел несколько примеров управления подобными LED кубами. Но во всех них требовался огромный начальный массив bin или hex данных. Я все решил написать свою программу управления.

    Первой задачей было сделать доступное для понимания соответствие программы и железа. Я принял решение обращаться к уровням и колоннам, вместо использования RAW-данных порта или традиционных x, y, z. Второй задачей было сделать базовые функции куба, такие как включение/отключение отдельного светодиода и др.

    Также, я решил ввести две дополнительные возможности для реализации различных эффектов. Первая это буфер, который позволяет реализовывать основные функции для реализации сложных шаблонов, и вторая — это функция последовательности.

    Всю эту функциональность я сделал в виде классов и сделал библиотеку Arduino, которую можно использовать для других проектов и даже с другой размерностью куба.

    Прикрепленные файлы: LedCube.zip (8 Кб)

    Светодиодный индикатор в выключателе
    Светодиодный индикатор в пульте дистанционного управления
    Светодиодный индикатор напряжения
    Светодиодный индикатор отклонения уровня напряжения
    Светодиодный маячок
    Светодиодный куб 4х4х4 на Arduino
    Светодиодный куб 5х5х5 на Arduino
    Адаптер для питания ноутбука в автомобиле
    Радиолюбительский частотомер

    Светодиодный куб 3х3х3 не программируемый

    Вот решил себе сделать светодиодный куб, хотелка была направлена на 64-х светодиодный куб на микроконтроллере Atmel AVR Atmega16, но к сожалению нету у нас на рынке программатора, а как сделать его самому, я не понял. Вот и пал выбор на непрограммируемый светодиодный куб 3х3х3, который основан на микросхеме К561ИЕ16.
    Для сборки куба нам понадобится следующие компоненты:
    1. 27 светодиодов (но лучше взять больше, на всякий случай)
    2. Конденсатор электролитический 10мкФ
    3. Резистор 33К
    4. NE555 (КР1006ВИ1)
    5. К561ИЕ16 (MC14020, CD4020)
    6. Выключатель
    7. Панельки для микросхем
    НЕ забудьте до начало работ проверить светодиоды
    В архиве печатные платы ( автор cosmosemo, большое ему спасибо), 1 рабочая, 2 пп у меня на ней не вышло.

    Для начала на бумаге в клеточку, через каждые 2,5 см делаем пометены ( это позволит нам довольно точно заготовить отверстия для светодиодов), далее листик ложем на фанеру (можно и на твердый картон, но отверстия для светодиодов будут слегка неточные, что скажется на кубе) шилом помечаем будущие отверстия для светодиодов, потом сверлим (диаметр сверла должен быть чуть больше, чем светодиод). Далее аноды сгибаем как на фотке, светодиоды вставляем в отверстия, теперь все катоды сгибаем по часовой стрелке и спаиваем их вместе, получается квадрат, далее к центральному светодиоду кидаем перемычки и вооля один этаж куба готов ( самое главное, чтобы ножки были прямые, от этого зависит качество куба, к сожалению у меня не получилось идеального куба, но опыт он и в Африке опыт). Также делаем остальные этажи. Когда все этажи готовы, выравниваем их, потом выбираем самый красивый, ровный этаж, это будет верх нашего куба, вставляем его в отверстия на фанере, берем второй этаж и припаиваем его (паяем аноды), сначала один угол, потом противоположный. Если припаяли криво, поправляем, далее остальные аноды, затем третий этаж. Выбираем самую некрасивую сторону и припаиваем к катодом перемычку, которая после соединим с минусовым проводом.

    Осталась припаять от микросхемы К561ИЕ16 к анодам провод. (если делали с установкой куба на текстолит, то припаять к соответствующим выводам куб).

    Питание 9 вольт, зеркалить плату не надо.

    В итоге получился неплохой кубик, конденсатор электролитический я поставил на 1мкФ, уменьшилась пауза между вспышками. В ходе испытаний заметил, что столб светодиодов подключенные к выводу 1 не горит, и вообще эта схема при подключении к выводу 1 у меня не заработала, но подключив к выводу 11, все заработало, кроме того же столба, микросхема К561ИЕ16 ( в нете видел делали на MC14020, все работает, но комбинация миганий другая, наверное все зависит от выбора микросхемы)

    Прошу помощи у знающих, в чем может быть проблема с контактом 1.

    PS на фото черновая работа платы, проверял работоспособность

    ARDUINO LED CUBE 8x8x8

    30.10.18 CUBE_Gyver_v2: добавлена новая версия для нового видео

    • Большой светодиодный куб на Arduino и сдвиговых регистрах. 512 светодиодов, 10 режимов анимации (можете дописать свои!).
    • Куб имеет две кнопки, обеспечивающие переключение режимов вперёд/назад, удержание кнопки увеличивает и уменьшает скорость текущей анимации.
    • Проект собран на печатной плате, что позволило уменьшить трудозатраты на соединение компонентов, а также уместить всё в компактный корпус!
    • Куб использует динамическую индикацию (послойная отрисовка) и потребляет всего около 0.5 А, когда светятся все 512 светодиодов.
    • Долгий и интересный процесс пайки самого куба показан на видео ниже. Использованы длинноногие светодиоды, куб спаян только их ногами. Края соединены и усилены железной проволокой (10 линий).
    • Добавлены игры: 3D змейка и туннель

    ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ

    СХЕМЫ, ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

    Схема 1

    Джойстик и кнопка

    МАТЕРИАЛЫ И КОМПОНЕНТЫ

    Ссылки на магазины, с которых я закупаюсь уже не один год

    Вам скорее всего пригодится:

    • Arduino NANO 328p – искать
      • https://ali.ski/tI7blh
      • https://ali.ski/O4yTxb
      • https://ali.ski/6_rFIS
      • https://ali.ski/gb92E-
      • Giant4 (Россия)
    • Светодиоды с длинными ногами 100 штук
      • Синие https://ali.ski/EwPQQK
      • Розовые https://ali.ski/UKge78
      • Красные https://ali.ski/rseXA
      • Зелёные https://ali.ski/suEgC
      • Жёлтые https://ali.ski/1UQZP
    • Светодиоды по 10 штук
      • Синие https://ali.ski/4J3IEE
      • Розовые https://ali.ski/WHmG7
      • Красные https://ali.ski/bWAD1r
      • Жёлтые https://ali.ski/NfCbf
      • Зелёные https://ali.ski/ZmnvJ
    • Сдвиговые регистры 74hc595n https://ali.ski/DnwaZ
    • Транзисторы bd241c https://ali.ski/H9eCm
    • Резисторы https://ali.ski/cgfwE
    • Транзисторы TIP41C (на всякий случай) https://ali.ski/I9hH_
    • Макетка 8 на 12 см https://ali.ski/e8SNm
    • Гребёнка https://ali.ski/4ujVt
    • Кнопки и стойки ищите в любых магазинах для радиолюбителей, так как у китайцев можно купить только мешок 100 штук!

    ПРОШИВКА И НАСТРОЙКА

    Содержимое папок в архиве

    • libraries – библиотеки проекта. Заменить имеющиеся версии
    • CUBE_Gyver – прошивка для Arduino, файл в папке открыть в Arduino IDE (инструкция)
    • schemes – схемы и печатки

    Установить библиотеки (папка Libraries) в
    C:Program Files (x86)Arduinolibraries (Windows x64)
    C:Program FilesArduinolibraries (Windows x86)

    Читать еще:  Ремонт пульта дистанционного управления
    Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:

    Adblock
    detector