Home-theater-designers
Nếu bạn đã thử với một số dự án Arduino mới bắt đầu, nhưng đang tìm kiếm thứ gì đó lâu dài một chút và ở một mức độ tuyệt vời hoàn toàn khác, thì khối LED 4 x 4 x 4 khiêm tốn là một lựa chọn tự nhiên. Việc xây dựng dễ dàng hơn nhiều so với những gì bạn nghĩ và bằng cách sử dụng ghép kênh, chúng tôi có thể điều khiển tất cả các đèn LED trực tiếp chỉ từ một bảng Arduino Uno duy nhất. Đó là một phương pháp hàn tuyệt vời và tổng chi phí của các bộ phận không được quá khoảng 40 đô la.
Hôm nay, tôi sẽ trình bày chi tiết kỹ lưỡng về khía cạnh xây dựng của mọi thứ và cung cấp một số phần mềm để chạy trên đó trông ấn tượng và dạy bạn những kiến thức cơ bản.
điều gì sẽ xảy ra khi bạn theo dõi ai đó trên facebook
Bạn sẽ cần
- MộtArduino. Mã được cung cấp giả định là Arduino Uno, nhưng cũng có thể được điều chỉnh thành mô hình lớn hơn.
- 64 đèn LED - sự lựa chọn chính xác là tùy thuộc vào bạn, nhưng tôi đã sử dụng các đèn LED Xanh 3mm tuyệt vời này ( 3.2v 30ma ) @ £ 2,64 cho 50.
- 16 điện trở của giá trị thích hợp cho đèn LED của bạn. Đối với các đèn LED ở trên, 99 pence đã mua 100 trong số này. Sử dụng ledcalc.com - nhập 5v cho điện áp cung cấp, điện áp của đèn LED (trong trường hợp của tôi là 3.2) và dòng điện tính bằng miliampe (3.2). Điện trở mong muốn của bạn sẽ được hiển thị trong hộp có nhãn Điện trở định mức cao hơn gần nhất , sau đó chỉ cần tìm kiếm giá trị đó trên eBay.
- Một vài dây thủ công để củng cố cấu trúc cơ bản và để trang trí - tôi đã sử dụng 0,8mm độ dày.
- ĐẾN bảng tạo mẫu của một số loại mà bạn có thể hàn tất cả các bit của mình vào. Tôi đã sử dụng một cái không có rãnh đầy đủ vì tôi không có máy cắt rãnh, nhưng hãy sử dụng bất cứ thứ gì phù hợp với bạn. Tuy nhiên, một lá chắn tạo mẫu Arduino hơi quá nhỏ, trừ khi bạn thực sự ép các đèn LED của mình lại với nhau.
- Dây thành phần ngẫu nhiên - một số sợi cáp mạng và một số dây tạo mẫu từ một bộ dụng cụ sẽ hoạt động tốt.
- Clip cá sấu hoặc bàn tay trợ giúp rất hữu ích để giữ các bit tại chỗ.
- Hàn sắt, và thuốc hàn.
- Một số gỗ vụn.
- Một mũi khoan, có cùng kích thước với các đèn LED của bạn.
Lưu ý: các bản vẽ 3D trong hướng dẫn này được thực hiện trong vài phút bằng cách sử dụng TinkerCAD . Tôi đã theo dõi một bản dựng hiện có chi tiết trên Các tài liệu hướng dẫn bởi người dùngsở trường1994, mà bạn cũng có thể muốn đọc qua trước khi thử điều này.
Đảm bảo đọc qua tất cả các hướng dẫn này đầu tiên trước khi cố gắng điều này cho chính mình.
Nguyên tắc của thiết kế này
Trước khi bắt đầu xây dựng, điều quan trọng là phải có một cái nhìn tổng quan đầy đủ về cách hoạt động của công việc này để bạn có thể ứng biến và xác định lỗi khi thực hiện. Một số khối LED sử dụng một chân ra duy nhất cho mỗi đèn LED - tuy nhiên trong khối 4x4x4, điều đó sẽ cần 64 chân - điều mà chúng tôi chắc chắn không có trên Arduino Uno. Một giải pháp sẽ là sử dụng thanh ghi shift, nhưng điều này phức tạp không cần thiết.
Để điều khiển tất cả các đèn LED đó chỉ trong 20 chân, chúng tôi sẽ sử dụng một kỹ thuật gọi là ghép kênh. Bằng cách chia khối lập phương thành 4 lớp riêng biệt, chúng ta chỉ cần các chân điều khiển cho 16 đèn LED - vì vậy để thắp sáng một đèn LED cụ thể, chúng ta phải kích hoạt cả lớp và chân điều khiển, cho chúng ta tổng yêu cầu là 16 + 4 chân. Mỗi lớp có một cực âm chung - phần âm của mạch - vì vậy tất cả các chân âm được nối với nhau, và kết nối với một chân duy nhất cho lớp đó.
Trên cực dương (khả quan) bên, mỗi đèn LED sẽ được kết nối với đèn LED tương ứng ở lớp trên và dưới nó. Về cơ bản, chúng ta có 16 cột chân dương và 4 lớp chân âm. Dưới đây là một số chế độ xem 3D của các kết nối để giúp bạn hiểu:
Sự thi công
Vì chúng tôi sẽ không sử dụng toàn bộ cấu trúc kim loại để hàn, chúng tôi muốn tất cả các chân của đèn LED chồng lên nhau khoảng một phần tư và tạo độ cứng cho cấu trúc. Gấp cực âm của đèn LED của bạn - bên có rãnh phẳng ở đầu và chân ngắn hơn - lên như được hiển thị trong sơ đồ. (Không thực sự quan trọng nếu bạn bẻ cong nó sang trái hay phải, miễn là bạn nhất quán và nó không bao giờ chạm vào cực dương)
Phần quan trọng đầu tiên của dự án này là chế tạo một đồ gá bằng gỗ. Điều này sẽ giữ một lớp đèn LED trong khi bạn hàn các chân với nhau, vì vậy nó cần chính xác và không quá lỏng lẻo. Sử dụng mũi khoan có cùng kích thước với đèn LED của bạn, đo lường và sau đó khoan một ma trận 4x4 của cách đều nhau hố. Hãy nhớ rằng bạn muốn khoảng một phần tư chân trùng với hàng xóm của nó và sử dụng thước đo thực tế. Kiểm tra từng lỗ để đảm bảo đèn LED có thể vừa khít, nhưng không quá chặt đến mức bạn sẽ không thể lấy ra được nữa hoặc bạn sẽ gặp sự cố khi cố gắng loại bỏ một lớp đã được hàn hoàn toàn.
Hàn các cực âm của 4 hàng đèn LED. Hãy cẩn thận để không làm cháy các đèn LED - bạn muốn có một bàn ủi nóng tốt, và luôn trong và ngoài. Đây là bốn hàng đầu tiên của tôi đã hoàn thành.
Bây giờ, để tăng cường độ cứng của lớp, hãy cắt và hàn hai đoạn dây thủ công thẳng vào hai đầu, đảm bảo chúng kết nối với từng hàng. Đây là lớp đầu tiên của bạn đã hoàn thành. Bây giờ để tất cả các chân thừa nhô ra ở một bên.
Bây giờ sẽ là thời điểm tuyệt vời để kiểm tra - chỉ cần tải lên ứng dụng nhấp nháy Arduino mặc định và với một điện trở được kết nối, đặt mặt đất vào khung lớp và lần lượt nhấn dây dẫn dương cho từng đèn LED.
Hy vọng rằng tất cả chúng sẽ sáng lên. Nếu không, hãy đảm bảo rằng bạn không bỏ sót một mối hàn nào ở đâu đó và nếu cần thiết hãy thay thế đèn LED.
Xóa lớp đó khỏi đồ gá và lặp lại quy trình 3 lần nữa .
Đừng lo lắng nếu mối hàn của bạn không hoàn hảo - miễn là nó không bị đứt và kết nối chắc chắn, điều đó sẽ không ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng. Tôi thừa nhận, công việc hàn của tôi khá vô vọng, đồ gá của tôi bị đứt, và tất cả giống như tháp nghiêng Pisa. Tuy nhiên, tôi tự hào về khối lập phương đã hoàn thành và khi đèn LED sáng, bạn sẽ không nhìn vào các mối hàn!
Tham gia các lớp
Khi bạn có 4 lớp hoàn thành, bạn sẽ muốn nối tất cả các chân dọc lại với nhau. Tôi nhận thấy đây là phần khó nhất của quá trình xây dựng và để hỗ trợ quá trình, tôi đã cắt một phần riser ra khỏi thẻ.
Điều này giữ cho các lớp ở độ cao thích hợp, nhưng nhiều chân vẫn không thẳng hàng hoàn hảo - đối với điều này, tôi đã sử dụng một số kẹp cá sấu để giữ chúng đúng vị trí.
Sai lầm ngớ ngẩn đầu tiên cần tránh
Chỉ sau khi hoàn thành một lớp đầy đủ, tôi mới nhận ra rằng bộ nâng thẻ của mình đã bị kẹt ở vị trí, vì vậy tôi phải cắt nó ra! Đừng mắc phải sai lầm tương tự như tôi đã làm - làm cho phần nâng ở bên cạnh dài hơn và nối các phần thẻ bên ngoài khối lập phương, vì vậy khi bạn đã hoàn thành lớp, bạn có thể giải cấu trúc phần nâng và kéo thẻ ra.
Sai lầm ngớ ngẩn thứ 2 cần tránh
Rõ ràng là không được hàn chân thẳng đứng vào khung cực âm. Chân dọc chỉ nên kết nối với các chân dọc khác, và không kết nối gì khác.
Một lần nữa, hãy kiểm tra sau khi mỗi lớp đã được gắn vào. Trên thực tế, hãy kiểm tra tất cả các lớp, chỉ chạm vào dây dẫn dương đến đầu của lớp trên cùng, do đó đảm bảo rằng bạn đã tiếp xúc tốt qua tất cả các lớp.
Khi tất cả 4 lớp được hàn lại với nhau, tôi bắt đầu dọn dẹp một chút - tôi để một chân duy nhất kéo dài ra khỏi mỗi lớp theo kiểu bước đệm - điều này sẽ được đưa xuống bảng sau. Các phần không liên quan khác của khung và chân kim loại đã bị cắt bỏ. Rõ ràng, đừng cắt bất kỳ chân thẳng đứng nào - chúng ta cần đưa chúng vào bảng protoytping của mình.
Sửa chữa cho hội đồng quản trị
Hãy nhớ khi tôi nói việc sửa từng lớp cho chính nó là phần khó nhất? Tôi đã nói dối. Cố gắng lắp 16 chân đèn LED vào các lỗ nhỏ trên bảng tạo mẫu thực sự khó hơn. Cách dễ nhất mà tôi tìm thấy là chọc qua 4 cái một lúc, cố định chúng bên dưới bằng kẹp cá sấu, sau đó chuyển sang hàng tiếp theo của 4. Sử dụng bút đánh dấu để đánh dấu khoảng cách trước nếu thấy hữu ích.
Khi nhìn lại, tôi thực sự đã đặt các điện trở vào bảng điều khiển trước. Đúng như vậy, tôi hàn tất cả các chân của khối lập phương vào bảng trước, sau đó cố gắng ép các điện trở vào giữa mỗi chân một cách khéo léo. Học hỏi từ sai lầm của tôi và đặt các điện trở của bạn trước.
Tôi đã cố gắng sắp xếp chúng bằng nhau theo kiểu bước để sau đó tôi có thể sử dụng toàn bộ một mặt của khối lập phương cho tất cả các kết nối cuối cùng với Arduino. Đây là sơ đồ mạch mà tôi đã sử dụng:
Đối với bốn lớp âm, tôi thả một dây xuống từ mỗi lớp, sau đó chỉ cần kéo chúng sang một bên, như thế này:
Cuối cùng, tôi đã thêm một số dây cắm mà sau đó tôi có thể đặt vào các chân Arduino có liên quan. Sử dụng loại dài nhất mà bạn có. Lưu ý rằng tôi đã làm sai thứ tự ở những nơi do lập kế hoạch kém. Mặc dù vậy, mỗi hàng đèn LED đã được mã hóa bằng màu sắc.
Đó là nó. Hoàn thành!
Lập trình khối lập phương của bạn
Tôi biết bạn không thể chờ đợi để kích hoạt thứ này, vì vậy hãy cắm 4 lớp tiêu cực vào I / O tương tự cổng A2 (lớp dưới cùng) xuyên qua A5 (lớp trên cùng) (những thứ này cũng có thể hoạt động như I / O kỹ thuật số) . Sau đó cắm 16 chân điều khiển LED vào, bắt đầu bằng +1 ở ngoài cùng bên phải đến I / O kỹ thuật số cổng 0 , với +15 và +16 đi vào tương tự A0 và A1 . (Không sử dụng AREF và GND)
Tải về mẫu và mã demo từ người dùng có thể hướng dẫn sở trường1994 . Anh ấy cũng cung cấp một công cụ trực tuyến hữu ích để thiết kế các mẫu byte để tùy chỉnh trình tự của riêng bạn. Đây là video về mã này đang hoạt động trên khối lập phương của tôi (Tôi đã điều chỉnh tốc độ thành 5, thay vì 20 mặc định) .
tác động tiêu cực của mạng xã hội đối với xã hội và cá nhân
Tất nhiên, đây không phải là cách duy nhất để lập trình khối lập phương của bạn, vì vậy hãy để tôi dành vài phút dạy bạn những điều cơ bản về cách tạo các mẫu của riêng bạn theo chương trình , thay vì phát lại các mẫu đặt trước như bản trình diễn ở trên.
Có một số điều bạn nên biết khi cố gắng lập trình khối lập phương của mình:
- Để giải quyết một đèn LED, bạn sử dụng chiếc máy bay (lớp) số 0–3 và chân LED số 0–15. Xoay mặt phẳng sang đầu ra THẤP (vì đây là chân âm) và số chân LED CAO (chân dương) để kích hoạt đèn LED.
- Trước khi kích hoạt một đèn LED duy nhất, hãy đảm bảo tất cả các mặt phẳng khác đang tắt - điều đó có nghĩa là đặt chúng ở đầu ra CAO. Không làm được điều này sẽ dẫn đến một cột đèn LED sáng hơn là một đèn LED duy nhất.
Với ý nghĩ đó, tôi đã tạo hai trình tự lập trình rất đơn giản để bạn kiểm tra - tải xuống mã từ đây. Đầu tiên chỉ đơn giản là chiếu sáng từng đèn LED một, theo trình tự. Chúng tôi sử dụng hai vòng lặp for cho việc này, lặp lại trên từng lớp và từng chân điều khiển.
Thứ hai là một vòng lặp ngẫu nhiên (bạn sẽ cần phải nhận xét đầu tiên và bật điều này trong vòng lặp chính để kiểm tra nó). Nó chỉ đơn giản là chọn một lớp ngẫu nhiên và ghim điều khiển ngẫu nhiên, bật và tắt chúng.
Tóm lược
Đừng để bị ảnh hưởng bởi công trình này - tôi đang thiếu kỹ năng hàn nghiêm trọng và tôi đã quản lý được điều này (Tôi nghĩ?) . Tổng thời gian xây dựng là một giờ hoặc lâu hơn một ngày trong một tuần. Lần tới, tôi sẽ cố gắng dạy cho bạn một số lập trình đầy tham vọng hơn cho khối lập phương, vì vậy tôi hy vọng bạn sẽ cùng tôi xây dựng khối lập phương của riêng bạn trong tuần này và tải một số mã mới vào tuần tới - và nếu bạn thực hiện các ứng dụng hoặc trình tự tuyệt vời, vui lòng tải chúng lên Pastebin và cho chúng tôi biết trong phần bình luận!
Đăng lại Đăng lại tiếng riu ríu E-mail 3 cách để kiểm tra xem một email là thật hay giảNếu bạn nhận được một email có vẻ hơi khó hiểu, tốt nhất bạn nên kiểm tra tính xác thực của nó. Dưới đây là ba cách để biết một email có phải là thật hay không.
Đọc tiếp Chủ đề liên quan- DIY
- Arduino
James có bằng Cử nhân về Trí tuệ nhân tạo và được chứng nhận CompTIA A + và Network +. Khi không bận rộn với tư cách là Biên tập viên đánh giá phần cứng, anh ấy thích LEGO, VR và các trò chơi trên bàn. Trước khi gia nhập MakeUseOf, anh ấy là kỹ thuật viên ánh sáng, giáo viên tiếng Anh và kỹ sư trung tâm dữ liệu.
Xem thêm từ James BruceTheo dõi bản tin của chúng tôi
Tham gia bản tin của chúng tôi để biết các mẹo công nghệ, đánh giá, sách điện tử miễn phí và các ưu đãi độc quyền!
Bấm vào đây để đăng ký