Arduino негізіндегі 3x3 жарықдиодты текше: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сәлеметсіз бе, менің бірінші нұсқаулығыма қош келдіңіз.

Мен 3x3x3 жарық диодты текшені жаңадан бастағандарға қарапайым, ұқыпты дизайн ұсынамын. Құрылысты жеңілдету үшін мен арнайы ПХД туралы егжей-тегжейлі мәлімет беремін, сіз оны өзіңіз жасай аласыз немесе сатып ала аласыз, нұсқаулықтар, және сіз мен сияқты осы үлкен Arduino кітапханасының LED текше мен arduino lib бағдарламалық жасақтамасын қайта пайдалана аласыз.

Дизайн мақсаттарының бірі - тесік бөлшектерін қолдану, оларды жаңадан дәнекерлеу оңай, және бәрі сіздің сүйікті аукцион/сауда сайттарыңызда интернет арқылы қол жетімді.

Дизайн USB кабелінен немесе 7,5-12 В тұрақты ток адаптерінен қоректенуі мүмкін.

Схемада Arduino қысқартылған ядролық конструкциясы қолданылады және сіз оны тізбектегі бағдарламаланатын схемада (ICSP) арзан бағдарламашы немесе TTL адаптері бар USB адаптері арқылы бағдарламалай аласыз. Сізге қажет жалғыз бағдарламалық жасақтама - бұл құрметті Arduino IDE.

Бұл дизайн революциялық емес, ол тек алдыңғы жұмыстарға негізделген және мен оны ұқыпты түрде жинадым. Сізге ұнайды деп үміттенемін.

1 -қадам: қажет бөлшектер

Бұл дизайн тесік бөліктері арқылы кеңінен қол жетімді. Сіздің сүйікті жергілікті дистрибьютор сізге қажетті бөлшектерді жинауы керек.

Сізге Arduino жүктеушісі бар Atmega 168p немесе Atmega 328p қажет. Сіз оларды Ebay -де таба аласыз, «arduino жүктеушісін» іздеңіз, Dual In Line (DIL) нұсқасын сатып алғаныңызға сенімді болыңыз. Сондай -ақ, сізге В типті USB розеткасы қажет, тұрақты, ескі, майлы. Мен мұны дәнекерлеу оңай болғандықтан таңдадым. T1-T3 транзисторлары-жалпы мақсаттағы NPN транзисторлары, сонымен қатар BC108, 2N2222, 2N3904 және т.б транзисторларды қолдана аласыз.

Маңызды светодиодтар үшін жоғары жарықтық немесе ультра жарық диодты сатып алуды қамтамасыз етіңіз. Мен мұнда көрсетілген текше үлгісі үшін Ebay-дегі сатушының 10000-12000mcd жарық диодтарын қолдандым. Сіз тек жарқын түстерді алғыңыз келеді, сондықтан сіз текшені бөлмедегі қалыпты жарықтандыруда көре аласыз. Егер элементтің сипаттамасында көру бұрышы егжей -тегжейлі көрсетілсе, ол әдетте 20 градус, бірақ сіз кеңірек көру бұрышын таба аласыз, оны қарастырыңыз. Бұл ультра жарық диодтары жан -жақты қараған кезде ең жарқын емес. Сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес келетіндерді таппас бұрын, әр түрлі жеткізушілердің бірнеше жарық диодтарын сынап көруге тура келуі мүмкін.

Бөлшектердің толық тізімі:

Бөлшектердің мәні Сипаттамасы PCB Жасыл түсті ПХД, оны жасаңыз немесе сатып алыңыз.27 3мм светодиодтар, сіздің қалауыңыз бойынша түс.

C3 22p 22pF, 25V, 4.4мм керамикалық конденсатор C4 100n 100nF, 25V, 7.5мм керамикалық конденсатор C5 100n 100nF, 25V, 7.5мм керамикалық конденсатор C6 10u 10uF 16V, 5.5мм корпус Электролиттік конденсатор, 16V C7 22u 10uF 16V, 5.5 мм корпус Электролиттік конденсатор, 16V IC1 ATMEGA ATEMEGA168 немесе ATMEGA328 Arduino жүктеушісі бар IC2 L7805T L7805CV 5V, 100мА сызықтық реттегіш, TO92 пакеті ICSP ICSP Pin түйінінің жолағы, 0,1 дюйм, 2х3 жол. J1 DCJ0202 DC ішкі розетка. JP1 түйреуіш жолағы, 0,1 дюйм, 1х3 жол. Q2 16 МГц 16 МГц, HC49 корпус кристалы, 50 дюйм, төмен профильді R1 10k 10K 1/4W металл пленкалы резистор 1% R2 1k 1K 1/4W металл пленкалы резистор 1% R3 1k 1K 1/4W металл пленкалы резистор 1% R4 1k 1K 1/ 4W металл пленкалы резистор 1% R5 470 470 1/4W металл пленкалы резистор 1% R6 1k 1K 1/4W металл пленкалы резистор 1% R8 100 100R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R9 100 100R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R10 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R11 470 470R 1/4W металл үлдір резистор 1% R12 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R13 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R14 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R15 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R16 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R17 470 470R 1/4W металл пленкалы резистор 1% R18 1k 1K 1/4W металл пленкалы резистор 1% R19 LDR Қосымша LDR S1 S1 4 істікшелі, 6х6 мм ПХД бекітетін PTH қосқышы. T1 BC547 BC547/BC548 төмен қуатты NPN транзисторы, TO92 T2 BC547 BC547/BC548 төмен қуатты NPN транзисторы, TO92 T3 BC547 BC547/BC548 төмен қуатты NPN транзисторы, TO92 X4 В типті розеткасы, тесікке тесік арқылы бекіту 4 х 3-5 мм. резеңке табанға жабысыңыз.

2 -қадам: схема және жұмыс түсінігі

Схема жоғарыда көрсетілген.

Дизайн Arduino Duemilanove схемасына негізделіп, қарапайым нәрселерге дейін жойылған. USB сериялық құрылғы жойылды, бірақ JP1 сериялық тақырыбы бар, ол USB -TTL адаптеріне құрылғыны бағдарламалауға мүмкіндік береді, кейінірек бағдарламалау туралы. ICSP тақырыбы да бар.

Тақта USB -штепсель арқылы жұмыс істей алады, ол ДК -дегі 5В ыңғайлы желіні немесе ұялы телефондар үшін арзан фунт/долларлық зарядтағышты қолдана алады. Басқа опция тұрақты ток ашасын қолданады, ол 7-15В тұрақты кернеуді қабылдайды, осылайша сіз кез келген штепсельдік адаптерді қолдана аласыз. Схема тек 30 мА пайдаланады, сондықтан өшірілген адаптер жұмыс істеуі керек, қоқыс жәшігін тексеріңіз.

R12 - R17 резисторлары светодиодтардың жарықтығын орнататын токты орнатады. ҚЫЗЫЛ светодиодтар мен 470R резисторлары көрсетілген кезде ток бір жарық диодына ~ 5мА құрайды. Жарық диодты токты есептеу үшін сізге Atmega құрылғысының шығыс кернеуі (4.2В) және жарық диодты кернеудің төмендеуі қажет, ал қызыл жарық диод үшін ол 1,7 В құрайды. Формула - бұл:

Жарық диодты ток = (Атмега шығыс кернеуі - Жарық диодты кернеу)/I Led

Мен қолданған бөлшектермен: жарықдиодты ток = (4.2-1.7)/470 жарықдиодты ток = 5.31мА

Atmega 168/328 токты 10 мА дейін шектеңіз

Жарық диодты кернеудің төмендеуі:

Қызыл 1.7V Сары 2.1В Қызғылт 2.1В Жасыл 2.2В Көк 3.2V Өте көк 3.6V Ақ салқын 3.6V

Осылайша сіз жоғары жарықтылықтағы көк жарықдиодты қолдана аласыз, резистор 270R дейін төмендейді. Сіз токты 10 мА дейін арттыра аласыз, менің тестілеуімде 5 мА жеткілікті екенін таптым.

T1-T3 транзисторлары-бұл қарапайым NPN BJT транзисторлары, BC547/BC548/2N2222 және т. R2-R4 резисторлары резистордың негізгі ток күшін шектейді.

R6 және PWR светодиодтары міндетті емес, Arduino -дан көшірілген, егер жарық диодты текшеге қуат қосулы болса, түсінікті.

C2, C3 және Q2 Atmega 168/328p құрылғысының жүктеу жүктеушісімен алдын ала бағдарламаланған сағат схемасын құрайды. 22pF конденсаторды осында орнатқаныңызға көз жеткізіңіз, бірақ басқа жерде емес, чип іске қосылмайды. C1, C4 және C5 - қуат көзінің ажыратылуы. Бұл туралы көп айтуға болмайды, бірақ конденсаторлардың дұрыс орналасуына көз жеткізіңіз. ПХД сызбасында және жібек экранда + белгілері бар.

SK1 және R8 және R9 - сериялық интерфейс. USB-ден TTL адаптерінің көмегімен құрылғыны мына жерде қолдана отырып бағдарламалауға болады:

3 -қадам: Дизайн файлдарын алу және ПХД жасау

ПХД дизайны туралы мәліметтерді Github сайтынан жүктеуге болады

PCB фабрикаторына жіберуге арналған өңделген Gerber файлдары,-p.webp

ПХД үйде жасалуы мүмкін, мен мұны жасар едім, бірақ Etchant таусылды. Дизайнды бір жақты ПХД көмегімен жасауға болады, ал үстіңгі қабатты (суреттердегі ҚЫЗЫЛ) қаңылтыр мыс сым байланыстары арқылы жүзеге асыруға болады. Мен https://pcbshopper.com/ сайтында Elecrow қолданған прототиптер үшін қолайлы жеткізушіні табу үшін қолдандым.

Github -дегі ПХД дизайны мұнда көрсетілген прототип дизайнына 3 өзгеріс енгізді:

1. 7805CV реттегіші кішірек 78L05 реттегішке ауыстырылды.
2. ПХД 5 мм қысқарды.
3. Мен USB +5V арнасынан полифузияны алып тастадым.

4 -қадам: ПХД құрастыру

ПХД жиналуға өте ыңғайлы. Мен жиналған ПХД фотосуретін және сілтеме үшін жоғарыдағы орналасуды қостым. Мен әрқашан ең алдымен кішкене бөлшектерді орнатудан бастаймын және жоғары қарай жұмыс жасаймын, әсіресе егер сізде ПХД тірегі болмаса.

1. Алдымен резисторларды орнатудан бастаңыз, оларды әлі дәнекерлемеңіз. Дұрыс компонентті дұрыс жерге енгізгеніңізге көз жеткізіңіз. Тексеруді жеңілдету үшін оларды оңға/астына төзімділік жолағымен бекітіңіз, бұл кейін тексеруді жеңілдетеді. Егер сізге резистордың түс кодын анықтауға көмек қажет болса, мұнда қараңыз. Дұрыс бөлшектердің дұрыс жерде екенін тексергеннен кейін, бөлшектерді дәнекерлеңіз.
2. Q2 кристалын дәнекерлеңіз және C2 және C3 конденсаторлары.
3. Atmega168/328 үшін 28 істікшелі розетканы дәнекерлеңіз, оның жоғарғы жағында 1 -ші штырь бар екеніне көз жеткізіңіз, бұл құрылғыны артқа қоюға жол бермейді.
4. ICSP және JP1 қосқыштарын салыңыз.
5. C1, C4 және C5 конденсаторларын салыңыз, барлығы 100nF (бөлшек коды 104).
6. IC2 сызықтық реттегіші.
7. Т1, Т2 және Т3 транзисторларын салыңыз. T1/T2/T23 пен IC1 алмастырылмағанына көз жеткізіңіз, себебі олардың барлығы бір пакетте.
8. Fit S1, бағдар маңызды емес.
9. C6 және C7 сәйкестігі, полярлықтың дұрыс екеніне көз жеткізіңіз!
10. USB коннекторын X4 салыңыз.
11. Тұрақты токтың J1 штепсельдік ұшын салыңыз.

Жиналатын соңғы бит - бұл SIL бұрылған түйреуіш. Пластмассаны жолақтың әр түйреуішінен мұқият алып тастау үшін мен жұқа кескіштерді қолданамын, мен мұны 12 бұрандалы розетка болғанша қайталаймын, содан кейін екі қысқыш пен 3 қолмен ПХД -ге дәнекерлеймін. Адамдардың көпшілігінің 3 қолы болмағандықтан, жастықшаны жабу үшін әр саңылауды дәнекерлеп қалайы салыңыз. Содан кейін дәнекерлеуішті балқыту үшін қолданыңыз және түйреуішті салыңыз, түйісу үшін дәнекерленген темірді алыңыз. Егер сізде құрғақ буын болса, сізге жаңа дәнекерлеу қажет болуы мүмкін.

Дәнекерлеуді тексермес бұрын, кішкене үзіліс жасаңыз, мүмкін сусын үшін? Дәнекерлеуді тексеріңіз, USB қосқышын тексеріңіз, себебі түйреуіштер тығыз орналасқан және Atmega168/328 құрылғысындағы түйреуіштер.

Дәнекерлеуге көңіліңіз толған соң, өздігінен жабысатын табандарды ПХД астына бекітіңіз.

5 -қадам: LED текшесін жинау

Бұл жиналыстың ең қиын бөлігі. Асықпаңыз, қорықпаңыз.

Мен жоғарыдағы суреттерге ескертулер қостым, себебі сурет мың сөзді айтады.

Бірнеше маңызды нүктелер.

1. Позитивті сымның (ұзын аяқ) төмен қарайтынына көз жеткізіңіз, себебі дизайн +V әр қабаттағы 9 жарықдиодты шамға ауысады.
2. Көлденең жолақтарды жасау үшін теріс сымның жарық диодына 90 градусқа бүгілгеніне көз жеткізіңіз.
3. Әр қабатты жеке жасаңыз және құрылысты екі -үш рет тексеріңіз.
4. Қаңылтыр мыс сымының жарық диодтардың әр қатарының ортасында екеніне көз жеткізіңіз, бұл қабатты қосқыш сымға бекітуді жеңілдетеді.

6 -қадам: Тексеру және соңғы текшені құрастыру

Жарық диодты текше жинағын немесе Atmega168/328 құрылғысын қоспас бұрын бірнеше қарапайым тексерулер жүргізуге болады.

Егер сізде DMM болса (егер сізде осындай жоба жасасаңыз, сізде де болуы керек), 28 істікшелі розетканың 7 (оң) және 8 (теріс) түйреуіштеріндегі қарсылықты өлшеңіз, сізде> 1K болуы керек. Егер ол төмен болса, дәнекерлеуді тексеріңіз.

Содан кейін J1-ге 7-15 В кірісті қолданыңыз, 28 істікшелі розетканың 7 және 8 түйреуіштеріне оралыңыз, кернеуді өлшеңіз, сіз 5 В көресіз, бірақ ол 4,90 В пен 5,1 В аралығында болуы мүмкін, бұл жақсы. Егер сізде R6 мен PWR жарық диоды орнатылса, ол жануы керек.

J1 ажыратыңыз, USB сымын X4 -ке қосыңыз, кабельді хабқа немесе желіге 5В USB адаптеріне қосыңыз, 28 істікшелі розетканың 7 және 8 түйреуіштеріндегі кернеуді қайталаңыз, көрсеткіш 5В шамасында ма?

Жоғарыдағы тексерулер жеткізу кернеулерінің дұрыстығына және полярлықтың дұрыс болуына көз жеткізді.

Содан кейін, Atmega168p/328p құрылғысын мұқият салыңыз. Қажет болса, түйреуіштерді аздап бүгіңіз. J1 мен 7-15В кернеуін қолдана отырып, қуатты қосыңыз, IC2 қосылғаннан кейін көп ұзамай қызып кететінін қараңыз. Олай болса, қуатты өшіріп, IC1 бағдарын тексеріңіз.

Содан кейін жарық диодты массивтің бірінші жолын мұқият енгізіңіз. Мыс сымның қаңылтыр тіректерінің бірінің PADL1, PADL2 және PADL3 -ке жақын екеніне көз жеткізіңіз, бұл сымды әр қабатқа дәнекерлеу кезінде сізге қажет болады. Бұрыштық түйреуіштен бастау керек және жұқа ине қысқышын қолданып, әр түйреуішті ПХД ұясына сәйкес келу үшін мұқият, қатарынан сәл бүгіңіз. Мен жоғарыда бірінші жиналған қабаттың фотосын қостым. Жалғастырылған 1/0,6 сымның бір бөлігін пайдаланып, текшенің әр қабатына PADL1/PADL2 немесе PADL3 -ден өту үшін қолайлы ұзындыққа кесіңіз. Мен светодиодтардың бірінші қатарын ПХД -ға кіргізуді және бірінші қабатты басқару сымын (ақ түспен) дәнекерлеуді жеңіл деп таптым, содан кейін алдыңғы қадамға оралыңыз, басқа жолды жасаңыз, содан кейін әр қабатты ПХД -ге жинаңыз, себебі бұл тұрақтылықты қамтамасыз етеді. негіз.

Келесі қабатты светодиодтардың біреуін дәнекерлеу арқылы бастаңыз, содан кейін қарама -қарсы бұрышты дәнекерлеңіз. Енді дәнекерлеу алдында қабаттың деңгейін тексеріңіз. Қабатты реттегеннен кейін, басқа екі бұрыштық жарықдиодты дәнекерлеңіз, массив тегіс болуы керек, бірақ оны қайтадан тексеріңіз. Қалған светодиодтарды дәнекерлеңіз. Соңғы қабат үшін қабат жинағын қайталаңыз.

7 -қадам: бағдарламалау

Atmega құрылғысына байланысты сізге жүктеушіні бағдарламалау немесе кодты жүктеу қажет болуы мүмкін. Егер сізде жүктеушімен бағдарламаланған чип болса, USB -TTL адаптерін пайдалануға болады. Осы нұсқаулықты орындаңыз:

www.instructables.com/id/Program-Arduino-Mini-05-with-FTDI-Basic/

Сіз сондай -ақ 2x3 істікшелі схемада (ICSP) коннекторын қолдана аласыз, мұны істеу үшін басқа Arduino қолдана аласыз:

www.instructables.com/id/How-to-use-Arduino-Mega-2560-as-Arduino-isp/

Мен Arduino IDE-мен жұмыс жасайтын Usbasp бағдарламашысын қолданамын, оны Tools-> Programmer мәзірі арқылы реттеңіз. Сіз Arduino/Atmel AVR бағдарламашыларын Ebay немесе басқа аукциондық сайттар арқылы таңдауға болады.

Жарықдиодты текше кітапханасын https://github.com/gzip/arduino-ledcube сайтынан жүктеп алыңыз, Github нұсқауларын орындаңыз және «arduino-led-cube-> ledcube» үшін Мысалдар каталогынан қараңыз.

Егер сіз ICSP бағдарламашысын қолдансаңыз, Arduino IDE бағдарламашысына бағдарламашыны қолдануға нұсқау беру үшін жүктеуді басар алдында ауысымды басып тұрыңыз. Егер сіз USB-TTL адаптерін қолдансаңыз, IDE құрастыруды аяқтағаннан кейін қалпына келтіру түймесін басыңыз.

Мысал коды бағдарламаланғаннан кейін, сізде әдемі өрнектері бар жарықдиодты текше болуы керек.

Бұл менің бірінші нұсқаулығым, пікірлер мен пікірлер құпталады.