Жарық диодты текше 4x4x4: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Ғажайып 3 өлшемді жарықдиодты дисплей. 64 жарықдиодты Atmel Atmega16 микроконтроллері басқаратын 4 -тен 4 -ке дейінгі текшені құрайды. Әр жарықдиодты бағдарламалық қамтамасыз етуде жеке шешуге болады, бұл оған керемет 3D анимациясын көрсетуге мүмкіндік береді! 8x8x8 жарықдиодты текше қазір танымал сұраныс бойынша қол жетімді:

1 -қадам: Сізге не қажет

Ең алдымен, 64 ледті бірге дәнекерлеу үшін сізге біраз уақыт қажет;) Білім тізімі:

• Негізгі электроника және дәнекерлеу дағдылары
• AVR микроконтроллерін қалай бағдарламалау керектігін біліңіз - мен бұл нұсқаулықта бұл туралы айтпаймын.

Компоненттер тізімі:

• Protoboard. Мыс шеңберлері бар тип.
• Atmel AVR Atmega16 микроконтроллері
• Atmega16 бағдарламалауға арналған бағдарламашы
• 64 Лед
• 2 күй светодиодтары. Мен қызыл мен жасыл түстерді қолдандым. (міндетті емес)
• Max232 rs-232 чипі немесе оған балама.
• Светодиодтарға арналған 16 резистор. (100-400ohms) бұған оралады.
• 2х резистор 470 Ом. күй светодиодтары үшін
• 1x резистор 10к
• 4x резистор 2.2k
• 4x NPN транзисторы BC338 (немесе 250-мА ауысуға қабілетті басқа транзистор)
• 1x 10uF конденсатор
• 1x 1000uF конденсатор
• 6x 0.1uF керамикалық конденсатор
• 2x 22pF керамикалық конденсатор
• 1х кристалл 14.7456 МГц
• 2x сенсорлық түйме
• қосымша pwr қосқышы
• 12 вольтты қосқыш
• 5 вольтты қосымша қосқыш

2 -қадам: мультиплекстеу

64 жеке сымды қолданбай 64 жарықдиодты қалай басқаруға болады? Мультиплексинг!

Әр сымның анодына сым жүргізу мүмкін емес және шынымен де нашар көрінеді. Мұны шешудің бір жолы - текшені 16x16 жарықдиодты 4 қабатқа бөлу. Тік бағанға тураланған барлық светодиодтар жалпы анодпен (+) бөліседі. Көлденең қабаттағы барлық светодиодтар ортақ катодты (-) бөледі. Егер мен артқы сол жақ жоғарғы бұрыштағы жарықдиодты (0, 0, 3) жарықтандырғым келсе, мен жоғарғы қабатқа GND (-), ал сол жақ бұрыштағы бағанға VCC (+) жеткіземін. Егер мен бір уақытта бір ғана жарықдиодты немесе бір уақытта бірнеше қабатты ғана жарықтандырғым келсе, бұл жақсы жұмыс істейді. Алайда, егер мен алдыңғы оң жақ төменгі бұрышты жарықтандырғым келсе (3, 3, 0), мен қиындықтарға тап боламын. Мен төменгі қабатқа GND және алдыңғы сол жақ бағанға VCC жеткізгенде, мен алдыңғы оң жақ жоғарғы светодиодты (3, 3, 3), ал артқы жағындағы төменгі сол жақ жарықдиодты (0, 0, 0) жарықтандырамын.. Бұл әсер етуді 64 жеке сымды қоспай шешу мүмкін емес. Айналада жұмыс істеу әдісі - бұл бір уақытта бір қабатты жарықтандыру, бірақ оны соншалықты тез жасаңыз, сондықтан көз кез келген уақытта бір ғана қабаттың жанатынын білмейді. Бұл көріністің тұрақтылығы деп аталатын құбылысқа негізделген. Әр қабат - 4х4 (16) кескін. Егер біз 4 16 жарықдиодты біртіндеп жыпылықтайтын болсақ, біз 4х4х4 өлшемді 3D кескінін аламыз!

3 -қадам: куб, шаблон жасау

4х4 светодиодты дәнекерлеу торлары қорқынышты көрінеді! 4x4 жарықдиодты 4 тамаша торды алу үшін біз оларды орнында ұстайтын үлгіні қолданамыз, текшені мүмкіндігінше жеңіл етіп жасағым келді, сондықтан мен светодиодтарды қолдануды таңдадым. мүмкіндігінше өз аяғыңызды ұстаңыз. Тордағы сызықтар арасындағы қашықтық жарықдиодты аяқтардың ұзындығымен анықталды. Мен сымды қоспай немесе кеспей дәнекерлеуді қосу үшін 25 мм (шамамен бір дюйм) әр сымның арасындағы оңтайлы қашықтық екенін анықтадым (әр сымның ортасы!).

• Көлемі 2,5 см болатын 4х4 тор жасайтындай үлкен ағаш кесегін табыңыз.
• 4х4 өлшемді сызықтар торын жасаңыз.
• Барлық қиылыстарда орталық тесікпен ойық жасаңыз.
• Тесіктерді орнында ұстайтындай етіп тесіктерді жеткілікті кіші етіп жасайтын бұрғылау ұшын табыңыз, ал сымды оңай шығарып алатындай етіп (сымдарды бүкпей..).
• 16 тесікті бұрғылаңыз.
• Сіздің ledcube үлгісі аяқталды.

4 -қадам: текшені жасау, қабаттарды дәнекерлеу

Біз текшені 4х4 жарықдиодты 4 қабаттан жасаймыз, содан кейін оларды бір -бірімен дәнекерлейміз.

• Жарықдиодты артқы жағына және бір жағына салыңыз да, оларды бірге дәнекерлеңіз
• Светодиодтардың басқа қатарын салыңыз және оларды бірге дәнекерлеңіз. Дәнекерлеу үтігі үшін орын қалдыру үшін бір уақытта бір қатар жасаңыз!
• Жоғарыдағы қадамды тағы 2 рет қайталаңыз.
• алдыңғы қатардағы жолдар қосылмаған жерде крест бекітпесін қосыңыз.
• 4 рет қайталаңыз.

5 -қадам: текшені жасау, қабаттарды қосу

Енді бізде 4 қабат бар болғандықтан, оларды бір -бірімен дәнекерлеу ғана қалады.

Үлгіге бір қабатты қайтадан салыңыз. Бұл жоғарғы қабат болады, сондықтан ең жақсысын таңдаңыз:) Басқа қабатты үстіне қойып, бұрыштардың бірін бірінші қабаттан дәл 25 мм (немесе торда қолданған қашықтық) туралаңыз. Бұл катод сымдарының арасындағы қашықтық. Бұрышты көмек қолымен ұстаңыз және бірінші қабаттың бұрыштық анодын екінші қабаттың бұрыштық анодына дәнекерлеңіз. Мұны барлық бұрыштар үшін жасаңыз. Қабаттардың барлық өлшемдерге сәйкес келетінін тексеріңіз. Егер жоқ болса, реттеуге сәл иіліңіз. Немесе биіктікке дейінгі қашықтықты қайта дәнекерлеңіз. Олар керемет тураланған кезде, қалған 12 анодты дәнекерлеңіз. 3 рет қайталаңыз.

6 -қадам: резисторлық мәндерді таңдау

Жарықдиодты резистордың мәнін таңдағанда екі нәрсені ескеру қажет.

1) Жарық диодтары 2) AVR AVR AVR максималды жиынтық ток мәні 200 мА. Бұл бізге бір светодиодпен жұмыс істеуге 12 мА береді. Сондай -ақ, сіздің жарық диодтарыңыз максималды токтан асқыңыз келмейді. Мен текшеме 220 Ом резисторды қолдандым. Бұл маған бір шамға шамамен 12 мА берді.

7 -қадам: Контроллер

Жетекші текшені басқаратын тізбектер бекітілген схемалық суретте сипатталған.

RS-232 интерфейсі міндетті емес. және алып тастауға болады. Бұл IC2 және оған қосылған барлық компоненттер. Болашақ бағдарламалық жасақтама компьютермен байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Бастапқыда барлық элементтерді минималды сымдармен қосуға мүмкіндік беретін схемаға барлық элементтерді орналастырыңыз. Егер бәрі сәйкес келсе, тізбекті дәнекерлеңіз. Мен бұл туралы қосымша нұсқаулар бермеймін, себебі схема текшеден текшеге дейін өте өзгеше болады, бұл тақтаның өлшеміне және т.б. байланысты. Текшені контроллер тізбегіне қалай жалғау керектігі туралы ақпарат келесіде. қадам

8 -қадам: текшені қосыңыз

Суреттер бұл сөзден гөрі жақсы түсіндіреді. Суреттерді қараңыз.

9 -қадам: құрастыру және бағдарламалау

Енді сізде текше бар. Оны пайдалану үшін оған кейбір бағдарламалық қамтамасыз ету қажет. Мен текшеде 3d деректер кеңістігін көрсетуге арналған драйвер жасадым және текшеде керемет көрнекі әсерлерді көрсету үшін функцияларды қолдана аламын. Сіз менің кодты пайдалана аласыз, өзіңіздің жеке жазбаңызды жасай аласыз немесе жасай аласыз. Менің кодым және қосымша эффектілер. Егер сіз өзіңіздің эффектіңізді жасасаңыз, маған кодты жіберіңіз. Мен сіздің балаларыңыздың жасағанын көруге асығамын! Бағдарламаны құрастыру үшін. Пәрмен жолын ашыңыз, пәрмен жолында «make» бастапқы коды бар каталогты енгізіңіз. Егер сіз ATMega16 орнына ATMega32 қолданғыңыз келсе, Makefile ішіндегі mcu параметрін өзгертіңіз және қайта құрастырыңыз (make түрін енгізіңіз). Егер сіз m32 пайдалансаңыз және бұл қадамды жасамасаңыз, текше дұрыс жүктелмейді (қызыл және жасыл шамдар мәңгі жыпылықтап тұрады). Енді сізде бастапқы каталогта main.hex атты файл болуы керек. бұл кодты текшеге қалай алу керектігін көрсетеді.

10 -қадам: Микроконтроллерді бағдарламалау

Егер сізде жылдамдық және/немесе кейбір светодиодтар жанбайды. Бұл қадамды мұқият оқып шығыңыз. Микроконтроллерді бағдарламалау үшін мен avrdude мен USBTinyISP бағдарламашысын қолданамын.

• https://savannah.nongnu.org/projects/avrdude/
• https://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/
• https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=16

Менің мысалдарым Ubuntu Linux жүйесінде болады. Процедура Windows жүйесінде бірдей болуы керек, бірақ мен сізге көмектесе алмаймын. Егер сіз басқа бағдарламашыны қолдансаңыз, сол бағдарламашының нұсқаулығын оқып шығыңыз. Алдымен біз AVR -мен байланыс орната алатынымызды көрейік. Бағдарламашыны текшеге және компьютерге қосыңыз. «Avrdude -c usbtiny -p m16 «, wherer -c бағдарламашыны және AVR моделін көрсетеді. Сіз төмендегі суреттерден шығуды көре аласыз, енді микробағдарламаны жүктеңіз: «avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash: w: main.hex». Бүгінгі уақытта текше қайта жүктеліп, жұмыс жасай бастайды. Ол 1 МГц жиілігінде (өте баяу) ішкі осциллятормен жұмыс істейді. Кейбір светодиодтар жұмыс істемейді, себебі кейбір GPIO порттары әдепкі бойынша JTAG үшін пайдаланылады. Сыртқы осцилляторды қосу және JTAG өшіру үшін бізге сақтандырғыш байттарын бағдарламалау керек: «avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse іске қосыңыз»: w: 0xef: m «және» avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse: w: 0xc9: m «. Бұл қадамды жасағанда абай болыңыз! Егер сіз қате түсінсеңіз, микроконтроллерді біржола жоюға болады! Егер сіз ATMega16 -дан басқа микроконтроллерді қолдансаңыз, сақтандырғыш байттарын ауыстырмас бұрын, деректер кестесін мұқият оқып шығыңыз! Сақтандырғыш байттары дұрыс жазылғаннан кейін, текше қайта жүктеліп, барлық светодиодтар жұмыс істеп тұрғанда қалыпты жылдамдықпен жұмыс істей бастауы керек. D

11 -қадам: Үлкен болыңыз - 8x8x8

Бұл керемет 4x4x4 текшені жасағаннан кейін мен үлкен 8x8x8 текше жасадым. Мен бұған уақыт болған кезде нұсқаулық жасаймын. Осы уақытта суреттерді қараңыз:-)

Сіз 8x8x8 нұсқасын мына жерден таба аласыз: https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ Егер сізге ұнаса, осы нұсқаулықты бағалаңыз!:)