Tampilan Kubus LED: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Dalam proyek ini, Anda akan membangun kubus LED 8x8x8 sebagai tampilan. Setelah membangun kubus dan mempelajari dasar-dasar kode, Anda akan dapat menulis animasi tampilan Anda sendiri. Ini adalah visual yang bagus untuk tujuan ilmiah dan akan menjadi tambahan dekoratif yang bagus untuk kamar Anda! Selama proses pembuatan kubus, Anda akan memperoleh banyak keterampilan elektronik dasar, yang membuka jalan bagi proyek yang lebih kompleks di masa depan.

Ini adalah proyek pribadi saya untuk kursus Elektronik, dan memakan waktu sekitar lima minggu. Saya menghabiskan 12 jam untuk proyek ini per minggu, dan saya memiliki akses ke bagian-bagian dan alat-alat yang biasanya ditemukan di laboratorium elektronik perguruan tinggi. Mungkin juga baik untuk mengetahui bahwa, meskipun beban kerjanya tidak mudah, tidak diperlukan keahlian langsung. Sebaliknya, Anda akan mendapatkan banyak pengalaman dan belajar dari kesalahan Anda sendiri di sepanjang jalan.

Penafian: Saya meminjam desain dan kode dari Kevin Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) yang membuat kubus RGB 8x8x8 (sehingga pekerjaan tiga kali lipat!). Tampilan bentuk gelombang adalah karya saya sendiri. Saya sangat menyarankan untuk menonton semua video LED-nya sebelum Anda memulai proyek! Mereka sangat membantu dalam memahami cara kerja semuanya, yang sangat penting untuk proyek yang rumit ini! Saya memberikan penjelasan singkat tentang sirkuit dan arsitektur umum ketika saya membahas koneksi sirkuit dan kode, jadi jangan ragu untuk melompat ke bagian itu terlebih dahulu untuk mendapatkan pemahaman teoretis:)

Langkah 1: Daftar Bagian

• LED DIFFUSED satu warna x512 dengan ~30 suku cadang (Anda mungkin memperhatikan bahwa saya sendiri menggunakan tiga warna. Ini awalnya dirancang untuk membantu mencerminkan amplitudo bentuk gelombang (misalnya merah berarti amplitudo lebih tinggi), tetapi saya tidak menyolder irisan dengan benar, jadi akhirnya saya perlakukan sama saja. Jika anda masih tertarik untuk membuat variasi warna pada arah vertikal, silahkan baca catatan pada langkah irisan vertikal:))
• Papan PC, x7 sedang dan x2 kecil (Ini adalah yang tersedia di lab saya, tetapi silakan menyesuaikan ukurannya tergantung pada apa yang tersedia untuk Anda! Silakan baca bagian sirkuit untuk referensi Anda. Saya menemukan bahwa untuk pemula, PCB tanpa strip yang terhubung lebih akomodatif, terutama karena Anda dapat menambah dan memotong koneksi sesuka hati. De-solder bisa rumit!)
• Transistor NPN 2N3904 x72
• 1k resistor x 150
• 100 Ohm resistor x 72
• MOSFET saluran-P IRF9Z34 x8 plus 8 unit pendingin terpasang
• 100 mikro Farad kapasitor x8
• 74HC595 register geser x9
• Arduino Uno + pelindung sekrup (saya menggunakan kit R3 proto-screwshield)
• Kawat dengan insulasi 8 warna (saya sangat merekomendasikan menggunakan warna yang berbeda! Anda akan memiliki banyak kabel yang bersebelahan, dan warna tersebut sangat membantu saat kita memeriksa rangkaiannya.)
• Catu daya 5V 2.8A (selama batas arus catu daya Anda lebih tinggi dari 64* (arus melalui 1 LED), itu akan berfungsi dengan baik:))
• terminal kawat
• Header Molex dengan 8 pin dan 6 pin.
• Rumah kawat Molex dengan 8-pin dan 6-pin (jumlah ini akan berbeda tergantung pada ukuran PCB dan desain sirkuit Anda, jadi harap baca seluruh Instruksi (terutama bagian sirkuit) sebelum memutuskan nomor yang Anda butuhkan:))
• Pateri
• Kawat tembaga telanjang (untuk amannya, siapkan 50m ini)
• Papan kayu besar (kira-kira 9 inci di setiap sisi)
• Tusuk sate kayu 12 inci (opsional; jika Anda menemukan cara untuk membuat kabel lurus, Anda tidak memerlukannya)
• selotip
• kuku panjang x16

Peralatan

• Besi solder
• alat pemotong kawat
• Tang
• lem (opsional; jika Anda menemukan cara untuk membuat kabel lurus, Anda tidak memerlukan ini)
• pengeriting
• klem heat sink x2 (klip buaya juga berfungsi)
• penari telanjang kawat

Langkah 2: Membuat Baris LED

Pertama dan terpenting, uji semua LED! Saya membuat papan tempat memotong roti di sirkuit dengan LED dan resistor 100 Ohm. Saya kemudian menguji satu LED pada satu waktu dan menambahkannya secara paralel dengan LED lainnya. Kami ingin membuang 1) LED yang rusak, 2) LED dengan anoda dan katoda terbalik (Anda tidak ingin hanya "mengingat" yang mana yang terbalik!) 3) LED yang lebih redup.

Selanjutnya, kami membuat jig kayu, yang juga merupakan dudukan terakhir saya untuk kubus. Bor kisi 8x8 dengan 1 inci di antara bagian tengah lubang. Pilih mata bor dengan diameter tepat di atas diameter LED Anda, sehingga dapat masuk ke dalam lubang dan tetap lurus. Kami memakukan potongan kayu ekstra ke perimeter, yang membuat permukaan papan tetap rata (kami menggunakan kayu lapis untuk papan, jadi ada sedikit kelenturan). Selain itu, ini meningkatkan area dengan lubang sehingga LED dapat menembus lubang. Pilih satu sisi dan letakkan dua paku panjang pada garis yang sama dengan pusat lubang. Kami akan mengikat kabel pada paku ini.

Sekarang kita dapat mulai membuat baris LED! Saya tidak menemukan cara yang efektif untuk membuat kabel lurus, jadi saya hanya melepas kabel yang tertekuk menggunakan balok kayu. Tempatkan kawat di tepi blok; pegang kabel ke bawah dengan ibu jari Anda di satu sisi balok dan tarik kabel melalui; tepi balok akan melepaskan kawat yang tertekuk. Saya sarankan memakai sarung tangan untuk melindungi ibu jari Anda:(Tempatkan 8 LED ke baris ini dengan "kaki" panjang, anoda, menghadap satu arah. Kami akan menyoldernya ke kawat. Perhatikan bahwa bidang yang dibentuk oleh kaki anoda dan kaki katoda harus tegak lurus terhadap garis kawat, dan kaki katoda harus menjauhi kawat. Ikat kawat pada paku dan tarik untuk melewati LED sampai lurus dan kencang. Ikat pada kuku lainnya. Sesuaikan ketinggian kawat (saya melihat area datar kecil di kaki LED, dan saya menyesuaikan kabel sedemikian rupa sehingga menyentuh area ini untuk semua LED). Ketinggian ini sewenang-wenang, tetapi harap konsisten. Ingatlah: 1) perbedaan ketinggian level di kubus Anda kira-kira 1 inci (jadi kabelnya tidak boleh terlalu tinggi); 2) LED mungkin pecah di bawah panas besi solder (sehingga kabel tidak boleh terlalu rendah) (walaupun saya secara pribadi tidak mengalami masalah apa pun dari ini). Sekarang kabel Anda harus menyentuh kaki panjang semua LED, membentuk salib. Solder kabel dan ujung anoda dan potong ujungnya setelah itu.

Dalam proyek ini, saya bereksperimen dengan dua konfigurasi kontak sambungan solder yang berbeda. Salah satunya adalah kontak silang yang dijelaskan di atas, dan yang lainnya menekuk kaki LED sedemikian rupa sehingga kabel kontak sejajar. Secara teoritis, sambungan kontak paralel lebih tahan stres, tetapi mengingat seberapa ringan LED, sambungan silang mungkin tidak terlalu merugikan. Anda akan mendapatkan banyak latihan menyolder kawat dan kaki LED, jadi jangan ragu untuk bereksperimen dengan teknik yang berbeda! Saya menggunakan besi solder ujung datar, dan menurut saya pribadi ini menawarkan kontrol yang lebih baik atas gumpalan solder dan area permukaan kontak panas yang lebih besar.

Setelah Anda melakukan penyolderan, gunakan papan tempat memotong roti untuk pemeriksaan LED untuk memeriksa koneksi (penting). Jepit kabel positif ke kabel dan sapukan kabel negatif melalui kaki LED pendek. Mereka semua harus menyala! Setelah kami memeriksa apakah semuanya baik-baik saja, dorong perlahan LED dari bawah papan untuk melepaskannya dan geser kabel ke atas paku. Anda dapat memangkas ujung yang melingkar, tetapi pasti menghemat beberapa panjang!

Bagaimana jika LED saya tidak menyala?

Hal pertama yang mungkin Anda periksa adalah apakah katoda dan anoda terbalik. Kemudian coba potong ujung positif ke kaki LED alih-alih seluruh kabel. Jika LED Anda menyala seperti itu, Anda dapat menyolder ulang LED. Jika LED Anda masih tidak menyala, ganti dengan yang lain.

Kita perlu membuat 64 baris LED seperti itu:)

Langkah 3: Menyolder Irisan Vertikal

Sebagai preview, semua anoda di setiap lapisan terhubung, dan semua katoda di setiap kolom vertikal terhubung. Sekarang kita perlu membuat irisan vertikal. Ingat dua paku yang kita masukkan ke papan untuk mengikat kabel? Sekarang masukkan 14 lagi dengan cara yang sama:) (Perhatian: kikir ujung kuku dengan baik! Anda akan banyak menekan ujung jari Anda.)

Sekarang tempatkan 8 baris LED ke papan dan pastikan kaki mereka menghadap ke arah yang sama. Perhatikan bahwa kabel harus sejajar dengan barisan paku! Tekan LED ke bawah sehingga semuanya berada pada ketinggian yang sama. Jika beberapa LED terus muncul (mungkin karena kelengkungan pada kabel Anda), rekatkan ujungnya ke papan tulis. Sekarang, jalankan kabel di paku seperti sebelumnya. Saya hanya bisa melihat kabel berada pada ketinggian yang sama, tapi tidak apa-apa karena yang benar-benar Anda pedulikan adalah LED berada pada ketinggian yang sama.

Solder katoda mengarah ke kabel. Anda akan melihat bahwa di sini saya menggunakan konfigurasi penyolderan kontak paralel, dan saya menemukan bahwa itu lebih kokoh dan terlihat lebih baik daripada sambungan silang, tetapi lebih memakan waktu, karena Anda perlu 1) menekuk kabel dengan tang; 2) pastikan bagian yang bengkok menyentuh kabel utama; 3) tekuk bagian itu agar berada pada ketinggian yang tepat, karena besi solder Anda akan miring dan Anda perlu menyetrika untuk menyentuh kedua kabel secara bersamaan.

Jika Anda ingin menggunakan warna yang berbeda pada lapisan yang berbeda…

Pastikan bahwa setiap irisan Anda mencerminkan skema warna. Misalnya, jika saya ingin tiga lapisan teratas menjadi LED kuning, dua tengah menjadi LED oranye dan tiga bawah menjadi LED merah, saya akan menempatkan tiga kolom LED kuning, dua oranye dan tiga merah dalam urutan itu.. Pastikan urutan warna dan orientasi LED Anda konsisten untuk kedelapan irisan!

Gunakan pengaturan papan tempat memotong roti untuk menguji semua LED di setiap irisan. Jelas lebih mudah untuk menyolder ulang di sini ketika LED Anda diamankan daripada di tengah udara.

Jika kabel Anda tidak lurus dengan sendirinya, JANGAN tarik potongan dari paku dulu! Baca langkah selanjutnya

Jika Anda sudah memiliki kabel lurus, dorong LED perlahan dari bawah dan geser potongan dari paku. Jangan potong ujungnya dulu:)

Langkah 4: Mendukung Irisan Vertikal

Jika kabel Anda memiliki kelengkungan tertentu, seperti yang saya lakukan, kami dapat memperbaikinya agar berada di bidang datar dengan menambahkan penyangga kaku di sepanjang perimeter. Saya memilih tusuk sate kayu 12 inci karena sudah tersedia di Amazon. Saya merekatkan tusuk sate di sekeliling dan menambahkan potongan-potongan kecil di sudut untuk memperkuat bingkai. Lihat foto untuk detailnya. Perhatikan bahwa hanya dua tusuk sate yang benar-benar terpasang ke kabel, dan dua tusuk sate lainnya berada di atas seluruh kisi. Saya sarankan untuk menguji bingkai tanpa potongan sudut terlebih dahulu. Saya menemukan bahwa tongkat pendek ekstra menghalangi LED ketika saya menumpuk irisan, dan sambungan lem mungkin cukup kuat untuk menahan kisi LED. Jika kisi-kisi masih sedikit menonjol, tekan ke bawah pada kedua sisi yang tidak direkatkan dan rekatkan kabel ke tusuk sate di beberapa titik. Jangan memangkas ujung yang longgar dulu! Secara khusus, simpan sedikit tusuk sate di sisi yang akan berada di bagian bawah kubus, sehingga kita dapat menjauhkan LED dari lantai.

Langkah 5: Merakit Kubus

Sekarang kita memiliki irisan, kita bisa membuat kubus! Saya merasa lebih mudah untuk menumpuknya daripada menempelkan irisan vertikal bersama-sama, tetapi jika Anda memiliki kolaborator, jangan ragu untuk berimprovisasi! Untuk menghindari kesalahan, pertama-tama rekatkan irisan ke set tusuk sate lain dan tambahkan kabel sambungan nanti. Seperti yang Anda lihat di foto, saya menempelkan empat tusuk sate di sudut untuk membantu menyelaraskan dan menopang lapisan. Ingatlah bahwa, idealnya, lapisannya berjarak 1 inci. Saya menemukan bahwa LED saya bertumpu pada bingkai kayu dari lapisan sebelumnya, jadi saya tidak perlu menahannya saat menempelkannya, tetapi jika irisan Anda berada di ketinggian yang lebih rendah, kolaborator atau beberapa potongan kayu (lihat foto) akan Tolong. Sebelum Anda merekatkan irisan, pastikan orientasinya benar! Anda ingin ujung katoda dan anoda mengarah ke arah yang konsisten. Periksa juga orientasi LED.

SANGAT penting untuk memastikan LED menyala saat Anda menumpuk setiap lapisan! Hampir tidak mungkin untuk mencapai pusat kubus setelah Anda mengumpulkan semuanya.

Anda mungkin memperhatikan bahwa bingkai kayu saya tidak selalu sejajar satu sama lain, tetapi jika Anda melihat LED, mereka lebih baik! Karena kita akan melihat kubus ini di lingkungan yang gelap, ketidaksejajaran bingkai dapat diterima.

Selanjutnya, gunakan kabel tambahan untuk menyolder ujung anoda pada tingkat yang sama. Jika Anda merasa sulit untuk menahan kabel di sana, coba "anyam" kabel melalui kabel (bergantian cara kabel melintasi kabel, antara dari atas ke bawah). Tidak apa-apa jika kabel ini tidak lurus sempurna, karena struktur LED utama sudah diatur, dan kabel samping tidak terlalu terlihat setelah kita menyalakan LED.

Untuk amannya (kami lebih suka berbuat salah di sisi yang berhati-hati, ya?), uji semua LED lagi. Pada titik ini, jika salah satu lampu di tengah kubus tidak menyala, saya tidak yakin apakah ada cara sederhana untuk mengatasinya:(Namun, jika Anda teliti memeriksa LED saat Anda menumpuk lapisan, LED harus tetap baik-baik saja.

Sekarang kita bisa memangkas kelebihan kawat di semua kecuali sisi bawah. Sekarang kita bisa menyingkirkan kubus untuk sementara! Selamat! Sekarang kita sudah lebih dari setengah jalan:)

Langkah 6: Koneksi Sirkuit

Silakan baca skema pdf sebelum mengatur elemen rangkaian pada papan PC. Skema ini untuk kubus RGB oleh Kevin Darrah, dan karena kubus kami memiliki LED berwarna tunggal, beban kerja kami sebenarnya hanya sepertiga dari itu (khususnya, kami memiliki sepertiga dari kontrol katoda). Saya sangat menyarankan untuk meletakkan semua elemen rangkaian ke PCB untuk menguji jarak terlebih dahulu. Beri diri Anda lebih banyak ruang untuk bekerja, terutama untuk papan register geser dan papan kontrol anoda. Kemudian buang komponen sirkuit dan solder beberapa saja pada satu waktu, karena lebih mudah untuk menyolder tanpa terlalu banyak kaki komponen sirkuit yang menghalangi.

rangkaian anoda dan katoda

Desain sirkuit kami sedemikian rupa sehingga ketika input ke sirkuit anoda dan sirkuit katoda keduanya 5V (atau TINGGI), LED menyala. Pertama-tama mari kita melalui sirkuit anoda. Ketika input HIGH, transistor dengan cepat menjadi jenuh, dan tegangan kolektor turun mendekati 0, yang berarti Gerbang MOSFET ditarik ke LOW. Karena Sumber MOSFET terhubung ke 5V, LOW di Gerbang berarti tegangan Drain diatur ke HIGH. Kapasitor di seluruh Sumber membantu menjaga sistem tetap stabil.

Ketika input kontrol katoda TINGGI, transistor kembali jenuh dan tegangan kolektor menjadi 0V. Terminal kolektor terhubung ke LED melalui resistor pembatas arus. Anda dapat memilih resistor pembatas arus berdasarkan properti LED Anda. Karena saya menggunakan LED merah, oranye dan kuning, saya menggunakan 100 Ohm. Kita melihat bahwa sekarang sisi positif LED dinaikkan tinggi dan sisi negatif ditarik rendah, dan LED menyala.

Karena kita memiliki 64 sadapan katoda (setiap kolom) dan 8 sadapan anoda (setiap lapisan), kita memerlukan 64 set kontrol katoda dan 8 set kontrol anoda. Saya merekomendasikan bahwa set lengkap 8 kontrol berada di papan yang sama, karena setiap register geser terhubung ke 8 kontrol, dan tampaknya lebih terorganisir jika 8 kabel koneksi masuk ke tempat yang sama. Berhati-hatilah untuk tidak membuat papan terlalu penuh! Kami akan menjalankan banyak kabel jadi pastikan untuk memberi diri Anda cukup ruang! Solder semua komponen ke papan. Salah satu trik untuk meningkatkan stabilitas permukaan kerja Anda adalah dengan menyolder pada komponen dengan ketinggian yang sama (misalnya menyolder transistor setelah menyolder semua resistor untuk menghindari resistor jatuh). Untuk setiap rangkaian 8 rangkaian kontrol katoda, pastikan untuk menyolder satu header 8-pin yang mengeluarkan data ke kubus LED.

Ini tidak terlihat dari skema, tetapi di mana pun ada transistor, kita perlu menghubungkannya ke GND dan 5V

sirkuit register geser

Register geser terhubung satu sama lain melalui 6 kabel. Mereka terhubung secara paralel untuk 5V, GND, CLOCK, LATCH dan BLANK, dan secara seri untuk DATA. Saat Anda menghubungkan kabel, pastikan register geser katoda berada di akhir urutan, karena DATA selalu menuju ke ujung jalur serial. Pada dasarnya, Arduino mengirimkan serangkaian kode biner yang mengalir ke bawah koneksi jalur DATA. Kode biner kemudian dibagi menjadi 8 bit per shift register. 8 terminal register geser kemudian dihubungkan ke satu set 8 kontrol katoda/anoda. 5V memberi daya pada seluruh kubus, dan karena kami memiliki maksimum 64 LED yang menyala pada saat yang bersamaan, pastikan arus total tidak melebihi batas sumber daya Anda. Pin lainnya pada dasarnya mengontrol kapan data masuk ke register geser dan kapan data dilepaskan ke sirkuit mengontrol dari register geser. Pastikan bahwa setiap register geser memiliki header 8-pinnya sendiri dan setiap papan register geser (kecuali yang terakhir) memiliki header 6-pin di mana kabel 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK dan DATA dapat masuk ke papan register geser berikutnya.

sirkuit Arduino

Sirkuit di Arduino sangat sederhana. Pada dasarnya, kami memiliki 6 kabel yang keluar dari Arduino (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK dan DATA). Pastikan kabel GND Anda terhubung ke GND Arduino (Faktanya, semua GND dalam proyek ini harus terhubung), tetapi kabel 5V Anda tidak! Perhatikan bahwa Arduino dalam skema Darrah sebenarnya menunjukkan terminal chip ATMEGA. Lihat salah satu gambar terlampir untuk terminal yang sesuai antara chip dan Arduino.

Kami menggunakan sekrup untuk menghindari kabel langsung mengalir ke Arduino. Bagian-bagian yang perlu Anda solder ke sekrup adalah pin header susun untuk port digital, 1 header 6-pin dan 1 blok terminal 2-port. Anda dapat menambahkan baris lain dari pin header susun di sisi lain untuk keseimbangan. (Perhatikan bahwa blok terminal biru yang ditunjukkan pada gambar sebenarnya tidak melakukan apa-apa). Solder sesuai dengan skema. Catatan penting: agar aman, sambungkan terminal 5V pada header 6-pin ke 5V sumber daya (yang merupakan blok terminal hijau), BUKAN 5V Arduino. Dengan cara ini, Arduino Anda ditenagai oleh komputer Anda, dan semua 5V di sirkuit Anda dipasok oleh sumber daya. Namun, hubungkan semua GND bersama-sama. Anda mungkin tahu dari gambar bahwa saya menyolder pin GND dari header 6-pin dan pin GND dari blok terminal ke strip GND pada sekrup.

Meskipun saya tidak tahu cara memeriksa rangkaian register geser, kita dapat dan harus memeriksa rangkaian kontrol anoda dan katoda menggunakan papan tempat memotong roti. Lihat foto untuk detailnya. Pada dasarnya, kami menghubungkan input papan ke semua menjadi 5V. Kemudian kita dapat menggunakan multimeter untuk memeriksa tegangan output. Kami menemukan bahwa tegangan keluaran dari kontrol anoda hanya sekitar 4V, tetapi itu adalah konsekuensi yang diharapkan dari MOSFET.

Kiat pengkabelan:

• Jangan berhemat pada panjang kabel koneksi Anda di antara papan! Anda akan memiliki banyak papan dan banyak kabel, dan akan lebih jelas dan lebih mudah untuk memecahkan masalah jika papan dipisahkan dengan baik.
• Gunakan warna yang berbeda untuk membedakan kawat yang mana. Ini sangat penting terutama mengingat berapa banyak kabel yang Anda perlukan. Kami kemudian menempatkan kabel ini di rumah kawat dalam urutan tetap. Gunakan crimper yang baik untuk membuat terminal kawat yang aman.
• Konsisten dengan penggunaan header dan wire housing! Dalam proyek saya, untuk papan tertentu, semua input berasal dari rumah kawat dan output keluar melalui header.
• Karena terminal header cukup berdekatan, berhati-hatilah agar Anda tidak menyolder kabel bersama-sama, terutama jika Anda relatif tidak berpengalaman dalam menyolder seperti saya! Trik yang menurut saya bermanfaat adalah menekan kawat dengan besi solder untuk melelehkan solder, kemudian menggunakan tang untuk menjepit untaian di kawat bersama-sama dan mendorong kawat lebih dekat ke terminal header. Pindahkan besi solder dan sambungan solder akan mendingin dan mempertahankan bentuknya segera.

Langkah 7: Memasang Kubus

Alih-alih memasang kabel katoda kaku melalui 64 lubang, yang dalam praktiknya cukup sulit, kita dapat menyolder kabel ke kabel terlebih dahulu dan kemudian menarik kabel melalui lubang. Untuk memungkinkan kabel keluar dari bawah platform pemasangan, bor 9 lubang di sisi dudukan (8 untuk katoda dan 1 untuk anoda).

Pertama, potong tusuk sate menjadi kira-kira sama panjang. Potong ujung katoda sedemikian rupa sehingga tingginya hampir sama dengan tusuk sate. Sekarang tekuk ujungnya untuk membentuk pengait kecil menggunakan tang. Kupas sekitar setengah inci kawat Anda dan tekuk kawat juga. Kaitkan timah dan kawat bersama-sama dan tutup kait dengan tang. Ini menawarkan kontak yang baik antara kawat dan timah, dan membebaskan tangan Anda untuk menyolder. Pastikan untuk memasang klem heat sink sebelum sambungan solder LED terdekat sehingga sambungan solder tidak terlepas dari panas baru. Jika Anda tidak memiliki klem pendingin, klem buaya juga bisa digunakan.

Ini adalah praktik yang baik untuk memeriksa koneksi (saya mengukur resistansi sambungan solder) setelah Anda selesai menyolder setiap lapisan, meskipun saya telah menemukan bahwa metode "kait" memberikan sambungan solder yang sangat kuat.

Sekarang masukkan kabel melalui lubang. Tarik perlahan kabel dan dorong platform pemasangan agar bersentuhan dengan tusuk sate. Masukkan setiap set 8 kabel melalui satu lubang di sisi platform pemasangan dan kencangkan bundel dengan selotip listrik. Karena keempat sisi kubus setara, tidak masalah di sepanjang sisi mana Anda mengelompokkan kabel. Saya sarankan pra-membuat terminal kawat pada ini, sehingga Anda dapat dengan cepat merakit rumah kawat.

Untuk koneksi anoda, solder satu kabel ke setiap level dan lewati kabel itu dari salah satu lubang. Anda akan membutuhkan dua klem heat sink untuk mencegah sambungan solder tetangga meleleh.

Setelah Anda memasang kubus, uji kembali setiap LED untuk memastikan semuanya baik-baik saja.

Kiat:

Jangan berhemat pada panjang kawat! Saya pikir kabel saya mudah sepanjang 12 inci, tetapi mereka masih terbukti sedikit lebih pendek.

Sekarang Anda siap untuk menghubungkan semuanya dan menjalankan kubus!

Langkah 8: Kode dan Multiplexing

Karena waktu proyek yang singkat, saya meminjam kode Darrah dan hanya membuat sedikit perubahan. Saya melampirkan versi yang saya gunakan. Dia membuat komentar yang sangat baik untuk kodenya, dan saya sarankan membacanya untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang cara kerjanya. Di sini saya akan menjelaskan dua fitur utama dari kodenya, multiplexing dan modulasi sudut bit.

Multiplexing

Semua proyek kubus LED yang saya baca menggunakan multiplexing, dan ini adalah teknik yang memungkinkan kita untuk mengontrol cahaya individu. Dengan multiplexing, hanya satu lapisan LED yang menyala pada satu waktu. Namun, karena lapisan-lapisan tersebut digilir dengan frekuensi yang sangat tinggi, gambar "tetap" dalam penglihatan kita untuk sementara waktu, dan kita berpikir bahwa cahaya itu masih ada. Dalam perangkat lunak, kami menarik satu lapisan ke TINGGI pada satu waktu dan semua lapisan lainnya ke RENDAH, sehingga hanya LED di lapisan ini yang dapat menyala. Untuk menentukan mana yang menyala, kami menggunakan register geser untuk mengontrol mana dari 64 katoda yang ditarik TINGGI. Sebelum menyalakan lapisan berikutnya, kami mengatur anoda lapisan ini ke LOW sehingga tidak ada lampu di lapisan ini yang bisa menyala. Kemudian kita tarik anoda pada lapisan berikutnya ke HIGH.

Modulasi Sudut Bit

Teknik BAM memungkinkan kita untuk mengontrol kecerahan setiap LED pada skala antara 0 dan 15. Jika Anda tidak memerlukan perubahan kecerahan, Anda tidak perlu menerapkan ini. Pada dasarnya, kami memiliki kontrol empat bit, dan kontrol ini sesuai dengan 15 siklus dari lapisan bawah ke lapisan atas (ingat bahwa untuk multiplexing, kami menyalakan setiap lapisan sekaligus?). Jika kita menulis 1 ke bit pertama, LED yang satu ini menyala saat kita menggilir lapisan untuk pertama kalinya. Jika kita menulis 1 ke bit kedua, LED yang satu ini menyala untuk dua siklus berikutnya. Bit ke-3 sesuai dengan 4 siklus berikutnya, dan bit keempat sesuai dengan 8 siklus berikutnya (jadi kami memiliki 15 siklus dalam satu set lengkap). Katakanlah, kami ingin mengatur LED ke 1/3 dari kecerahan penuhnya, yaitu 5/15. Untuk mencapai ini, kami menulis 1 ke bit pertama dan ketiga dan 0 ke dua lainnya sehingga LED menyala untuk siklus pertama, mati untuk dua berikutnya, hidup untuk empat berikutnya dan mati untuk 8 berikutnya. kami bersepeda melalui ini begitu cepat, visi kami "rata-rata" kecerahan, dan kami mendapatkan 1/3 dari kecerahan penuh.

Kubus LED sebagai tampilan untuk fungsi gelombang?

Salah satu kemungkinan yang kami pikirkan pada awal proyek ini adalah menggunakan tampilan ini untuk menunjukkan fungsi gelombang partikel dalam kotak persegi. Saya memang menulis metode dalam kode Arduino yang memplot keadaan dasar dan keadaan tereksitasi pertama, tetapi ternyata resolusinya tidak cukup memadai. Keadaan dasar tampaknya baik-baik saja, tetapi keadaan tereksitasi pertama memerlukan beberapa interpretasi. Namun, jika Anda menyipitkan mata, Anda dapat mengetahui bahwa fungsinya terlihat seperti satu tonjolan ketika Anda melihatnya dari satu arah, dan itu terlihat seperti siklus gelombang sinus penuh jika Anda melihat dari arah lain. Seperti inilah seharusnya amplitudo fungsi gelombang! Karena bahkan keadaan tereksitasi pertama memerlukan beberapa interpretasi ke belakang, saya tidak mengkodekan yang lebih rumit lainnya.

Langkah 9: Uji Coba

Selamat telah menyelesaikan kubus! Sekarang coba tulis fungsi tampilan Anda sendiri dan bagikan pekerjaan Anda dengan keluarga dan teman:)

Setelah kubus Anda berfungsi dengan benar, rekatkan bagian belakang PCB dengan selotip non-konduktor, karena semua sambungan sekarang terbuka dan mungkin saling pendek.