Arduino Mega 8x8x8 RGB LED Cube: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Jadi, Anda ingin membuat Kubus LED 8x8x8 RGB

Saya telah bermain-main dengan elektronik dan Arduino untuk sementara waktu sekarang, termasuk membangun pengontrol sakelar amp tinggi untuk mobil saya dan Hakim Derby Pinewood enam jalur untuk grup Pramuka kami.

Jadi saya tertarik dan kemudian terpikat ketika saya menemukan situs hebat Kevin Darrah dengan penjelasan terperinci dan video pembuatannya.

Namun ada beberapa area bangunannya yang saya pikir bisa saya tingkatkan.

Di sisi positifnya:

• Penjelasan rinci Kevin tentang kode Arduino yang diperlukan untuk program kompleks ini menyederhanakan sisi pengkodean dari build.
• Saya mendukung penggunaan transistor individual Kevin untuk menggerakkan masing-masing dari 192 katoda. Meskipun ini memerlukan desain perangkat keras yang kaya komponen, ini memungkinkan Anda untuk menggerakkan setiap LED dengan keras tanpa mengambil risiko kelebihan beban pada satu chip driver yang mengelola 8 (atau lebih) LED.

Area yang ingin saya tingkatkan:

• Pasti ada cara yang lebih baik untuk membangun kubus itu sendiri ditambah ada lebih dari 2000 sambungan solder dalam 8x8x8 RGB cub dan jika ada yang gagal/pecah di tengahnya, hampir tidak mungkin untuk mengakses dan memperbaikinya.
• Semua kabel itu!!!! Saya memiliki beberapa pengalaman dalam mendesain PCB di masa lalu sehingga bertujuan untuk membangun satu PCB untuk menampung sejumlah besar komponen yang diperlukan dan kubus itu sendiri

Pencarian lebih lanjut mengungkapkan desain kubus lebih lanjut dari mana saya telah mengambil bidang inspirasi lainnya.

Nick Schulze telah membuat contoh catatan yang luar biasa meskipun dengan pendekatan perangkat keras STP16 yang lebih sederhana dan chipKIT UNO 32bit. Saya memanfaatkan desain kubusnya daripada milik Kevin.

SuperTech-IT berfokus pada penyederhanaan sisi perangkat keras dengan pendekatan PCB tunggal yang mengintegrasikan dan memperluas pendekatan pemrograman Kevin dan Nick dengan fokus menghilangkan semua kabel.

Jadi sebuah rencana telah ditetapkan. Dengan menggunakan skema Kevin, struktur Kubus Nick, rancang satu PCB dan kembangkan solusi untuk menyederhanakan pembuatan dan memperkuat kubus itu sendiri.

Langkah 1: Semua LED itu

8x8x8 = 512 LED RGB. eBay adalah teman Anda di sini dan saya membeli 1000 dari pemasok Cina.

Desain yang saya pilih menggunakan LED RGB Common Anode 5mm - jadi setiap LED memiliki kabel Katoda (negatif) untuk masing-masing dari tiga warna primer (Merah/Hijau/Biru) dan satu kabel Anoda (positif) yang umum untuk masing-masing warna. warna.

Menguji LED

Meskipun murah, saya sedikit khawatir tentang kualitas. Hal terakhir yang ingin Anda temukan adalah LED yang tidak berguna di tengah kubus Anda, jadi saya mulai menguji setiap 512 LED yang akan saya gunakan.

Untuk menyederhanakan pendekatan, saya merancang papan tempat memotong roti kecil dan program Arduino sederhana yang akan menggerakkan dua LED Merah>Hijau>Biru satu per satu dan kemudian semuanya menyala untuk Putih dengan menekan sebuah tombol.

Satu LED akan bertindak sebagai referensi umum untuk semua yang lain untuk memastikan bahwa semua LED memiliki kecerahan yang sama.

Setelah Anda terbiasa mendorong LED ke papan tempat memotong roti, menekan tombol, menonton LED berkedip melalui warna, tidak perlu waktu lama untuk meninjau semua 512. Selain itu saya tidak menemukan satu cacat pun dan sangat senang dengan kualitas LED.

Memilih nilai resistor pembatas arus

Saat papan tempat memotong roti keluar, inilah saat yang tepat untuk menguji dan memvalidasi resistor pembatas arus LED yang harus Anda gunakan. Ada banyak kalkulator di luar sana untuk membantu Anda memilih nilai yang tepat dan itu tidak akan sama untuk semua warna (Merah hampir pasti memiliki persyaratan yang berbeda dari Hijau dan Biru).

Salah satu area utama yang harus diwaspadai adalah warna Putih keseluruhan yang dipancarkan LED saat semua warna RGB menyala. Anda dapat menyeimbangkan nilai resistor untuk menghasilkan warna Putih bersih dalam batas arus LED.

Langkah 2: Menyederhanakan Cube Build

Jig untuk membuat setiap irisan 8x8

Membangun kubus dengan kompleksitas ini tidak bisa dianggap enteng. Ini akan membutuhkan investasi waktu Anda yang signifikan.

Pendekatan yang saya rancang menyederhanakan penyolderan setiap "irisan" vertikal 8x8 kubus dalam satu peristiwa, sebagai lawan membangun garis 8 LED secara bergantian dan kemudian menyolder 8 di antaranya bersama-sama dalam operasi terpisah.

Anda akan membutuhkan jig untuk pendekatan ini dan sedikit waktu yang diinvestasikan di sini menuai keuntungan besar nanti.

Gambar di atas menunjukkan kesederhanaan desain ini.

• Saya menggunakan beberapa kayu lunak 18mm x 12mm yang bersumber dari toko perangkat keras lokal.
• Bor lubang 8 x 5mm di tengah sisi 18mm, terpisah 30mm pada 8 panjang yang memungkinkan panjang tambahan 50mm di setiap ujungnya.
• Gunakan dua panjang kayu di setiap sisi dan perbaiki 8 bagian yang dibor ini untuk memastikan mereka sejajar satu sama lain dan terpisah tepat 30mm.
• Saya akan menyarankan untuk menggunakan beberapa lem kayu selain paku/sekrup saat memperbaikinya bersama-sama. Anda tidak ingin jig ini melentur.
• Di ujung atas dan bawah jig saya mengatur panjang lain dan meletakkan tiga paku/pin panel kecil di file dengan setiap kolom lubang untuk LED. Yang tengah tepat sejajar dan dua lainnya terpisah 5mm di setiap sisi. Kami akan menggunakan paku ini untuk mengamankan panjang lurus kawat yang digunakan untuk membentuk kubus - lebih banyak lagi nanti.
• Anda akan melihat pada gambar-gambar di atas panjang kayu lain dengan sedikit miring ke yang lain. Yang ini akan menjadi penting nanti karena kami akan memotong kabel struktural kami sesuai dengan sudut ini yang secara signifikan akan menyederhanakan posisi setiap irisan vertikal ini ke dalam PCB di kemudian hari.

Luangkan waktu Anda dalam membangun jig ini. Semakin akurat Anda di sini, semakin akurat kubus akhir Anda.

Langkah 3: Mempersiapkan LED

koneksi memimpin LED

Salah satu masalah yang saya miliki pada contoh sebelumnya yang telah saya baca adalah penggunaan sambungan butt sederhana saat menyolder LED ke kawat framing. Ini akan mengarah pada dua masalah utama

• Sangat sulit dan memakan waktu untuk menahan timah LED pada posisinya di sebelah kawat bingkai tanpa bergerak cukup lama untuk memastikan Anda mendapatkan sambungan solder yang baik.
• Sendi pantat bisa patah dengan mudah - sesuatu yang ingin saya hindari.

Jadi saya merancang solusi di mana setiap LED disiapkan dengan lingkaran di ujung setiap timah, di mana kawat pembingkaian lewat yang keduanya menahan kabel pada posisinya selama penyolderan dan juga menyediakan sambungan mekanis selain solder untuk meningkatkan kekuatan.

Kelemahan dari ini adalah bahwa persiapan masing-masing dari 512 LED membutuhkan waktu lebih lama - saya melakukan ini dalam batch 64, sepotong demi sepotong, dan menurunkannya menjadi sekitar 3 jam per potong.

Di sisi positifnya, penyolderan irisan yang sebenarnya menggunakan jig sebelumnya membutuhkan waktu lebih dari satu jam.

Jig lentur LED

Saya merancang jig untuk mendukung penyusunan LED - gambar di atas dengan dimensi kunci.

• Saya mengambil salah satu rel 18x12mm yang digunakan sebelumnya, mengebor lubang 5mm melalui bagian tengah sisi 18mm dan kemudian meletakkan rel ini di atas panel kecil MDF (Anda dapat menggunakan potongan kayu apa pun, inilah yang harus saya lakukan tangan) dan dibawa pada lubang 5mm di rel hingga ke tengah MDF.
• Menggunakan mata bor untuk memastikan lubang di rel dan MDF sejajar, ambil pensil dan gambar garis di sepanjang kedua sisi rel di sepanjang MDF.
• Lepaskan bor dan rel dan Anda akan mendapatkan lubang 5MM di MDF dan dua garis paralel di kedua sisinya yang cocok dengan dimensi rel (terpisah 18mm).
• Gambar garis lain melalui bagian tengah lubang 5mm yang tegak lurus dengan garis rel.
• Saya menggunakan kawat tembaga kaleng 22swg (gulungan 500g sudah cukup) yang memiliki lebar 0,711mm. Saya menemukan online (eBay untuk menyelamatkan lagi) beberapa mata bor 0.8mm dan menggunakan ini sebagai pembentuk di mana saya akan menekuk lead LED untuk membentuk lingkaran.
• Bor tiga mata bor 0,8mm, yang tengah di garis tengah lubang LED 5mm, yang lain berjarak 5mm dan yang terpenting hanya di luar jalur rel jauh dari lubang LED pada papan MDF- tidak di garis tetapi dengan satu sisi bor hanya menyentuh garis rel.
• Mata bor 0.8mm keempat kemudian dibor lagi di garis tengah lubang LED 5mm di jalur rel lainnya dan kali ini tepat di dalam jalur rel. Gambar di atas seharusnya membuat deskripsi ini sedikit lebih jelas.
• Biarkan bor di dalam kayu dengan sekitar 1-15mm tangkai bor menonjol dari MDF.

Sekarang Anda memerlukan alat - proyek yang bagus selalu di mana Anda perlu membeli alat khusus:-). Anda akan membutuhkan tang kecil dengan hidung pesek (eBay lagi seharga £2 - £3). Ini memiliki hidung panjang paralel lurus dan ujung datar - lihat gambar.

persiapan LED

Sekarang tibalah tugas panjang untuk mempersiapkan masing-masing 512 LED. Saya sarankan Anda melakukannya dalam batch. Selengkapnya pada gambar di atas

• Pegang LED di tang dengan empat ujung mengarah ke arah Anda.
• PENTING - Urutan dan orientasi lead sangat penting dalam langkah ini. Anoda akan menjadi lead terpanjang kedua dari empat lead. PASTIKAN INI ADALAH YANG KEDUA DARI KANAN. Jika ini salah dan LED Anda akan gagal menyala dengan benar saat kami mengujinya nanti - saya tahu saya membuat 2 kesalahan dari 512.
• Sambil memegang LED di tang, masukkan bohlam LED ke dalam lubang 5mm di papan MDF seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Anda mungkin perlu sedikit mengosongkan lubang 5mm di bagian atas untuk memastikan Tang terbentang rata pada MDF.
• Tekuk kabel LED di sekitar mata bor secara bergantian untuk membentuk lingkaran. Saya menemukan bahwa jika Anda mundur dari tikungan teduh saat selesai, itu membuka lingkaran naungan dan membantu menghilangkan loop dari mata bor saat mengekstraksi LED dari jig
• Potong kelebihan dari empat ujung yang dekat dengan loop dengan sepasang pemotong kawat kecil.
• Tekuk Anode Loop, yang berdiri sendiri, 90 derajat sehingga loop menghadap tegak lurus ke arah bohlam LED
• Letakkan LED yang sudah jadi di atas permukaan yang rata dan pastikan semua ujungnya rata di sepanjang permukaan, sedikit tekanan pada LED akan menyelaraskan semuanya dengan mudah

Itu dia…. sekarang ulangi 511 kali:-)

Langkah 4: Membangun Irisan

Meluruskan kawat pembingkaian

Jadi kami sekarang memiliki jig untuk membuat irisan 8x8 kami dan bundel LED yang telah diuji dan disiapkan.

Yang Anda butuhkan sekarang adalah beberapa kawat framing. untuk menahan semua LED bersama-sama. Saya menggunakan gulungan 500g kawat tembaga kaleng 22swg (sekali lagi dari eBay)

Sekarang tentu saja Anda ingin meluruskan kawat saat terlepas dari gulungan. Mudah jika belum tugas manual lain. Potong bagian kawat dengan panjang dan pegang kedua ujungnya dengan dua pasang tang dan tarik dan regangkan kawat dengan lembut. Jika Anda baik, Anda akan merasakan kawat meregang dan kemudian Anda bisa berhenti, jika tangan Anda berat kawat akan putus di tang ketika sudah cukup diregangkan. Kedua cara baik-baik saja dan Anda tidak hanya akan meluruskan kawat tetapi juga mengeraskannya sedikit sehingga akan mempertahankan bentuknya.

Untuk setiap bingkai 8x8, Anda memerlukan 24 panjang yang cukup untuk menjalankan seluruh jig Anda dengan beberapa cadangan di ujungnya untuk membungkus pin panel untuk menahan saat menyolder. Selain itu Anda akan membutuhkan 8 panjang untuk kabel Anoda tegak lurus hanya sedikit lebih lebar dari lebar jig.

Membangun irisan 8x8

Sekarang kabel diluruskan, kita sampai pada bagian yang menyenangkan.

• Dengan jig duduk di dua rel vertikal dan 8 rel silang yang dibor menghadap Anda mendorong 8 LED ke dalam satu kolom pada satu waktu dengan tiga kaki LED mengarah ke arah Anda.
• Sekarang masukkan kawat pembingkaian yang diluruskan melalui loop timah LED tengah dari semua 8 LED dan ikat setiap ujungnya dengan melilitkan pin panel.
• Ulangi ini untuk dua kabel bingkai luar.
• Kemudian ulangi langkah di atas untuk 7 kolom lainnya.

Anda sekarang akan memiliki 64 LED yang disatukan dengan 24 kabel pembingkaian vertikal. Pastikan semua LED terpasang rata pada rel kayu dan luruskan kaki LED untuk menghilangkan inkonsistensi.

Sekarang putuskan besi solder Anda dan perbaiki semua 192 koneksi antara loop LED dan kabel framing. Saya tidak akan menjelaskan cara menyolder di sini, ada banyak tutorial bagus yang dapat ditemukan yang menjelaskan ini jauh lebih baik daripada yang saya bisa.

Selesai? Luangkan waktu sejenak untuk mengagumi pekerjaan praktis Anda. Kita masih perlu menambahkan kabel framing Anoda.

Sekarang Anda dapat melihat mengapa kami membengkokkan loop timah anoda 90 derajat.

• Ambil 8 kabel pembingkaian anoda yang diluruskan dan sambungkan lagi melalui masing-masing 8 LED di setiap baris.
• Saya memotong kawat ke lebar jig tetapi tidak mencoba untuk memperbaikinya ke pin panel.
• Setelah selesai, luangkan waktu sejenak untuk meluruskan LED apa pun untuk memastikan Anda memiliki lintasan lurus yang konsisten dan sekali lagi menyolder semua 64 titik koneksi.

Menguji irisan 8x8

Satu potong ke bawah tetapi sebelum Anda memotongnya dari jig, mari kita uji terlebih dahulu. Untuk ini, Anda memerlukan sumber 5v (dari Arduino atau papan tempat memotong roti penguji LED Anda) dan resistor tunggal (apa pun sekitar 100 ohm bisa digunakan).

• Hubungkan satu kabel ke Ground, ini akan digunakan di semua 24 kabel pembingkaian katoda.
• Hubungkan kabel lainnya ke 5v melalui resistor.
• Pegang kabel 5v ke salah satu kabel pembingkaian pada 8 level anoda
• Jalankan kabel Ground di masing-masing dari 24 kabel pembingkaian katoda.
• Periksa setiap LED menyala Merah, Hijau dan Biru untuk masing-masing dari 8 LED yang terhubung ke kabel anoda yang sama.
• Sekarang pindahkan kabel 5v ke tingkat berikutnya dan jalankan pemeriksaan lagi sampai Anda menguji setiap tingkat, setiap LED dan setiap warna.

Jika Anda menemukan satu LED tidak berfungsi maka Anda mungkin mencampur kabel anoda pada LED saat menekuk kabel LED. JIKA Anda menemukan satu tidak bekerja maka saya sarankan Anda memotong menghapus LED, mengambil cadangan siap LED, membuka loop pada memimpin LED, mendorong LED baru ini ke dalam jig dan menekuk kembali loop di sekitar kabel framing sebagai yang terbaik kamu bisa.

Setelah semua diuji, Anda sekarang dapat memotong slide dari jig. Untuk melakukan ini, potong kabel pembingkaian di baris atas dekat dengan loop timah LED dan potong kabel pembingkaian bawah di sepanjang bingkai jig yang sedikit miring.

Tinggalkan semua ujung panjang kawat framing untuk saat ini, kita akan merapikannya nanti saat kita membangun kubus.

Satu turun, 7 lagi.

Saya yakin saya telah memenuhi tujuan pertama saya dan mengembangkan solusi untuk menyederhanakan pembuatan irisan kubus.

Langkah 5: Ke Elektronik

Merancang PCB

Tujuan kedua saya adalah melepas semua kabel tetapi masih menyisakan ruang untuk fleksibilitas.

Untuk itu saya memutuskan bahwa saya akan:

• Lepaskan 6 kabel kontrol prosesor dari papan melalui konektor. Sebagian besar driver kubus yang saya lihat menggunakan turunan SPI untuk transfer data yang memerlukan 4 input - Data, Clock, Output enable dan Latch - ditambah saya menambahkan 5v dan Ground sehingga kami dapat memberi daya pada prosesor dari kabel yang sama.

• Biarkan koneksi serial masuk dan keluar antara chip register geser 74HC595 terbuka sehingga Anda dapat menentukan loop yang berbeda di antara chip.

  • Skema Kevin adalah untuk driver anoda terlebih dahulu kemudian semua 8 chip menggerakkan satu warna berikutnya dan kemudian dua warna berikutnya secara berurutan dengan total 25 register geser.
  • Skema Nicks memiliki loop terpisah kembali ke prosesor untuk setiap warna.
• Biarkan lapisan anoda digerakkan oleh register gesernya sendiri atau langsung dari prosesor dengan 8 koneksi terpisah.

Selain itu saya ingin

• Gunakan melalui komponen lubang (seperti yang biasa saya lakukan).
• Batasi diri saya pada papan PCB dua lapis (sekali lagi seperti dalam pengalaman saya).
• Letakkan semua komponen di satu sisi PCB (bagian bawah) dan biarkan irisan LED disolder langsung ke sisi atas PCB.

Jadi itu akan berakhir menjadi papan besar (270mm x 270mm) untuk mendukung kubus dengan jarak 30mm antara LED - meskipun demikian masih sulit untuk masuk ke semua komponen dan jejak.

Saya telah menggunakan beberapa perangkat lunak desain PCB yang berbeda di masa lalu dengan sukses.

Untuk kemudahan penggunaan Pad2Pad sangat bagus tetapi Anda terkunci dalam biaya produksi yang mahal karena Anda tidak dapat mengekspor file Gerber. Untuk build ini saya menggunakan DesignSpark (tidak semudah digunakan seperti Pad2Pad tetapi dapat mengekspor file gerber) dan sejak itu telah bereksperimen dengan Eagle (alat yang sangat mumpuni tetapi saya masih terus belajar).

Saya tidak berani menambahkan jam yang dihabiskan untuk desain perangkat lunak PCB, butuh beberapa upaya untuk mendapatkan yang benar tetapi saya sangat senang dengan hasilnya. Ada beberapa jejak yang hilang di versi pertama saya tetapi mudah untuk diganti. Untuk pembuatan sejumlah kecil PCB saya menggunakan dan akan merekomendasikan SeeedStudio. Respon yang baik untuk pertanyaan, harga yang kompetitif dan pelayanan yang cepat.

Saya sejak mempertimbangkan untuk merancang versi SMD yang kemudian dapat saya buat dengan semua komponen yang sudah ditempatkan dan disolder.

Banyak komponen

Adapun komponen yang saya gunakan berikut (menyelaraskan dengan skema Kevin)

• 200 transistor NPN 2N3904
• 25 kapasitor 100nF
• 8 kapasitor 100uF
• 8 MOSFET IRF9Z34N
• 25 register geser 74HC595
• 128 82 Ohm 1/8W resistor (Resistor pembatas arus LED merah)
• 64 130 Ohm 1/8W resistor (Resistor pembatas arus LED Hijau & Biru)
• 250 resistor 1k Ohm 1/8W (dengan beberapa tambahan)
• 250 resistor 10k Ohm 1/8W (dengan beberapa tambahan)
• 1 catu daya 5v 20A (lebih dari cukup)
• 1 Arduino Mega (atau prosesor pilihan Anda)
• beberapa pin header baris tunggal untuk terhubung ke Arduino
• beberapa kabel jumper untuk membuat loop masuk/keluar serial antara register geser
• kabel header 6 pin ke konektor papan
• kabel dan steker catu daya 240v

Saya menggunakan dan akan merekomendasikan Komponen Farnell untuk memesan ini di Inggris, terutama mengingat layanan hari berikutnya dan harga yang kompetitif.

Menyolder … banyak menyolder

Kemudian beberapa jam menyolder semua komponen ke papan. Saya tidak akan membahas detailnya di sini, tetapi beberapa pelajaran yang saya pelajari adalah:

• Simpan pompa solder dan sumbu solder di tangan - Anda akan membutuhkannya.
• Pena fluks benar-benar berfungsi meskipun berantakan untuk dibersihkan setelahnya
• Gunakan solder berdiameter kecil - Saya menemukan yang terbaik adalah solder fluks 0,5mm 60/40 Timah / Timbal 2,5%.
• Kaca pembesar berguna untuk melihat jembatan solder apa pun.
• Luangkan waktu Anda, lakukan batch pada satu waktu dan periksa semua sambungan sebelum melanjutkan ke area berikutnya.
• Seperti biasa, jaga kebersihan ujung besi solder Anda.

Mengingat warna Merah dari LED mungkin akan membutuhkan nilai resistor yang berbeda dengan Hijau dan Biru, saya menandai resistor pembatas arus pada PCB A, B dan C. Sekarang adalah waktu untuk menentukan orientasi akhir irisan sebagai perbandingan ke PCB untuk menentukan ujung LED mana yang terkait dengan lokasi resistor pembatas arus mana.

Setelah selesai saya membersihkan papan dengan pembersih PCB, mencucinya dengan sabun dan air dan mengeringkannya secara menyeluruh.

Menguji PCB Anda yang sudah jadi

Sebelum kita meletakkan ini di satu sisi, kita perlu menguji apakah semuanya berfungsi.

Saya memuat kode Arduino Kevin (untuk mega Anda perlu membuat beberapa perubahan kecil) dan mengembangkan program pengujian sederhana yang akan menyalakan dan mematikan semua LED secara terus menerus.

Untuk mengetes:

• Saya membuat kabel pengujian LED dengan mengambil satu warna LED, memegang resistor 100 Ohm ke salah satu ujungnya dan kemudian menambahkan kabel panjang ke masing-masing ujung yang terbuka. Sedikit pita listrik di sekitar lead terbuka untuk menghentikan arus pendek dan menandai kabel positif (anoda) dari LED.
• Hubungkan prosesor Anda (dalam kasus saya Arduino mega) ke papan dengan 6 konektor
• Hubungkan daya ke papan dari catu daya
• Hubungkan kabel uji Anoda ke sumber 5v di papan
• Kemudian pasang kabel Katoda dari kabel pengujian LED ke masing-masing konektor katoda kubus PCB secara bergantian.
• Semua baik-baik saja, LED pada kabel pengujian harus menyala dan mati, jika demikian pindah ke yang berikutnya.
• Jika tidak berkedip maka Anda akan menemukan kesalahan. Pertama-tama saya akan memeriksa sambungan solder Anda untuk sambungan kering, di luar itu saya sarankan Anda bekerja secara bergantian dari register geser yang memeriksa komponen pada suatu waktu.

Uji semua 192 katoda kemudian ubah kode Anda untuk menguji driver lapisan anoda, tukar kabel uji LED Anda dan hubungkan ke ground dan uji masing-masing dari 8 driver lapisan.

Setelah Anda menyelesaikan dan menguji PCB, kesenangan benar-benar dimulai - sekarang untuk membangun kubus.

Langkah 6: Membangun Kubus

Mempersiapkan konektor level Anoda Anda - jig lain

Kami memiliki satu item lagi untuk dibuat sebelum kami mulai menyolder irisan 8x8 Anda ke PCB.

Saat kita menambahkan irisan, kita perlu menambahkan kurung kurawal ke bagian luar setiap irisan yang menghubungkan irisan horizontal bersama-sama.

Mengingat kami menghubungkan semua LED dengan loop ke kabel framing, jangan berhenti sekarang.

Untuk membangun kawat gigi silang anoda:

• Ambil panjang lain dari kayu yang Anda gunakan untuk rel dan buat garis di tengah rel.
• Buat 8 tanda di sepanjang garis ini dengan jarak 30mm.
• Ambil 8 dari mata bor 0,8 mm dan bor ke dalam kayu, biarkan mata bor di dalam kayu dengan shank menonjol sekitar 10 mm dari permukaan.
• Potong panjang kawat bingkai dan luruskan seperti sebelumnya.
• Bungkus salah satu ujung kawat di sekitar mata bor pertama membentuk lingkaran dan kemudian lingkarkan kawat di sekitar setiap mata bor berikutnya membentuk kawat lurus dengan 8 putaran di sepanjang panjangnya.

Ini membutuhkan beberapa latihan tetapi cobalah dan manipulasi kawat setelah membentuk semua loop untuk mendapatkan kawat selurus mungkin. Lepaskan kabel dengan hati-hati dari mata bor lalu coba luruskan sepenuhnya.

Untuk kubus terakhir, Anda akan membutuhkan 16 panjang kawat masing-masing dengan 8 loop, tetapi selama proses konstruksi, akan berguna untuk memiliki sejumlah dua dan tiga panjang loop untuk menopang setiap irisan baru dengan tetangganya.

Akhirnya kita bisa membuat kubus

Kita harus menaikkan PCB dari permukaan untuk menyelaraskan dan menurunkan setiap irisan ke PCB. Saya menggunakan beberapa kotak plastik kecil di kedua sisi PCB.

Mengingat orientasi irisan yang Anda pilih sebelumnya saat menentukan lokasi resistor pembatas arus, Anda sekarang dapat menurunkan irisan pertama ke dalam lubang di PCB di salah satu ujungnya. Saya sarankan Anda mulai dengan set lubang terjauh dari Anda dan bekerja ke arah diri Anda sendiri.

Di sinilah kita melihat keuntungan memotong kabel framing katoda secara miring. Ini akan memungkinkan Anda untuk menemukan masing-masing dari 24 kabel katoda satu per satu.

Untuk mendukung irisan dan menentukan lokasi vertikalnya, saya menggunakan rel kayu yang kami gunakan untuk membuat konektor anoda dan meletakkannya di sepanjang PCB di bawah set LED pertama. Dengan kotak insinyur yang digunakan untuk memastikan irisan tegak lurus terhadap PCB dan sejajar dari ujung ke ujung, Anda sekarang dapat menyolder kabel pembingkaian katoda ke PCB.

Anda dapat menguji irisan ini sekarang tetapi saya menemukan yang terbaik untuk menempatkan dua irisan pertama ke PCB dan menggunakan konektor anoda 2 loop pendek di beberapa tempat di sepanjang dua irisan sebelum pengujian awal untuk membuat dua irisan pertama ini lebih stabil. Setelah dua yang pertama ini, uji setiap irisan secara bergantian sebelum menambahkan yang berikutnya.

Menguji irisan

Driver anoda berada di sepanjang salah satu sisi PCB dan ada lubang di PCB di mana kita akhirnya akan menghubungkan setiap lapisan ke drivernya. Untuk saat ini kita akan menggunakan ini dengan beberapa kabel log dan 8 klip buaya mini untuk dilampirkan ke setiap lapisan di setiap irisan secara bergantian.

Dengan katoda disolder ke PCB dan anoda terhubung ke driver dengan kabel dan klip, kami kemudian dapat menguji irisan dengan memodifikasi kode yang kami gunakan untuk menguji PCB dengan animasi baru.

• Tulis animasi sederhana untuk menyalakan semua LED di irisan Anda setiap warna pada satu waktu (semua Merah, lalu Hijau lalu Merah, lalu semua untuk Putih). Anda dapat menentukan nomor irisan sebagai variabel sehingga Anda dapat mengubahnya saat Anda menguji setiap irisan secara bergantian.
• Hubungkan prosesor dan daya ke PCB dan hidupkan.
• Periksa semua LED menyala dalam semua warna.

Satu-satunya cacat yang saya amati di sini adalah karena sambungan kering pada salah satu kabel rangka katoda vertikal.

Solder dan uji setiap irisan secara bergantian.

Hampir sampai. Ada dua elemen lagi yang perlu kita tambahkan ke kubus sekarang kita telah menyolder dan menguji semua 8 irisan.

Konektor lapisan anoda

Sekarang kita dapat memutuskan konektor anoda dengan 8 loop yang Anda siapkan sebelumnya.

Masukkan ini melintasi irisan yang bergabung dengan lapisan yang sama di setiap irisan pada kedua slide. Saya memindahkan milik saya sampai jaraknya sekitar 5mm dari kabel katoda LED terdekat. Pastikan mereka terlihat lurus dan rata sebelum menyolder semua loop dan gabungkan masing-masing dari 8 lapisan anoda bersama-sama.

Konektor driver anoda

Lepaskan semua kabel yang sebelumnya digunakan untuk menguji irisan dari lubang driver anoda di PCB dan pastikan lubangnya bersih dari solder - sumbu solder adalah teman Anda di sini.

Masing-masing dari 8 driver anoda pada PCB harus dihubungkan ke lapisan individu pada PCB. Driver anoda yang paling dekat dengan sambungan listrik pada PCB harus dihubungkan ke level terendah, kemudian bekerja kembali secara bertahap ke arah belakang PCB dan lapisan ke-8.

Tekuk sudut kanan kecil di sepotong kawat framing lurus dan turunkan sisi panjang kawat melalui kubus ke dalam lubang driver anoda pada PCB. Pastikan kabel lurus dan rata, tidak menyentuh kabel lain di dalam kubus dan kemudian solder ini ke lapisan anoda kubus dan ke PCB

Lengkap untuk semua 8 driver anoda.

Langkah 7: Selesai

Pembangunan sudah selesai, Anda selesai.

Dengan semua persiapan, pembuatan, pengujian yang telah Anda lakukan sekarang menjadi sederhana.

• Hubungkan catu daya ke PCB
• Hubungkan prosesor ke PCB.
• Nyalakan.
• Muat atau aktifkan animasi di perangkat lunak Anda, unggah ke prosesor dan biarkan bekerja

Membuat kasus

Anda ingin melindungi investasi Anda setelah menghabiskan semua waktu ini.

Kami membuat kasing dari beberapa papan kayu ek dan selembar lembaran kecil dan membuat tarikan di bagian belakang di mana kami dapat mengakses catu daya dan Arduino serta memasang colokan USB ke bagian belakang kasing untuk memungkinkan akses yang lebih mudah untuk memprogram ulang.

Kemudian kami menyelesaikannya dengan kotak akrilik dari acrylicdisplaycases.co.uk. Sangat baik direkomendasikan.

Ke Anda

Sekarang ada dua hal yang dapat Anda pikirkan:

• Dukungan/kotak apa yang ingin Anda rancang dan bangun untuk mendukung PCB dan menampung catu daya dan prosesor - saya akan menyerahkannya pada imajinasi Anda.
• Masuk ke kode dan mulai merancang dan menulis animasi Anda sendiri. Kevin, Nick, dan SuperTech-IT telah melakukan beberapa pekerjaan hebat di sini untuk memulai perjalanan Anda.

Langkah 8: Klip Produk Akhir dalam Tindakan

Terima kasih saya kepada Kevin dan SuperTech-IT untuk animasi ditambah beberapa animasi saya sendiri yang telah saya buat hingga saat ini

Langkah 9: Animasi - Ular

Salah satu animasi saya sendiri untuk dibagikan menggunakan kode Kevin Darrah

Panggil yang berikut ini di void Loop

ular (200); // Iterasi

Langkah 10: Setelah Anda Ke Alur

Kakak saya dan saya sekarang telah membangun masing-masing dan kami sedang mengerjakan yang ketiga:-)

PEMBARUAN - Kubus ketiga sekarang telah selesai dan kami akan menjual yang ini di eBay bersama dengan dua papan PCB cadangan (dan instruksi).

Kami akan membuat beberapa revisi pada PCB terutama untuk mendukung pengembangan proyek kami berikutnya - kubus LED 16x16x16 RGB

Langkah 11: Versi Terbaru dari Kode Mega Arduino Saya

Terlampir Anda akan menemukan di sini versi terbaru dari kode saya.

Ini sebagian besar diambil dari solusi yang dikembangkan oleh Kevin Darrah di sini, tetapi saya telah porting ini ke Arduino Mega dan ditambahkan ke animasi baik dari sumber lain atau dikembangkan sendiri.

Pin pada Arduino Mega adalah:

• Kait - pin 44
• Kosong - pin 45
• Data - pin 51
• Jam - pin 52