—ветодиодный куб 4х4х4 на Arduino

14.02.2014, 08:09
»сточник: cxem.net


¬ этой статье описано создание светодиодного куба 4х4х4 на ардуино. Arduino (Freeduino) имеет 20 контактов (вместе с контактами ј÷ѕ), поэтому можно обойтись без регистров сдвига.

LED куб 4х4х4 на Arduino


—писок элементов

1. 64 —ветодиода
2. 16 –езисторов
3. 1 Arduino (€ использовал Freeduino)
4. 1 ћакетна€ плата
5. ѕа€льник
6. ƒрель
7.  усок дерева


¬ыбор светодиодов

—ветодиоды бывают разной формы, размера и цвета. Ќам необходимы светодиоды рассе€нного свечени€. — ними куб будет красиво смотретьс€ со всех сторон, т.к. светодиоды рассе€нного свечени€ свет€т во все стороны, а нерассе€нного в основном вверх. я решил использовать 5мм супер €ркие светодиоды. 3 мм светодиоды хорошо смотр€тс€ в кубах большего размера, а дл€ это малы, но если хотите можете использовать их. я купил светодиоды нерассе€нного свечени€, и мне пришлось точить каждый на наждачной бумаге.

ѕеред сборкой куба € рекомендую проверить каждый светодиод. ѕросто подайте на него +5¬ через резистор. ≈сли куб будет изготовлен с неисправным светодиодом, помен€ть его бывает затруднительно. ” большинства светодиодов положительный вывод (анод) более длинный, чем отрицательный (катод). “акже можно посмотреть светодиод на свет, при этом будут видны два кусочка метала. ћеньший из них это положительный вывод (анод).

–асчет резистора

Ќоминал резистора будет зависеть от типа ваших светодиодов. »спользу€ закон ќма U = IR, мы можем рассчитать резистор. ћы должны знать максимальный рабочий ток и падение напр€жени€ на светодиоде. ” моих светодиодов падение напр€жени€ 3.4¬ и максимальный ток 20мј. Ќа выводах Arduino 5¬ и мы получаем (5-3.4) / 0.020 = 80. ” нас получилось значение 80ќм. „тобы продлить срок службы светодиода, € использовал резисторы 100 ќм. –ассчитать сопротивление дл€ светодиода вы можете на он-лайн светодиодном калькул€торе.

ќсновной принцип куба

 уб 4x4x4 будет содержать 64 светодиода


 уб 4x4x4 будет содержать 64 светодиода собранных в 16 столбцов и 4 горизонтальных сло€. јноды(+) всех светодиодов каждого столбца соединены вместе. —лои состо€т из соединЄнных катодов светодиодов. ƒл€ управлени€ светодиодами надо подать 5¬ на необходимый столбец и GND на необходимый горизонтальный слой. ƒл€ предотвращени€ превышени€ тока можно запускать только один слой и столбец одновременно. ƒл€ зажигани€ нескольких светодиодов или всего куба сразу мы будем использовать динамическую индикацию, т.е. переключать их с частотой больше воспринимаемой человеком. Ќапример, если надо зажечь третий светодиод на четвертом столбце, необходимо подать на столбец HIGH (5¬) и на слой LOW (0¬).

»зготовление шаблона

ƒл€ сборки красивого симметричного куба нам потребуетс€ шаблон. Ёто кусок доски с просверленными в нем на равном рассто€нии отверсти€ми. ƒл€ создани€ шаблона нам понадобитс€ кусок доски, сверла и измерительные инструменты. –ассто€ние между отверсти€ми определ€етс€ длиной согнутого катода светодиода. ƒлина согнутого катода моего светодиода оставл€ет около 25мм, поэтому € вз€л рассто€ние между светодиодами примерно 23мм. –азмер отверстий необходимо подобрать так, чтобы светодиод сидел в них не слишком туго и не слишком свободно.



»зготовление слоев куба

сборка красивого симметричного куба


»ме€ шаблон мы можем начать собирать слои. —тарайтесь не перегреть светодиоды, т.к. это может привести к выходу их из стро€.


Ќачните с углового светодиода и направьте его согнутый катод за пределы куба. «атем разместите и припа€йте следующий светодиод в линии с торчащим выводом. «атем припа€йте другую линию. —делайте таким образом 4 сло€.

—борка куба

 огда у нас есть все слои, можно приступить к сборке куба. ѕоложите один из слоев в шаблон, и немного поотгибайте верхние концы торчащих выводов. ѕрипа€йте к ним следующий слой светодиодов. ƒл€ соблюдени€ рассто€ний между сло€ми € использовал ластик уменьшенный до нужных размеров. —па€йте таким образом все 4 сло€ между собой.



ќснова

ƒл€ основы куба € использовал макетную плату. “акже на ней были размещены резисторы. Ёта часть проекта выгл€дит не очень хорошо, т.к. € торопилс€. ¬ы можете сделать еЄ намного лучше.

—ветодиодный куб


—борка светодиодного куб 4х4


—обираем свнтодиодный куб 4 на 4


 орпус

ћне надоели посто€нно болтающиес€ провода, и € решил сделать корпус. —ам корпус € сделал из ƒ—ѕ, а колпак на куб из акрила. я покрасил печатную плату и ƒ—ѕ дл€ улучшени€ внешнего вида. ” мен€ не было инструментов дл€ нарезки акрила, поэтому € решил использовать самодельный резак. ѕри помощи него по акрилу проводитс€ несколько линий, по которым он ломаетс€.

ƒл€ LED куба сделал корпус


ѕрошивка

—оздание прошивки может зан€ть некоторое врем€, особенно если вы новичок, т.к. хороших книг по программированию достаточно мало. ” мен€ было мало времени, поэтому € делал не очень сложную прошивку. ќднако мне удалось сделать несколько программ, и гл€д€ на них вам будет легче во всем разобратьс€. ћо€ прошивка прилагаетс€ ниже.

ѕомните о динамической индикации, и зажигайте только один слой за раз (хот€ в моЄм коде это не везде соблюдаетс€ и Arduino нормально работает, лучше не экспериментировать).  огда на слое LOW(0¬), а на столбце HIGH(+5¬) по€вл€етс€ разность потенциалов, что позвол€ет току проходить через светодиод.  огда на слое HIGH(+5¬), разности потенциалов нет, и светодиоды не загораютс€.  огда на столбе HIGH(+5¬), на нем горит светодиод заданного сло€.  огда на столбе LOW(0¬), светодиоды не гор€т.



https://cxem.net/arduino/files/arduino40_LEDCube_4x4x4.zip

 лючевые слова:
—ветодиодный куб
јрдуино куб
4х4х4 куб
светодиод
светодиоды
Arduino
4х4х4
Freeduino
свечени€
шаблон
корпус
акрил
катод
–оботы на платформе јрдуино
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

ѕроекты на платформе јрдуино


—екреты монтажа —ептика из бетонных колец. ≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.