Comment faire un cube mené arduino palpitation qui ressemble, il est venu de l`avenir

Si vous avez tâté avec quelques projets Arduino débutants, mais cherchez quelque chose d`un peu permanent et sur un tout autre niveau de génial, l`humble 4 x 4 x 4 cube LED est un choix naturel. La construction est beaucoup plus facile que vous pourriez penser, et en utilisant un multiplexage nous pouvons contrôler toutes les LED directement à partir de seulement une seule carte Arduino Uno. Il est super pratique de soudure, et le coût total des composants ne devrait pas venir à plus d`environ 40 $.

Aujourd`hui, je vais détailler à fond du côté de la construction des choses, et en fournissant un logiciel pour fonctionner sur ce que les deux est impressionnant et vous enseigne les bases.

Tu auras besoin de

• Un Arduino. Le code fourni suppose une Arduino Uno, mais il pourrait être ajusté à un plus grand modèle aussi.
• 64 LED - le choix exact est à vous, mais j`utilisé ces SuperBright LED bleues de 3 mm (3.2v 30mA) @ 2,64 £ pour 50.
• 16 Résistances de la valeur appropriée pour vos LED. Pour les LED au-dessus, 99 pence acheté 100 de ces derniers. Utilisez ledcalc.com - entrer 5v pour la tension d`alimentation, la tension des diodes électroluminescentes (dans mon cas 3.2) et le courant en milliampères (3.2). Votre résistance souhaitée sera affichée dans la case « La plus proche résistance nominale supérieure », puis effectuez une recherche juste pour cette valeur sur eBay.
• Certains fil d`artisanat de renforcer la structure de base et pour la décoration - je 0.8mm épaisseur.
• UNE carte de prototypage d`un certain type que vous pouvez souder tous vos bits. J`utilisé un qui n`a pas eu le long des pistes pleines comme je n`ai pas de coupe de piste, mais utilise tout ce qui vous convient. Un bouclier de prototypage Arduino est un peu trop petit mais, à moins que vous serrez vraiment vos LED ensemble.
• fil composante aléatoire - quelques brins de câble réseau et certains des fils de prototypage à partir d`un kit fonctionnera bien.
• Pinces crocodile ou « mains » sont utiles pour la tenue de morceaux en place.
• Fer à souder, et de la soudure.
• Certains bois de rebut.
• Une perceuse, avec le bit de même taille que vos LED.

Remarque: les dessins 3D dans ce tutoriel ont été faites en quelques minutes à l`aide TinkerCAD. J`ai suivi une construction existante détaillée sur Instructables par l`utilisateur forte1994, que vous pouvez également lire avant d`essayer cela.

Assurez-vous de lire toutes ces instructions premier avant d`essayer par vous-même.

Le principe de cette conception

Avant de commencer la construction, il est important d`avoir un aperçu complet de la façon dont cette chose va travailler afin que vous puissiez improviser et identifier les erreurs que vous progressez. Certains cubes LED utilisent une broche de sortie unique pour chaque LED unique - mais dans un cube de 4x4x4, qui aurait besoin 64 broches - que nous n`avons certainement pas sur un Arduino Uno. Une solution serait d`utiliser registres à décalage, mais cela est inutilement compliqué.Programmation Arduino - Jouer avec les registres de décalage (a.k.a encore plus LED)Programmation Arduino - Jouer avec les registres de décalage (a.k.a encore plus LED)Aujourd`hui, je vais essayer de vous apprendre un peu plus sur les registres de décalage. Ce sont une partie assez importante de la programmation Arduino, essentiellement parce qu`ils élargissent le nombre de sorties que vous pouvez utiliser, en échange de ...Lire la suite

Afin de contrôler toutes ces LED en seulement 20 broches, nous allons utiliser une technique appelée multiplexage. En brisant le cube en 4 couches séparées, nous avons seulement besoin broches de commande pour 16 LED - ainsi allumer une LED spécifique, il faut activer à la fois la couche et la tige de commande, nous donnant une exigence totale de 16 + 4 broches. Chaque couche a une cathode commune - la partie négative du circuit - si toutes les branches négatives sont reliées entre elles et connectées à une seule broche pour cette couche.

Video: Gérard Delahaye - Hop-là c'est le vent - Clip

Sur l`anode (positif) côté, chaque DEL est connectée à la DEL de la couche au-dessus et au-dessous correspondant lui. Essentiellement, nous avons 16 colonnes des jambes positives et 4 couches du négatif. Voici quelques vues 3D des connexions pour vous aider à comprendre:

Construction

Étant donné que nous n`utiliserons une structure métallique pleine de soudure, nous voulons que toutes les pattes des LED se chevauchent d`environ un quart et donnent de la rigidité à la structure. Replier la cathode de vos LEDs - du côté de l`encoche plane de la tête et la jambe plus courte - dessus comme indiqué sur le schéma. (Il n`a pas vraiment d`importance si vous le plier à gauche ou à droite, tant que vous êtes cohérent et il ne touche jamais l`anode)

La première partie critique de ce projet fait un gabarit en bois. Celle-ci contiendra une couche de LED pendant que vous souder les jambes ensemble, donc il a besoin d`être précis et pas trop lâche. En utilisant le même foret de taille que vos LEDs, mesurer puis percer un 4 × 4 matrice équidistant des trous. Gardez à l`esprit que vous voulez environ un quart de la jambe à se chevaucher avec son voisin, et ne pas utiliser une règle réelle. Vérifiez chaque trou pour assurer une LED peut être bien ajusté, mais pas si serré que vous ne serez pas en mesure de le faire à nouveau, ou vous aurez des problèmes lorsque vous essayez d`enlever une couche entièrement soudée.

Souder les cathodes de 4 rangées de LEDs. Veillez à ne pas brûler les LED - vous voulez un bon fer chaud, et d`être dedans et dehors. Voici mes quatre premières lignes terminées.

Maintenant, pour renforcer la rigidité de la couche, couper et souder deux bits consécutifs de fil de métier à chaque extrémité, faisant en sorte qu`ils se connectent à chaque rangée. Ceci est votre première couche complète. Laisser les jambes en excès qui sort sur le côté pour l`instant.

Video: Hop là ! C'est le vent

Maintenant serait un bon moment pour tester - il suffit de charger l`application de clignotement par défaut Arduino, et avec une résistance connectée, mettez le sol au cadre de la couche, et appuyez sur le fil positif à chaque LED à son tour.

Si tout va bien, ils seront tout de lumière. Sinon, assurez-vous que vous avez non seulement manqué quelque part un joint de soudure, et remplacer le Si nécessaire LED.

Retirer ce que la couche de gabarit, et répéter le processus 3 fois.

Ne vous inquiétez pas si votre soudure est pas parfait - tant qu`il ne va pas se casser et la connexion est solide, il ne sera pas affecter le produit final. Je l`avoue, ma soudure était assez désespérée, mon gabarit est enlevé, et tout ressemblait à la tour penchée de Pise. Pourtant, je suis fier du cube fini, et quand les voyants sont allumés, vous ne vont pas être à la recherche au niveau des joints de soudure de toute façon!

couches rejoindre

Une fois que vous avez 4 couches terminées, vous aurez envie de se joindre à toutes les branches verticales ensemble. Je trouve que cela est le plus difficile de la construction, et pour faciliter le processus que je coupe une colonne montante de carte.

Cela a gardé les couches à la hauteur appropriée, mais beaucoup des jambes encore ne serait pas aligner parfaitement - pour cela, je quelques pinces crocodile pour les maintenir en place.

1er idiot erreur à éviter

Seulement après avoir terminé une couche complète que j`ai réalisé ma colonne montante de la carte a été coincé en place, donc je devais le couper! Ne pas faire la même erreur que je l`ai fait - faire la colonne montante plus sur le côté, et joignez les morceaux de la carte en dehors du cube, alors quand vous avez terminé la couche, vous pouvez déconstruire la colonne montante et retirez la carte.

2ème idiot erreur à éviter

Ne pas souder la jambe verticale au cadre de cathode, évidemment. jambes verticales ne doivent se connecter à d`autres branches verticales, et rien d`autre.

Encore une fois, le test après chaque couche a été fixée. Testez toutes les couches, en fait, ne touchant que le fil positif à la pointe de la couche supérieure, assurant ainsi que vous avez un bon contact en passant par toutes les couches.

Lorsque les 4 couches ont été soudées ensemble, je me mis à nettoyer un peu - je suis parti d`une seule jambe étendue sur chaque couche dans une sorte de mode pas à pas de pierre - ce serait abandonné vers le bas au conseil d`administration plus tard. Les autres bits parasites de structure métallique et les jambes ont été coupées. De toute évidence, ne coupez pas les branches verticales - nous devons les mettre en notre conseil protoytping.

Fixation au Conseil

Rappelez-vous quand je l`ai dit chaque couche de fixation à lui-même était le plus dur? J`ai menti. Essayer de tenir 16 pieds dans les trous minuscules LED sur une carte de prototypage est en fait plus difficile. La façon la plus simple que j`ai trouvé percez à 4 à la fois, les fixer en dessous avec des pinces crocodile, puis passer à la ligne suivante de 4. Utilisez un stylo marqueur pour marquer l`espacement à l`avance si ça aide.

Avec le recul, je l`aurais placé les résistances dans la protoboard première, en fait. Comme il est, je les jambes toutes soudé du cube dans la carte, puis a essayé de presser délicatement des résistances entre chacun. Apprenez de mon erreur, et placez vos résistances en premier.

J`ai essayé de les espacer également d`une façon pas à pas si je pouvais utiliser tout un côté du cube pour toutes les connexions finales à l`Arduino. Voici le schéma que je suis allé avec:

Pour les quatre couches négatives, je laissai tomber un seul fil vers le bas de chaque couche, puis juste les a traînés sur le côté, comme ceci:

Video: Hop là ! C'est le vent ! (Gérard Delahaye) Reprise

Enfin, j`ai ajouté quelques fils de bougie que je pouvais placer dans les broches pertinentes Arduino. Utilisez le plus type que vous avez. Note Je foiré l`ordre dans des endroits en raison d`une mauvaise planification. Chaque rangée de LED est de couleur codée cependant.

C`est tout. Fini!

Programmation Votre Cube

Je sais que vous ne pouvez pas attendre pour obtenir cette chose a tiré, donc brancher les 4 couches négatives en E / S analogiques ports A2 (de couche inférieure) par A5 (de couche supérieure) (Ceux-ci peuvent également agir en tant que E / S numérique). puis brancher dans les 16 broches de commande de LED, en commençant par +1 à l`extrême droite à numérique I / O port 0, avec +15 et +16 entrer dans analogique A0 et A1. (Ne pas utiliser AREF et GND)

Téléchargez les modèles de démonstration et le code de l`utilisateur instructable forte1994. Il a également fourni un outil en ligne utile pour la conception des modèles d`octets pour personnaliser votre propre séquence. Voici une vidéo de ce code en action sur mon cube (I ajusté la vitesse à 5, au lieu de la valeur par défaut 20).

Video: jess REVE COOL

Ce n`est pas la seule façon de programmer votre cube, bien sûr, alors laissez-moi passer quelques minutes vous enseigner les bases de faire vos propres modèles programme, plutôt que la lecture des modèles prédéfinis comme la démo ci-dessus ne.

Il y a quelques choses que vous devez savoir lorsque vous essayez de programmer votre cube:

1. Pour répondre à une seule LED, vous utilisez un avion (Couche) nombre de 0 à 3, et un certain nombre broche LED 0-15. Tourner le plan de sortie LOW (puisque c`est la branche négative) et le nombre de broches LED HIGH (la branche positive) pour activer la LED.
2. Avant activiting une seule LED, assurer que tous les autres plans sont éteints - qui les moyens mis à la sortie HIGH. Le non-respect cela se traduit par une colonne de LED étant allumée plutôt qu`une seule LED.

Dans cet esprit, je l`ai fait deux séquences de programmation très simples pour vous examiniez - télécharger le code d`ici. Les premières lumières simplement chaque LED, un par un, dans l`ordre. Nous utilisons deux pour les boucles pour cela, itérer sur chaque couche et chaque broche de commande.

La seconde est une boucle aléatoire (vous aurez besoin de commenter la première et activer ce dans la boucle principale pour le tester). Il prend simplement une couche aléatoire, et la broche de commande aléatoire, les clignotants et hors tension.

Résumé

Ne vous laissez pas intimiated par cette construction - Je suis vraiment manque de compétences à souder, et j`ai réussi ce bien (Je pense?). Le temps total de construction était une heure par jour pendant une semaine. La prochaine fois, je vais tenter de vous enseigner une programmation plus ambitieux pour le cube, donc j`espère que vous vous joindrez à moi dans la construction de votre propre cube cette semaine et charger un nouveau code sur la semaine prochaine - et si vous faites votre propre des applications impressionnantes ou séquences, s`il vous plaît les télécharger sur Pastebin et laissez-nous savoir dans les commentaires!