Cubo LED RGB Arduino Mega 8x8x8: 11 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Quindi, vuoi costruire un cubo LED RGB 8x8x8

Ho giocato con l'elettronica e con Arduino per un po' di tempo ormai, inclusa la costruzione di un controller per interruttori ad alto amplificatore per la mia auto e un Pinewood Derby Judge a sei corsie per il nostro gruppo di scout.

Quindi sono rimasto incuriosito e poi agganciato quando ho trovato l'ottimo sito di Kevin Darrah con le sue spiegazioni dettagliate e la creazione di video.

Tuttavia c'erano un paio di aree della sua costruzione che pensavo di poter migliorare.

Il lato positivo:

• Le spiegazioni dettagliate di Kevin del codice Arduino richiesto per questo programma complesso hanno semplificato il lato della codifica della build.
• Sostengo l'uso di singoli transistor da parte di Kevin per pilotare ciascuno dei 192 catodi. Sebbene ciò richieda un design hardware ricco di componenti, consente di pilotare ogni LED senza rischiare di sovraccaricare un singolo chip del driver che gestisce 8 (o più) LED.

Aree che volevo migliorare:

• Ci deve essere un modo migliore per costruire il cubo stesso, inoltre ci sono oltre 2000 giunti di saldatura in un cubo RGB 8x8x8 e se uno dovesse fallire / rompersi nel mezzo sarebbe quasi impossibile accedervi e ripararlo
• Tutto quel cablaggio!!!! Ho avuto una certa esperienza nella progettazione di PCB in passato, quindi mirava a costruire un singolo PCB per ospitare sia il numero significativo di componenti richiesti che il cubo stesso

Ulteriori ricerche hanno rivelato ulteriori progetti di cubi da cui ho tratto altre aree di ispirazione.

Nick Schulze ha costruito un meraviglioso esempio di nota anche se con un approccio hardware STP16 più semplice e un chipKIT UNO a 32 bit. Ho sfruttato il suo design a cubo piuttosto che quello di Kevin.

SuperTech-IT si è concentrato sulla semplificazione del lato hardware con un unico approccio PCB che integra ed espande l'approccio di programmazione di Kevin e Nick con l'obiettivo di eliminare tutti i cablaggi.

Quindi è stato impostato un piano. Utilizzando lo schema di Kevin, la struttura del cubo di Nick, progetta un singolo PCB e sviluppa una soluzione per semplificare la costruzione e rafforzare il cubo stesso.

Passaggio 1: tutti quei LED

8x8x8 = 512 LED RGB. eBay è tuo amico qui e ne ho comprati 1000 da un fornitore cinese.

Il design che ho scelto utilizza LED RGB ad anodo comune da 5 mm, quindi ogni LED ha un filo catodico (negativo) per ciascuno dei tre colori primari (rosso/verde/blu) e un filo singolo anodo (positivo) comune per ciascuno dei colori.

Test dei LED

Anche se a buon mercato ero un po' preoccupato per la qualità. L'ultima cosa che vuoi è trovare un LED scadente nel mezzo del tuo cubo, quindi ho iniziato a testare ciascuno dei 512 LED che userei.

Per semplificare l'approccio ho progettato una piccola breadboard e un semplice programma Arduino che pilotasse due LED Rosso>Verde>Blu individualmente e poi tutti per il bianco premendo un pulsante.

Un LED fungerebbe da riferimento comune per tutti gli altri per garantire che tutti i LED avessero una luminosità comune.

Una volta che hai imparato a spingere un LED nella breadboard, premendo il pulsante, guardando il LED che lampeggia attraverso i colori, non ci vuole troppo tempo per rivedere tutti i 512. Per inciso, non ho trovato un singolo difetto ed è stato molto soddisfatto della qualità dei led.

Scelta dei valori del resistore di limitazione della corrente

Mentre la breadboard è fuori uso, è un buon momento per testare e convalidare i resistori di limitazione della corrente del LED che dovrai utilizzare. Ci sono molti calcolatori là fuori per aiutarti a scegliere il valore giusto e non sarà lo stesso per tutti i colori (il rosso avrà quasi sicuramente un requisito diverso dal verde e dal blu).

Un'area chiave a cui prestare attenzione è il colore bianco complessivo che il LED emette quando tutti i colori RGB sono accesi. È possibile bilanciare il valore dei resistori per produrre un colore bianco pulito entro i limiti di corrente del LED.

Passaggio 2: semplificare la creazione del cubo

Una maschera per costruire ogni fetta 8x8

Costruire un cubo di questa complessità non è da prendere alla leggera. Ciò richiederà un investimento significativo del tuo tempo.

L'approccio che ho progettato ha semplificato la saldatura di ogni "fetta" verticale 8x8 del cubo in un singolo evento, invece di costruire linee di 8 LED a turno e poi saldarne 8 insieme in un'operazione separata.

Avrai bisogno di una maschera per questo approccio e un po' di tempo investito qui raccoglie enormi benefici in seguito.

L'immagine sopra mostra la semplicità di questo design.

• Ho usato del legno dolce da 18 mm x 12 mm proveniente da un negozio di ferramenta locale.
• Fori praticati 8 x 5 mm al centro del lato da 18 mm, a 30 mm di distanza su 8 lunghezze, consentendo una lunghezza extra di 50 mm su ciascuna estremità.
• Usa due lunghezze di legno su ciascun lato e fissa queste 8 sezioni forate assicurandoti che siano parallele l'una all'altra e esattamente a 30 mm di distanza.
• Consiglierei di usare della colla per legno oltre a un chiodo/vite per fissarli insieme. Non vuoi che questo jig si flette.
• All'estremità superiore e inferiore della maschera ho impostato un'altra lunghezza e ho inserito tre piccoli chiodi/perni del pannello in file con ciascuna colonna di fori per i LED. Quello centrale è esattamente in linea e gli altri due a 5 mm di distanza su ciascun lato. Useremo questi chiodi per fissare le lunghezze diritte del filo utilizzate per formare il cubo - più avanti.
• Noterai sulle immagini sopra un altro pezzo di legno leggermente inclinato rispetto agli altri. Questo sarà importante in seguito poiché taglieremo i nostri fili strutturali in linea con questo angolo, il che semplificherà notevolmente il posizionamento di ciascuna di queste sezioni verticali nel PCB in un secondo momento.

Prenditi il tuo tempo per costruire questa maschera. Più preciso sei qui, più accurato sarà il tuo cubo finale.

Passaggio 3: preparazione dei LED

Collegamenti dei cavi LED

Una delle preoccupazioni che avevo sugli esempi precedenti di cui ho letto era l'uso di semplici giunti di testa quando si saldavano i LED al filo di inquadratura. Questo porterebbe a due questioni chiave

• È molto difficile e richiede tempo mantenere un cavo LED in posizione vicino al filo di inquadratura senza che si muova abbastanza a lungo da garantire un buon giunto di saldatura.
• Le giunture di testa possono rompersi facilmente, cosa che volevo evitare.

Quindi ho progettato una soluzione in cui ogni LED è preparato con un anello all'estremità di ciascun cavo, attraverso il quale passa il filo di inquadratura che tiene i fili in posizione durante la saldatura e fornisce anche una connessione meccanica oltre alla saldatura per una maggiore resistenza.

Lo svantaggio era che la preparazione di ciascuno dei 512 LED richiedeva più tempo: l'ho fatto in lotti di 64, una fetta alla volta, e l'ho ridotta a circa 3 ore per fetta.

Tra i lati positivi, l'effettiva saldatura della fetta utilizzando la maschera precedente ha richiesto poco più di un'ora.

Dima di piegatura a LED

Ho progettato una maschera per supportare la preparazione dei LED - immagine sopra con le dimensioni chiave.

• Ho preso uno dei binari da 18x12 mm usati in precedenza, ho praticato un foro da 5 mm attraverso il centro del lato da 18 mm e poi ho posato questo binario su un piccolo pannello di MDF (potresti usare qualsiasi pezzo di legno di scarto, questo era proprio quello che dovevo mano) e portato sul foro da 5 mm nel binario fino al centro dell'MDF.
• Usando la punta del trapano per assicurarti che sia il foro nel binario che l'MDF siano allineati, prendi una matita e traccia una linea lungo entrambi i lati del binario lungo l'MDF.
• Rimuovi il trapano e il binario e rimarrai con un foro di 5 mm nell'MDF e due linee parallele su entrambi i lati che corrispondono alle dimensioni del binario (distanti 18 mm).
• Traccia un'altra linea attraverso il centro del foro da 5 mm perpendicolare alle linee del binario.
• Ho usato filo di rame stagnato da 22 swg (un rotolo da 500 g era sufficiente) che ha una larghezza di 0,711 mm. Ho trovato online (eBay in soccorso di nuovo) alcune punte da trapano da 0,8 mm e le ho usate come forme attorno alle quali avrei piegato i cavi LED per formare un anello.
• Forare tre punte da 0,8 mm, quella centrale sulla linea centrale del foro LED da 5 mm, le altre a 5 mm di distanza e, soprattutto, appena fuori dalla linea del binario, lontano dal foro LED sulla scheda MDF, non sulla linea ma con un lato del trapano appena toccando la linea ferroviaria.
• Una quarta punta da 0,8 mm viene quindi perforata di nuovo sulla linea centrale del foro LED da 5 mm sull'altra linea di binari e questa volta appena all'interno della linea di binari. L'immagine sopra dovrebbe rendere questa descrizione un po' più chiara.
• Lasciare i trapani nel legno con circa 1-15 mm del gambo del trapano che sporge dall'MDF.

Ora hai bisogno di uno strumento: un buon progetto è sempre quello in cui devi acquistare uno strumento speciale:-). Avrai bisogno di un piccolo paio di pinze a becchi piatti (di nuovo eBay per £ 2 - £ 3). Questi hanno un lungo naso dritto parallelo e un'estremità piatta - vedi foto.

Preparazione del LED

Ora arriva il lungo compito di preparare ciascuno dei 512 LED. Ti consiglio di farli in batch. Maggiori dettagli nelle immagini sopra

• Tieni il LED nelle pinze con i quattro cavi rivolti verso di te.
• IMPORTANTE - L'ordine e l'orientamento dei cavi è fondamentale in questa fase. L'anodo sarà il secondo cavo più lungo dei quattro cavi. ASSICURARSI CHE QUESTA SIA LA SECONDA DA DESTRA. Se sbagli, il tuo LED non si accenderà correttamente mentre li testiamo in seguito - so di aver commesso 2 errori su 512.
• Tenendo il LED nelle pinze, inserire la lampadina LED nel foro da 5 mm nella scheda MDF come mostrato nell'immagine sopra. Potrebbe essere necessario liberare un po' il foro da 5 mm nella parte superiore per garantire che le pinze siano piatte sull'MDF.
• Piegare a turno i cavi LED attorno alle punte del trapano per formare un anello. Ho scoperto che se si tira indietro la curva di un'ombra una volta completata, si apre l'anello di un'ombra e aiuta a rimuovere gli anelli dalle punte del trapano quando si estrae il LED dalla maschera
• Tagliare l'eccesso dai quattro conduttori vicino al cappio con un paio di tronchesi.
• Piega l'anello dell'anodo, quello da solo, di 90 gradi in modo che l'anello sia rivolto in posizione verticale verso la lampadina a LED
• Metti il LED finito su una superficie piana e assicurati che tutti i cavi siano piatti lungo la superficie, una piccola pressione sul LED li allineerà tutti semplicemente

Questo è tutto…. ora ripeti 511 volte:-)

Passaggio 4: costruire le fette

Raddrizzare il filo di inquadratura

Quindi ora abbiamo una maschera per realizzare le nostre fette 8x8 e un fascio di LED testati e preparati.

Tutto ciò di cui hai bisogno ora è un filo di inquadratura. per tenere insieme tutti i LED. Ho usato un rotolo da 500 g di filo di rame stagnato da 22 pezzi (sempre da eBay)

Ora, naturalmente, vorrai raddrizzare il filo mentre esce dal rotolo. Un facile se l'ennesimo compito manuale. Tagliare una sezione di filo a misura e tenere entrambe le estremità in due paia di pinze e tirare e allungare delicatamente il filo. Se sei bravo sentirai il filo allungarsi e poi potrai fermarti, se hai la mano pesante il filo si spezzerà alle pinze quando sarà sufficientemente teso. Entrambi i modi vanno bene e finirai non solo per raddrizzare il filo, ma anche per indurirlo un po' in modo che mantenga la sua forma.

Per ogni telaio 8x8 avrai bisogno di 24 lunghezze sufficienti per eseguire l'intera lunghezza della tua maschera con un po' di ricambio alle estremità per avvolgere i perni del pannello da tenere premuti durante la saldatura. Inoltre avrai bisogno di 8 lunghezze per i fili dell'anodo perpendicolare appena un po' più larghi della larghezza della maschera.

Costruire una fetta 8x8

Ora i fili raddrizzati passiamo alla parte divertente.

• Con il jig seduto sui suoi due binari verticali e gli 8 binari trasversali forati rivolti verso di te, spingi 8 LED in una colonna alla volta con le tre gambe dei LED rivolte verso di te.
• Ora infila un filo di inquadratura raddrizzato attraverso i passanti centrali del LED di tutti gli 8 LED e fissa ciascuna estremità avvolgendo i pin del pannello.
• Ripetere questa operazione per i due fili del telaio esterno.
• Quindi ripeti i passaggi precedenti per le altre 7 colonne.

Ora avrai 64 LED infilati insieme a 24 fili di inquadratura verticali. Assicurati che tutti i LED siano a filo contro i binari di legno e raddrizza le gambe dei LED per rimuovere eventuali incongruenze.

Ora rompete il vostro saldatore e fissate tutte le 192 connessioni tra i LED loop e i fili di inquadratura. Non ho intenzione di spiegare come saldare qui, ci sono molti tutorial eccellenti che lo spiegano molto meglio di me.

Finito? Prenditi un momento per ammirare il tuo lavoro manuale capovolgendo la maschera. Dobbiamo ancora aggiungere i fili di inquadratura dell'anodo.

Ora puoi vedere perché abbiamo piegato i cappi del cavo dell'anodo di 90 gradi.

• Prendi i tuoi 8 fili di inquadratura dell'anodo raddrizzati e infila di nuovo attraverso ciascuno degli 8 LED in ogni riga.
• Ho tagliato il filo alla larghezza della maschera ma non ho tentato di fissarli ai perni del pannello.
• Una volta terminato, prenditi un momento per raddrizzare tutti i LED per assicurarti di avere corse dritte coerenti e ancora una volta saldare tutti i 64 punti di connessione.

Testare la fetta 8x8

Una fetta in giù, ma prima di tagliarla fuori dalla maschera, proviamo prima. Per questo avrai bisogno di una sorgente 5v (dal tuo Arduino o dalla tua breadboard tester LED) e un singolo resistore (qualsiasi cosa intorno a 100 ohm andrà bene).

• Collegare un filo a terra, questo verrà utilizzato su tutti i 24 fili di inquadratura catodica.
• Collegare l'altro filo a 5v attraverso il resistore.
• Tenere il cavo 5v su uno dei cavi di inquadratura sugli 8 livelli di anodi
• Far passare il filo di terra su ciascuno dei 24 fili di inquadratura catodica.
• Controllare che ogni LED si accenda in rosso, verde e blu per ciascuno degli 8 LED collegati allo stesso filo dell'anodo.
• Ora sposta il filo 5v al livello successivo ed esegui nuovamente il controllo fino a quando non hai testato ogni livello, ogni LED e ogni colore.

Se trovi che un LED non funziona, probabilmente hai confuso il cavo dell'anodo sul LED quando pieghi i cavi del LED. Se trovi che uno non funziona, ti suggerisco di tagliare e rimuovere il LED, prendere un LED preparato di riserva, aprire gli anelli sui cavi del LED, spingere questo nuovo LED nella maschera e piegare indietro gli anelli attorno ai fili di inquadratura come meglio Puoi.

Una volta che tutto è stato testato, ora puoi ritagliare la diapositiva dalla maschera. Per fare ciò, tagliare il filo di inquadratura sulla fila superiore vicino agli anelli di piombo del LED e tagliare i fili di inquadratura inferiore lungo il telaio della maschera leggermente angolato.

Lascia tutte le estremità lunghe del filo di inquadratura per ora, le riordineremo più tardi quando costruiremo il cubo.

Uno in meno, altri 7 da fare.

Credo di aver raggiunto il mio primo obiettivo e di aver sviluppato una soluzione per semplificare la costruzione delle fette di cubo.

Passaggio 5: sull'elettronica

Progettare il PCB

Il mio secondo obiettivo era rimuovere tutti i cablaggi ma lasciare comunque spazio a una certa flessibilità.

A tal fine ho deciso che avrei:

• Estrarre i 6 cavi di controllo del processore dalla scheda tramite un connettore. La maggior parte dei driver del cubo che ho visto utilizzare un derivato SPI per il trasferimento dei dati che richiede 4 ingressi - Dati, Orologio, Abilitazione uscita e Latch - inoltre ho aggiunto 5v e Ground in modo da poter alimentare il processore dallo stesso cavo.

• Lasciare aperte le connessioni serial in e serial out tra i chip del registro a scorrimento 74HC595 in modo da poter definire diversi loop tra i chip.

  • Lo schema di Kevin è per prima il driver dell'anodo, quindi tutti gli 8 chip che guidano un singolo colore e poi i successivi due colori in sequenza per un totale di 25 registri a scorrimento.
  • Lo schema di Nicks ha un loop separato al processore per ogni colore.
• Consenti agli strati anodici di essere pilotati dal proprio registro a scorrimento o direttamente dal processore con 8 connessioni separate.

Inoltre volevo

• Utilizzare i componenti del foro passante (dato che è quello a cui sono abituato).
• Mi limito a una scheda PCB a due strati (sempre come nella mia esperienza).
• Avere tutti i componenti su un lato del PCB (la parte inferiore) e consentire la saldatura delle fette LED direttamente sul lato superiore del PCB.

Quindi sarebbe finito per essere una grande scheda (270 mm x 270 mm) per supportare un cubo con una distanza di 30 mm tra i LED, anche se era ancora una compressione per adattarsi a tutti i componenti e le tracce.

Ho usato un paio di diversi software di progettazione PCB in passato con successo.

Per facilità d'uso Pad2Pad è ottimo ma sei bloccato nei loro costosi costi di produzione poiché non puoi esportare file Gerber. Per questa build ho usato DesignSpark (non così semplice da usare come Pad2Pad ma può esportare file gerber) e da allora ho sperimentato con Eagle (uno strumento molto capace ma sto ancora salendo la curva di apprendimento).

Non oso sommare le ore spese per la progettazione del software del PCB, ci sono voluti più tentativi per avere ragione ma sono molto soddisfatto del risultato. Ci sono un paio di tracce mancanti nella mia prima versione, ma sono semplici da sostituire. Per la produzione di un piccolo lotto di PCB ho usato e consiglierei SeeedStudio. Buona risposta alle domande, prezzi competitivi e servizio veloce.

Da allora sto pensando di progettare una versione SMD che avrei potuto realizzare con tutti i componenti già posizionati e saldati.

Tanti componenti

Per quanto riguarda i componenti ho usato quanto segue (allineando allo schema di Kevin)

• 200 transistor NPN 2N3904
• 25 condensatori da 100nF
• 8 condensatori da 100uF
• 8 MOSFET IRF9Z34N
• 25 74HC595 registri a scorrimento
• 128 resistori 82 Ohm 1/8W (resistenze limitatori di corrente LED rossi)
• 64 resistori da 130 Ohm 1/8W (resistenze limitatrici di corrente LED verde e blu)
• Resistenze 250 1k Ohm 1/8W (con alcuni extra)
• 250 resistenze 10k Ohm 1/8W (con alcuni extra)
• 1 alimentatore 5v 20A (più che sufficiente)
• 1 Arduino Mega (o processore a tua scelta)
• alcuni pin di intestazione a riga singola da collegare ad Arduino
• qualche cavo jumper per creare i loop in/out seriali tra i registri a scorrimento
• un cavo header a 6 pin al connettore della scheda
• un cavo di alimentazione 240v e una spina

Ho usato e consiglierei Farnell Components per ordinarli nel Regno Unito, soprattutto in considerazione del loro servizio il giorno successivo e dei prezzi competitivi.

Saldatura… tanta saldatura

Poi ci sono volute diverse ore per saldare tutti i componenti sulla scheda. Non esaminerò i dettagli qui, ma un paio di lezioni che ho imparato sono state:

• Tieni a portata di mano una pompa per saldatura e uno stoppino: ne avrai bisogno.
• Una penna a flusso continuo funziona davvero anche se è disordinato da pulire in seguito
• Usa una saldatura di piccolo diametro: ho trovato che la migliore è una saldatura a flusso di 0,5 mm 60/40 stagno/piombo 2,5%.
• Una lente d'ingrandimento è utile per individuare eventuali ponti di saldatura.
• Prenditi il tuo tempo, fai un lotto alla volta e ispeziona tutte le giunture prima di procedere all'area successiva.
• Come sempre, mantieni pulita la punta del tuo saldatore.

Dato il colore rosso dei LED sarà probabilmente necessario un valore di resistenza diverso dal verde e dal blu, ho segnato i resistori di limitazione della corrente sul PCB A, B e C. Ora è il momento di definire l'orientamento finale delle fette a confronto al PCB per definire quale cavo dei LED si riferisce a quale posizione del resistore di limitazione della corrente.

Una volta completata, ho pulito la scheda con un detergente per PCB, l'ho lavata con acqua e sapone e l'ho asciugata accuratamente.

Testare il tuo PCB finito

Prima di mettere da parte questo, dobbiamo verificare che tutto funzioni.

Ho caricato il codice Arduino di Kevin (per il mega dovrai apportare alcune piccole modifiche) e ho sviluppato un semplice programma di test che farebbe lampeggiare e spegnere continuamente tutti i LED.

Testare:

• Ho realizzato un cavo di prova per LED prendendo un LED a un colore, tenendo un resistore da 100 Ohm su uno dei cavi e quindi aggiungendo un lungo cavo a ciascuna delle estremità aperte. Un po' di nastro isolante attorno ai cavi aperti per fermare eventuali cortocircuiti e contrassegnato il filo positivo (anodo) dal LED.
• Collega il tuo processore (nel mio caso un Arduino mega) alla scheda con i 6 connettori
• Collegare l'alimentazione alla scheda dall'alimentatore
• Collegare il puntale dell'anodo a una sorgente 5v sulla scheda
• Quindi inserire a turno il cavo del catodo dal cavo di prova del LED su ciascuno dei connettori del catodo del cubo del PCB.
• Se tutto va bene, il LED sul puntale dovrebbe lampeggiare e spegnersi, in tal caso passare a quello successivo.
• Se non lampeggia, allora sei nella ricerca dei guasti. Prima controllerei i tuoi giunti di saldatura per eventuali giunti asciutti, al di fuori di questo ti suggerirei di lavorare a turno lontano dai registri a scorrimento controllando un componente alla volta.

Testare tutti i 192 catodi, quindi modificare il codice per testare i driver del livello dell'anodo, scambiare il puntale del LED e collegarlo a terra e testare ciascuno dei driver a 8 livelli.

Una volta completato e testato il PCB, inizia davvero il divertimento: ora costruire il cubo.

Passaggio 6: costruire il cubo

Preparare i connettori di livello anodico - un altro jig

Abbiamo un altro articolo da fabbricare prima di iniziare a saldare le tue fette 8x8 sul PCB.

Man mano che aggiungiamo le fette, dovremo aggiungere parentesi graffe all'esterno di ciascuna fetta unendo le sezioni orizzontali insieme.

Dato che abbiamo collegato tutti i LED con i loop ai fili di inquadratura, non fermiamoci ora.

Per costruire le traverse dell'anodo:

• Prendi un'altra lunghezza del legno che hai usato per i binari e traccia una linea lungo il centro del binario.
• Fai 8 segni lungo questa linea a 30 mm di distanza.
• Prendere 8 delle punte da 0,8 mm e forarle nel legno, lasciando la punta nel legno con il gambo che sporge di circa 10 mm dalla superficie.
• Taglia un pezzo di filo metallico e raddrizzalo come prima.
• Avvolgere un'estremità del filo attorno alla prima punta da trapano formando un anello e quindi avvolgere il filo attorno a ciascuna punta successiva formando un filo dritto con 8 anelli lungo la sua lunghezza.

Questo richiede un po' di pratica, ma prova a manipolare il filo dopo aver formato tutti gli anelli per ottenere il filo il più dritto possibile. Staccare delicatamente il filo dalle punte del trapano e quindi tentare di raddrizzarlo completamente.

Per il cubo finale avrai bisogno di 16 lunghezze di filo ciascuna con 8 anelli, ma durante il processo di costruzione è utile avere un numero di due e tre lunghezze di anello a portata di mano per supportare ogni nuova fetta con il suo vicino.

Finalmente possiamo costruire il cubo

Avremo bisogno di sollevare il PCB dalla superficie per allineare e abbassare ogni fetta sul PCB. Ho usato un paio di piccole scatole di plastica su entrambi i lati del PCB.

Ricordando l'orientamento della fetta scelta in precedenza quando si definisce la posizione dei resistori di limitazione della corrente, ora è possibile abbassare la prima fetta nei fori del PCB a un'estremità. Ti suggerisco di iniziare con la serie di buchi più lontana da te e di lavorare verso te stesso.

È qui che vediamo il vantaggio di tagliare i fili del telaio del catodo ad angolo. Ciò consentirà di individuare singolarmente ciascuno dei 24 fili del catodo.

Per supportare la fetta e definire la sua posizione verticale ho usato la guida di legno che abbiamo usato per realizzare i connettori dell'anodo e l'ho posizionata lungo il PCB sotto il primo set di LED. Con un quadrato di ingegneri utilizzato per garantire che la fetta sia perpendicolare al PCB e livellata da un'estremità all'altra, ora è possibile saldare i fili del telaio del catodo nel PCB.

Puoi testare questa fetta ora, ma ho trovato che fosse meglio mettere le prime due fette sul PCB e utilizzare connettori anodici corti a 2 loop in un paio di punti lungo le due fette prima del test iniziale per rendere queste prime due fette più stabili. Dopo questi primi due testate a turno ogni fetta prima di aggiungere la successiva.

Provare le fette

I driver dell'anodo sono lungo uno dei lati del PCB e ci sono dei fori nel PCB dove alla fine collegheremo ogni strato al suo driver. Per ora li useremo con alcuni fili di legno e 8 mini clip a coccodrillo da attaccare a ogni strato in ogni fetta a turno.

Con i catodi saldati sul PCB e gli anodi collegati ai driver con i fili e le clip possiamo quindi testare la fetta modificando il codice che abbiamo usato per testare il PCB con una nuova animazione.

• Scrivi una semplice animazione per accendere tutti i LED nella tua fetta di ogni colore alla volta (tutto rosso, poi verde poi rosso e poi tutto acceso per il bianco). È possibile definire il numero di fetta come variabile in modo da poterlo modificare mentre si testa ogni fetta a turno.
• Collegare il processore e l'alimentazione al PCB e accendere.
• Controllare che tutti i LED si accendano in tutti i colori.

L'unico difetto che ho osservato qui era dovuto a un giunto secco su uno dei fili di inquadratura del catodo verticale.

Saldare e testare ogni fetta a turno.

Ci siamo quasi. Ci sono altri due elementi che dobbiamo aggiungere al cubo ora che abbiamo saldato e testato tutte e 8 le fette.

Connettori a strato anodico

Ora possiamo rompere i connettori dell'anodo con gli 8 anelli che hai preparato in precedenza.

Infilali attraverso le fette unendo lo stesso strato in ogni fetta su entrambe le diapositive. Ho spostato i miei fino a quando non erano a circa 5 mm di distanza dal filo del catodo LED più vicino. Assicurati che sembrino dritti e livellati prima di saldare tutti i cappi e unire ciascuno degli 8 strati di anodo insieme.

Connettori driver anodi

Rimuovi tutti i fili precedentemente utilizzati per testare le fette dai fori del driver dell'anodo nel PCB e assicurati che i fori siano privi di saldatura - lo stoppino di saldatura è tuo amico qui.

Ciascuno degli 8 driver dell'anodo sul PCB deve essere collegato a un singolo strato sul PCB. Il driver dell'anodo più vicino alle connessioni di alimentazione sul PCB deve essere collegato al livello più basso, quindi tornare indietro in modo incrementale verso la parte posteriore del PCB e l'ottavo strato.

Piegare un piccolo angolo retto in un pezzo di filo di telaio raddrizzato e abbassare il lato lungo del filo attraverso il cubo nel foro del driver dell'anodo sul PCB. Assicurati che il filo sia dritto e livellato, non tocchi nessun altro filo nel cubo, quindi saldalo sullo strato anodico del cubo e sul PCB

Completo per tutti e 8 i driver dell'anodo.

Passaggio 7: è completo

La costruzione è finita, hai finito.

Con tutta la preparazione, la costruzione e il test che hai fatto, questo pezzo ora è semplice.

• Collegare l'alimentatore al PCB
• Collegare il processore al PCB.
• Accensione.
• Carica o abilita le animazioni nel tuo software, carica nel processore e lascia che faccia il suo dovere

Fare un caso

Dovrai proteggere il tuo investimento dopo aver impiegato tutte queste ore.

Abbiamo realizzato una custodia con alcune assi di quercia e un piccolo foglio di compensato e abbiamo costruito un'apertura sul retro dove potevamo accedere all'alimentatore e ad Arduino, oltre a inserire una presa USB sul retro della custodia per consentire un accesso più semplice per la riprogrammazione.

Poi l'abbiamo finito con una custodia in acrilico da acrilicodisplaycases.co.uk. Molto ben consigliato.

A voi

Ora ci sono due cose a cui puoi rivolgerti:

• Che tipo di supporto/scatola vuoi progettare e costruire per supportare il PCB e ospitare l'alimentatore e il processore - lo lascerò alla tua immaginazione.
• Entra nel codice e inizia a progettare e scrivere le tue animazioni. Kevin, Nick e SuperTech-IT hanno fatto un ottimo lavoro qui per iniziare la tua strada.

Passaggio 8: clip del prodotto finale in azione

I miei ringraziamenti a Kevin e SuperTech-IT per le animazioni più alcune delle mie che ho creato fino ad oggi

Passaggio 9: Animazione - Serpenti

Una delle mie animazioni da condividere usando il codice di Kevin Darrah

Chiama quanto segue in void Loop

serpenti(200); // Iterazioni

Passaggio 10: una volta entrato nella scanalatura

Io e mio fratello ne abbiamo costruito uno ciascuno e stiamo lavorando su un terzo:-)

AGGIORNAMENTO - Il terzo cubo è ora completato e lo metteremo in vendita su eBay insieme a due schede PCB di ricambio (e istruzioni).

Faremo alcune revisioni al PCB principalmente per supportare lo sviluppo del nostro prossimo progetto: un cubo LED RGB 16x16x16

Passaggio 11: ultima versione del mio codice Arduino Mega

In allegato troverete qui l'ultima versione del mio codice.

Questo è principalmente preso dalla soluzione sviluppata da Kevin Darrah qui, ma l'ho portato su Arduino Mega e l'ho aggiunto alle animazioni da altre fonti o sviluppato da me.

I pin dell'Arduino Mega sono:

• Scrocco - perno 44
• Vuoto - perno 45
• Dati - pin 51
• Orologio - pin 52