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4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

Als jemand, der sehr neu ist, um digitale Elektronik dieser LED-Cube war Spaß zu machen, anspruchsvoll und eine große Lektion beim Löten. Wenn Sie etwas Geduld haben (64 LED's zum Löten!) Und stetigen Händen, wird dieses Projekt es auch am Ende wert sein!

Schritt 1: Materialien & Werkzeuge

Werkstoffe:
-64 LED's (Ich habe 3mm diejenigen auf meinem Cube)
-16 Widerstände (ich verwendet 330ohm)
-solid unisolierter Draht, zum der Reihen der LED zusammen zu verbinden
-Arduino Uno
-Prototyp Schild V.5
-2 sechs Stiftleisten und 2 acht Stiftleisten
-20 Stück Litze (mit mehrfarbigen wird dazu beitragen, Ihre Verdrahtung organisiert)
-1 Stripboard oder Prototyping Board mit Kupferleitungen (Die, die ohne Leitungen sind fein, die Kupfer führt nur sparen Sie einen Schritt)
-Ein Fall, zum Ihres Würfels zu halten (ich benutzte diesen für meinen http://www.amazon.com/gp/product/B007POB8PK/ref=oh_details_o01_s00_i01?ie=UTF8&psc=1)
- Optional: Eine Kunststoffabdeckung der Cube zu Haus (. I mit einem Zwei - Wege - Spiegelfolie von TAP Plastics 5 Kunststoff Quadrate bestellt mein Cover machen Das Spiegelelement gibt die Illusion der Unendlichkeit Lichter)

Werkzeuge:
-Lötkolben
-Lot
-drill mit einem 3mm-Bit (oder jede andere Größe abhängig von Ihrer LED)
-Herrscher
-Abdeckband
-Zange

Schritt 2: Erstellen einer LED-Vorlage

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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Um eine LED-Vorlage zu erstellen, müssen Sie messen, wo Sie alle LEDs platzieren müssen.

Zuerst bedecken Sie die Oberseite Ihrer Oberfläche mit Abdeckband, um es frei von den Kratzern zu halten und zu löten, das auf ihm später fallen kann.

Nach der Herstellung von 16 Marken zu repräsentieren, wo jede LED geht. Anschließend werden 4 Mark an einem Ende des Rasters angebracht. Diese zusätzlichen Markierungen sind, wo wir die gemeinsamen Kathoden jeder Schicht mit dem Arduino verbinden. (Abbildung 1) Eine gute Sache, sich zu erinnern, wenn markieren Sie Ihre Punkte ist, dass die Kathode (kürzer und negativ geladenen Bein) jeder LED müssen mit dem anderen überlappen. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den einzelnen LEDs berücksichtigt werden muss. (Bild 2) Zum Beispiel, wenn jeder Kathodenschenkel auf etwa 23mm misst, wenn er gebogen wäre, würde ich etwa 1mm von diesem subtrahieren und jede meiner Löcher um 22mm herausziehen, so dass ich eine 1mm-Überlappung hätte.

Nach der Markierung, wo Sie Ihre LED's packen Sie Ihre Bohrmaschine und passt es mit der gleichen Größe wie Ihre LED-Lampe Größe. Ich benutzte einen 3mm Bohrer auf meiner, da meine LED 3mm waren. Nach dem Bohren Sie Ihre 16 Löcher mit dem Bit-Schalter auf ein kleineres Bit für die letzten 4 Löcher am Ende des Rasters. Für meine habe ich einen 1,5mm Bohrer verwendet.

Schritt 3: LED-Ebenen

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4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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Jetzt alle LEDs zusammenlöten!

Stellen Sie zunächst sicher, dass alle LEDs funktionieren! Ja, es könnte eine Weile dauern, bis 64 LED's ausprobieren, aber es ist es definitiv wert. Sie wollen nicht herausfinden, Sie haben eine tote LED in der Mitte dieses Projekts.

Schritt 1) ​​Nach dem Testen der LED's müssen Sie jedes Kathodenbein zu einem 90-Grad-Winkel biegen. Ich beugte meine mit einer Zange direkt unter dem kleinen Nub jedes LED-Bein hat. Dadurch blieb jede Biegung konstant. (Abbildung 1)

Schritt 2) Als nächstes legen Sie 4 LEDs in die Vorlage, die Sie im vorherigen Schritt erstellt haben. Wenn alle gingen nach Plan Ihre LED's sollten überlappen etwa 1mm. (Bild 2) Löten Sie alle LEDs an der Stelle, an der sie überlappen. Wiederholen Sie diesen Schritt 3 weitere Male und füllen Sie Ihre Vorlage.
Wenn Sie fertig sind, sollten Sie 4 Reihen von 4 LEDs angelötet haben. (Abbildung 3)

Schritt 3) Jetzt müssen Sie zwei Stücke von festen unisolierten Draht zu schneiden und zu begradigen. Der Draht sollte der Länge des Würfels entsprechen. Diese Drahtstücke verbinden die 4 Reihen von LEDs zusammen, um eine Schicht zu bilden. Legen Sie einen Draht nach der ersten LED-Reihe und einen Draht direkt vor der letzten LED-Reihe ein. (Bild 4) Fühlen Sie sich frei, die restlichen Beine der 4 Kathoden abzuschneiden.

Schritt 4) Entfernen Sie die Schicht und beiseite stellen.

Wiederholen Sie die Schritte 2 bis 4, um 3 weitere LEDs zu erzeugen!

Schritt 4: Löten der LED-Schichten zusammen

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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Jetzt können Sie alle LED-Schichten zusammenlöten!

Setzen Sie eine Ihrer LED-Schichten wieder in Ihre Vorlage (Abbildung 1). Nun biegen Sie das Ende jedes Anodenbeines etwas, so dass es einfacher sein kann, die Schicht auf die darüber liegende zu löten. (Abbildung 2)

Legen Sie eine zweite Schicht von LEDs auf die erste. Vielleicht möchten Sie etwas verwenden, um die zweite Ebene zu unterstützen, so dass es perfekt ausgerichtet und Abstand zwischen dem ersten bleibt. Ich öffnete es und benutzte zusätzliche Hände, um die zweite Schicht über dem anderen zu halten. Lösen Sie nun die gebogenen Enden jedes Anodenschenkels an den Anodenschenkel darüber. (Abbildung 3) Wiederholen Sie diesen Schritt für die beiden letzten Schichten. Auf der letzten Schicht biegen Sie das Ende jedes Anodenbeines nicht, da Sie eine darüber liegende Schicht nicht verlöten werden.

Schritt 5: Schaltung

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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Jetzt solltest du den Würfel fertig haben!

Ziehen Sie die restlichen Anodendrähte an der Unterseite Ihres Würfels durch die Oberseite des Gehäuses.

Bevor Sie anfangen Verdrahtung der Schaltung schneiden 4 Stücke aus massivem unisolierten Draht. Achten Sie darauf, dass Ihre Drahtstücke lang genug sind, um durch die Oberseite des Gehäuses zu stoßen, da Sie sie später auf ein Streifenloch verlöten müssen. (Abbildung 1) Sie müssen dann das Ende eines jeden Drahtes um 90 ° biegen Grad-Winkel. Fädeln Sie den Draht durch Ihre 1.5mm Löcher und löten sie zu jeder gemeinsamen Kathodenschicht. (Abbildung 2)

So starten Sie Ihre Schaltung grab your stripboard und Widerstände. Ich schneide mein Brett in Streifen, so dass es einfacher sein würde, 4 der 16 Anodendrähte in sie zu stecken, anstatt alle 16 Anodendrähte gleichzeitig daran zu stoßen. Wenn Sie die Platine mit Kupferleitungen verwenden, vergewissern Sie sich, dass Sie den Kabeln folgen und nicht versehentlich in die falsche Richtung schneiden (siehe Abbildung 4 und 5). Wenn die Kabel nicht angeschlossen sind, funktioniert der Stromkreis nicht!

Nachdem Sie 4 Streifen Löten 4 Widerstände auf jedem von ihnen. (Bild 3 und 4) Ich legte jeden Streifen auf meinen Würfel, um zu markieren, wo jedes Bein durchgesteckt wurde, damit meine Widerstände perfekt mit jedem Anodenbein passen würden. Die Kathodenbeine brauchen keine Widerstände! Wiederholen Sie diesen Schritt für jeden Streifen.

Sie sollten jetzt 4 Streifen von stripboard und 4 Widerstände auf jeder Platte haben. Die restlichen Schenkel jedes Widerstands abschneiden.

Als nächstes legen Sie eine Tafel wieder auf den Würfel und löten Sie die 4 Anodenbeine. (Bild 6 und 7) Wiederholen Sie diesen Schritt für jede Karte! Für das Brett, das die üblichen Kathodenbeine hat, die auch durch sie stoßen, gerade verlöten diese Beine zu jeder freien Spalte auf deinem stripboard. Sie müssen nicht in den Anodenschenkeln und Widerstandskolonnen angeschlossen werden. (Abbildung 8)

Dein Board sollte so aussehen (Bild 9) und dann alle restlichen Beine abschneiden, damit es so aussieht (Bild 10).

Nun erhalten Sie Ihre 20 Jumper Drähte und löten die Drähte auf jedem Lötanode Bein und Kathode Bein. (Bild 11)

Schritt 6: Prototyping Shield

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Da es schwierig ist, Litzendraht in das Arduino Board zu stecken habe ich ein Proto Shield verwendet, um den Prozess einfacher zu machen.

Sie müssen die Kopfstifte auf die Abschirmung so löten, dass sie mit den Kopfstiften auf dem Arduino übereinstimmt.

Nach dem Löten der Kopfstifte müssen Sie nun jeden Draht in die richtige Position bringen, damit die Schaltung funktioniert. Wenn Sie sich Ihren Würfel von oben anschauen, folgen Sie der Reihenfolge der Pin-Etiketten auf meinem Bild und löten jeden Draht an den richtigen Anschluss auf dem Proto-Schild (Bild 1) Löten Sie dann die Kathodendrähte an den richtigen Anschlüssen. (Bild 2) Machen Sie nicht meinen Fehler beim Löten der Kathodenleitungen auf Masse, sie gehen in die analogen Eingangspins. Ich löste meine Drähte neben jedem korrekten Kopfstift, um eine stärkere Verbindung zu schaffen, anstatt sie direkt in den Stift zu stecken (Bild 3)

Nun sind Sie alle fertig mit der Verkabelung! Gehen Sie voran und stecken Sie Ihr proto Schild in Ihren Arduino!

Schritt 7: Der Code!

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

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Wenn Sie die Arduino Software noch nicht auf Ihrem Computer installiert haben, müssen Sie dies tun, bevor Sie fortfahren.

Wenn Sie die Software Download der Code für den Cube hier haben. https://dl.dropboxusercontent.com/u/21892130/121118%20-%20LED%20Cube/LED_cube_4x4x4/LED_cube_4x4x4.ino verwendete ich den Code von Matt, die ein Tech leicht gemacht Anleitung zu diesem Würfel geschrieben. Wenn Sie nur möchten, schießen Sie Ihren Würfel mit seinem Code hochladen Sie es auf Ihre Arduino und du bist gut zu gehen! Ich habe meine Würfel mit einer 9-Volt-Batterie, aber Sie können es in Ihrem Computer als gut! Ich habe auch ein paar Animationen auf meinem eigenen Cube codiert und ich werde erklären, wie Sie hier, wenn Sie daran interessiert sind, Ihre eigenen zu.

So wird jeder Block von LEDs durch Binärzahlen dargestellt. Eine Reihe von LEDs sieht so aus im Code B0000. Um eine LED zu leuchten, ersetzen Sie einfach eine 0 mit einem 1. Wie B1000 leuchtet eine LED oder B1010 leuchten zwei LED's, etc. In jeder Zeile des Codes haben Sie 16 Blöcke der binären Zahlen und die einzelne Zahl nach den 16 Blöcken stellt die Dauer dar, die jede Linie gespielt wird. (Abbildung 1)

In meinem Bild sehen Sie, dass ich 4 Binärzahlen in 4 verschiedene Abschnitte geteilt habe (Bild 2). Jede Sektion repräsentiert eine andere Reihe von LEDs.

Es hilft, den gesamten Code zu löschen, aber eine Zeile und schalten Sie alle binären Werte auf 0 mit Ausnahme eines. (Ex. B0001, B0000, B0000, B0000 B0000, B0000, B0000, B0000 B0000, B0000, B0000, B0000 B0000, B0000, B0000, B0000) Nur eine LED leuchten soll. Es dauert einige Zeit, um mit Code spielen und wirklich sehen, wie es funktioniert.

Alright Ich hoffe, dieses Tutorial war hilfreich für euch!

(Einige Code habe ich hinzugefügt!)
B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B0000, B1111, B0000, B0000, B0000,6,
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/*Verpackung*/
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Schritt 8: Schema

4X4X4 LED Würfel mit Arduino Uno

Hier ist ein Schema für den Würfel!

Dieses Schema zeigt nur die Verdrahtung für die Stifte A0, A1, D3, D7, D11 und die 4 Kathodendrähte A2, A3, A4, A5. Die restlichen blanken Widerstände folgen nur dem gleichen Muster wie die LEDs, die ich gezeigt habe. Wenn ich den ganzen Würfel abbilden würde, würde es nicht auf eine Seite passen.

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