Cara Membuat Kubus LED Arduino Berdenyut Yang Sepertinya Berasal Dari Masa Depan

Cara Membuat Kubus LED Arduino Berdenyut Yang Sepertinya Berasal Dari Masa Depan

Jika Anda telah mencoba-coba beberapa proyek Arduino pemula, tetapi mencari sesuatu yang sedikit permanen dan pada tingkat lain yang mengagumkan, maka kubus LED 4 x 4 x 4 yang sederhana adalah pilihan alami. Konstruksi jauh lebih mudah dari yang Anda kira, dan dengan menggunakan multiplexing, kami dapat mengontrol semua LED langsung hanya dari satu papan Arduino Uno. Ini adalah praktik penyolderan yang bagus, dan total biaya komponen tidak boleh lebih dari sekitar .





Hari ini saya akan merinci secara menyeluruh sisi konstruksi, dan menyediakan beberapa perangkat lunak untuk dijalankan di atasnya yang keduanya terlihat mengesankan dan mengajarkan Anda dasar-dasarnya.



hard drive saya tidak muncul

Anda akan perlu

  • NSArduino. Kode yang diberikan mengasumsikan Arduino Uno, tetapi dapat disesuaikan dengan model yang lebih besar juga.
  • 64 LED - pilihan yang tepat terserah Anda, tetapi saya menggunakan LED Biru 3mm yang luar biasa ini ( 3.2v 30ma ) @ £2,64 untuk 50.
  • 16 Resistor dari nilai yang sesuai untuk LED Anda. Untuk LED di atas, 99 pence membeli 100 di antaranya. Menggunakan ledcalc.com - masukkan 5v untuk tegangan suplai, tegangan LED (dalam kasus saya 3.2) dan arus dalam miliampere (3.2). Resistor yang Anda inginkan akan ditampilkan di kotak berlabel Resistor dengan nilai lebih tinggi terdekat , lalu cari saja nilai tersebut di eBay.
  • Beberapa kerajinan kawat untuk memperkuat struktur dasar dan untuk dekorasi - saya menggunakan 0.8mm ketebalan.
  • KE papan prototipe dari beberapa jenis yang Anda dapat menyolder semua bit Anda. Saya menggunakan yang tidak memiliki trek penuh karena saya tidak memiliki pemotong trek, tetapi gunakan apa pun yang cocok untuk Anda. Perisai prototyping Arduino agak terlalu kecil, kecuali jika Anda benar-benar menekan LED Anda bersama-sama.
  • Kawat komponen acak - beberapa untaian kabel jaringan dan beberapa kabel prototipe dari kit akan berfungsi dengan baik.
  • klip buaya atau uluran tangan berguna untuk menahan bit di tempatnya.
  • Solder besi, dan solder.
  • Beberapa kayu bekas.
  • Bor, dengan ukuran yang sama dengan LED Anda.

Catatan: gambar 3D dalam tutorial ini dilakukan dalam hitungan menit menggunakan TinkerCAD . Saya mengikuti detail build yang ada tentang Instructables oleh penggunaforte1994, yang mungkin juga ingin Anda baca sebelum mencoba ini.





Pastikan untuk membaca semua petunjuk ini pertama sebelum mencoba ini untuk diri sendiri.

Prinsip Desain Ini

Sebelum Anda memulai konstruksi, penting untuk memiliki gambaran lengkap tentang bagaimana hal ini akan bekerja sehingga Anda dapat berimprovisasi dan mengidentifikasi kesalahan saat Anda melanjutkan. Beberapa kubus LED menggunakan pin keluaran tunggal untuk setiap LED - namun dalam kubus 4x4x4, itu akan membutuhkan 64 pin - yang tentunya tidak kita miliki di Arduino Uno. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan register geser , tetapi ini tidak perlu rumit.



Untuk mengontrol semua LED tersebut hanya dalam 20 pin, kami akan menggunakan teknik yang disebut multiplexing. Dengan memecah kubus menjadi 4 lapisan terpisah, kita hanya membutuhkan pin kontrol untuk 16 LED - jadi untuk menyalakan LED tertentu, kita harus mengaktifkan lapisan dan pin kontrol, sehingga kita membutuhkan total 16+4 pin. Setiap lapisan memiliki katoda umum - bagian negatif dari rangkaian - sehingga semua kaki negatif bergabung bersama, dan terhubung ke satu pin untuk lapisan itu.

Di anoda (positif) sisi, setiap LED akan terhubung ke LED yang sesuai pada lapisan di atas dan di bawahnya. Pada dasarnya, kami memiliki 16 kolom kaki positif, dan 4 lapisan negatif. Berikut beberapa tampilan 3D dari koneksi untuk membantu Anda memahami:



Konstruksi

Karena kami tidak akan menggunakan struktur logam penuh untuk menyolder, kami ingin semua kaki LED tumpang tindih sekitar seperempat dan memberikan kekakuan pada struktur. Lipat katoda LED Anda - sisi dengan lekukan datar di kepala dan kaki yang lebih pendek - seperti yang ditunjukkan pada diagram. (Tidak masalah jika Anda menekuknya ke kiri atau ke kanan, selama Anda konsisten dan tidak pernah menyentuh anoda)

Bagian penting pertama dari proyek ini adalah membuat jig kayu. Ini akan menahan lapisan LED saat Anda menyolder kaki bersama-sama, jadi harus akurat dan tidak terlalu longgar. Menggunakan mata bor ukuran yang sama dengan LED Anda, ukur lalu bor matriks 4x4 sama jauh lubang. Ingatlah bahwa Anda ingin sekitar seperempat kaki tumpang tindih dengan tetangganya, dan gunakan penggaris yang sebenarnya. Periksa setiap lubang untuk memastikan LED dapat dipasang dengan pas , tetapi tidak terlalu kencang sehingga Anda tidak dapat mengeluarkannya lagi, atau Anda akan mengalami masalah saat mencoba melepas lapisan yang disolder sepenuhnya.



Solder katoda dari 4 baris LED. Berhati-hatilah untuk tidak membakar LED - Anda menginginkan setrika panas yang baik, dan harus masuk dan keluar. Inilah empat baris pertama saya yang selesai.

Sekarang, untuk memperkuat kekakuan lapisan, potong dan solder dua potong kawat lurus ke kedua ujungnya, pastikan mereka terhubung dengan setiap baris. Ini adalah lapisan pertama Anda selesai. Biarkan semua kelebihan kaki mencuat di samping untuk saat ini.

Sekarang akan menjadi waktu yang tepat untuk menguji - cukup muat aplikasi kedip Arduino default, dan dengan resistor terhubung, letakkan ground ke bingkai lapisan, dan tekan ujung positif ke setiap LED secara bergantian.

Mudah-mudahan, mereka semua akan menyala. Jika tidak, pastikan Anda tidak melewatkan sambungan solder di suatu tempat, dan jika perlu, ganti LED.

Hapus lapisan itu dari jig, dan ulangi prosesnya 3 kali lagi .

Jangan khawatir jika penyolderan Anda tidak sempurna - selama tidak akan putus dan sambungannya kuat, itu tidak akan mempengaruhi produk akhir. Saya akui, penyolderan saya cukup putus asa, jig saya lepas, dan semuanya menyerupai menara miring Pisa. Tetap saja, saya bangga dengan kubus yang sudah jadi, dan ketika LED menyala, Anda tidak akan melihat sambungan soldernya!

Bergabung dengan Lapisan

Setelah Anda memiliki 4 lapisan yang telah selesai, Anda ingin menggabungkan semua kaki vertikal menjadi satu. Saya menemukan ini sebagai bagian tersulit dari build, dan untuk membantu proses saya memotong riser dari kartu.

Ini menjaga lapisan pada ketinggian yang sesuai, tetapi banyak kaki masih tidak sejajar dengan sempurna - untuk ini, saya menggunakan beberapa klip buaya untuk menahannya di tempatnya.

Kesalahan Konyol Pertama yang Harus Dihindari

Hanya setelah menyelesaikan lapisan penuh, saya menyadari bahwa penambah kartu saya macet di tempatnya, jadi saya harus menghentikannya! Jangan membuat kesalahan yang sama seperti yang saya lakukan - buat riser lebih panjang di samping, dan gabungkan potongan kartu di luar kubus, jadi setelah Anda menyelesaikan lapisan, Anda dapat mendekonstruksi riser dan mengeluarkan kartu.

Kesalahan Konyol ke-2 Yang Harus Dihindari

Jangan menyolder kaki vertikal ke bingkai katoda, jelas. Kaki vertikal seharusnya hanya terhubung ke kaki vertikal lainnya, dan tidak ada yang lain.

Sekali lagi, uji setelah setiap lapisan dipasang. Uji semua lapisan, pada kenyataannya, hanya menyentuh ujung positif ke ujung lapisan paling atas, sehingga memastikan Anda mendapatkan kontak yang baik melalui semua lapisan.

Ketika semua 4 lapisan disolder bersama, saya mulai membersihkan sedikit - saya membiarkan satu kaki menjulur keluar dari setiap lapisan dalam semacam mode batu loncatan - ini akan dijatuhkan ke papan nanti. Bagian lain dari rangka dan kaki logam dipotong. Jelas, jangan memotong salah satu kaki vertikal - kita harus meletakkannya di papan protoytping kita.

Memperbaiki Ke Papan

Ingat ketika saya mengatakan memperbaiki setiap lapisan pada dirinya sendiri adalah bagian tersulit? Aku berbohong. Mencoba memasukkan 16 kaki LED ke dalam lubang kecil pada papan prototipe sebenarnya lebih sulit. Cara termudah yang saya temukan adalah menyodok 4 sekaligus, kencangkan di bawahnya dengan klip buaya, lalu lanjutkan ke baris 4. Gunakan spidol untuk menandai jarak terlebih dahulu jika itu membantu.

Dalam retrospeksi, sebenarnya saya akan menempatkan resistor ke dalam protoboard terlebih dahulu. Karena itu, saya menyolder semua kaki kubus ke papan terlebih dahulu, lalu mencoba menekan resistor dengan hati-hati di antara masing-masing kaki. Belajar dari kesalahan saya, dan tempatkan resistor Anda terlebih dahulu.

Saya mencoba memberi jarak yang sama dengan cara melangkah sehingga saya bisa menggunakan satu sisi kubus untuk semua koneksi akhir ke Arduino. Inilah diagram sirkuit yang saya gunakan:

Untuk empat lapisan negatif, saya menjatuhkan satu kabel ke bawah dari setiap lapisan, lalu menariknya ke samping, seperti ini:

Akhirnya, saya menambahkan beberapa kabel steker yang kemudian dapat saya tempatkan ke pin Arduino yang relevan. Gunakan jenis terpanjang yang Anda miliki. Catatan saya mengacaukan pesanan di beberapa tempat karena perencanaan yang buruk. Setiap baris LED diberi kode warna.

Itu dia. Selesai!

Memprogram Kubus Anda

Saya tahu Anda tidak sabar untuk menyalakannya, jadi colokkan 4 lapisan negatif ke dalam I/O analog pelabuhan A2 (lapisan bawah) melalui A5 (lapisan atas) (ini juga dapat bertindak sebagai I/O digital) . Kemudian colokkan 16 pin kontrol LED, dimulai dengan +1 paling kanan ke digital I / O pelabuhan 0 , dengan +15 dan +16 masuk ke analog A0 dan A1 . (Jangan gunakan AREF dan GND)

Unduh pola dan kode demo dari pengguna yang dapat diinstruksikan forte1994 . Dia juga menyediakan alat online yang membantu untuk merancang pola byte untuk menyesuaikan urutan Anda sendiri. Berikut video kode ini beraksi di kubus saya (Saya menyesuaikan kecepatan ke 5, bukan default 20) .

windows 10 kunci windows berhenti bekerja

Ini bukan satu-satunya cara untuk memprogram kubus Anda, tentu saja, jadi izinkan saya meluangkan beberapa menit untuk mengajari Anda dasar-dasar membuat pola Anda sendiri. secara terprogram , daripada memutar ulang pola prasetel seperti yang dilakukan demo di atas.

Ada beberapa hal yang harus Anda ketahui ketika mencoba memprogram kubus Anda:

  1. Untuk mengatasi satu LED, Anda menggunakan a pesawat (lapisan) nomor 0–3, dan nomor pin LED 0–15. Putar bidang ke output LOW (karena ini adalah kaki negatif) dan nomor pin LED HIGH (kaki positif) untuk mengaktifkan LED.
  2. Sebelum mengaktifkan satu LED, pastikan semua bidang lain mati - itu berarti setel ke output TINGGI. Kegagalan untuk melakukan ini akan menghasilkan kolom LED yang menyala daripada LED tunggal.

Dengan mengingat hal itu, saya telah membuat dua urutan program yang sangat sederhana untuk Anda periksa - unduh kodenya dari sini . Yang pertama hanya menyalakan setiap LED satu per satu, secara berurutan. Kami menggunakan dua untuk loop untuk ini, mengulangi setiap lapisan dan setiap pin kontrol.

Yang kedua adalah loop acak (Anda harus mengomentari yang pertama dan mengaktifkan ini di loop utama untuk mengujinya). Itu hanya mengambil lapisan acak, dan pin kontrol acak, mem-flash-nya dan mematikannya.

Ringkasan

Jangan terintimidasi oleh bangunan ini - saya sangat kekurangan keterampilan menyolder, dan saya berhasil melakukannya dengan baik (Menurut saya?) . Total waktu pembuatan adalah sekitar satu jam sehari selama seminggu. Lain kali, saya akan mencoba mengajari Anda beberapa pemrograman yang lebih ambisius untuk kubus, jadi saya harap Anda akan bergabung dengan saya dalam membangun kubus Anda sendiri minggu ini dan memuat beberapa kode baru pada minggu depan - dan jika Anda membuatnya sendiri aplikasi atau urutan yang luar biasa, silakan unggah ke Pastebin dan beri tahu kami di komentar!

Membagikan Membagikan Menciak Surel 3 Cara Mengecek Email Asli atau Palsu

Jika Anda menerima email yang terlihat agak meragukan, sebaiknya periksa keasliannya. Berikut adalah tiga cara untuk mengetahui apakah email itu asli.

Baca Selanjutnya Topik-topik yang berkaitan
  • buatan sendiri
  • Arduino
Tentang Penulis James Bruce(707 Artikel Diterbitkan)

James memiliki gelar BSc dalam Artificial Intelligence dan bersertifikat CompTIA A+ dan Network+. Ketika dia tidak sibuk sebagai Editor Ulasan Perangkat Keras, dia menikmati LEGO, VR, dan permainan papan. Sebelum bergabung dengan MakeUseOf, ia adalah seorang teknisi pencahayaan, guru bahasa Inggris, dan insinyur pusat data.

More From James Bruce

Berlangganan newsletter kami

Bergabunglah dengan buletin kami untuk kiat teknologi, ulasan, ebook gratis, dan penawaran eksklusif!

Klik di sini untuk berlangganan