Светодиодный куб 8x8x8 своими руками

Сборка

Часть 1

Основные шаги для создания одного слоя:

  1. Подготовить 8 светодиодов с обрезанными катодными ножками до 10 мм;
  2. Заполнить все отверстия базы светодиодами;
  3. Согнуть и спаять катодные ножки;
  4. Согнуть и спаять анодные ножки;
  5. Припаять провода к катодным ножкам и закрепить их.

Данную процедуру необходимо повторить 8 раз.

Сборку одного слоя куба можно посмотреть на видео:

Часть 2

  1. Подготовить 15 перемычек;
  2. Припаять перемычки на печатную плату;
  3. Припаять электронные компоненты к плате;
  4. Припаять 5-контактный угловой коннектор для первого слоя;
  5. Обрезать пятый анодный контакт;
  6. Вставить и припаять все анодные ножки к отверстиям G, F, E, D, C, B, A и DP;
  7. Вставить и припаять катодные провода в отверстия D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 и D7;
  8. Обрезать провода и ножки с обратной стороны платы.

Вторая часть сборки на видео:

КУБ 4х4х4 ИЗ СВЕТОДИОДОВ RGB. Часть 1. СОБИРАЕМ КУБ

Куб 4x4x4 RGB LEDs

Начал делать этот проект и пока ещё сам не знаю чем дело это закончится. В принципе статей на тему как сделать светодиодный куб 4x4x4 из RGB светодиодов, как бы и множество, но толковых, в которых расписано всё по шагам, что и как делать — нет.

Придется всё проверять на собственном опыте, думаю, что что-нибудь дельное, обязательно получится, не получается у тех, кто ничего не делает…

Схема и внутреннее устройство трёхцветного светодиода с 4-я ножками

RGB светодиод с общим катодом — не что иное, как три светодиода — красный, зелёный и синий объединенных в одном корпусе, как бы под одной линзой. У него четыре вывода — один общий и три для управления своим цветом. С общим катодом — то что общий провод должен быть подключен к минусу источника питания.

Для этого проекта нам понадобится:
Макетная плата 9х15 — 1шт.
RGB светодиоды — 64шт.
Медные провода длинной 10см. для крепления светодиодов — 64шт.
Arduino (вообще я ещё не решил какая плата из семейства ардуин понадобится, возможно Arduino single, или Nano) — 1шт.
Соединительные провода

Начинаем создавать кубик из разноцветных светодиодов RGB. Для наглядности текстов будет меньше, а картинок больше.

Отгибаем нужные ножки 90 градусов, минус светодиода можно пометить

У верхнего светодиода минус на рисунке повёрнут в левую сторону, у второго светодиода, с верху, минус повёрнут по часовой стрелке на 90 градусов, у третьего с верху, ещё на 90 градусов и у нижнего ещё на 90 градусов. Смотрим на столбик, как бы с низу

Запомните ЭТО ВАЖНО!

Столбец из трехцветных светодиодов. Каждый нижний поворачиваем на 90 градусов

Собираем столбики из 4 RGB Led светодиодов.

RGB Cube 4x4x4. Столбик. Используем для этого дырочки в плате.

Спаянный столбик из 4 светодиодов

Припаиваем вертикальные медные проволочки, чтобы получился столбик. Должно получится 16 столбиков, каждый состоит из 4 RGB светодиодов. Начинаем впаивать столбики в макетную плату.

Готовые столбики из 4 светодиодов RGB впаиваем в плату

Повторюсь, это важно! Минус верхнего светодиода смотрит в левую сторону, управляющий вывод красного светодиода смотрит в нашу сторону. На столбик смотрим, как бы снизу

Второй RGB светодиод, сверху повёрнут относительно верхнего на 90 градусов по часовой стрелке, следующий светодиод ещё на 90, и следующий ещё на 90.

RGB впаиваем в плату. Впаяно уже 3 столбика

После того как впаяны 16 столбиков, каждый из которых состоит из 4 ржб светодиодов, внешний вид платы принимает очертания куба 4 на 4 на 4. Пока всё получается.

Куб из RGB светодиодов 4x4x4. Куб готов к подключению

Продолжение следует…

2018-08-11T11:16:18+03:00Проекты Arduino|

Наружная реклама: как привлечь внимание?

Как известно, именно наружная реклама обращает на себя внимание случайных прохожих. Чтобы сделать ее качественной, нужно правильно подойти к ее оформлению

Например, хорошим решением являются лайтбоксы со светодиодной подсветкой. Как правило, это вывеска прямоугольной или фигурной конструкции, которая дополнительно имеет внутреннее свечение. В качестве лицевой части короба можно использовать самые разные материалы. Например, многие выбирают транслюцентный баннер, однако для его обустройства потребуется специальная жесткая конструкция. А самым популярным материалом остается молочный акрил:

— во-первых, он рассеивает свет;

— во-вторых, подсветка оказывается ровной.

Если лицевая часть светового короба будет больше трех метров, целесообразно использование сотового поликарбоната. Он легкий и экономичный, но при этом может деформироваться под воздействием температуры, а сотовая структура легко засоряется. Экономичная альтернатива акрилу — полистирол. Правда, он отличается большей хрупкостью и подвержен воздействию факторов окружающей среды.

Step 24: Do What You Can

Now connect what you can directly on the bottom PCB, with solder traces and leave space for adding wires where you couldn’t solve a path.
What you need to connect;
your EEPROMs (if you have any).
3 of the 4 pins on the dip switch.
the 2 1000uF caps from Vcc to Gnd
the 2 100nF caps from Vcc to Gnd
the 6 pin programing header, the leftmost pin goes to Arduino’s Reset, 2nd pin to Arduino’s RX, 3rd to Arduino’s TX 4th to VCC and 6th to Gnd, the 5th pin is left unconnected.
Your MOSFETs, the Rightmost pin goes to VCC and the center pin goes to a pin on the 4 pin FEMALE header.
Gnd and VCC to all ICs, try to get at least Gnd done on the bottom side.

Как соединять светодиоды?

Разумеется, что использование драйвера не полностью решит проблемы связанную с подключением большого количества светодиодов. Для подключения 512 светодиодов понадобится 32 таких драйвера, а от микроконтроллера еще больше управляющих ножек.

Поэтому мы пойдём другим путём и объединим светодиоды в строки и столбцы, таким образом мы получим двухмерную матрицу. Лед куб же занимает все три оси. Доработав идею объединения светодиодного куба 8x8x8 у которого светодиоды объединены в группы, можно прийти к такому выводу:

Чтобы управлять такой конструкцией нужно 8 x 8 = 16 управляющих пинов на колонки, и по одной на каждый этаж, всего этажей тоже 8. Итого вам нужно 24 управляющих канала.

На колодку input подаются сигнал с трех ножек микроконтроллера.

Чтобы зажечь необходимый светодиод, например, расположенный на первом этаже, в первой строке третий по счету, вам нужно подать минус на столбец номер 3, а плюс на этаж номер 1. Это справедливо если вы собрали этажи с общим анодом, а столбцы – катодом. Если наоборот, соответственно и управляющие напряжения должны быть инвертированы.

https://youtube.com/watch?v=BgRWZGuR9XE

Электронная схема

Создание восьми слоев из 64 диодов в каждом занимает достаточно много времени, но выполнить его достаточно просто.

Самый сложный момент – это построение схемы для управления светодиодным кубом и поиск неисправностей в цепи, если конечно таковые будут.

Для управления нашим кубом будет использоваться микросхема MAX7219. Изначально она предназначена для управления 7-сегментными светодиодными дисплеями. Используя данную микросхему, мы сведем количество элементов управления каждым слоем к минимуму.

Для управления каждым слоем из 64 диодов понадобится:

  • Микросхема MAX7219;
  • 10uF 16V электролитический конденсатор;
  • 0.1uF керамический конденсатор;
  • 12 кОм резистор (1/4W);
  • 24 pin DIP IC socket;
  • Плата Arduino Nano или Uno.

Для создания куба нам понадобится 8 комплектов вышеуказанных компонентов

Также стоит обратить внимание, что может понадобится другой резистор для конкретных светодиодов, которые вы будете использовать. Его роль в данной схеме – ограничить максимальное напряжение, которое будет выдавать микросхема MAX7219

Для облегчения сборки куб был разбит на две части. По 4 слоя на каждой из них.

Куб может управляться извне любым микроконтроллером через интерфейс SPI. Для этого проекта мы будем использовать популярную плату Arduino (Nano). Для управления нашим кубом используя только 3 сигнальных провода (SPI) и 2 провода питания (5 В постоянного тока). Вы можете использовать более распространенную плату Arduino Uno вместо Nano. Они очень похожи (за исключением размера), так что проблем с подключением возникнуть не должно.

Также стоит обратить внимание на то, что все компоненты следует паять к нижней части печатной платы

Для соединения плат вместе используются перемычки. Для соединения двух плат нужно 5 перемычек. Для создания одного блока из 4 слоев светодиодов понадобится 15 перемычек.

Большинство кубов цельные, в отличии от нашего. И при выходе из строя какого-либо светодиода в середине куба, добраться до него достаточно сложно. В нашем случае это не составит никакого труда.

Лайтбокс для предметной фотосъемки своими руками

Сегодня вашему вниманию представляется небольшой мастер-класс, посвященный изготовлению простого лайтбокса в домашних условиях из подручных материалов.

Как известно, в переводе с английского языка лайтбоксы — светящиеся короба. Они имеют компактные габариты и применяются в рекламных целях, как в виде рекламы как таковой, так и в качестве инструмента для фотографирования различных изделий.

Если вы любите фотографировать, в том числе украшения и другие мелкие предметы, изделия и результаты своего творчества, то для этого пригодится лайтбокс. Таким образом, лайтбокс становится отличным подручным инструментом многих мастеров, работающих по разным рукодельным направлениям. В магазине он стоит приличную сумму, и поэтому мы его изготовим своими руками из обычной картонной коробки. Такой лайтбокс вы сможете сделать за несколько минут свободного времени.

Далее пошагово, как же сделать лайтбокс своими руками:

1. Подготовительный процесс: материалы и инструменты

1.1 Нам потребуется: картонная коробка небольшого размера (например, 25х25х20 см), гирлянда 5 м, с белыми лампочками, работающая от батареек, изолента белого цвета, бумага белая, клей для бумаги, скотч и ножницы.

2. Начальный этап изготовления

2.1 Картонную коробку с внутренней стороны обклеиваем белой бумагой. Обклеиваем боковые части, стараемся проклеить так, чтобы коричневый картон коробки не был виден.

2.2 Аккуратно разматываем гирлянду, чтобы далее разложить и приклеить ее изолентой по боковым сторонам коробки.

3. Закрепление лампочек, проверка света

3.1 На боковых сторонах будет достаточно двух линий лампочек, а на верхней части, та, которая будет над фотографируемым изделием, лампочек крепим больше.

3.2 Проверяем, так же горят ли все лампочки. Где нужно, поправляем и переклеиваем для лучшей освещенности.

4. Заключительный этап. Использование

4.1 Когда все закреплено и старательно приклеено, включая заднюю стенку (оно же дно исходной коробки), то получится вполне неплохая коробка для фотографирования мелких предметов «лайтбокс».

4.2 «Лайтбокс» готов.

4.3 Удачного творчества, добра и отличных идей!

P.S. Разумеется, вместо гирлянды можно использовать светодиодную ленту. Однако, такая лента не всегда есть под рукой. Поэтому использованы одни из самых дешевых материалов для изготовления.

Материал мастер-класса представлен в ознакомительных целях.

Ссылка на автора при копировании материалов и/или фото обязательна (Магазинчик Сельберия).

С уважение и наилучшими пожеланиями,

Магазинчик Сельберия

Step 10: Add the Headers to the Top PCB.

get 3 rows of 16 MALE headers and 1 row of 4 MALE headers, we’ll be mounting these on one of our PCBs.
First off we need to modify them a bit, pushing the black plastic piece that holds all the pins together right to the very end of the pins, make sure they don’t fall off.
Once you’ve done that, find a proper place to put them in the top board, the exact place is not critical, but try to place them near the edges and make sure they won’t obstruct any hole needed by the cube (see next step for more on this) and then push them all the way in and solder ALL the pins from the other side, the 4 pin header will be positioned right at the edge of the board, but don’t do that just yet, as we are going to place it in any free space we find left (more on this later).

Практические рекомендации для успешной сборки

Для того, чтобы вам было удобно спаивать куб из светодиодов вам нужно:

  • приготовить заранее просверленную матрицу из фанеры или картона в которую вы вставите «головку» каждого из светодиодов, а затем запаяете это всё в единое целое;
  • располагайте светодиоды все одинаково, то есть минусовым выводом (катодом) вправо, а анодом (плюсом) влево, так будет легче разобраться в сборке, контакты первого ряда светодиодов расположите под углом в 45 градусов;
  • вам необходимо приобрести отладочную плату Arduino любой модели, например, UNO, nano, pro mini. Прошивку для этой схемы можно найти здесь.

Для корректной работы куба из светодиодов нужно собрать его по слоям с общим катодом, а столбцы – анодом. Подключить к выводам Arduino то что на схеме обозначено, как input в такой последовательности:

№ вывода Arduino Название цепи
2 LE
3 SDI
5 CLK

Step 28: The Code.

P1020662.MOVP1020662.MOV

Congratulations! you have successfully built an RGB LED CUBE! all that’s left it to configure the code so it works properly with your cube, so start by plugging the bottom PCB and the Cube PCB together.
The first thing you need to do is find out which pins are your layers connected to, once you’ve done that, you need to tell the code which pin goes to which layer.
Download the zip file below containing the 2 sketches you’ll need and open the main sketch.
Go to the functions tab (pic 2) and then scroll down to the function called «Void CubeUpdate(int layerNoVal)», in there, scroll down untill you see something like this (pic3);
    PORTC |= _BV(PC1);  //layer 4
    PORTC |= _BV(PC2);  //layer 1
    PORTD |= _BV(PD2);  //layer 3
    PORTD |= _BV(PD4);  //layer 2
    Tlc.update();
    PORTC &= ~_BV(PC2);  //layer 1
Change the lines to the Proper ports and port numbers for each layer, see pic1 for the corresponding ports and port numbers for each Arduino pin.
Once you change that, scroll down more and you will find it again, make it look exactly the same as the one you edited above, but instead of layer one pin at the bottom, add the layer 2 pin, repeat this 2 more times for layers 3 & 4.
Finally upload the sketch, your cube should look something like the one on the video, don’t worry if it looks all random, we are going to solve this problem on the next step, as long as all the LEDs light up, you are fine.

Step 32: Future Updates.

This project is not complete, I still need to;

  • Finish an applet to make it easy for you to make your own animations.
  • Make a set of custom animations in case you don’t wanna bother on creating your own.
  • add a Serial mode to be able to control it from a custom app on a computer
  • Make it sound responsive with an MSGEQ7 (the chip didn’t arrive on time, I will do it as soon as I get it).

This cube is amazing by itself, but, with the proper code, the possibilities are endless so I encourage you to try and Make your own code, to customize it and make it do whatever you want, this cube makes for a great development platform to learn more advanced coding skills.

Step 3: Make a Grid

To be able to make all the layers with the same spacing and keed all the LEDs «Snapped to Grid» we need to actually make a grid, for this we will need;
a piece of scrap wood bigger than the size of your cube
a Bit of the right size for your LEDs, its better to measure it with a caliper, but if you don’t have one, just trust your maths and the LED Manufacturer’s specifications.
my drill press has a table with 2 axis control, it has handles and moves 1mm per revolution, so I just counted 10 turns between each hole, make sure to make your holes at 0 on both Axis (x and Y). Also make sure to set the stopper for the Z axis or you will drill all the way thru your drill press.
I made my grid bigger, 5×5 in case I, in the future want to build another bigger (or smaller) LED cube.

Создаем простой вариант

Мы создадим лайтбокс своими руками простой конструкции размером 1250 мм на 740 мм. Процесс будет состоять из нескольких этапов. Сначала мы создаем в компьютерной программе Corel Draw макет изделия масштабом 1:1. Файл под резку на специальном устройстве — плоттере — выполняется тонкими контурами, после чего режется на пленке Oracal. Следующий этап: убрать вокруг букв, графики все то, что нам не понадобится. Затем наносим его на пленку монтажную — делается это от центра к краю. Обрезаем все лишнее.

Большую роль играет подготовка алюминиевого профиля — он должен быть рассчитан с учетом формы и длины ламп, которые будут вставляться в световой короб. На следующем этапе нужно собрать три из четырех частей короба. Для этого используются профили и уголки. В них высверливаются отверстия под саморезы, с помощью которых закрепляются металлические элементы.

На следующей стадии работ нужно выполнить задник нашего светового короба. Для этого мы берем лист ПВХ, с помощью ножа или пилы подрезаем углы. Вставляем задник в короб. Чтобы создать лайтбоксы со светодиодной подсветкой, нужно приобрести соответствующие лампы, а также патроны под них и держатели.

Сборка куба

После того, как все необходимые компоненты вы приобрели, нашли или сделали, можно приступать к сборке светящейся основы. Чтобы было проще, собирать стоит по слоям, но прежде разберемся, где у светодиодов минус и плюс (катод и анод). Длинная ножка это плюс, короткая, соответственно, минус.

Чтобы в итоге все слои получились одинаковыми, нам потребуется шаблон. Для этого берем обычную дощечку или плотный пенопласт и рисуем на нем квадратную сетку 4х4 с размером стороны, аналогичной задуманному размеру граней куба. Но здесь следует помнить, что впоследствии нам нужно светодиоды спаивать между собой. Поэтому расстояние между соседними по вертикали и горизонтали точками пересечений должно быть одинаковым и чуть меньше длины анода (длиной ножки).

Когда сетка готова, в точках пересечений делаем отверстия и размещаем в них светодиоды. Затем, отгибаем аноды последовательно на соседние диоды, так чтобы у нас получилось два параллельных прямоугольника. После берем у пары лишних (бракованных) диодов еще две длинных ножки и делаем соединение между ближними (соседними) вершинами прямоугольников. Остается спаять все плюсы и один слой готов. Аккуратно, чтобы не повредить пайку, извлекаем диодную сетку из гнезд, и в описанный способ делаем еще три таких же слоя.

Обратите внимание – короткие ножки, то есть, наши минуса, должны находиться в одинаковом вертикальном положении, чтобы потом можно было спаять через них слои между собой! Иногда невозможно оставить ножки прямыми и расположить их по одной линии. Чтобы все получилось, просто отогните каждую ножку у самого диода в сторону, а потом на расстоянии миллиметра от внешнего диаметра головки снова выгните на вертикаль, и все будет нормально

Когда все слои готовы, просто спаяйте последовательно минуса, образуя готовый куб с пятью цепями соединений – по одному для каждого слоя и общий для минуса. Причем ножки нижнего слоя у нас остаются торчать вниз, именно с их помощью мы закрепим куб на корпусе и заодно подключим к контроллеру.

Не расстраивайтесь, если какая-то сетка слоя или куб в целом получаются не особо ровными. Поверьте, с первого раза сделать идеально не выходит ни у кого, даже у таких опытных мастеров, как специалисты нашей компании ЛайтХаус. Со временем набьете руку, учтете все ошибки и сложные моменты, и кубики будут получаться замечательными!

Конструкция фотобокса

Коробка для фотографирования предметов представляет собой квадратную или прямоугольную коробку с открытой передней стенкой. Стенки могут быть полностью прямыми или немного выгнутыми, с прямыми или закругленными углами. Передняя стена может отсутствовать полностью или сниматься. Задняя и боковые стенки также быть съемными.

Как работает фотобокс и что в нём можно снимать

В фотобоксе можно провести детальную съемку предмета со всех сторон и ракурсов, показать его во всей красе. Его главной задачей является устранение возможных бликов и теней, рассеивание яркого света для избежания искажений оттенков

Благодаря однотонному фону внимание с предмета не будет рассеиваться


Лайтбоксы могут быть разного размера

В лайтбоксе можно снимать практически любой предмет, который необходимо показать — все зависит от размеров конструкции.

Принцип работы схемы

Маленькие светодиоды типа 5 мм потребляют незначительный ток – 20 мА, но вы собираетесь зажигать их довольно много. Источник питания 12В и 2А прекрасно подойдет для этого.

Подключить все 512 светодиодов индивидуально у вас не выйдет потому, что вряд ли вы найдете микроконтроллер (МК) с таким количеством выводов. Чаще всего встречаются модели в корпусах с количеством ног от 8 до 64. Естественно вы можете найти варианты и с большим количеством ножек.

Как же подключить столько светодиодов? Элементарно! Сдвиговый регистр – микросхема которая может преобразовывать информацию из параллельного вида в последовательный и наоборот – из последовательного в параллельный. Преобразовав последовательный в параллельный вид, вы получите из одной сигнальной ножки 8 и более, в зависимости от разрядности регистра.

Ниже приведена диаграмма иллюстрирующая принцип работы сдвигового регистра.

Когда на последовательный вход Data вы подаете значение бита, а именно ноль или единицу, она по фронту тактового сигнала Clock передается на параллельный выход номер 0, не забывайте, что в цифровой электронике нумерация идёт с нуля).

Если в первый момент времени была единица, а затем в течении трёх тактовых импульсов на входе вы задали нулевой потенциал, в результате этого вы получите такое состояние входов «0001». Вы можете это наблюдать на диаграмме на строках Q0-Q3 – это четыре разряда параллельного выхода.

Как применить эти знания в построении LED куба? Дело в том, что можно применить не совсем обычный сдвиговый регистр, а специализированный драйвер для светодиодных экранов — STP16CPS05MTR. Он работает по такому же принципу.

Step 11: Start Mounting the Cube.

We now need to start mounting the LED cube on the top PCB, I’m using 2 PCBs to keep all the electronics hidden while still having access to them, the boards will be plugged together like an Arduino shield.
To mount the cube we need to make 48 wires fit in their proper holes, to make this easier we are going to trim the leads of the cube as in pic 1 (in an angle) I used some heavy duty stainless steel scissors for this but you can use your typical wire snippers if you don’t have access to stronger tools.
start inserting the leads of the cube to the top PCB, the longer leads first, once you have all the leads from the first row in, bend them a bit to prevent them from going back out, then proceed to the next row, I used a pair of modified doctor’s thongs (hemostats) (the long, thin ones) to aid me in getting all the leads to the right place, once you finish a row, bend the leads a bit and proceed to the next one, DO NOT SOLDER ANYTHING YET!

Как наносить изображение на световые короба?

Лайтбоксы, изготовление которых вполне возможно провести и самостоятельно, могут иметь разные конструкции. При этом изображение на них, как правило, наносится одинаковыми способами. Для рисунка на лицевой части используют транслюцентную пленку с печатью или аппликацию на основе винила. Первый вариант более подвержен влияниям, а также не отличается большой яркостью, при этом цвет быстро выгорает. Виниловая аппликация – более качественный материал, который при засветке показывает хорошую яркость. Но такая пленка стоит дороже, да и с ее монтажом могут возникнуть проблемы.

Для изготовления задней части короба чаще всего используют листы оцинкованной стали, которые характеризуются высокой прочностью и стойкостью к воздействию коррозии. Кроме того, это самый оптимальный вариант в плане ценового решения. Иногда изготовление лайтбоксов ведется на основе использования пластика, композитных панелей и других непрозрачных материалов листовой формы.

Step 4: Layer by Layer

Once you have your grid ready, you can start making the layer, one by one and testing them as you go, to be able to repair them in case of a faulty LED or solder joint, it’s better to take a few extra seconds on each layer than to risk destroying your complete cube trying to replace a faulty LED in the middle. 
I figured out an easy process to build the layers quickly and all the same, just follow my steps;

  1. First off, mark your grid as mine (see pic 1) so you don’t get confused about the orientation of the LEDs and as to which pin goes where.
  2. Now place your 16 LEDs (See pic 2), make sure they are in the correct orientation (flat part to the left).
  3. Start bending the leads (the Rightmost lead goes to the bottom left at about 45 degrees) (pic 3).
  4. Keep on with the bending, the 2nd lead from right to left goes to the top right corner at about 45 degrees aswell (pic 4).
  5. Now bend all the longer leads straight to the top, ONLY for the top row (You’ll see why) (pic 5).
  6. Proceed to trimming all the remaining standing leads from the TOP ROW ONLY! (pic 7).
  7. Now bend them all to the left (pic 8) they should not touch the neighbor LEDs.
  8. Repeat steps 5 to 7 for the NEXT ROW, soldering each of the leads that reach the top LED’s to the leads of those LEDs that go to the top as you go (pics 9 & 10).
  9. Repeat step 8 for the rest of the rows (pic 11).
  10. Trim down all the excess leads (pic 12).
  11. Now proceed to joining the columns, for this, grab a 10 cm long wire and make a small half-loop at the end (pic 13).
  12. pull it so the lead of the LED from the FIRST column id inside the half-loop and solder it down, use a gentle amount of solder (pic 14).
  13. solder the remaining columns to the wire and trim the excess off (pic 15).
  14. add another 3 wires in the same way (pic 16).

Now repeat all steps 3 more times to get all the layers, this might seem a bit tedious, but with some good music, it goes real quick!
Make sure to test your layers as you go.

P1020279.MOVP1020279.MOV

Конструирование светодиодного куба 3x3x3

Шаг 1.

Сначала необходимо с помощью батарейки SR2032 или мультиметра проверить светодиоды на исправность, потому что если потом выяснится что какой-то светодиод неисправен, то заменить его в уже собранном кубе будет не очень просто.

Шаг 2.

Затем необходимо с соединительных проводов удалить изоляцию как показано на рисунке. Для создания куба можно использовать любые соединительные провода, но стоит отметить, что провода для макетной платы для этой цели подойдут отлично. Затем полученные оголенные провода необходимо нарезать на отрезки длиной 7 см – всего необходимо 6 таких отрезков. Эти отрезки проводов будут использоваться для скрепления слоев светодиодов между собой.

Шаг 3.

На этом шаге необходимо взять пустую картонную коробку и наклеить на ее верх белую бумагу как показано на рисунке. Белая бумага нужна будет для точного позиционирования точек.

После этого возьмите карандаш и линейку и отметьте 9 точек на бумаге через каждые 2 см таким образом формируя структуру куба как показано на рисунке.

Мы здесь используем расстояние 2 см потому что длина отрицательных контактов светодиодов составляет 2.5 см. То есть в данном случае у нас будет 5 мм для припаивания одного светодиода к другому. Если мы выберем большее расстояние, то пайка может уже составить проблему, при меньшем расстоянии куб будет выглядеть несколько неуклюже. Поэтому 2 см будет в данном случае наиболее подходящим расстоянием.

После этого возьмите любой заостренный предмет, например ручку или карандаш и проделайте отверстие в каждой точке. Отверстия должны быть такого размера, чтобы в них достаточно устойчиво держался светодиод – они не должны быть слишком маленькими (светодиод не будет влезать в них или у нас не будет возможности покачивать его во время пайки) или слишком большими (светодиод будет проваливаться в них). Поэтому каждое сделанное отверстие проверяйте с помощью светодиода.

Шаг 4.

После этого поместите один светодиод в отверстие и согните его положительный контакт как показано на рисунке ниже.

После этого согните положительный контакт светодиода еще раз чтобы он сформировал форму буквы ‘L’. При близком рассмотрении на контакте светодиода можно рассмотреть небольшую выемку в том месте, где его следует сгибать в форму буквы ‘L’. После этого согните отрицательный контакт светодиода вправо как показано на следующем рисунке.

Шаг 5.

Затем повторите все эти шаги для остальных двух светодиодов и упорядочите эти 3 светодиода в форме ряда как показано на рисунке. Этот шаблон будет использован для всех остальных светодиодов куба. Можно даже сначала согнуть выводы у всех 27 светодиодов куба, а только потом упорядочить их и спаять их концы.

Но для начала повторим описанную процедуру для 9 светодиодов, которые упорядочим в форму матрицы как показано на рисунке.

Шаг 6.

После этого спаяйте все отрицательные выводы светодиодов как показано на рисунке. Три светодиода будут образовывать ряд.

После этого возьмите два оголенных проводника длиной по 7 см (их мы заготовили ранее), поместите их как показано на рисунке и припаяйте 6 концов этих светодиодов чтобы сформировать полную матрицу.

Теперь все отрицательные выводы 9 светодиодов соединены друг с другом, то есть мы будем иметь 9 положительных выводов (CP1-CP9) и один отрицательный вывод (CN1). После того как мы вынем эту структуру из отверстий в картоне и обрежем выступающие концы мы получим один слой нашего светодиодного куба как показано на следующем рисунке.

Шаг 7.

Аналогичную последовательность действий мы должны предпринять и для изготовления других двух слоев куба, внешний вид этих сконструированных двух слоев показан на следующем рисунке.

Шаг 8.

Теперь, когда у нас есть все 3 слоя куба, нам необходимо состыковать их вместе чтобы получить куб.

Сначала возьмем 1 и 2 слои и поместим один из них поверх другого. Спаяем все общие положительные выводы этих слоев как показано на рисунке ниже. К примеру, вывод CP1 первого слоя необходимо будет припаять к выводу CP1 второго слоя, вывод CP2 первого слоя — припаять к выводу CP2 второго слоя и т.д. Для удобства пайки желательно чтобы положительные выводы одного слоя «заходили» на положительные выводы другого слоя на расстояние примерно 5 мм.

После этого пристыкуем к получившейся структуре оставшийся 3-й слой и у нас получится полный куб

Припаивать 3-й слой будет немного сложнее чем 2-й к первому, поэтому старайтесь делать это осторожно чтобы не сломать структуру

Во время пайки всей этой структуры имейте ввиду, что не следует паяльником нагревать (прикасаться) вывод светодиода более 5 секунд, иначе можете перегреть светодиод и он выйдет из строя – а заменить его в уже сделанной (хотя бы частично) структуре куба будет непросто.

Собираем все в единое целое

Для начала готовим корпус – делаем сбоку или в крышке небольшое отверстие для 4-х проводов, которые будем присоединять к плюсам. Также в крышке размечаем сетку и просверливаем небольшие отверстия под минуса нижнего ряда куба. Когда все готово, заводим катодные ножки в подготовленные отверстия и закрепляем куб на крышке. Можно это сделать с помощью тех же ножек, но лучше использовать дополнительные крепежи, и можно переходить к следующему этапу – присоединению микроконтроллера к кубу.

Минус

Если посмотреть на крышку изнутри, то перед нами будет квадрат из 16 точек со сторонами 4х4, расположенными в местах выходов катодов. Для большей понятности разметим эту сетку как шахматную доску, где левый нижний угол А1, следующий в ряду Б1, а по вертикали А2 и в подобной последовательности аж до правого верхнего угла, который по логике получается Г4.

После разметки начинаем соединять контакты контроллера выходами минусов по такой схеме – А1 к контакту ТХ1, Б1 к D5, В1 – D9, Г1 – D13. Следующий ряд – А2 на RX0, Б2 – D4, В2 – D8, Г2 – D12. Третий ряд – А3 к А5, Б3 – D3, В3 – D7, Г3 – D11. Последний – А4 сетки соединяем с А4 контроллера, Б4 – D2, В4 с D6 и Г4 с D10.

Плюс

После того, как с минусом закончили, переходим к плюсу. Для начала выберем точки крепления на кубе – поворачиваем его в вертикальное положение (корпус снизу) и берем на заметку ближнее к большому (под 4 провода) отверстию вертикальное ребро. Точки пайки будут находиться на четырех горизонтальных слоях между диодами ребра и первым диодом в сторону (вправо или влево не имеет значения).

Теперь, припаиваем к этим точкам 4 отрезка провода, и через резисторы присоединяем их к следующим контактам микроконтроллера – верхний слой к А0, второй сверху к А1, третий к А2 и нижний к А3.

Последним шагом станет установка питания: плюс батареи соединяем с тумблером, а затем с контактом UIN; минус припаиваем к контакту GND. Прячем начинку в корпус, включаем и наслаждаемся игрой света…

Однако, если у вас нет времени на самостоятельное изготовление, вы всегда можете приобрести куб в магазине Лайтхаус!

Introduction: 4x4x4 RGB LED Cube

By Emiliano ValenciaFollow

More by the author:

About: Industrial Designer. Interested in all kind of projects, mainly electronics and object manufacturing.

More About Emiliano Valencia »

A while ago, when I first started using Arduino, my first project was a 4x4x4 LED cube, I built it from a Guide I found here in Instructables, I didn’t know anything about programming, and little about electronics, yet I was able to build it and make it work, I didn’t know how it worked but it did!
That success made me like this page a lot and also made me want to make guides like that one, well documented and properly explained, enabling people to make cool things, at first without them knowing how they work, and from there, from a working piece, start learning and understanding how it works.

P1020662.MOVP1020662.MOVHypnoCube 3D 4X4X4 LED Cube - Custom Animations, Demo, PHP APIHypnoCube 3D 4X4X4 LED Cube — Custom Animations, Demo, PHP APIHi-Tech Art  3D LED Cube (4x4x4 Initial 9 min of coolness)Hi-Tech Art 3D LED Cube (4x4x4 Initial 9 min of coolness)

note: the last 2 videos are not from my cube, but it works in the same way and gives the same result.

Исходный код программы

В полученном кубе если мы хотим включить один светодиод, к примеру, светодиод во втором столбце первого слоя, нам будет необходимо запитать контакт CP2 и подать землю на контакт CN1. В соответствии со сделанными соединениями в схеме нам необходимо подать напряжение высокого уровня на контакт PIN3 платы Arduino (который подсоединен к CP2) и напряжение низкого уровня на контакт PIN A0 (который подсоединен к CN1).

Аналогичным образом мы можем зажечь любой другой светодиод. Далее в программе мы в бесконечном цикле будем зажигать поочередно все светодиоды в нашем кубе.

digitalWrite(A0,HIGH); //подаем логическую «1» на A0 pin digitalWrite(A1,HIGH); // подаем логическую «1» на A1 pin digitalWrite(A2,HIGH); // подаем логическую «1» на A2 pin /* add setup code here, setup code runs once when the processor starts */}void loop(){ digitalWrite(A0,LOW); // на слой 1 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 1 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A0,HIGH); // на слой 1 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A1,LOW); // на слой 2 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 2 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A1,HIGH); // на слой 2 куба подана логическая «1»

digitalWrite(A2,LOW); // на слой 3 куба подана земля for (int i=2;i<11;i++) { digitalWrite(i,HIGH); // поочередно включаем каждый светодиод в слое 3 delay(200); delay(200); delay(200); digitalWrite(i,LOW); } digitalWrite(A2,HIGH); // на слой 3 куба подана логическая «1»}

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий