Светодиодный куб 4x4x4

Представляю проект 3D светодиодного куба (LED Cube) с матрицей 4х4х4.

64 светодиода образуют куб со сторонами 4х4х4, который управляется микроконтроллером Atmel Atmega16. Каждый светодиод имеет свой виртуальный адрес и может управляться с микроконтроллера индивидуально, позволяя таким образом добиваться потрясающих эффектов.

Видео работы куба смотрите ниже:

Итак, начнем…

Шаг 1. Что нам понадобится?

Первое, это терпение спаять все 64 светодиода вместе 😉

Знания, которые вам понадобятся: – основы электроники – умение хорошо паять

– знание программирования микроконтроллеров (если не уверены, то смотрите видеокурс по микроконтроллерам)

Список радиодеталей: Макетная плата (ну или вытравленная печатная) Микроконтроллер Atmel AVR Atmega16 Программатор Atmega16 64 светодиода 2 светодиода состояния. Я использовал красный и зеленый. (опционально) Микросхема Max232 rs-232 или подобная 16х резисторов для светодиодов.

(100-400 Ом) 2x резистора по 470 Ом для светодиодов состояния 1x резистор 10кОм 4x резистор 2.2кОм 4x NPN транзистора BC338 (отеч. аналоги КТ645, КТ646, КТ660Б) или другой выдерживающий ток до 250 мА 1x 10мкФ конденсатор 1x 1000мкФ конденсатор 6x 0.1мкФ керамический конденсатор 2x 22пФ керамический конденсатор 1x кварц 14.

7456 MHz 2x кнопки Выключатель питания Разъем питания 12В

Разъем питания 5В

Шаг 2. Мультиплексирование

Как управлять 64 светодиодами, если нет столько выводов управления? Мультиплексирование!

Если к аноду каждого светодиода присоединить вывод управления, то это будет непрактично, да и выглядеть будет не очень красиво. Один из способов побороть эту проблему – это разделить куб на 4 слоя, в каждом из которых будет 4х4=16 светодиодов.

У светодиодов в вертикальных колонках общий анод (+)
У светодиодов в горизонтальных плоскостях общий катод (-)

Теперь, если нужно засветить светодиод в верхнем левом углу сзади (0,0,3), необходимо подать GND(-) к верхнему слою и Vcc(+) к колонке в левом углу куба.

Если нужно засветить один светодиод или полностью весь слой, то это работает отлично…

Однако, если нужно засветить нижний правый угол спереди (3,3,0), возникают проблемы. Когда я подал GND на нижний слой и Vcc к передней левой колонке, я также засветил верхний правый светодиод спереди (3,3,3) и нижний левый светодиод сзади (0,0,0). Эта проблему казалось бы не побороть, без использования 64 индивидуальных линий управления светодиодами.

Но можно одновременно засвечивать только один слой и делать это очень быстро, чтобы глаз не успел разглядеть время переключения между слоями. Этот эффект называется Persistence Of Vision

Каждый слой – это изображение из 4х4=16 точек (светодиодов) и если мы будем быстро переключать слои, то мы получим 4х4х4 3D куб!

Шаг 3. Конструирование шаблона для куба

Спаять обьемный куб из 64 светодиодов без каких-либо приспособлений будет сложно. Поэтому мы облегчим нашу задачу воспользовавшись инструментом и приспособлениями:

Для начала, изготовим шаблон 4х4 из дерева.

Т.к. я не хотел сильно замарачиваться с решеткой куба, то решил по возможности использовать выводы светодиодов как основу решетки куба. Дистанция линий на сетке шаблона была выбрана исходя из длины ножек светодиодов. У меня получилось 25мм. Т.о. при такой сетке, нет необходимости что-либо наращивать или обрезать.

Итак, последовательность действий: – найти и вырезать кусок фанеры – нарисовать на ней решетку 4х4 – сделать углубления на всех пересечениях шилом или другим инструментом – найти сверло, чтобы светодиод уверенно стоял в отверстии, и в то же время в последствии вы его могли легко вытащить

– просверлить 16 отверстий в шаблоне

Шаблон для куба готов!

Шаг 4. Конструирование светодиодных слоев

Итак, нам необходимо спаять 4 слоя светодиодов по 16 в каждом, а затем все 4 слоя спаять в один обьемный куб.

Процесс изготовления одного слоя (4х4) из светодиодов следующий: – вставьте светодиоды в отверстия по 2-м дальним сторонам от вас и спаяйте их между собой – вставьте светодиоды для следующего ряда, и также их спаяйте – заполните так всю матрицу из 16 шт – спереди, где нет соединения, добавьте связующие пересечения

– повторить процедуру 3 раза для оставшихся слоев.

Шаг 5. Конструирование куба

Все четыре слоя готовы, осталось их спаять вместе в один куб.

Положите первый слой на шаблон вниз головой. Это будет верхний слой куба.

Поместите второй слой на первый и очень точно совместите их. Также соблюдите расстояние между слоями 25мм, чтобы у вас получился идеальный куб. Это расстояние между катодами.
После того, как все выставили (воспользуйтесь приспособлением “третья рука”), припаяйте угловой анод первого слоя к угловому аноду второго слоя. И так все 4 угла.

Еще раз проверьте, чтобы все слои были выравнены относительно друг друга во всех измерениях. Если это не так, то подогните или перепаяйте. После этого, спаяйте 12 оставшихся светодиодов.

Повторите процедуру для оставшихся 2-х слоев.

Шаг 6. Подбор токоограничивающих резисторов

Ток микроконтроллера AVR в сумме не может превышать 200 мА. Т.о. 200/16 дает нам 12 мА на один светодиод.

Я использовал резисторы номиналом 220 Ом. Получилось как раз 12 мА на один светодиод.

Шаг 7. Схемотехника

Схема контроллера для управления кубом, показана на рисунке выше.

RS-232 опционален и может быть опущен (микросхема IC2).

Шаг 8. Присоединение МК к светодиодному кубу

Обьяснять я думаю не надо, все показано на картинках.

Шаг 9. Программа, компиляция и прошивка МК

Наш куб готов, осталась только программная часть.
Вы можете использовать мою программу, написать сами ее, либо дополнить мою программу дополнительными эффектами.

Если вы захотите использовать ATMega32 вместо ATMega16, то необходимо будет поменять настройки в makefile и перекомпилировать.

Для прошивки МК я использовал avrdude и программатор USBTinyISP.

Я работаю под Ubuntu. Подробнее о прошивки микроконтроллеров под эту ОС вы можете почитать в этих статьях: программирование МК AVR в ОС Ubuntu и программирование МК AVR в ОС Ubuntu. Часть 2 (GUI)

Итак, сперва нужно соединение программатора с микроконтроллером. Подсоедините программатор к плате куба и ПК.
Команда: avrdude -c usbtiny -p m16

Далее, заливаем прошивку командой: avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash:w:main.hex

Наш куб должен будет перезапуститься и стартовать. МК запуститься на очень низкой частоте 1 МГц используя встроенный тактовый генератор. Некоторые LED работать не будут, потому что порты GPIO заняты под JTAG.

Чтобы подключить внешний тактовый генератор и выключить JTAG, нужно перезаписать фьюзы:
введите: avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse:w:0xef:m
затем: avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse:w:0xc9:m

Все, после этого, наш светодиодный куб должен запуститься в нормальном режиме!

Ниже вы можете скачать прошивку, исходники и печатную плату в формате LAY

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

4x4x4_ledcube-0_2.zip (185 Кб)

Источник: http://cxem.net/sound/light/light44.php

Светодиодный куб 4x4x4 на Arduino

В проекте предложена конструкция светодиодного куба (LED cube) 4x4x4 стоимостью около 15 долларов.

В кубе использовано 64 зеленых светодиода, которые формируют 4 слоя и 16 колонок. Управление кубом реализуется на базе Arduino. Приведен пример программы для Arduino Uno, в которой реализовано управление каждым отдельным светодиодом из всего массива.

Необходимые детали для проекта

64 светодиода
4 резистора на 100 Ом
Коннекторы для распайки
Проводники
Макетная плата для распайки
Коробка
Источник питания на 9 В
Arduino Uno

Инструменты, которые могут вам пригодиться, приведены на фото ниже.

Можете воспользоваться эскизом, который приведен здесь. Распечатайте его и наклейте на картонную коробку. При печати проверьте, чтобы был выставлен фактический размер и горизонтальная ориентация. Карандашом сделайте отверстия в узловых точках. Проверьте, хорошо ли садятся светодиоды в подготовленные отверстия.

Собираем светодиодный куб

Возьмите 64 светодиода и проверьте их работоспособность, подключив каждый к пальчиковой батарейке. Это, конечно, скучная процедура, но она необходима. Иначе из-за одного нерабочего светодиода впоследствии может быть куча проблем.

Установите 16 светодиодов в отверстия в соответствии со стрелками на распечатке. Красные стрелки соответствуют плюсу (анод), синие – минусу (катод). Все аноды соедините между собой. После этого переверните коробку и вытолкните светодиоды.

Выталкивайте аккуратно, чтобы не повредить собранный слой. Все. Первый слой готов. Аналогичным образом формируем еще три слоя. После соединяем четыре получившихся слоя с помощью свободных катодов. Советую соединять контакты начиная с центра и перемещаясь к периферии.

Светодиодный куб начинает принимать необходимые очертания!

Установка светодиодного куба

Сделайте разметку на макетной плате с помощью маркера. Учтите, что размеченный прямоугольник должен быть немного меньше коробки, на которой будет установлен ваш куб.

После разметки сделайте небольшой паз вдоль линии будущей грани и аккуратно отломайте ребра макетной платы. Сделайте 20 отверстий на верхней части вашей коробки для куба.

Можно разметить места для сверления по соответсвующим отверстиям макетной платы.

Подключаем светодиодный куб

Сначала разделите вашу рейку коннекторов на три части таким образом, чтобы они подошли к цифровым и аналоговым пинам Arduino Uno. Зачистите и установите на вашей маетной плате в коробке 16 проводов для цифровых входов (рядов). 4 провода от аналоговых входов подключите с использованием резисторов на 100 Ом.

Теперь переходите к подключению концов проводов к трем рейкам коннекторов. Подключение реализовано таким образом, что есть возможность управлять светодиодами вдоль трех осей. Колонки соответсвуют осям X и Y. Плюс к этому, благодаря четырем слоям мы получаем координату Z.

Если вы посмотрите вниз с угла светодиодного куба, первый квадрант будет соответствовать обозначению (1, 1). Таким образом, каждый светодиод может быть инициализирован по подобной же методике. Давайте рассмотрим пример. Посмотрите на рисунок выше и найдите светодиод A(1,4).

“A” означает, что это один и первых слоев, а “(1,4)” соответсвтует координатам X=1, Y=4.

Схема подключения

Ряды/колонки

[(x,y)-Пин]

(1,1)-13

(1,2)-12

(1,3)-11

(1,4)-10

(2,1)-9

(2,2)-8

(2,3)-7

(2,4)-6

(3,1)-5

(3-2)-4

(3-3)-3

(3,4)-2

(4,1)-1

(4,2)-0

(4,3)-A5

(4,4)-A4

Слои

[Пины для слоев]

a-A0

b-A1

c-A2

d-A3

Подключаем источник питания для Arduino

Для питания платы можно использовать отдельный адаптер на 9 вольт, 1 ампер. Можно использовать переходник для батарейки типа крона и питать от нее. В любом случае, вам понадобится сделать еще одно отверстие для провода питания. Когда будете делать отверстие, предусмотрите его размер немного большим, чем сам коннектор.

В общем то все, что вам после этого останется – загрузить скетч на Arduino и наслаждаться результатом:

Программа для светодиодного куба под Arduino

Ваш куб готов!

Видео собранного светодиодного куба 4x4x4

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-svetodiodnyy-kub-4x4x4

LED CUBE 4x4x4 – Светодиодный куб 4х4х4 для Arduino Nano купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

LED CUBE 4x4x4 – Светодиодный куб 4х4х4 для Arduino Nano купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

У нас Вы можете купить Мастер Кит LED CUBE 4x4x4 – Светодиодный куб 4х4х4 для Arduino Nano: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема

Мастер Кит, LED CUBE 4x4x4, Светодиодный куб 4х4х4 для Arduino Nano, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема

https://masterkit.ru/shop/1298517

Напряжение питания (В)	5
Тип питания	постоянный
Длина (мм)	140
Ширина (мм)	80
Высота (мм)	85
Вес	94

Питание модуля производится от модуля Arduino Nano или от внешнего блока питания (5 вольт) подключаемого к разъему на плате управления.
Как оказалось схемы различных производителей Arduino-подобных модулей отличаются от оригинальных Arduino NANO. Мы учли это при разработке предлагаемого расширения. Оригинальный микроконтроллерный модуль устанавливается в левые разъемы, а, например, модуль c торговой маркой DFRduino в правые разъемы. Отличия между модулями можно найти в нашей схеме.
Практически любой инфракрасный пульт в доме может управлять вашим кубом.

Специально для этого проекта нами была создана библиотека для языка WIRING.MP1051.Init() – начальная инициализация MP1051.Brightness(B) – установка яркости свечения светодиодов, B=0…32 MP1051.

Set(D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8) – управление светодиодами послойно, D1-D2 – первый слой (A1), D7-D8 – 4-й слой (A4)MP1051.IR(T) – ожидание команды ИК-пульта в течении T ms.

Возвращает: 0 – не было команды, 1 – принята команда, 2 – принят повторMP1051.IRAdr() – возвращает адрес ИК-посылки

MP1051.IRData() – возвращает команду ИК-посылки

Порядок сборки светодиодного куба 4х4х4

В первую очередь необходимо подготовить выводы светодиодов.Шаг 1. Короткий отгибаем на 90 градусов.Шаг 2. С помощью пинцета формуем короткий так, чтобы на 3 мм. увеличился шаг между выводами.Шаг 3. Теперь, в сторону отгибаем длинный.

Рис.1

Для удобства последующих действий найдите у себя 4 винта М3 с гайками и закрепите их в угловых отверстиях платы управления. Ну, а если винтов нет, то вас спасут четыре одинаковые бельевые прищепки, прицепленные по углам платы.

Рис.2

Установите в отформованные светодиоды в отверстия платы. Сначала первый ряд.

Рис.3

Соедините пайкой длинные выводы.

Рис.4

Затем второй слой.

Рис.5

Спаяйте длинные во втором ряду. В третьем и четвертом.

Рис.6

Длинные выводы от крайних светодиодов каждого ряда выступают за край платы. Аккуратно подгибайте их вдоль платы и соединяйте пайкой между собой

Рис.7

Получился один слой 4 х 4.

Рис.8

Можно его выровнять дополнительными отрезками провода.

Рис.9

Делаем четыре слоя. Первый слой аккуратно устанавливаем на плату управления, вставляя выводы светодиодов в отверстия L11-L14, L21-L24, L31-L34, L41-L44. В первую очередь припаиваем угловые выводы.

Выравниваем слой в одной плоскости по углам, прогревая паяльником выводы и двигая их вверх-вниз (если нужно). Как только вы убедились, что угловые светодиоды находятся в одной плоскости, припаяйте остальные выводы.
Второй слой припаивается к первому. Короткий вывод к короткому.

Смотрите на рис.10 с правой стороны, в крайнем столбике хорошо видны места пайки.

Рис.10

Фото собранного куба в высоком разрешении.

В качестве Arduino NANO можно использовать MB NANO – 5В, ATMEGA328, 16 МГц.

Статьи

Светодиодный куб для Arduino Nano

Схема

Комплект поставки

Модуль-расширение для микроконтроллерных модулей Arduino-NANO – 1 шт.
Сверхяркие светодиоды – 64 шт.

Что потребуется для сборки

Радиомонтажный инструмент и материалы: паяльник, бокорезы, пинцет, припой, флюс.

Источник: https://masterkit.ru/shop/1298517

Мучения с LED cube 4x4x4 (Arduino+74HC595)

Здравствуйте, дорогие хабравчане! Наконец-то у меня есть, что вам рассказать и показать. Надеюсь, рассказ будет интересен не только мне. Я расскажу о своём опыте работы с Ardiuno UNO и даже покажу, что у меня в итоге получилось. Если вам ещё не надоело подобное — добро пожаловать под кат.
ВступлениеЯ — учитель физики, информатики и астрономии в обычной средней школе.

Успел поработать сисадмином-эникейщиком и с компами немного дружу, немного умею работать с сайтами, чуть-чуть понимаю php и MySQL. Но в программировании я чуть больше, чем нуль. Это должно немного уменьшить ваш гнев от чтения написанной мною программы, которую я чуть дальше покажу. Весной 2014 года на областной конференции познакомился с LEGO WeDo и электронаборами ООО «ЛАРТ-М».

Очень мне это дело понравилось, но всё это было не у меня. Так получилось, что в начале учебного года мне предложили вести кружок робототехники с LEGO Mindstorms NXT. Даже отсутствие опыта работы с этими наборами не смутило директора областного дома детства и юношества. Пока, кажется, все мной довольны.

Я втянулся, мне стала нравится робототехника, но цены на Lego просто убивали.

Тогда мне попалась вот эта статья. Я связался с фирмой, занимающейся поставкой этих наборов к нам и мы договорились о пробной покупке одного набора и дальнейшем сотрудничестве на ниве внедрения этого дела в школы. После получения этого набора в свои цепкие ручки, я начал пробовать и материться… Про проблемы, связанные с этим набором расскажу отдельно, если будет интересно.

Главное не это.

Сначала я, конечно же, попробовал подключить датчики/кнопочки/диодики. Всё работало и сверкало. С одной поделкой я даже выступил на очередной областной конференции и «сорвал банк». А там всего-то было 2 фоторезистора, 2 светодиода, 1 динамик, 1 кнопка, 3 зеркала, 1 потенциометр (кнопок больше не было на тот момент) и 1 лазерная указка.

Из этого получился небольшой дом, который делал следующее: 1) зажигать светодиод над входной дверью, когда на улице темно; 2) играть простенькую мелодию, когда нажимают кнопку звонка у двери; 3) зажигать светодиод в «комнате охраны», когда кто-то звонит в дверь (вдруг охранник в наушниках музыку слушает); 4) при выкручивании потенциометра на максимум (надо будет заменить второй кнопкой, благо теперь она есть) включалась сигнализация — внутренний фоторезистор начинал реагировать на прерывание лазерного луча от указки, через систему зеркал направляемую на него «с улицы». При пересечении луча в «комнате охраны» раздавалась сирена и загорался светодиод.Страшный домикПосле знакомства с этим наборомя начал активно читать про Arduino и, в конце концов, заказал на Aliexpress набор с Arduino UNO (точнее, китайским аналогом с диким именем) и кучкой всяких деталек. И тут Остапа понесло (с)…Вот чем вы занимались на новогодних каникулах? Отдыхали, верно? Я большую часть каникул провозился с ардуинкой.

Сначала собрал кубик из 27 светодиодов (кажется, по вот этой инструкции). Скетч первоначального варианта работы (как на видео) не выкладываю, т.к. надо его полностью переписывать, с учётом новых знаний. Но сначала он работал вот так:

UPD: сейчас этот кубик управляется ИК-пультом: скетч, библиотека IRremote, библиотека LedCube. Сразу даю ссылки на файлы библиотек, чтобы не возникло проблем с разными версиями. Схему подключения нарисую чуть позже, простите.

Этого мне показалось мало, да и я поверил в свои силы. Поэтому решил собрать такой же кубик, но уже из 64 светодиодов. Дурное дело — не хитрое, особенно когда работать не надо. Сначала собрал кубик, используя несколько похожих инструкций (вроде этой и этой). Получилось вот так (скетч):

Управлять таким кубиком было довольно просто. Проблема была в том, что все 20 имеющихся в моей Arduino UNO выходов оказались заняты светодиодами, а хотелось ещё подключить каких-нибудь датчиков и прочих прелестей.UPD2: фото с кучей проводовПервая версия. На Ардуинке заняты все 20 портов:

Читайте также: Урок 4 - цифровые входы

В результате некоторого количества убитых нервов и благодаря помощи хороших людей удалось переподключить мой кубик к ардуинке с помощью двух сдвиговых регистров 74HC595 (инструкция). За время написания программы удалось чуть лучше разобраться в языке, хотя некоторые вещи в моей программе до сих пор кажутся мне магией. Схема подключения кубика к Ардуино (сделано в Fritzing 0.9.1b.64. За качество простите, первый раз работал с этой программой).
UPD2: ещё несколько фоток с кучей проводовВторая версия. На Ардуинке заняты кубиком только 7 портов, но всё собрано на макетке и использовано около 70 проводов:

Окончательная версия. Все мелкие запчасти спаяны и спрятаны в коробку:

Собственно, управлять кубиком стало немного сложнее, зато удалось подключить двухстрочный дисплей, на который выводится название режима работы кубика и номер этого режима (удобно ковырять программу, видя эту инфу), и кнопку, которая переключает режим работы кубика.UPD2: Видео почти окончательной версии кубикаДа, забыл сказать. Жена у меня ведёт информатику в той же школе и, глядя на мои мучения, у неё родилась мысль об элективном курсе для 9 класса (пока всё в виде идеи и черновых набросков) по работе с ардуинкой. Будем надеяться, что из этого что-то получится.Что ещё хочется сделать1) подключить к кубику микрофон и превратить кубик в светомузыкальную установку. К сожалению, пока не очень получается. Микрофон из комплекта реагирует только если на него дуть (нужен усилитель, но пока нет его). 2) добавить разных эффектов кубику. 3) показать пользу от ардуинки на уроках физики — хочу измерять скорость объекта (2 фоторезистора + 2 лазерных указки), но пока это тоже не очень получается. 4) научиться нормально управлять серводвигателями и сделать, наконец-то, машинку! Пока при подключении двух серводвигателей управлять получается только одним, второй постоянно крутится в одну сторону. 5) научиться управлять ардуинкой по bluetooth. Модуль есть, но пока тоже не очень клеится работа с ним. 6) дождаться прихода с Aliexpress ещё нескольких датчиков/экранов и сделать ещё что-нибудь интересное.

7) заинтересовать учеников и хоть немного их этому всему научить…

UPD: добавил скетч для 3x кубика со ссылками на используемые библиотеки и схему подключения 4x кубика.
UPD2:

Источник: https://habr.com/post/247855/

4X4X4 Светодиодный куб набор из Китая. Шилд для Ардуино

AliExpress
Сделано руками
Радиотовары
Пункт №18

Всем доброго времени суток! Сегодня хочу рассказать Вам о Kit наборе из Китая, который позволяет собрать светодиодный куб 4х4х4 светодиода.

Всем кому интересно прошу под кат.

Давно любовался в интернете видео роликами разных кубиков, красиво смотрятся, даже чем то завораживает, особенно большие, но собрать все самому с нуля руки так и не дошли.

А тут все совпало, общался с продавцов по поводу покупки ардуины, а он предложил взять вот такой маленький набор посмотреть, и вот набор пред моим несменным контролером.

Плата сделана довольно качественно, металлизация всех отверстий хорошая, маска залита хорошо, забегая вперед скажу что всю плату спаял только проволочным припоем, хватило того флюса что был в припое.

Плата подробно

Набор реально может собрать даже ребенок без помощи взрослых. Светодиодов, резисторов и контактов производитель положил в набор с запасом, так что после сборки у меня еще кое-что осталось.

Начнем сборку

После покупки продавец выслал мне ссылку на инструкцию и текстовый скетч для Ардуино. Это очень хорошо потому как в комплекте к набору никакого мануала не было. Первое что нужно сделать, это закрепить будущие держатели для светодиодов, производитель предлагает использовать для этого вот такие зажимы.Согласно инструкции их нужно не просто покусать по одному, но и полностью очистить от пластика. Поначалу я решил, что очистка от пластика это лишнее, и я их просто покусаю осторожно и все, но, увы, как не старался, не получилось, пластик слишком хрупкий.Так что в итоге пришлось доламывать пластмассу и очищать все ножки от нее.Сборку нужно начинать именно с этих разъемов, потому что два из них запаиваются под постельки для сдвиговых регистров и сделать это потом будет очень сложно. В итоге получилась вот такая плата.Теперь можно перевернуть плату и запаять все остальное, а осталось только две постельки для микросхем, четыре резистора и пара гребенок для соединения с Arduino Uno. Как по мне паять гребенки лучше всего вставив весь шилд в ардуино, так гораздо проще, чем выравнивать каждую гребенку отдельно. Главное только не перегреть.Первый этап сборки закончен, на все ушло примерно минут 30. Вот так плата смотрится на Arduino.

Второй этап сборка куба светодиодов.

Для сборки матриц светодиодов производитель по инструкции рекомендует сначала сделать вот такой макет.Который должен облегчить сборку. Но почему-то показалось, что это лишнее и что 64 светодиода я и так спаяю. Спаять то я спаял, но, наверное, лучше бы таки сделал макет, было бы гораздо проще.

Итак, первое, что нужно отогнуть на всех светодиодах катоды (короткая ножка) на угол 90 градусов. Ну, тут все просто тонкие плоскогубцы, зажимаем впритык к корпусу и гнем.Теперь отогнутые ножки нужно спаять друг с другом (как на фото) получив ряд. Для этого я решил воспользоваться уже собранной платой.В принципе метод получился рабочий, но довольно медленный.

После сборки четырех рядов их нужно спаять в одну матрицу, соединив между собой аноды (длинная ножка) светодиодов в рядах. Тут опять же можно использовать плату вставив спаянные ранее ряды в плату свободными катодами первого светодиода вертикально вверх. В итоге должна получиться вот такая матрица.

После того как будут спаяны все 4 матрицы их необходимо собрать между собой в куб. Сделать это можно используя свободные катоды в каждом из рядов и тонкую проволоку или остатки ножек от резисторов.В итоге должен получить куб светодиодов, аноды спаяны в столбцы по четыре штуки и вставленный в платы шилда, а катоды спаяны в один по всему уровню.

С задней части платы находится дополнительный ряд контактов D16-D19 именно к ним нужно подключить катоды уровней по порядку.Куда именно подключать первый уровень (в D16 или D19) не так важно, главное, что бы уровни были включены последовательно, например так:D16>1, D17>2, D18>3, D19>4.Контроль готового изделия.

В итоге на всю сборку конструктора я потратил примерно 3-3,5 часа, думаю, что если бы сделал макет получилось бы быстрее. Теперь немного о том как это все заставить работать.

В архиве вместе с инструкцией лежит файл arduino库.zip который представляет собой подключаемую к среде разработки Arduino библиотеку, но подключить ее просто так нельзя.

Для того что бы студия смогла подключить эту библиотеку нужно удалить иероглифы из имен всех папок внутри архива и из имени самого архива. Проще всего распаковать архив в любую папку и потом отдельно запаковать в ZIP архив папку ICStation_Light_cube со всем ее содержимым, вот она уже подключится к среде Arduino.

Честно говоря, этот пример меня особо не впечатлил, поэтому поискав по интернету, я нашел еще два скетча работающих именно с этим кубом. Увы, код слишком большой и вставить в обзор его нельзя, поэтому даю ссылки на первоисточники.

Пара скетчей

Sketch #2
Посмотреть в конце этой статьи Sketch #3

Скачать можно тут

Небольшое видео демонстрации работы.Небольшой вывод: Набор мне понравился, я с удовольствием провел несколько часов с паяльником. К плюсам в первую очередь стоит отнести его простоту, невысокую цену и возможность не только поупражняться в пайке, но и в дальнейшем потренировать мозги программированием. К минусам пожалуй стоит отнести необходимость дополнительно покупать плату Arduino UNO и разбираться как с ней работать.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +34 +61

Источник: https://mysku.me/blog/aliexpress/61179.html

Cветодиодный куб ( LED Cube )

Еще одна простая светодиодная игрушка, но не менее эффектная, чем “вертушка” – светодиодный куб или LED Cube. Видео того, что получилось можно посмотреть прямо здесь .

На Youtube можете найти много аналогичных и более крутых вещей. Самая ценная деталь – это куб, собранный из светодиодов. Мы будем строить простой куб с размерами грани 4x4x4 светодиода. Т.е.

нам понадобиться 4x4x4=64 светодиода яркого свечения любого цвета. Хотел сделать куб 8x8x8, но тогда понадобилось бы 512 светодиодов.

С учетом стоимости светодиодов дороговато как для простой игрушки, начнем с простого 4x4x4.

Как работает куб

Все сразу светодиоды нам не засветить, нужно много ног микроконтроллера. Поэтому поступают проще – поочередно включают по одному “этажу” светодиодов. Человеческих глаз инертен и не может уловить столь быстрое переключение и нам кажется, что горят светодиоды всех этажей.

Но при этом нужно понимать, что каждый отдельно взятый этаж светодиодов горит не все время а отведенный ему период. Период свечения 1/кол этажей. В нашем случае 4. Т.е. Яркость свечения будет 1/4 от номинальной.

Поэтому мы и взяли сверх яркие светодиоды, в противном случае у нас получился бы бледный куб.

Плата управления

На плате управления микроконтроллер ATMega8 отвечает за логику работы, пара микросхем – сдвиговых регистров для подачи сигналов на “столбы” и 4 транзисторных ключа, которыми включается нужный этаж светодиодов. Микроконтроллер отправляет в сдвиговые регистры необходимое число, а затем включает нужный транзисторный ключ, зажигая нужный этаж. Затем операция повторяется для каждого “этажа”.

На плате предусмотрен разъем для программатора и подключения куба к компьютеру через модуль UART-RS232 или UART-USB. Таким образом, можно заставить куб светиться по командам из компьютера. Однако, куб замечательно работает и без компьютера, правда тогда он сможет прокручивать только “фильм” зашитый в его памяти, но этого, как правило, более чем достаточно.

Куб можно питать от USB порта компьютера. Это удобно при подключении к компьютеру. Я питал отдельно, поскольку планировалось сделать отдельное устройство.

На видео можно заметить отдельную плату простого стабилизатора напряжения на 5В, на который подается 12В от внешнего блока питания.

Поскольку в один момент времени максимум могут гореть не 64 светодиода, а только 16, то их суммарный потребляемый ток (из расчета 20мА на каждый светодиод) 16*20=320мА. Что допустимо для USB порта.

Сборка светодиодного куба

Светодиоды спаиваются таким образом, чтобы одна из ножек соединялась с ножками других светодиодов по вертикали, формируя “столб”, а другая нога соединялась со всеми светодиодами в плоскости (в “этаже”). К кубу припаиваем провода по одному к столбу (16 шт.) и по одному на каждый этаж (4 шт.). По этим 20 проводам выполняется управление кубом. Подключается куб к плате следующим образом:

Интерфейс с компьютером

Взаимосвязь с платой осуществляется через COM-порт в случае использования модуля UART-RS232 и через виртуальный COM-порт при использовании UART-USB. В том и другом случае для компьютера это COM-порт. Так что с разработкой софта проблем нет.

Софт для создания и проигрования эффектов

Для упрощения работ с созданием различных световых эффектов был создан простенький софт на Flash: http://avislab.com/blog/LEDCube/ . С его помощью можно составить различные эффекты и сохранить файл.

Файл – это простая последовательность чисел, которую можно вставить в исходный код, скомпилировать и получить прошивку со своими собственными эффектами.

Кроме того, этот файл можно проигрывать на подключенном к компьютеру кубе с помощью простой программы написанной на Delphi. Пример ее можно скачать здесь.

Файлы для скачивания

Скачать: Схема+Плата+Прошивка+Исходники
Скачать: Пример проигрователя на Delphi

см. также:

Источник: http://www.avislab.com/blog/led-cube/

Arduino LED cube 4x4x4

Я уже рассказывал, как создавал куб 3x3x3. На этот раз подробно разберу процесс создания куба 4x4x4.Но перед тем как продолжить, предлагаю посмотреть ведео работы куба:

Про принцип работы я уже рассказывал при описании куба 3x3x3. Здесь принцип работы такой-же, так что сразу перейдём к созданию.

64 LED светодиода
16 резисторов 220 Ом
4 резистора 10 кОм
4 NPN транзистора S8050 (можно любые другие NPN транзисторы)
планка коннекторов 40*2 (использовались 13*2)
сокет 40 (другого не было, надо было сокет 30)
сокет 32 с упором (другого не было, надо было 30)
шлейф IDT, 26 жил
макетные платы 65х90 мм (для куба), 65х35 мм (для управляющей части)
Arduino Nano rev3

Создание куба

Используем вспомогательную доску, подготовленную ещё при создании предыдущего куба

У катодов загибаем ножки, как на фотографии, чтобы потом было удобнее припаивать

Сгибаем катоды…

И спаиваем в один слой

Таким образом создаются 4 слоя

И слои спаиваются поколонно в готовый каркас (при этом нужно соеденить по 16 столбцов в 4 слоях):

Для того, чтобы выровнять по высоте, используем полоски картона шириной 2 см

2 слоя уже готовы

… припаиваем третий

Готовый каркас:

Куб 4х4х4 в сравнении с кубом 3х3х3:

Далее припаиваем каркас к макетной плате и куб почти готов…

Осталось только сделать управляющую часть, и соеденить две части шлейфом:

Вот так, с обратной стороны, припаиваются конце шлейфа

А вот так это выглядит с лицевой стороны. Ещё 4 провода идут к слоям.

Я не нашёл в Иркутске достаточно большой макетной платы, чтобы на ней можно было уместить и сам куб и управляющую часть, а ждать ещё 2 месяца доставки из китая мне не хотелось. Поэтому было принято решение реализовать куб и управляющую часть отдельно и соединить их 26-и жильным IDE шлейфом, из обычного компьютера.

Собственно вот так она и выглядит

А такой ужас творится с обратной стороны

А вот так эта часть выглядит с установленным сокетом и Arduino Nano

Программа для этого куба совершенно отличается от прошлой. Программа для куба 3х3х3 работает по принципу обращения к определённому слою и колооне. На этом кубе эта программа не заработала, пришлось всё переписывать. Скачать готовый скетч можно здесь: LED_cube4x4x4.pde

Прошиваем Arduino, вставляем в сокет (именно так: нужно сначала прошить, потом отключить USB и подключить к сокету, т.к. используются порты 0 и 1 (RX и TX), которые используются при прошивке) и всё работает! Видео работы можно посмотреть в начале статьи.

Источник: http://blog.savinyurii.ru/LEDcube4

Светодиодный куб 4x4x4 на Arduino

Главная » Статьи » Делись, советуй, обсуждай » Arduino проекты

Светодиодный куб 4x4x4 на Arduino

Необходимые детали для проекта•64 светодиода •4 резистора на 100 Ом •Коннекторы для распайки •Проводники •Макетная плата для распайки •Коробка •Источник питания на 9 В •Arduino Uno Инструменты, которые могут вам пригодиться, приведены на фото ниже.

Формируем основу светодиодного куба

Собираем светодиодный куб

Светодиодный куб начинает принимать необходимые очертания!

Установка светодиодного куба

Сделайте разметку на макетной плате с помощью маркера. Учтите, что размеченный прямоугольник должен быть немного меньше коробки, на которой будет установлен ваш куб.

Можно разметить места для сверления по соответсвующим отверстиям макетной платы.

Подключаем светодиодный куб

Теперь переходите к подключению концов проводов к трем рейкам коннекторов. Подключение реализовано таким образом, что есть возможность управлять светодиодами вдоль трех осей. Колонки соответсвуют осям X и Y. Плюс к этому, благодаря четырем слоям мы получаем координату Z.

“A” означает, что это один и первых слоев, а “(1,4)” соответсвтует координатам X=1, Y=4.

Схема подключения

Ряды/колонки [(x,y)-Пин] (1,1)-13 (1,2)-12 (1,3)-11 (1,4)-10 (2,1)-9 (2,2)-8 (2,3)-7 (2,4)-6 (3,1)-5 (3-2)-4 (3-3)-3 (3,4)-2 (4,1)-1 (4,2)-0 (4,3)-A5 (4,4)-A4

Слои

[Пины для слоев] a-A0 b-A1 c-A2 d-A3

Подключаем источник питания для Arduino

Для питания платы можно использовать отдельный адаптер на 9 вольт, 1 ампер. Можно использовать переходник для батарейки типа крона и питать от нее. В любом случае, вам понадобится сделать еще одно отверстие для провода питания.

Когда будете делать отверстие, предусмотрите его размер немного большим, чем сам коннектор.

В общем то все, что вам после этого останется – загрузить скетч на Arduino и наслаждаться результатом:

Программа для светодиодного куба под Arduino

Ваш куб готов!

Видео собранного светодиодного куба 4x4x4

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-svetodiodnyy-kub-4x4x4

Категория: Arduino проекты | Добавил: burkin_aleks (31.05.2016)

Источник: http://gm-project.ucoz.com/publ/user/user_arduino/svetodiodnyj_kub_4x4x4_na_arduino/3-1-0-37