Главная » Arduino
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Светодиодный куб 5х5х5

Светодиодный куб 5х5х5

В этой статье описана сборка светодиодного куба 5 х 5 х 5, который управляется при помощи Arduino и вся конструкция располагается на печатной плате.

Видео работы светодиодного куба:

Разработка куба и материалы

Я видел много проектов светодиодных кубов, и основной их проблемой является управление большим количеством светодиодов при помощи маленького количества контактов. Во многих проектах для этой цели использовались сдвиговые регистры. Основной их проблемой является время, требуемое на сдвиг всех битов и проблемы возникающие из-за него. Мне это не понравилось, и я решил нарисовать свою схему.

Я использую 5 дешифраторов по 3-8 линии на каждый (также они известны как демультиплексоры), чтобы преобразовывать  двоичный сигнал с 5-битного параллельного входа  в 25-битный параллельный выход, который управляет светодиодами. Особенностью этих дешифраторов является то, что высокий уровень сигнала может быть одновременно только на одной из 25 линий. Если на пяти контактах Arduino 01010 (10 в двоичной системе), дешифраторы принимают этот сигнал и выводят его на свой 10 контакт. Всего их 25 с номерами 0-24.

В схеме также используются NPN транзисторы, на катодах каждой плоскости куба.
Куб собран на специальной печатной плате изготовленной на заводе, что позволило избежать большего количества проводов. Всего проект обошелся в $100.

Предварительно удостоверьтесь, что ваши дешифраторы дают высокий уровень сигнала на один из выводов, а на все остальные низкий, т.к. есть микросхемы, которые дают низкий уровень сигнала на один вывод, а высокий на все остальные.

Посмотреть предварительные наброски схемы и таблицу

Сборка куба

Изготовление светодиодной матрицы

Первый шаг - это изготовления куба из светодиодов. Я купил дешевые светодиоды с очень короткими выводами, и мне пришлось использовать дополнительный провод.

Изготовление светодиодной матрицы

Я просверлил в доске отверстия  5мм с расстоянием между ним 2.5 см. Светодиоды вставляются в эти отверстия  и соединяются вместе. Таким образом делается 5 слоев.

Изготовление светодиодной матрицы

Когда все 5 слоев готовы, их надо соединить. Расстояние между слоями должно быть 2.5 см, чтобы куб не был сплющенным или растянутым.  От катода каждого слоя приведите вниз куба по проводу, который затем будет впаян в плату. Всего такой куб насчитывает около 300 точек пайки.

Изготовление светодиодного куба

Макет схемы

Для подключения куба я использовал кабель CAT5, т.к. он дешев и доступен. Я собрал схему на макетной плате. Выберите угол куба который будет считаться точкой начала отчета и подключите к его аноду вывод 0 дешифратора. Следующим анодом считается ближайший анод по оси X, а когда они закончатся, используйте аноды по оси Y. Я использовал резисторы по 150 Ом между дешифратором и столбцом.

Макет схемы

Для подключения катодов используется NPN транзистор. Используйте резистор между базой транзистора и Arduino. Подключаете 1вывод транзистора к GND,  2 к Arduino, 3 к катоду.

Макет схемы

Программа для Arduino

После того, как куб подключен к прототипу схемы, необходимо напивать программу.

Код разбит на 4 основных части:

LEDs.h:
Содержит номера всех контактов и массивов.
DisplayBasics.pde:
Содержит несколько основных «формы» в кубе, для использования в модели.
Patterns.pde:
Содержит образцы программ отображения, которые можно увидеть на видео в начале статьи.
LEDCubePCB.pde:
Это окончательный вариант моего кода. Номер исполняемой программы изменяется в зависимости от положения потенциометра.

Расширение функциональности

Для того, чтобы светодиодный куб был ещё лучше, необходимо изменять программу отображения, неперепрошивая микроконтроллер. Для  переключения программ я решил использовать перемычки, а для изменения  длительности программы потенциометр. Но я забыл, что при использовании  перемычек необходимо подтягивающее напряжение. Его можно получить  путем использования подтягивающих резисторов.

Плата

Печатная плата

Я разработал эту схему и печатную плату в Eagle. К статье прилагаются исходники в формате Eagle, которые можно редактировать. При проектировании печатной платы обратите внимание на размер отверстий, особое внимание уделите проводам.

Плата была изготовлена на заводе на заказ. Если вы не можете изготовить плату на заводе, вы можете сделать её при помощи ЛУТа или фоторезиста.

Производство и сборка печатной платы

Чтобы отправить проект на производство, необходимы файл сверловки и Gerber файлы. Я не умею их делать, но следуя инструкциям в интернете смог сделать и их. Эти файлы прилагаются к статье. Обратите внимание, что перемычки теперь подключены к GND и работают за счёт внутренних подтягивающих резисторов Arduino.

Плата

Начните сборку с резисторов и панелек, а сам куб паяйте в последнюю очередь. Все компоненты использованы в обычном выводном корпусе, поэтому монтаж достаточно пост. Паяйте плату чистым жалом, соблюдайте температурный режим и не перегревайте компоненты. Я использовал разъемы для всех микросхем.

Готово!

После сборки платы загрузите программу в Arduino и проверите её. Если схема работает неправильно, перепроверите правильность подключения и сборки куба.

В архиве ниже прилагаются файлы Eagle, Gerber и исходники ПО

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U$1 Плата Arduino
Arduino Duemilanove
1 Поиск в LCSCВ блокнот
V1-V5 Кодер, декодер
CD74HC238
5 Поиск в LCSCВ блокнот
T1-T5 Биполярный транзистор
2N4401
5 Поиск в LCSCВ блокнот
СветодиодСиний125 5 ммПоиск в LCSCВ блокнот
R1-R25, R27-R31 Резистор
150 Ом
30 Поиск в LCSCВ блокнот
R26 Подстроечный резистор10 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
SV1, RESET Джампер6 Поиск в LCSCВ блокнот
SV2 Разьем6 выводов1 Поиск в LCSCВ блокнот
JP1-JP25 Одиночный разьем25 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

Теги:

Касьянов А. Опубликована: 2012 г. 0 2
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (11) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Алексей #
А полная схема где и как программировать контролер?
Ответить
0
Andy #
Как подключать см. файл Eagle.

Как программировать Arduino? Набери в google поймешь.
Ответить
0
Илья #
Собрал! Спасибо! Сначала попытался вытравить плату, но дорожки слишком малы для ЛУТ на моем принтере. Местами перетравилось, хотя в целом норм. Побольше бы расстояние между дорожками, да поменьше незанятого пространства. Собрал на монтажной плате.
Прошивку бы доработать, а так все супер.
Ответить
0
Илья #
Внимание! В Eagle на схеме указаны 74138! Необходимо использовать 74238.
Ответить
0
Владислав #
Какие фюз биты выставлять для прошивки микроконтроллера Atmega16?
Ответить
0
talibanich #
Какие могут быть фьюзы в ардуино?
Ответить
0
Владислав #
Я полностью спаял 3D LED CUBE. Осталось програмнуть его. Купил я себе прогамматор USBasp. Программа для прошивки AVRDUDE_prog. Там надо правильно выставить фьюз биты.
Ответить
0
talibanich #
В этой статье используется Arduino. Теперь, если хотите залить скетч из этой статьи, прошивайте ваш контроллер бутлодером от Arduino и заливайте ардуиновский скетч для работы. Правда не в каждый AVR можно залить соответствующий бутлодер
Ответить
0
seny #
А есть такая схема в программе SPRINT Layout
Ответить
0
talibanich #
Делать схемы в спринте - ИМХО извращение. Хотя один раз видел. Спринт для других целей.
Ответить
0
seny #
А данная схема представлена в EAGLE
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Arduino UNO
Arduino UNO
Осциллограф DSO138 Программатор Pickit3
вверх