كيفية صنع مكعب اردوينو LED نابض يبدو وكأنه جاء من المستقبل

إذا كنت قد انخرطت في بعض مشاريع Arduino المبتدئة ، ولكنك تبحث عن شيء دائم قليلاً وعلى مستوى آخر رائع ، فإن مكعب LED 4 × 4 × 4 المتواضع هو خيار طبيعي. البناء أسهل بكثير مما تعتقد ، وباستخدام مضاعفة الإرسال يمكننا التحكم في جميع مصابيح LED مباشرة من لوحة Arduino Uno واحدة فقط. إنها ممارسة لحام رائعة ، ويجب ألا تزيد التكلفة الإجمالية للمكونات عن حوالي 40 دولارًا.

سأقوم اليوم بتفصيل جانب البناء للأشياء بالتفصيل ، وسأوفر بعض البرامج التي يمكن تشغيلها عليها والتي تبدو مثيرة للإعجاب وتعلمك الأساسيات.

كيفية قص مقطع فيديو على iphone

سوف تحتاج

اناردوينو. يفترض الكود المزود أن Arduino Uno ، ولكن يمكن تعديله إلى طراز أكبر أيضًا.
64 ليد - الاختيار الدقيق متروك لك ، لكنني استخدمت مصابيح LED الزرقاء فائقة السطوع 3 مم ( 3.2v 30ma ) @ 2.64 جنيه إسترليني مقابل 50.
16 مقاومات من القيمة المناسبة لمصابيح LED الخاصة بك. بالنسبة لمصابيح LED أعلاه ، اشترى 99 بنسًا 100 منها. يستخدم ledcalc.com - أدخل 5 فولت لجهد الإمداد ، وجهد المصابيح (في حالتي 3.2) والتيار بالمللي أمبير (3.2). سيظهر المقاوم الذي تريده في المربع المسمى أقرب مقاومة تصنيف أعلى ، ثم ابحث فقط عن هذه القيمة على موقع eBay.
بعض سلك حرفي لتقوية الهيكل الأساسي والديكور - اعتدت 0.8 مم سماكة.
إلى لوحة النماذج من نوع ما يمكنك لحام كل وحدات البت الخاصة بك إليه. لقد استخدمت واحدًا لا يحتوي على مسارات كاملة على طوله لأنه ليس لدي قاطع مسار ، ولكن استخدم ما يناسبك. إن درع النماذج الأولية من Arduino صغير جدًا ، إلا إذا قمت بالفعل بضغط مصابيح LED معًا.
سلك مكون عشوائي - ستعمل بعض خيوط كبلات الشبكة وبعض أسلاك النماذج الأولية من مجموعة بشكل جيد.
مقاطع التمساح أو يد المساعدة مفيدة لتثبيت البتات في مكانها.
لحام الحديد ، وجندى.
بعض الخشب الخردة.
تمرين ، بنفس حجم بت مثل مصابيح LED الخاصة بك.

ملاحظة: تم تنفيذ الرسومات ثلاثية الأبعاد في هذا البرنامج التعليمي في دقائق باستخدام TinkerCAD . لقد تابعت تصميمًا موجودًا مفصلًا في Instructables بواسطة المستخدمفورتي 1994، والتي قد ترغب أيضًا في قراءتها قبل محاولة ذلك.

تأكد من قراءة كل هذه التعليمات أول قبل أن تحاول ذلك بنفسك.

مبدأ هذا التصميم

قبل أن تبدأ في البناء ، من المهم أن يكون لديك نظرة عامة كاملة على كيفية عمل هذا الشيء حتى تتمكن من الارتجال وتحديد الأخطاء أثناء المضي قدمًا. تستخدم بعض مكعبات LED دبوس إخراج واحد لكل مصباح LED واحد - ولكن في مكعب 4x4x4 ، قد يحتاج ذلك 64 دبابيس - وهو ما لا نملكه بالتأكيد على Arduino Uno. قد يكون أحد الحلول هو استخدام سجلات الإزاحة ، لكن هذا معقد بلا داعٍ.

من أجل التحكم في كل تلك المصابيح في 20 دبوسًا فقط ، سنستخدم تقنية تسمى مضاعفة الإرسال. من خلال تقسيم المكعب إلى 4 طبقات منفصلة ، نحتاج فقط إلى دبابيس تحكم لـ 16 مصباح LED - لذلك لإضاءة مؤشر LED محدد ، يجب علينا تنشيط كل من الطبقة ودبوس التحكم ، مما يمنحنا متطلبًا إجماليًا يبلغ 16 + 4 دبابيس. تحتوي كل طبقة على كاثود مشترك - الجزء السلبي من الدائرة - لذلك يتم ربط جميع الأرجل السالبة معًا ، ومتصلة بدبوس واحد لتلك الطبقة.

على الأنود (إيجابي) في الجانب ، سيتم توصيل كل LED بمصباح LED المقابل في الطبقة الموجودة أعلى وأسفله. بشكل أساسي ، لدينا 16 عمودًا من الأرجل الموجبة ، و 4 طبقات من السالب. إليك بعض العروض ثلاثية الأبعاد للوصلات لمساعدتك على فهم:

بناء

نظرًا لأننا لن نستخدم هيكلًا معدنيًا كاملًا للحام ، فإننا نريد أن تتداخل جميع أرجل مصابيح LED بحوالي الربع وتعطي صلابة للهيكل. قم بطي الكاثود الخاص بمصابيح LED - الجانب الذي يحتوي على شق مسطح في الرأس والساق الأقصر - كما هو موضح في الرسم التخطيطي. (لا يهم حقًا ما إذا كنت تنحني لليسار أو لليمين ، طالما أنك متسق ولا يلمس الأنود أبدًا)

الجزء الأول الحاسم من هذا المشروع هو صنع رقصة خشبية. سيحمل هذا طبقة من مصابيح LED أثناء لحام الأرجل معًا ، لذلك يجب أن تكون دقيقة وليست فضفاضة جدًا. باستخدام نفس حجم ريشة المثقاب مثل مصابيح LED الخاصة بك ، قم بقياس ثم حفر مصفوفة 4x4 من متساوي البعد ثقوب. ضع في اعتبارك أنك تريد أن يتداخل ربع الساق مع جارتها ، واستخدم مسطرة فعلية. تحقق من كل ثقب للتأكد من أن مؤشر LED يمكن أن يتلاءم بشكل مريح ، ولكن ليس ضيقًا جدًا بحيث لا تتمكن من إخراجه مرة أخرى ، أو ستواجه مشاكل عند محاولة إزالة طبقة ملحومة بالكامل.

لحام كاثودات 4 صفوف من المصابيح. احرص على عدم حرق مصابيح LED - فأنت تريد مكواة ساخنة جيدة ، وأن تدخل وتخرج. ها هي أول أربعة صفوف مكتملة.

الآن ، لتقوية صلابة الطبقة ، قم بقص ولحام قطعتين مستقيمتين من الأسلاك الحرفية في أي من الطرفين ، مع التأكد من اتصالهما بكل صف. هذه هي الطبقة الأولى الخاصة بك كاملة. اترك كل الأرجل الزائدة بارزة على الجانب في الوقت الحالي.

الآن سيكون وقتًا رائعًا للاختبار - ما عليك سوى تحميل تطبيق Arduino blink الافتراضي ، ومع توصيل المقاوم ، ضع الأرض على إطار الطبقة ، واضغط على السلك الإيجابي لكل LED بدوره.

نأمل أن يضيءوا جميعًا. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتأكد من أنك لم تفوت فقط وصلة لحام في مكان ما ، وإذا لزم الأمر ، استبدل مؤشر LED.

أزل تلك الطبقة من الرقصة وكرر العملية 3 مرات أخرى .

لا تقلق إذا لم يكن اللحام مثالياً - طالما أنه لن ينقطع وكان الاتصال قويًا ، فلن يؤثر ذلك على المنتج النهائي. أعترف أن اللحام الخاص بي كان ميؤوسًا منه إلى حد ما ، وكانت الرقصة الخاصة بي متوقفة ، وكان كل شيء يشبه برج بيزا المائل. ومع ذلك ، أنا فخور بالمكعب النهائي ، وعندما تضاء مصابيح LED لن تنظر إلى وصلات اللحام على أي حال!

ضم الطبقات

بمجرد الانتهاء من 4 طبقات ، سترغب في ضم كل الأرجل الرأسية معًا. لقد وجدت أن هذا هو أصعب جزء في البناء ، وللمساعدة في العملية ، قمت بقطع الناهض عن البطاقة.

أدى ذلك إلى إبقاء الطبقات في الارتفاع المناسب ، لكن الكثير من الأرجل لا تزال غير محاذية تمامًا - لهذا ، استخدمت بعض مقاطع التمساح لتثبيتها في مكانها.

أول خطأ سخيف يجب تجنبه

فقط بعد الانتهاء من طبقة كاملة ، أدركت أن حامل البطاقة الخاص بي كان عالقًا في مكانه ، لذلك اضطررت إلى قطعه! لا ترتكب نفس الخطأ الذي ارتكبته - اجعل الناهض أطول على الجانب ، وانضم إلى قطع البطاقة خارج المكعب ، لذلك عند الانتهاء من الطبقة ، يمكنك تفكيك الناهض وسحب البطاقة.

ثاني خطأ سخيف يجب تجنبه

لا تقم بلحام الساق العمودية بإطار الكاثود ، من الواضح. يجب أن تتصل الأرجل العمودية بالأرجل الرأسية الأخرى فقط ، ولا شيء غير ذلك.

مرة أخرى ، اختبر بعد ربط كل طبقة. اختبر كل الطبقات ، في الواقع ، فقط لمس الطرف الإيجابي لطرف الطبقة العليا ، وبالتالي ضمان حصولك على اتصال جيد يمر عبر جميع الطبقات.

عندما تم لحام جميع الطبقات الأربع معًا ، شرعت في التنظيف قليلاً - تركت ساقًا واحدة ممتدة من كل طبقة في نوع من نمط حجر الانطلاق - سيتم إسقاط هذا على السبورة لاحقًا. تم قطع أجزاء دخيلة أخرى من الإطار المعدني والساقين. من الواضح ، لا تقطع أيًا من الأرجل العمودية - فنحن بحاجة إلى وضعها في لوح الحماية.

التثبيت في المجلس

أتذكر عندما قلت أن تثبيت كل طبقة على نفسها كان أصعب جزء؟ كذبت. إن محاولة تركيب 16 ساقًا من مصابيح LED في فتحات صغيرة على لوحة النماذج الأولية هو في الواقع أصعب. أسهل طريقة وجدتها هي النقر على 4 في كل مرة ، وتثبيتها أسفلها بمشابك التمساح ، ثم الانتقال إلى الصف التالي من 4. استخدم قلم تحديد لتمييز التباعد مسبقًا إذا كان ذلك مفيدًا.

في الماضي ، كنت سأضع المقاومات في اللوحة الأولية أولاً ، في الواقع. كما هي ، لقد قمت بلحام جميع أرجل المكعب في اللوحة أولاً ، ثم حاولت ضغط المقاومات بدقة بين كل واحدة. تعلم من خطئي ، ووضع مقاوماتك أولاً.

حاولت تباعدهم بالتساوي بطريقة متدرجة حتى أتمكن من استخدام جانب واحد كامل من المكعب لجميع الاتصالات النهائية بـ Arduino. هذا هو مخطط الدائرة الذي استخدمته:

بالنسبة للطبقات الأربع السلبية ، أسقطت سلكًا واحدًا لأسفل من كل طبقة ، ثم قمت بسحبها إلى الجانب ، مثل هذا:

أخيرًا ، أضفت بعض أسلاك التوصيل التي يمكنني وضعها بعد ذلك في دبابيس Arduino ذات الصلة. استخدم أطول نوع لديك. لاحظ أنني أفسدت الأمر في بعض الأماكن بسبب سوء التخطيط. كل صف من مصابيح LED تم ترميزه بالألوان على الرغم من ذلك.

هذا كل شيء. تم الانتهاء من!

برمجة المكعب الخاص بك

أعلم أنه لا يمكنك الانتظار حتى يتم تشغيل هذا الشيء ، لذا قم بتوصيل الطبقات الأربع السلبية I / O التناظرية الموانئ A2 (الطبقة السفلية) عبر A5 (top layer) (يمكن أن تكون هذه أيضًا بمثابة إدخال / إخراج رقمي) . ثم قم بتوصيل 16 دبوس تحكم LED ، بدءًا من +1 في أقصى اليمين إلى إدخال / إخراج رقمي المنفذ 0 ، مع +15 و +16 الذهاب إلى التناظرية A0 و A1 . (لا تستخدم AREF و GND)

تحميل نماذج وكود تجريبي من مستخدم قابل للتوجيه فورتي 1994 . لقد قدم أيضًا ملف أداة مفيدة عبر الإنترنت لتصميم أنماط البايت لتخصيص التسلسل الخاص بك. إليك مقطع فيديو لهذه الشفرة قيد التشغيل على المكعب الخاص بي (قمت بضبط السرعة إلى 5 ، بدلاً من السرعة الافتراضية 20) .

كيف يمكنني إعادة تشغيل جهاز macbook pro الخاص بي

بالطبع هذه ليست الطريقة الوحيدة لبرمجة المكعب الخاص بك ، لذا دعني أقضي بضع دقائق في تعليمك أساسيات صنع الأنماط الخاصة بك برمجيا ، بدلاً من تشغيل الأنماط المحددة مسبقًا كما يفعل العرض التوضيحي أعلاه.

هناك بعض الأشياء التي يجب أن تعرفها عند محاولة برمجة المكعب الخاص بك:

لمعالجة مؤشر LED واحد ، يمكنك استخدام ملف طائرة (الطبقة) رقم 0-3 ، ورقم دبوس LED 0-15. قم بتحويل الطائرة إلى LOW الإخراج (لأن هذه هي الساق السالبة) ورقم دبوس LED HIGH (الساق الموجبة) لتنشيط LED.
قبل تنشيط مؤشر LED واحد ، تأكد من إيقاف تشغيل جميع المستويات الأخرى - وهذا يعني ضبطها على خرج عالي. سيؤدي عدم القيام بذلك إلى إضاءة عمود من مصابيح LED بدلاً من مصباح LED واحد.

مع وضع ذلك في الاعتبار ، لقد أنشأت تسلسلين برمجيين بسيطين للغاية لفحصهما - تنزيل الشفرة من هنا. الأول يضيء ببساطة كل LED واحدًا تلو الآخر ، بالتتابع. نستخدم حلقتين for لهذا ، نكرر كل طبقة وكل دبوس تحكم.

الثانية عبارة عن حلقة عشوائية (ستحتاج إلى التعليق على الأولى وتمكينها في الحلقة الرئيسية لاختبارها). إنه ببساطة يختار طبقة عشوائية ، ودبوس تحكم عشوائي ، وامضهما وإيقافهما.

ملخص

لا تنزعج من هذا التصميم - فأنا أفتقر بشدة إلى مهارات اللحام ، وقد تمكنت من ذلك على ما يرام (أظن؟) . كان إجمالي وقت الإنشاء ساعة تقريبًا في اليوم لمدة أسبوع. في المرة القادمة ، سأحاول تعليمك المزيد من البرمجة الطموحة للمكعب ، لذلك آمل أن تنضم إلي في بناء المكعب الخاص بك هذا الأسبوع وتحميل بعض الأكواد الجديدة في الأسبوع المقبل - وإذا قمت بإنشاء المكعب الخاص بك تطبيقات أو تسلسلات رائعة ، يرجى تحميلها على Pastebin وإعلامنا بذلك في التعليقات!

يشارك يشارك سقسقة بريد الالكتروني 3 طرق للتحقق مما إذا كان البريد الإلكتروني حقيقيًا أم مزيفًا

إذا تلقيت بريدًا إلكترونيًا يبدو مشكوكًا فيه بعض الشيء ، فمن الأفضل دائمًا التحقق من صحته. فيما يلي ثلاث طرق لمعرفة ما إذا كان البريد الإلكتروني حقيقيًا.

اقرأ التالي مواضيع ذات صلة

افعلها بنفسك
اردوينو

نبذة عن الكاتب جيمس بروس(تم نشر 707 مقالات)

جيمس حاصل على درجة البكالوريوس في الذكاء الاصطناعي وهو معتمد من CompTIA A + و Network +. عندما لا يكون مشغولاً كمحرر مراجعات الأجهزة ، فإنه يستمتع بألعاب LEGO و VR وألعاب الطاولة. قبل انضمامه إلى MakeUseOf ، كان فني إضاءة ومدرس لغة إنجليزية ومهندس مركز بيانات.

المزيد من James Bruce

اشترك في نشرتنا الإخبارية

انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!

انقر هنا للاشتراك