"Alors, vous voulez construire un cube de LED RVB 8x8x8"

Cela fait un moment que je joue avec l'électronique et l'Arduino, notamment la construction d'un contrôleur de commutation d'ampli élevé pour ma voiture et d'un juge à six voies de Pinewood Derby pour notre groupe de scouts.

J'ai donc été intriguée puis accrochée lorsque j'ai découvert le site formidable de Kevin Darrah avec ses explications détaillées et sa vidéo de construction.

Cependant, il y avait quelques zones de sa construction que je pensais pouvoir améliorer.

Du coté positif:

• Les explications détaillées de Kevin sur le code Arduino requis pour ce programme complexe simplifiaient le côté codage de la construction.
• Je soutiens l'utilisation par Kevin de transistors individuels pour piloter chacune des 192 cathodes. Bien que cela nécessite une conception matérielle riche en composants, il vous permet de piloter chaque LED sans risquer de surcharger une seule puce de pilote gérant au moins 8 LED.

Les domaines que je voulais améliorer:

• Il doit exister un meilleur moyen de construire le cube lui-même. Il y a plus de 2 000 joints de soudure dans un cub RGB 8x8x8. Si un disque tombait en panne ou se cassait au milieu, il serait pratiquement impossible d'accéder et de réparer
• Tout ce câblage !!!! Auparavant, j'avais l'habitude de concevoir des circuits imprimés. Je souhaitais donc créer un seul circuit imprimé pour héberger le nombre important de composants requis et le cube lui-même.

Une recherche plus poussée a révélé d'autres modèles de cubes dont j'ai pris d'autres domaines d'inspiration.

Nick Schulze a construit un magnifique exemple de note, avec toutefois une approche matérielle plus simple STP16 et un chipKIT UNO 32 bits. J'ai utilisé son design de cube plutôt que celui de Kevin.

SuperTech-IT s'est concentré sur la simplification du côté matériel avec une approche de circuit imprimé unique intégrant et développant l'approche de programmation de Kevin et Nick en mettant l'accent sur l'élimination de tout le câblage.

Donc, un plan a été établi. En utilisant le schéma de Kevin, la structure du cube de Nick, concevez un seul circuit imprimé et développez une solution pour simplifier la construction et renforcer le cube lui-même.

Provisions:

Étape 1: Toutes ces LED!

8x8x8 = 512 LED RVB. eBay est votre ami ici et j'en ai acheté 1000 à un fournisseur chinois.

La conception que j'ai choisie utilise des diodes RVB à anode commune de 5 mm - chaque diode comporte donc un fil cathodique (négatif) pour chacune des trois couleurs primaires (rouge / vert / bleu) et un seul fil anodique (positif) commun à chacune des couleurs. couleurs.

Tester les LED

Bien que pas cher j'étais un peu préoccupé par la qualité. La dernière chose que vous voulez trouver une LED ratée au milieu de votre cube, alors je me suis mis à tester chacune des 512 LED que j'utiliserais.

Pour simplifier l'approche, j'ai conçu une petite planche à pain et un programme Arduino simple permettant de piloter deux DEL individuellement> Rouge> Vert> Bleu puis tout allumé en blanc en appuyant sur un bouton.

Une DEL servirait de référence commune à toutes les autres pour s'assurer que toutes les DEL avaient une luminosité commune.

Une fois que vous avez compris qu’il fallait enfoncer une diode dans la plaque d’affichage, appuyer sur le bouton et regarder la diode clignoter à travers les couleurs, il n’a pas fallu longtemps pour passer en revue l’ensemble des 512. En passant, je n’ai trouvé aucun défaut et très satisfait de la qualité des LED.

Choix des valeurs de résistance de limitation de courant

Pendant que la planche à pain est sortie, c'est un bon moment pour tester et valider les résistances de limitation de courant à LED que vous devez utiliser. Il existe de nombreuses calculatrices pour vous aider à choisir la bonne valeur et ce ne sera pas la même pour toutes les couleurs (le rouge aura certainement une exigence différente de celle du vert et du bleu).

La couleur blanche globale émise par la DEL lorsque toutes les couleurs RVB sont activées est un élément clé à surveiller. Vous pouvez équilibrer la valeur des résistances pour produire une couleur blanc propre dans les limites actuelles de la LED.

Étape 2: Simplifier la construction du cube

Un gabarit pour construire chaque tranche de 8x8

Construire un cube de cette complexité ne doit pas être pris à la légère. Cela nécessitera un investissement important de votre temps.

L’approche que j’ai conçue simplifie la soudure de chaque "tranche" verticale du cube 8x8 du cube en un seul événement, par opposition à la construction de lignes de 8 LED à tour de rôle, puis à la soudure de 8 de celles-ci au cours d’une opération distincte.

Vous aurez besoin d’un gabarit pour cette approche et un peu de temps investi ici rapportera d’énormes avantages plus tard.

La photo ci-dessus montre la simplicité de cette conception.

• J'ai utilisé du bois de résineux de 18 mm x 12 mm provenant d'une quincaillerie locale.
• Percé de 8 trous de 5 mm au milieu du côté 18 mm, espacés de 30 mm sur 8 longueurs permettant une longueur supplémentaire de 50 mm à chaque extrémité.
• Utilisez deux longueurs de bois de chaque côté et fixez ces 8 sections forées en veillant à ce qu'elles soient parallèles les unes des autres et à 30 mm l'une de l'autre.
• Je vous conseillerais d’utiliser de la colle à bois en plus d’un clou / d'une vis lors de la fixation. Vous ne voulez pas que ce gabarit fléchisse.
• En haut et en bas du gabarit, je fixe une autre longueur et place trois petits clous / broches de panneau dans un fichier avec chaque colonne de trous pour les LED. Le centre étant parfaitement aligné et les deux autres distants de 5 mm de chaque côté. Nous utiliserons ces clous pour fixer les longueurs de fil droites utilisées pour former le cube - plus tard.
• Vous remarquerez sur les photos ci-dessus une autre longueur de bois légèrement inclinée par rapport aux autres. Celle-ci sera importante ultérieurement, car nous allons couper nos fils de structure conformément à cet angle, ce qui simplifiera considérablement le positionnement de chacune de ces tranches verticales dans le circuit imprimé à une date ultérieure.

Prenez votre temps pour construire ce gabarit. Plus vous êtes précis ici, plus votre cube final sera précis.

Étape 3: Préparation des voyants

Connexions des fils LED

L'une des préoccupations que j'ai eues dans les exemples précédents que j'ai lus était l'utilisation de simples joints bout à bout pour souder les DEL au fil de cadrage. Cela conduirait à deux problèmes clés

• Il est très difficile et prend beaucoup de temps de tenir un câble DEL en position à côté du câble de cadrage sans que celui-ci ne se déplace suffisamment longtemps pour vous assurer d'obtenir un bon joint de soudure.
• Les articulations bout à bout peuvent se casser facilement, ce que je voulais éviter.

J'ai donc conçu une solution dans laquelle chaque LED est préparée avec une boucle à l'extrémité de chaque fil, à travers laquelle passe le fil de trame, qui maintient les fils en position pendant la soudure et fournit également une connexion mécanique en plus de la soudure pour une résistance accrue.

L'inconvénient est que la préparation de chacune des 512 LED a pris plus de temps - je l'ai fait par lots de 64, tranche par tranche, et cela a été ramené à environ 3 heures par tranche.

Du côté positif, la soudure de la tranche à l’aide du gabarit précédent a pris un peu plus d’une heure.

Gabarit de flexion LED

J'ai conçu un gabarit pour faciliter la préparation des LED - voir l'image ci-dessus avec les dimensions clés.

• J'ai pris l'un des rails 18x12mm précédemment utilisés, percé un trou de 5 mm au centre du côté 18 mm, puis posé ce rail sur un petit panneau de MDF (vous pouvez utiliser n'importe quel morceau de bois, c'était exactement ce que je devais main) et porté sur le trou de 5 mm du rail jusqu'au centre du MDF.
• Pour vous assurer que le trou dans le rail et le MDF sont bien alignés, prenez un crayon et tracez une ligne le long des deux côtés du rail le long du MDF.
• Retirez la perceuse et le rail et laissez un trou de 5 mm dans le MDF et deux lignes parallèles de chaque côté correspondant aux dimensions du rail (séparées de 18 mm).
• Tracez une autre ligne à travers le centre du trou de 5 mm perpendiculaire aux lignes de rail.
• J'ai utilisé un fil de cuivre étamé de 22 microgrammes (un rouleau de 500 g suffisait) d'une largeur de 0,711 mm. J'ai trouvé en ligne (eBay à la rescousse à nouveau) des forets de 0,8 mm et les ai utilisés comme gabarits autour desquels je courbais les conducteurs de diodes électroluminescentes pour former une boucle.
• Percez trois forets de 0,8 mm, le milieu sur la ligne centrale du trou de 5 mm pour LED, les autres à 5 mm l'un de l'autre et surtout juste à l'extérieur de la voie ferrée, à l'écart du trou de la LED sur le panneau en MDF - non pas sur la ligne mais avec un côté de la perceuse touchant juste la voie ferrée.
• Un quatrième foret de 0,8 mm est ensuite à nouveau foré sur la ligne médiane du trou de 5 mm pour LED situé sur l’autre voie et, cette fois, juste à l’intérieur de la voie. L'image ci-dessus devrait rendre cette description un peu plus claire.
• Laissez les forets dans le bois avec environ 1 à 15 mm de la tige du foret dépassant du MDF.

Maintenant, vous avez besoin d'un outil - un bon projet est toujours un projet pour lequel vous devez acheter un outil spécial:-). Vous aurez besoin d'une petite paire de pinces à becs plats (eBay à nouveau pour 2 £ - 3 £). Celles-ci ont un long nez droit parallèle et une extrémité plate - voir photo.

Préparation LED

Vient maintenant le long travail de préparation de chacune des 512 LED. Je vous suggère de les faire par lots. Plus de détails dans les images ci-dessus

• Tenez la LED dans la pince avec les quatre fils pointés vers vous.
• IMPORTANT - L'ordre et l'orientation des dérivations sont essentiels à cette étape. L'anode sera la seconde la plus longue des quatre premières. ASSUREZ-VOUS QUE C’EST LA DEUXIÈME DANS LA DROITE. Ne vous y trompez pas et votre LED ne s’allumera pas correctement lorsque nous les testerons plus tard. Je sais que j’ai commis 2 erreurs sur 512.
• Tout en maintenant le voyant DEL dans la pince, placez l'ampoule DEL dans le trou de 5 mm de la carte MDF, comme indiqué dans l'image ci-dessus. Vous devrez peut-être dégager un peu le trou de 5 mm en haut pour vous assurer que la pince repose à plat sur le MDF.
• Pliez les LED autour des mèches pour former une boucle. J'ai trouvé que si vous reculez d'un store à la fin, il ouvre un peu le store et aide à retirer les boucles des forets lors de l'extraction de la LED du gabarit.
• Coupez le surplus des quatre fils près de la boucle avec une paire de petits pinces coupantes.
• Pliez la boucle d’anode, celle-ci par elle-même, à 90 degrés de sorte que la boucle soit dirigée vers l’ampoule à DEL.
• Placez la LED finie sur une surface plane et assurez-vous que tous les conducteurs sont bien à plat sur la surface, une légère pression sur la LED les alignera tout simplement.

Ça y est …. maintenant répéter 511 fois:-)

Étape 4: Construire les tranches

Redresser le fil de cadrage

Nous avons donc maintenant un gabarit pour fabriquer nos tranches 8x8 et un paquet de LED testées et préparées.

Tout ce dont vous avez besoin maintenant, c'est du fil de cadrage tenir toutes les LED ensemble. J'ai utilisé un rouleau de 500 g de fil de cuivre étamé de 22 mégawatts (de nouveau sur eBay)

Maintenant, bien sûr, vous aurez envie de redresser le fil à mesure qu'il sort du rouleau. Un facile si encore une autre tâche manuelle. Coupez une section de fil à la longueur voulue et maintenez les deux extrémités dans deux paires de pinces, puis tirez et tendez doucement le fil. Si votre arme est tendue, vous sentirez le fil s'étirer et vous pourrez alors vous arrêter. Si votre main lourde le fil se brise à la pince lorsqu'il est suffisamment étiré. Les deux sens sont bons et vous finirez par redresser le fil mais aussi le durcir un peu pour qu'il conserve sa forme.

Pour chaque cadre 8x8, vous aurez besoin de 24 longueurs suffisantes pour couvrir toute la longueur de votre gabarit, avec quelques longueurs libres aux extrémités pour enrouler les broches du panneau afin de les maintenir pendant la soudure. En outre, vous aurez besoin de 8 longueurs pour les fils d'anode perpendiculaires un peu plus larges que la largeur du gabarit.

Construire une tranche de 8x8

Maintenant, les fils redressés, nous arrivons à la partie amusante.

• Le gabarit étant assis sur ses deux rails verticaux et les 8 rails transversaux percés faisant face à vous, insérez 8 LED dans une colonne à la fois, les trois bras des LED étant dirigés vers vous.
• Enfilez à présent un fil de montage redressé dans les boucles de dérivation centrales des 8 DEL et fixez chaque extrémité en enroulant les broches du panneau.
• Répétez cette opération pour les deux fils de cadrage extérieurs.
• Ensuite, répétez les étapes ci-dessus pour les 7 autres colonnes.

Vous aurez maintenant 64 DEL enfilées avec 24 fils de cadrage verticaux. Assurez-vous que toutes les DEL sont bien alignées contre les rails en bois et redressez les pieds des DEL pour éliminer toute incohérence.

Maintenant, sortez votre fer à souder et fixez toutes les 192 connexions entre les boucles de LED et les fils d'encadrement. Je ne vais pas expliquer comment souder ici, il y a beaucoup d'excellents tutoriels à trouver qui expliquent cela beaucoup mieux que moi.

Fini? Prenez un moment pour admirer votre travail pratique, renversez le gabarit.Nous devons encore ajouter les fils d'encadrement Anode.

Vous pouvez maintenant voir pourquoi nous avons plié les boucles d’anode à 90 degrés.

• Prenez vos 8 fils d'encadrement d'anode redressés et passez à nouveau dans chacune des 8 DEL de chaque rangée.
• J'ai coupé le fil à la largeur du gabarit mais je n'ai pas essayé de le fixer aux broches du panneau.
• Une fois que vous avez terminé, prenez le temps de redresser les DEL pour vous assurer que vous avez des résultats cohérents et soudez à nouveau tous les 64 points de connexion.

Test de la tranche 8x8

Une tranche vers le bas, mais avant de la couper du gabarit, permet de la tester d’abord. Pour cela, vous aurez besoin d’une source 5v (provenant de votre Arduino ou de votre carte d’essai de testeur de LED) et d’une résistance simple (tout ce qui se situe autour de 100 ohms conviendra).

• Connectez un fil à la terre, il sera utilisé sur l’ensemble des 24 fils de la cathode.
• Connectez l'autre fil à 5V à travers la résistance.
• Tenez le fil 5v à l'un des fils de cadrage sur les 8 niveaux d'anode
• Faites passer le fil de terre sur chacun des 24 fils d’encadrement de cathode.
• Vérifiez que chaque voyant s'allume en rouge, vert et bleu pour chacun des 8 voyants connectés au même fil d'anode.
• Maintenant, déplacez le fil 5v sur le niveau suivant et relancez la vérification jusqu'à ce que vous ayez testé chaque niveau, chaque voyant et chaque couleur.

Si vous constatez qu'une seule DEL ne fonctionne pas, vous avez probablement mélangé le fil d'anode sur la DEL lors du pliage du fil. SI vous en trouvez un qui ne fonctionne pas, je vous suggère de couper et de retirer la LED, de prendre une LED préparée de rechange, d'ouvrir les boucles sur les conducteurs de LED, d'insérer cette nouvelle LED dans le gabarit et de replier les boucles autour des fils de cadrage de manière optimale. vous pouvez.

Une fois tous testés, vous pouvez maintenant couper la diapositive du gabarit. Pour ce faire, coupez le fil de cadrage sur la rangée supérieure à proximité des boucles de fil de la LED et coupez les fils de cadrage inférieurs le long du cadre de gabarit légèrement incliné.

Laissez tous les longs bouts du fil de cadrage pour le moment, nous les rangerons plus tard lorsque nous construirons le cube.

Un down, 7 de plus à faire.

Je pense avoir atteint mon premier objectif et développé une solution pour simplifier la construction des tranches de cube.

Étape 5: Sur l'électronique

Conception du circuit imprimé

Mon deuxième objectif était de supprimer tout le câblage tout en laissant de la place à une certaine flexibilité.

À cette fin, j'ai décidé de:

• Sortez les 6 fils de commande du processeur de la carte via un connecteur. La plupart des pilotes de cube que j'ai vus utilisent un dérivé SPI pour le transfert de données qui nécessite 4 entrées - Données, Horloge, Activation de sortie et Verrouillage - plus j'ai ajouté 5v et Terre afin que nous puissions alimenter le processeur à partir du même câble.
• Laissez ouvertes les connexions série d'entrée et de sortie série entre les puces de registre à décalage 74HC595 afin de pouvoir définir différentes boucles entre les puces.
  • Le schéma de Kevins concerne le pilote d’anode d’abord, puis les 8 puces entraînant une couleur suivante, puis les deux couleurs suivantes de manière séquentielle, pour un total de 25 registres à décalage.
  • Le schéma des pseudonymes a une boucle séparée vers le processeur pour chaque couleur.
• Permettre aux couches d'anode d'être pilotées par son propre registre à décalage ou directement à partir du processeur avec 8 connexions distinctes.

En plus je voulais

• Utilisez des composants traversants (comme c'est ce que je suis habitué).
• Me limiter à un circuit imprimé à deux couches (encore une fois, selon mon expérience).
• Placez tous les composants sur un côté du circuit imprimé (le dessous) et laissez les tranches de LED se souder directement sur le dessus du circuit imprimé.

Il s’agissait donc d’une grande carte (270 mm x 270 mm) destinée à supporter un cube avec un espacement de 30 mm entre les LED, même si c’était toujours difficile de tenir dans tous les composants et toutes les traces.

J'ai utilisé avec succès plusieurs logiciels de conception de circuits imprimés dans le passé.

Pour la facilité d'utilisation, Pad2Pad est génial, mais vous ne pouvez pas exporter les fichiers Gerber en raison de leurs coûts de fabrication élevés. Pour cette construction, j'ai utilisé DesignSpark (pas aussi simple à utiliser que Pad2Pad, mais je peux exporter des fichiers gerber) et depuis, j'ai expérimenté Eagle (un outil très performant mais je continue à apprendre).

Je n'ose pas additionner les heures consacrées à la conception logicielle du circuit imprimé, il a fallu plusieurs tentatives pour réussir mais je suis très satisfait du résultat. Il y a quelques traces manquantes dans ma première version, mais elles sont simples à remplacer. Pour la fabrication d’un petit lot de circuits imprimés, j’avais déjà recommandé SeeedStudio. Bonne réponse aux questions, prix compétitifs et service rapide.

J'envisage depuis de concevoir une version SMD que j'aurais pu ensuite réaliser avec tous les composants déjà placés et soudés.

Beaucoup de composants

En ce qui concerne les composants, j'ai utilisé ce qui suit (alignement sur le schéma de Kevin)

• 200 transistors NPN 2N3904
• 25 condensateurs 100nF
• 8 condensateurs 100uF
• 8 MOSFETS IRF9Z34N
• 25 registres à décalage 74HC595
• 128 résistances 1 / 8W de 82 Ohm (résistances de limitation de courant à DEL rouges)
• 64 résistances 1 / 8W de 130 Ohm (résistances de limitation de courant à DEL verte et bleue)
• 250 résistances 1k Ohm 1 / 8W (avec quelques extras)
• 250 résistances 10k Ohm 1 / 8W (avec quelques extras)
• 1 alimentation 5v 20A (plus que suffisant)
• 1 Arduino Mega (ou le processeur de votre choix)
• des broches d’en-tête à une seule ligne pour se connecter à l’Arduino
• un câble de démarrage pour créer les boucles série in / out entre les registres à décalage
• un câble de connecteur à 6 broches vers le connecteur de carte
• un câble d'alimentation 240v et une prise

J'ai utilisé et recommanderais Farnell Components pour les commander au Royaume-Uni, en particulier compte tenu de leur service le lendemain et de leurs prix concurrentiels.

Soudure … beaucoup de soudure

Ensuite, il a fallu plusieurs heures pour souder tous les composants sur la carte. Je ne vais pas passer à travers les détails ici, mais quelques leçons que j'ai apprises sont les suivantes:

• Gardez une pompe à souder et une mèche à portée de main - vous en aurez besoin.
• Un stylo flux fonctionne vraiment bien qu'il soit difficile de nettoyer après
• Utilisez une soudure de petit diamètre - j'ai trouvé le meilleur d'être une soudure de flux de 0.5mm 60/40 Tin / Lead 2.5%.
• Une loupe est pratique pour repérer les ponts de soudure.
• Prenez votre temps, faites un lot à la fois et inspectez tous les joints avant de passer à la zone suivante.
• Comme toujours, maintenez votre panne de fer à souder propre.

Étant donné la couleur rouge des DEL, il faudra probablement une valeur de résistance différente de celle du vert et du bleu. J'ai marqué les résistances limitant le courant sur les cartes A, B et C. Il est maintenant temps de définir l'orientation finale des coupes en comparaison. PCB pour définir quel conducteur de la LED se rapporte à quel emplacement de résistance de limitation de courant.

Une fois terminé, j'ai nettoyé le tableau avec un nettoyant pour PCB, lavé avec du savon et de l'eau et séché à fond.

Tester votre PCB fini

Avant de mettre cela de côté, nous devons vérifier que tout fonctionne.

J'ai chargé le code Arduino de Kevin (pour le méga, vous devrez faire quelques changements mineurs) et développé un programme de test simple qui ferait clignoter tous les voyants en continu.

Tester:

• J'ai fabriqué un fil de test de LED en prenant une LED de couleur unique, en tenant une résistance de 100 ohms sur l'un des conducteurs, puis en ajoutant un long fil à chacune des extrémités ouvertes. Un peu de ruban isolant autour de la broche mène à l’arrêt des courts-circuits et marque le fil positif (anode) de la LED.
• Connectez votre processeur (dans mon cas un Arduino méga) à la carte avec les 6 connecteurs
• Connectez l'alimentation à la carte à partir de l'alimentation
• Connectez le fil de test d'anode à une source 5v sur la carte
• Ensuite, placez le fil de cathode du fil de test de LED sur chacun des connecteurs de cathode à cube de carte de circuit imprimé.
• Si tout va bien, la LED sur le fil d’essai doit clignoter, passez à la suivante.
• Si cela ne clignote pas, votre recherche des erreurs Je vérifie tout d'abord que vos joints de soudure ne présentent pas de joints secs. En dehors de cela, je vous suggérerais de travailler à tour de rôle en vous éloignant des registres à décalage pour vérifier un composant à la fois.

Testez toutes les 192 cathodes, puis modifiez votre code pour tester les pilotes de couche anodique, remplacez votre cordon de test LED, connectez-le à la terre et testez chacun des 8 pilotes de couche.

Une fois que vous avez terminé et testé le circuit imprimé, le plaisir commence réellement - maintenant, construisez le cube.

Étape 6: Construction du cube

Préparer vos connecteurs de niveau anode - un autre gabarit

Nous avons encore un article à fabriquer avant de commencer à souder vos tranches 8x8 sur le circuit imprimé.

Au fur et à mesure que nous ajoutons des tranches, nous devrons ajouter des accolades à l'extérieur de chaque tranche réunissant les tranches horizontales.

Étant donné que nous avons connecté toutes les LED avec des boucles aux fils d'encadrement, ne nous arrêtons pas maintenant.

Pour construire les croisillons d'anode:

• Prenez une autre longueur du bois que vous avez utilisé pour les rails et tracez une ligne au centre du rail.
• Faites 8 marques le long de cette ligne à 30 mm de distance.
• Prenez 8 des forets de 0,8 mm et percez-les dans le bois, en laissant le foret dans le bois avec la tige dépassant d'environ 10 mm de la surface.
• Coupez une longueur de fil de cadrage et redressez-le comme avant.
• Enroulez une extrémité du fil autour du premier foret en formant une boucle, puis enroulez le fil autour de chaque foret suivant pour former un fil droit avec 8 boucles sur sa longueur.

Cela prend un peu de pratique, mais essayez de manipuler le fil après avoir formé toutes les boucles pour obtenir le fil aussi droit que possible. Retirez délicatement le fil des forets, puis essayez de le redresser complètement.

Pour le dernier cube, vous aurez besoin de 16 longueurs de fil chacune avec 8 boucles, mais pendant le processus de construction, il est pratique de disposer de plusieurs longueurs de boucle de deux et trois boucles pour supporter chaque nouvelle tranche avec sa voisine.

Enfin, nous pouvons construire le cube

Nous aurons besoin de soulever le circuit imprimé de la surface pour aligner et abaisser chaque tranche sur le circuit imprimé. J'ai utilisé un couple de petites boîtes en plastique de chaque côté du circuit imprimé.

En vous souvenant de l'orientation de la tranche choisie précédemment lors de la définition de l'emplacement des résistances de limitation de courant, vous pouvez maintenant abaisser la première tranche dans les trous du circuit imprimé à une extrémité. Je vous suggère de commencer avec les trous les plus éloignés et de travailler vers vous-même.

C’est là que nous voyons l’avantage de couper les fils de la cathode en biais. Cela vous permettra de localiser chacun des 24 fils de cathode individuellement.

Pour soutenir la tranche et définir son emplacement vertical, j'ai utilisé le rail en bois utilisé pour la fabrication des connecteurs d'anode et placé le long de la carte sous le premier jeu de DEL. Avec un carré d’ingénierie utilisé pour s’assurer que la tranche est perpendiculaire au circuit imprimé et nivelé de bout en bout, vous pouvez maintenant souder les fils de montage de cathode dans le circuit imprimé.

Vous pouvez tester cette tranche maintenant, mais j’ai jugé préférable de placer les deux premières tranches sur le circuit imprimé et d’utiliser des connecteurs d’anode à 2 boucles courts à quelques endroits le long des deux tranches avant les tests initiaux afin de rendre ces deux premières tranches plus stables. Après ces deux premiers tests, chaque tranche à tour de rôle avant d’ajouter la suivante.

Tester les tranches.

Les pilotes d’anode se trouvent le long d’un des côtés du circuit imprimé et il existe des trous dans le circuit imprimé où nous allons éventuellement connecter chaque couche à son pilote. Pour l'instant, nous les utiliserons avec quelques fils de connexion et 8 mini pinces à crocodile à attacher à chaque couche de chaque tranche.

Avec les cathodes soudées sur le circuit imprimé et les anodes connectées aux pilotes avec les fils et les clips, nous pouvons ensuite tester la tranche en modifiant le code utilisé pour tester le circuit imprimé avec une nouvelle animation.

• Ecrivez une animation simple pour allumer toutes les LED de votre tranche de chaque couleur à la fois (toutes en rouge, puis en vert puis en rouge puis tout en blanc). Vous pouvez définir le numéro de tranche en tant que variable afin de pouvoir le modifier au fur et à mesure que vous testez chaque tranche.
• Connectez le processeur et le pouvoir au PCB et allumez.
• Vérifiez que toutes les LED s'allument dans toutes les couleurs.

Le seul défaut que j'ai observé ici est dû à un joint sec sur l'un des fils de cadrage cathodiques verticaux.

Souder et tester chaque tranche à tour de rôle.

Nous y sommes presque. Il reste deux éléments à ajouter au cube. Nous avons maintenant soudé et testé les 8 tranches.

Connecteurs de couche anodique

Maintenant, nous pouvons casser les connecteurs d'anode avec les 8 boucles que vous avez préparées précédemment.

Enfilez-les sur les tranches joignant le même calque dans chaque tranche des deux diapositives. J'ai déplacé les miens jusqu'à ce qu'ils soient à environ 5 mm du fil de cathode à LED le plus proche. Assurez-vous qu'ils ont l'air droit et de niveau avant de souder toutes les boucles et de joindre chacune des 8 couches d'anodes ensemble.

Connecteurs de pilote d'anode

Retirez tous les fils précédemment utilisés pour tester les tranches des trous du pilote d'anode dans la carte de circuit imprimé et assurez-vous que les trous sont exempts de soudure - la mèche de soudure est votre amie ici.

Chacun des 8 pilotes d'anode sur le circuit imprimé doit être connecté à une couche individuelle sur le circuit imprimé. Le pilote d’anode le plus proche des connexions d’alimentation sur le circuit imprimé doit être connecté au niveau le plus bas, puis remonter progressivement vers l’arrière du circuit imprimé et la 8ème couche.

Pliez un petit angle droit dans un morceau de fil de cadrage pour redresser et abaissez le long côté du fil à travers le cube dans le trou de commande d'anode du circuit imprimé. Assurez-vous que le fil est droit et de niveau, sans toucher aucun autre fil du cube, puis soudez-le sur la couche d'anode du cube et sur le circuit imprimé.

Complet pour les 8 pilotes d'anode.

Étape 7: c'est complet

La construction est terminée, votre fait.

Avec toute la préparation, la construction, les tests que vous avez effectués sont maintenant simples.

• Connecter l'alimentation au PCB
• Connectez le processeur au circuit imprimé.
• Allumer.
• Chargez ou activez les animations dans votre logiciel, chargez-le sur le processeur et laissez-le faire.

Faire un cas

Vous voudrez protéger votre investissement après toutes ces heures.

Nous avons fabriqué un boîtier à partir de planches de chêne et d'une petite feuille de pli, puis nous avons construit un tiroir à l'arrière permettant d'accéder à l'alimentation et à l'Arduino. Nous avons également branché une fiche USB à l'arrière du boîtier pour faciliter l'accès à la reprogrammation..

Ensuite, nous avons terminé avec un étui en acrylique d’acryldisplaycases.co.uk. Très bien recommandé.

À vous

Il y a maintenant deux choses sur lesquelles vous pouvez tourner votre esprit:

• Quel type de support / boîte que vous souhaitez concevoir et construire pour prendre en charge le circuit imprimé et loger l’alimentation et le processeur - je le laisse à votre imagination.
• Entrez dans le code et commencez à concevoir et à écrire vos propres animations. Kevin, Nick et SuperTech-IT ont accompli un travail remarquable pour vous aider à démarrer.

Étape 8: Clip du produit final en action

Une de mes propres animations à partager en utilisant le code de Kevin Darrah

Appelez le suivant dans la boucle vide

serpents (200); // itérations

Étape 10: Une fois dans la gorge

Mon frère et moi en avons construit un chacun et nous en travaillons un troisième:-)

MISE À JOUR - Le troisième cube est maintenant terminé et nous allons le mettre en vente sur eBay avec deux cartes de circuit imprimé de rechange (ainsi que les instructions).

Nous allons apporter quelques modifications au circuit imprimé principalement pour soutenir le développement de notre prochain projet - un cube LED 16x16x16 RGB.

Étape 11: dernière version de My Arduino Mega Code

Vous trouverez ci-joint la dernière version de mon code.

Ceci est principalement tiré de la solution développée par Kevin Darrah ici, mais je l'ai porté sur Arduino Mega et ajouté aux animations à partir d'autres sources ou développé par moi-même.

Les broches sur l'Arduino Mega sont:

• Loquet - broche 44
• Blank - broche 45
• Données - broche 51
• Horloge - broche 52