DIY 5x5x5 LED क्यूब आकृती. एलईडी घन. घन विकास आणि साहित्य

या लेखात वर्णन केलेले घन एक एलईडी रंगासह 5 x 5 x 5 मॅट्रिक्स वापरते. प्रयोगासाठी हा एक चांगला आकार आहे, परंतु आवश्यक LEDs ची संख्या 125 आहे, ज्यामुळे खर्च वाढतो. पॉवर - 1 amp पर्यंत वर्तमान आणि 5V व्होल्टेज म्हणजे. 5W (साधे अंकगणित).

संपूर्ण घन प्रत्येक 10ms (100Hz) रीफ्रेश केला जातो. यामुळे कोणत्याही दृश्यमान फ्लिकरचा परिणाम होत नाही. प्रत्येक एलईडी लेयर 5 x 5 मॅट्रिक्समध्ये मांडलेला असतो आणि LED एनोडशी जोडलेल्या ट्रान्झिस्टरद्वारे नियंत्रित केला जातो. लेयरच्या योग्य नियंत्रणासह, ट्रान्झिस्टरच्या पायाची उच्च पातळी, +5 V, PIC मधून बाहेर येते आणि एमिटर सुमारे 0.7 व्होल्ट आहे. एनपीएन ट्रान्झिस्टर वापरला जातो, जर पर्यायी वापरला जाणारा समान तपशील असावा.

LED कॅथोड्स IC2 आणि IC3 शी जोडलेले आहेत. हे 16-बिट स्थिर वर्तमान एलईडी ड्रायव्हर आहेत. 680R रेझिस्टर LED वर्तमान ~ 28mA देते; या रेझिस्टरचे रेटिंग भिन्न एलईडी सामावून घेण्यासाठी बदलले जाऊ शकते (वेगवेगळ्या एलईडीचे रेटिंग भिन्न आहेत).

कॅपेसिटर वीज पुरवतात... विशेषत: C4 आणि C5 महत्त्वाचे आहेत आणि ते ICs च्या शेजारी स्थित टॅंटलम असावेत. LEDs च्या बाबतीत, तुम्ही तुम्हाला हवे असलेले जवळजवळ कोणतेही 5mm किंवा 3mm LEDs वापरू शकता. माझ्या मते, 3mm LEDs असलेल्या क्यूबमध्ये क्यूबमध्ये जास्त जागा असते, ज्यामुळे ते दृष्यदृष्ट्या अधिक सुंदर बनते.

सर्वात महत्वाचे: एलईडी असेंब्ली! प्रथम, आपल्याला LEDs साठी एक लेआउट तयार करण्याची आवश्यकता आहे जेणेकरून सर्वकाही गुळगुळीत आणि सुंदर असेल - संग्रहणात या उद्देशासाठी विशेषतः डिझाइन केलेली LED_jig_template.pdf फाइल आहे.

एनोड 90 ° च्या कोनात वाकलेला असणे आवश्यक आहे. एनोड्स एकत्र जोडा आणि कॅथोड्स एनोड्सला लंब असले पाहिजेत.

5 व्होल्ट पॉवर सप्लाय आणि रेझिस्टर (120 ते 330 ohms) वापरून, आपल्याला सर्वकाही योग्यरित्या सोल्डर केले आहे याची खात्री करणे आणि दृश्यमानपणे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. एनोडला "+" आणि कॅथोडला "-" लावा आणि LED उजळला पाहिजे. विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी प्रतिकार आवश्यक आहे! तपासताना विसरू नका!

लक्ष द्या. जर तुम्ही ही चाचणी वगळली आणि LEDs क्यूबमध्ये घेतल्यास, काम करत नसलेला LED शोधणे खूप कठीण होईल!

पुढील ओळीत एलईडी स्थापित करा आणि त्यांचे एनोड एकत्र करा.

प्रत्येक ओळीत LEDs स्थापित करणे, सोल्डरिंग आणि चाचणी करणे सुरू ठेवा.

पीडीएफ फॉरमॅटमधील चित्रात, पीसीबी लेआउट, सोर्स कोड आणि pic16f628a मायक्रोकंट्रोलरचे फर्मवेअर

साइटवरील सामग्रीवर आधारित: www.picprojects.org.uk

मी बनवलेले पहिले ते पुरेसे चांगले निघाले नाही, मुख्यत: LEDs संगीताला प्रतिसाद देण्याच्या पद्धतीमुळे. दुर्दैवाने, वर्णन मला समजणे फार कठीण होते. माझ्या मते, ते पुरेसे तपशीलवार केले गेले नाही आणि काही आकृती अगदी चुकीच्या पद्धतीने बनवल्या गेल्या.
म्हणूनच मला दुसरे एलईडी क्यूब सर्किट तयार करायचे होते आणि त्याचे वर्णन करायचे होते. मी ते इतके सोपे आणि प्रवेशयोग्य बनवण्याचा प्रयत्न केला की प्रत्येकजण, अनुभवासह किंवा नसताना, ते त्यांच्या स्वत: च्या हातांनी करू शकेल!
खाली तुम्हाला माझ्या क्राफ्टचा परिणाम दिसेल - एक संगीत एलईडी क्यूब. हे मॉडेल 12 व्होल्ट डीसी स्त्रोताद्वारे समर्थित आहे, एलईडी क्यूब आकृती संलग्न आहे. ज्यांना यूएसबी द्वारे समर्थित असे उपकरण बनवायचे आहे ते वर्णन वापरू शकतात
या प्रकल्पासाठीचा चित्रपट कॅनन डिजिटल कॅमेऱ्याने अंधारात शूट करण्यात आला. माझा कॅमेरा हायलाइट आणि सावल्या दरम्यान जलद स्विचिंग पुरेसे हाताळू शकत नाही. खरं तर, व्हिडिओमधील प्रभावापेक्षाही चांगला आहे.

पायरी 1. साहित्य आणि साधने.

हे म्युझिक LED क्यूब बनवण्यासाठी तुम्ही अनेक वेगवेगळ्या गोष्टी वापरू शकता आणि तुम्ही LED क्यूब सर्किट वेगवेगळ्या प्रकारे तयार करू शकता.
या वर्णनात मी ते अगदी सोप्या पद्धतीने, सोप्या पद्धतीने कसे केले ते सांगेन.

साहित्य (संपादन)
- 12v वीज पुरवठा (बॅटरी देखील वापरली जाऊ शकते)
- हेडफोन केबलसह 3.5 मिमी जॅक
- टिप31 ट्रान्झिस्टर (ही संपूर्ण प्रकल्पाची गुरुकिल्ली आहे) - $0.50
- 5 मिमी एलईडी (रंग किंवा प्रमाण पूर्णपणे तुमच्यावर अवलंबून आहे, 1 एलईडी 3V साठी रेट केला आहे, वीज पुरवठा 12v, म्हणून तुम्हाला 4 एलईडी आवश्यक आहेत.) - $0.28
- A4 अॅक्रेलिक शीट - 3 मिमी जाड ("ऑर्गेनिक ग्लास" म्हणूनही ओळखले जाते) - $2.00
- बारीक सॅंडपेपर (मी 400 वापरले) - $1.00
- विद्युत तारा

जर तुम्हाला किंमत सूचीबद्ध केलेली दिसली तर याचा अर्थ मी हे विकत घेतले आहे. बाकी मी फक्त रद्दीत उचलले. 12V अडॅप्टर जुन्या वायरलेस हेडफोनचा होता आणि दुसर्‍या जुन्या हेडफोनचा 3.5mm प्लग होता.

चरण 2. क्यूबचे मुख्य भाग तयार करणे.

नक्कीच, आपण आवश्यक केस निवडू शकता, परंतु आपण आपल्या स्वत: च्या हातांनी एलईडी क्यूब बनविण्याचा निर्णय घेतल्यास, खालील चरण आपल्यासाठी आहेत.

ऍक्रेलिक शीटपासून, आम्ही एक बॉक्स तयार करणार आहोत.

1. ऍक्रेलिक शीटवर बॉक्ससाठी प्लेट्स काढा (फोटो 1). मी 15cm x 5cm प्लेट्स वापरल्या. आणि 5cm x 5cm चौरस. अर्थातच, तुम्ही तुम्हाला हवा तसा क्यूबच्या बाजूचा कोणताही आकार वापरू शकता.

2. ऍक्रेलिक शीटमधून प्लेट्स कापण्यासाठी जिगसॉ वापरा. हे शक्य तितके चांगले करा. कारण सर्व प्लेट्स एकमेकांशी व्यवस्थित बसणे आवश्यक आहे (फोटो 2).
जर प्लेट्स असमान असतील तर सॅंडपेपर किंवा फाईल वापरा आणि ते सर्व व्यवस्थित बसेपर्यंत समायोजित करा.

3. एक ड्रिल घ्या आणि हेडफोन कॉर्डच्या जाडीइतकीच आकारमानाचा ड्रिल बिट वापरून छिद्रे ड्रिल करा (फोटो 3). नंतर अडॅप्टरसाठी एक भोक ड्रिल करा.
ते फार काळजीपूर्वक करा! जर तुम्ही घाई केली आणि जास्त दाब लावला तर काच फुटू शकते.

पायरी 3. भिंती आणि LEDs पसरवा किंवा गोठवा.

एलईडी उत्सर्जकांचा चांगला "चमकदार" प्रभाव मिळविण्यासाठी, त्यांच्याकडे बॉक्स आणि एलईडी दोन्हीचे "मॅट" स्वरूप असणे आवश्यक आहे.

मी फक्त स्पष्ट ऍक्रेलिक शीट आणि स्पष्ट एलईडी वर माझे हात मिळवू शकलो. ज्यांच्याकडे समान आहे, त्यांच्यासाठी ही पायरी चालू ठेवली पाहिजे.

तुमच्याकडे आधीच मॅट ऍक्रेलिक (ओपल ऍक्रेलिक) आणि डिफ्यूज केलेले एलईडी असल्यास, तुम्ही चरण 4 पासून पुढे चालू ठेवू शकता.

1. एक बारीक सॅंडपेपर (400) घ्या आणि ते टेबलवर ठेवा, काचेचे प्लेट घ्या आणि गोलाकार हालचालीत सॅंडपेपरने घासून घ्या. जर एक बाजू पुरेशी मॅट असेल, तर प्लेट उलटा करा आणि दुसऱ्या बाजूला तेच करा.
तुमच्याकडे आता एक छान मॅट प्रभाव असेल (फरक पाहण्यासाठी फोटो 1).

2. LEDs साठी तेच करा. जोपर्यंत तुम्हाला चांगला विखुरलेला प्रकाश मिळत नाही तोपर्यंत LEDs वाळू द्या (फोटो 2).

फोटो 3 तुम्हाला 1 डिफ्यूज आणि 1 स्पष्ट LED इंडिकेटर दाखवतो.

पायरी 4. बॉक्स एकत्र करणे.

प्लेट्स तयार झाल्यानंतर, बॉक्स एकत्र केला जाऊ शकतो. पुन्हा एकदा, सर्वकाही उत्तम प्रकारे बसते याची खात्री करा, आवश्यक असल्यास, प्लेट्स पुन्हा समायोजित करा आणि आपण गोंद करू शकता. सायनोएक्रिलेट गोंदच्या थेंबांसह गोंद लावणे चांगले आहे, परंतु अर्थातच आपण इच्छित हेतूसाठी योग्य इतर कोणत्याही वापरू शकता. तळाच्या कव्हरला चिकटवू नका - प्रथम आपल्याला त्यावर सर्व उपकरणे स्थापित करण्याची आवश्यकता आहे.

पायरी 5. तयारी एलईडी क्यूब सर्किट्स.

मला इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये कोणताही अनुभव नसल्यामुळे, माझ्यासाठी हा सर्वात कठीण भाग होता.
इतर वर्णनांनी देखील या प्रकरणावर चांगले स्पष्टीकरण दिले नाही.
अशा प्रकारे, इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये नवीन असलेल्या आणि ते काय करत आहेत याची कल्पना नसलेल्या प्रत्येकासाठी, मी माझा LED क्यूब आकृती आणि आकृतीवर काही स्पष्टीकरणे जोडत आहे.

1. किती LEDs वापरायचे?
सरासरी, निर्देशक 3v व्होल्टेजवर कार्य करतो. जर तुम्ही मालिकेत LEDs लावणार असाल (जसे मी केले आहे), तुम्ही अॅडॉप्टरसह किती LEDs वापरता येतील याची गणना केली पाहिजे. तुम्ही वापरू शकता ते सूत्र आहे: अडॅप्टर आउटपुट व्होल्टेज / एलईडी व्होल्टेज = एकूण एलईडी.
त्यामुळे तुम्ही 3v leds सह 12v अडॅप्टर वापरत असल्यास: 12/3 = 4 leds

2. अॅडॉप्टरवरील वास्तविक व्होल्टेज.
मी हे सर्किट तयार करण्यास पुढे जाण्यापूर्वी, मला वाटले की अॅडॉप्टरवरील वास्तविक व्होल्टेज मोजणे उपयुक्त ठरेल. अॅडॉप्टरवरील स्टिकर (फोटो 1) म्हणतो की आउटपुट 12V आहे. परंतु मी ते माझ्या मल्टीमीटरमध्ये प्लग करताच, वास्तविक व्होल्टेज सुमारे 18V (फोटो 2) असल्याचे दिसून आले.
म्हणून मी पुन्हा निर्देशकांची संख्या मोजू शकतो: 18/3 = 6 LEDs प्रति घन.
मी मालिकेतील सर्व LEDs जोडणार असल्याने, मी माझ्या सर्किटमध्ये 6 LEDs वापरू शकतो.

3.5 मिमी ऑडिओ जॅक (फोटो 3).
कोणत्या तारा आणि त्यांचा अर्थ काय? जसे आपण फोटोमध्ये पाहू शकता, प्लग काळ्या इन्सुलेशनमध्ये असलेल्या 3 तारांशी जोडलेला आहे. एक वायर सामान्य (जमिनीवर) आहे, इतर दोन ध्वनी वाहिन्यांवरील सिग्नल आहेत.

आता या माहितीसह, आपण सर्किट तयार करून पुढील चरणावर जाऊ शकता.

पायरी 6. एलईडी क्यूब सर्किट एकत्र करणे.

या चिन्हांसह या सर्व विचित्र योजना पाहून बरेच लोक घाबरतात. त्यांना काय म्हणायचे आहे याची कल्पना नाही. म्हणूनच मी चित्रांसह सर्किटचे अनुकूल वर्णन केले आहे 🙂 खालील फोटो 1 पहा.

1. तुमच्याकडे आकृती तयार करण्यासाठी सर्व साहित्य असल्याची खात्री करा. आणि सर्व घटक जोडण्यासाठी पुरेशा विद्युत तारा.

2. सर्किट एकत्र करण्यापूर्वी, आपल्याला मागील भिंतीच्या छिद्रातून ऑडिओ केबल ढकलणे आवश्यक आहे.

3. आता आपल्याला सर्किट एकत्र करणे आणि ते तपासणे आवश्यक आहे. तपासण्याचा सर्वोत्तम मार्ग म्हणजे तुमच्या संगणकावरील ऑडिओ आउटपुट. तुमच्या संगणकाचा आवाज १००% वर सेट केला आहे याची खात्री करा आणि नंतर तपासा.

सर्किट: अॅडॉप्टरमधील पॉझिटिव्ह पोल पहिल्या एलईडीच्या पॉझिटिव्ह लेगवर जातो. यानंतर आणखी 5 एलईडी आहेत. निगेटिव्ह लेग पहिल्या एलईडीपासून दुसऱ्या एलईडीच्या पॉझिटिव्ह लेगला जोडा. दुस-या LED वरून तिसर्‍या LED च्या पॉझिटिव्ह लेगला निगेटिव्ह लेग जोडा आणि असेच. शेवटच्या LED चा ऋणात्मक पाय TIP31 ट्रान्झिस्टरच्या मध्यवर्ती टर्मिनलशी जोडलेला आहे.
नंतर TIP31 चे उजवे टर्मिनल अडॅप्टरच्या नकारात्मक ध्रुवाशी कनेक्ट करा.
आता फक्त ऑडिओ केबल कनेक्शन बाकी आहे. ऑडिओ केबलमधून लाल किंवा पांढरी वायर TIP31 च्या डाव्या टर्मिनलला जोडा... आणि ऑडिओ केबलपासून TIP31 उजव्या पिनवर ग्राउंड वायर.
अधिक तपशीलांसाठी साखळीचा फोटो 1 पहा.

4. तुमचे LED क्यूब सर्किट काम करत असल्यास, सर्व घटक एकत्र सोल्डर करा जेणेकरून सर्किट छान दिसेल आणि तुटणार नाही.
तुम्हाला सर्किट असेंबल करण्यात समस्या येत असल्यास, तुम्ही प्रथम पीसीबीवर सर्व काही स्थापित करण्याचा प्रयत्न करू शकता.

पायरी 7. काम पूर्ण करणे.

तुमच्याकडे आता आवश्यक असलेले सर्व भाग आहेत. आम्हाला फक्त त्यांना क्यूबच्या तळाशी ठेवावे लागेल.

1. अडॅप्टर स्लॉटला छिद्राच्या मागे ठेवण्यासाठी गोंद बंदूक वापरा. टीप: ग्लूइंग करण्यापूर्वी केबल कनेक्ट करा. अशा प्रकारे, कनेक्टर नेहमी योग्य ठिकाणी केंद्रित असेल.

2. पुन्हा एकदा तळाच्या (मागे) प्लेटच्या बाजू समायोजित करा जेणेकरून ते LED क्यूबच्या विरूद्ध व्यवस्थित बसतील. तुम्ही फक्त खालची प्लेट थोडी मोठी करा, म्हणजे एकदा तुम्ही ती क्यूबमध्ये ठेवली की ती अडकेल आणि जेव्हा तुम्ही क्यूब हलवाल तेव्हा पडणार नाही. आम्ही तळाशी चिकटवणार नाही, फक्त बाबतीत - अचानक तुम्हाला काही कारणास्तव ते उघडावे लागेल. त्यामुळे तळाशी घट्ट बसेल याची खात्री करा.

इतकंच!
आता सर्वकाही एकत्र करा, तुमचे संगीत जास्तीत जास्त ठेवा आणि आनंद घ्या!

तुम्ही हा प्रकल्प तुम्हाला हवा तसा बदलू शकता - तुम्ही बदलू शकता एलईडी क्यूब सर्किट, शरीर, आकार, रंग, परंतु कोणत्याही परिस्थितीत, तुमचा DIY एलईडी क्यूब सर्वोत्तम असेल! तुम्हाला हवे ते LED वापरा, तुमच्या डेस्कटॉपला अनुकूल असे केस डिझाइन करा इ.

या पृष्ठावर वर्णन केलेले घन एक एलईडी रंगासह 5 x 5 x 5 मॅट्रिक्स वापरते. प्रयोगासाठी हा एक चांगला आकार आहे, परंतु आवश्यक LEDs ची संख्या 125 आहे, ज्यामुळे खर्च वाढतो. पॉवर - 1 amp पर्यंत वर्तमान आणि 5V व्होल्टेज म्हणजे. 5W (साधे अंकगणित).

संपूर्ण घन प्रत्येक 10MS (100Hz) अद्यतनित केला जातो. यामुळे कोणत्याही दृश्यमान फ्लिकरचा परिणाम होत नाही.

प्रत्येक एलईडी लेयर 5 x 5 मॅट्रिक्समध्ये मांडलेला असतो आणि LED एनोडशी जोडलेल्या ट्रान्झिस्टरद्वारे नियंत्रित केला जातो. लेयरच्या योग्य नियंत्रणासह, ट्रान्झिस्टरच्या पायाची उच्च पातळी, +5 V, PIC मधून बाहेर येते आणि एमिटर सुमारे 0.7 व्होल्ट आहे. BC637 NPN द्वारे वापरलेले ट्रान्झिस्टर, जर पर्याय वापरले तर ते समान तपशीलाचे असावे.

LED कॅथोड्स IC2 आणि IC3 शी जोडलेले आहेत. हे STP16CP05 16-बिट स्थिर वर्तमान एलईडी ड्राइव्हर आहेत. 680R रेझिस्टर ~ 28mA चा LED करंट देतो; या रेझिस्टरचे मूल्य भिन्न LED सामावून घेण्यासाठी बदलले जाऊ शकते (वेगवेगळ्या LED ची रेटिंग भिन्न असते).

एक घन थर:

क्यूबमध्ये एलईडीचा एक स्तंभ:

कॅपेसिटर वीज पुरवतात... विशेषत: C4 आणि C5 महत्त्वाचे आहेत आणि ते ICs च्या शेजारी स्थित टॅंटलम असावेत.

LEDs च्या बाबतीत, तुम्ही तुम्हाला हवे असलेले जवळजवळ कोणतेही 5mm किंवा 3mm LEDs वापरू शकता.

माझ्या मते, 3mm LEDs असलेल्या क्यूबमध्ये क्यूबमध्ये जास्त जागा असते, ज्यामुळे ते दृष्यदृष्ट्या अधिक सुंदर बनते.

तांदूळ. 3


अंजीर 4

अंजीर 5

तांदूळ. 6


अंजीर 7

तांदूळ. नऊ

अंजीर 10

तांदूळ. १२

आकृती क्रं 1.एनोड 90 ° कोनात वाकलेला असणे आवश्यक आहे.

अंजीर 2. एनोड्स एकमेकांशी जोडा आणि कॅथोड्स एनोड्सला लंब असले पाहिजेत.

अंजीर 3. 5 व्होल्ट पॉवर सप्लाय आणि रेझिस्टर (120 ते 330 ohms) वापरून, सर्वकाही योग्यरित्या सोल्डर केले आहे हे तपासणे आणि दृष्यदृष्ट्या सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. एनोडला "+" आणि कॅथोडला "-" लावा आणि LED उजळला पाहिजे. विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी प्रतिकार आवश्यक आहे! तपासताना विसरू नका!

लक्ष द्या. जर तुम्ही ही चाचणी वगळली आणि LEDs क्यूबमध्ये घेतल्यास, काम करत नसलेला LED शोधणे खूप कठीण होईल!

तांदूळ 4,5,6. पुढील ओळीवर LEDs स्थापित करा आणि त्यांचे एनोड एकत्र करा.

अंजीर 7. प्रत्येक पंक्तीमध्ये LED स्थापित करणे, सोल्डरिंग आणि चाचणी करणे सुरू ठेवा.

आकृती 8. सर्व पाच पंक्ती पूर्ण झाल्यामुळे, साच्यात थर टाकून सर्व पंक्तींमधील तारा सोल्डर करा. ही वायर विद्युत जोडणी म्हणूनही काम करते. LED एनोड लीड्सच्या वर आणि खाली कोणत्या प्रकारच्या तारा जातात ते पहा.

प्रत्येक पाच स्तरांसाठी मागील चरणांची पुनरावृत्ती करा.

आकृती 9-12. हे फोटो एलईडी क्यूबची सामान्य व्यवस्था दर्शवतात.

एलईडी सजावटीचे शिल्प कसे कार्य करते? आपण ते स्वत: ला एकत्र करू शकता? तुम्हाला किती LEDs ची गरज आहे आणि त्याशिवाय तुम्हाला काय हवे आहे? या सर्व प्रश्नांची उत्तरे तुम्हाला या लेखात सापडतील.

एलईडी क्यूब - आपल्याला सेल्फ-असेंबलीसाठी काय आवश्यक आहे

जर तुम्हाला घरगुती उत्पादनांची आवड असेल, जसे की इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट्समध्ये फिरणे - आपल्या स्वत: च्या हातांनी एलईडी क्यूब एकत्र करण्याचा प्रयत्न करा. प्रथम आपल्याला आकारावर निर्णय घेण्याची आवश्यकता आहे. डिव्हाइसचे तत्त्व समजून घेतल्यानंतर, आपण एलईडीची संख्या वाढविण्याच्या उद्देशाने किंवा त्यापैकी कमी असलेल्या सर्किटमध्ये सुधारणा करू शकता.

8 डायोडसाठी कडा असलेले एलईडी क्यूब

8 LEDs ची बाजू असलेल्या क्यूबचे उदाहरण वापरून हे कसे कार्य करते ते पाहू. यासारखा क्यूब नवशिक्यांसाठी भीतीदायक असू शकतो, परंतु जर तुम्ही सामग्रीचा अभ्यास करताना सावधगिरी बाळगली तर तुम्ही त्यावर सहज प्रभुत्व मिळवू शकता.

एलईडी क्यूब 8x8x8 एकत्र करण्यासाठी आपल्याला आवश्यक असेल:

• 512 LEDs (उदाहरणार्थ 5 मिमी);
• शिफ्ट रजिस्टर्स STP16CPS05MTR - 5 pcs;
• नियंत्रणासाठी microcontroller, Arduino Uno किंवा इतर कोणतेही बोर्ड पहा;
• सिस्टम प्रोग्रामिंगसाठी संगणक;

सर्किट कसे कार्य करते

5mm सारखे छोटे LEDs नगण्य विद्युत प्रवाह - 20mA काढतात, परंतु आपण त्यापैकी बरेच प्रकाश करणार आहात. एक 12V आणि 2A वीज पुरवठा यासाठी योग्य आहे.

तुम्ही सर्व 512 LEDs स्वतंत्रपणे जोडू शकणार नाही कारण तुम्हाला अनेक पिन असलेले मायक्रोकंट्रोलर (MC) सापडण्याची शक्यता नाही. बहुतेकदा, 8 ते 64 पर्यंत पायांची संख्या असलेल्या प्रकरणांमध्ये मॉडेल असतात. स्वाभाविकच, आपण मोठ्या संख्येने पाय असलेले पर्याय शोधू शकता.

तुम्ही इतके LED कसे जोडता? प्राथमिक! शिफ्ट रजिस्टर हे एक मायक्रोसर्कीट आहे जे समांतर पासून सिरीयलमध्ये माहिती रूपांतरित करू शकते आणि त्याउलट - सिरीयलपासून समांतरमध्ये. सिरीअलला समांतर फॉर्ममध्ये रूपांतरित केल्याने, तुम्हाला रजिस्टरच्या बिट रुंदीवर अवलंबून एका सिग्नल लेगमधून 8 किंवा अधिक मिळतील.

खाली शिफ्ट रजिस्टर कसे काम करते हे दाखवणारा आकृती आहे.

जेव्हा तुम्ही सिरीयल इनपुट डेटावर थोडे मूल्य लागू करता, म्हणजे शून्य किंवा एक, ते घड्याळ सिग्नलच्या काठावर आउटपुट क्रमांक 0 ला समांतर प्रसारित केले जाते, हे विसरू नका की डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये क्रमांकन शून्यापासून सुरू होते).

जर वेळेच्या पहिल्या क्षणी एक असेल, आणि नंतर इनपुटवर तीन घड्याळाच्या डाळी दरम्यान तुम्ही शून्य संभाव्यता सेट केली असेल, तर याचा परिणाम म्हणून तुम्हाला "0001" इनपुटची अशी स्थिती प्राप्त होईल. तुम्ही हे Q0-Q3 ओळींवरील चित्रात पाहू शकता - हे चार समांतर आउटपुट बिट आहेत.

एलईडी क्यूब तयार करण्यासाठी हे ज्ञान कसे वापरावे? वस्तुस्थिती अशी आहे की आपण अगदी सामान्य शिफ्ट रजिस्टर वापरू शकता, परंतु एलईडी स्क्रीनसाठी एक विशेष ड्रायव्हर - STP16CPS05MTR. हे त्याच प्रकारे कार्य करते.

LEDs कसे जोडायचे?

अर्थात, ड्रायव्हर वापरल्याने मोठ्या संख्येने एलईडी कनेक्ट करण्याशी संबंधित समस्या पूर्णपणे सोडवल्या जाणार नाहीत. 512 LEDs कनेक्ट करण्यासाठी, तुम्हाला अशा 32 ड्रायव्हर्सची आवश्यकता असेल आणि मायक्रोकंट्रोलरकडून आणखी नियंत्रण पिन आवश्यक असतील.

म्हणून, आपण दुसऱ्या मार्गाने जाऊ आणि LED ला पंक्ती आणि स्तंभांमध्ये एकत्र करू, अशा प्रकारे आपल्याला द्विमितीय मॅट्रिक्स मिळेल. बर्फाचा घन तिन्ही अक्ष व्यापतो. 8x8x8 एलईडी क्यूब एकत्रित करण्याच्या कल्पनेला अंतिम रूप दिल्यानंतर, ज्यामध्ये LEDs गटांमध्ये एकत्र केले जातात, आम्ही खालील निष्कर्षापर्यंत पोहोचू शकतो:

एलईडी लेयर्स (मजल्यांना) सर्किट्समध्ये कॉमन एनोड (कॅथोड) आणि कॉलम्स कॉमन कॅथोड (किंवा एनोड, जर कॅथोड मजल्यांवर एकत्र केले असतील तर) सर्किटमध्ये एकत्र करा.

अशी रचना नियंत्रित करण्यासाठी, तुम्हाला प्रति स्पीकर 8 x 8 = 16 कंट्रोल पिन आवश्यक आहेत आणि प्रत्येक मजल्यासाठी एक, एकूण 8 मजले देखील आहेत. एकूण, तुम्हाला 24 कंट्रोल चॅनेलची आवश्यकता आहे.

मायक्रोकंट्रोलरच्या तीन पायांमधून एक सिग्नल इनपुट ब्लॉकला पाठविला जातो.

आवश्यक LED लाइट करण्यासाठी, उदाहरणार्थ, पहिल्या मजल्यावर, पहिल्या रांगेत सलग तिसऱ्या, तुम्हाला स्तंभ क्रमांक 3 वर वजा आणि अधिक मजला क्रमांक 1 ला लागू करणे आवश्यक आहे. जर तुम्ही मजले एकत्र केले असतील तर हे खरे आहे. एक सामान्य एनोड आणि कॅथोड असलेले स्तंभ. जर, त्याउलट, नियंत्रण व्होल्टेज त्यानुसार उलटे करणे आवश्यक आहे.

LEDs च्या क्यूब सोल्डर करणे आपल्यासाठी सोयीस्कर बनविण्यासाठी, आपल्याला आवश्यक आहे:

एलईडी क्यूब योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी, आपल्याला ते सामान्य कॅथोडसह स्तरांमध्ये आणि एनोडसह स्तंभांमध्ये एकत्र करणे आवश्यक आहे. खालील क्रमात इनपुट म्हणून आकृतीवर जे सूचित केले आहे ते Arduino पिनशी कनेक्ट करा:

माझ्याकडे ही कौशल्ये नसतील तर?

जर तुम्हाला तुमची ताकद आणि इलेक्ट्रॉनिक्सच्या ज्ञानावर विश्वास नसेल, परंतु तुमच्या डेस्कटॉपसाठी अशी सजावट हवी असेल तर तुम्ही तयार क्यूब खरेदी करू शकता. ज्यांना साधी इलेक्ट्रॉनिक हस्तकला बनवायला आवडते त्यांच्यासाठी 4x4x4 कडा असलेले उत्कृष्ट पर्याय सोपे आहेत.

असेंब्लीसाठी तयार किट रेडिओ भागांसह स्टोअरमध्ये खरेदी केल्या जाऊ शकतात, तसेच aliexpress वर त्यांची प्रचंड निवड केली जाऊ शकते.

अशा क्यूबच्या असेंब्लीमुळे नवशिक्या रेडिओ हौशीमध्ये सोल्डरिंग कौशल्ये, अचूकता, शुद्धता आणि कनेक्शनची गुणवत्ता विकसित होईल. मायक्रोकंट्रोलरसह काम करण्याचे कौशल्य पुढील प्रकल्पांसाठी उपयोगी पडेल आणि Arduino च्या मदतीने तुम्ही साधी खेळणी, तसेच दैनंदिन जीवन आणि उत्पादनासाठी ऑटोमेशन टूल्स कसे प्रोग्राम करावे हे शिकू शकता.

दुर्दैवाने, Arduino - स्केच प्रोग्रामिंग भाषेच्या वैशिष्ट्यांमुळे, कार्यक्षमतेच्या बाबतीत काही मर्यादा आहेत, परंतु माझ्यावर विश्वास ठेवा की जेव्हा तुम्ही या प्लॅटफॉर्मच्या क्षमतेच्या कमाल मर्यादेपर्यंत पोहोचता तेव्हा, बहुधा, "स्वच्छ" MCU सह कामात प्रभुत्व मिळवणे शक्य होणार नाही. आपल्यासाठी महत्त्वपूर्ण अडचणी निर्माण करा.

घन विकास आणि साहित्य:

मी अनेक एलईडी क्यूब डिझाइन्स पाहिल्या आहेत आणि त्यांची मुख्य समस्या कमी पिनसह भरपूर एलईडी चालवणे आहे. अनेक प्रकल्पांनी यासाठी शिफ्ट रजिस्टरचा वापर केला आहे. त्यांची मुख्य समस्या म्हणजे सर्व बिट्स शिफ्ट करण्यासाठी लागणारा वेळ आणि त्यातून निर्माण होणाऱ्या समस्या. मला हे आवडले नाही आणि माझा स्वतःचा आकृती काढण्याचा निर्णय घेतला.

बायनरी सिग्नलला 5-बिट समांतर इनपुटवरून LEDs चालविणाऱ्या 25-बिट समांतर आउटपुटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी मी प्रत्येकी 3-8 ओळींचे 5 डीकोडर वापरतो (याला डिमल्टीप्लेक्सर देखील म्हणतात). या डीकोडर्सचे वैशिष्ट्य म्हणजे उच्च सिग्नल पातळी 25 पैकी केवळ एका ओळीवर एकाच वेळी असू शकते. जर Arduino च्या पाच पिन 01010 (बायनरीमध्ये 10) असतील तर, डीकोडरना हा सिग्नल प्राप्त होतो आणि ते त्यांच्या 10व्या पिनवर आउटपुट करतात. त्यापैकी 0-24 क्रमांकासह 25 आहेत.

सर्किट क्यूबच्या प्रत्येक प्लेनच्या कॅथोड्सवर NPN ट्रान्झिस्टर देखील वापरते. कारखान्यात तयार केलेल्या विशेष मुद्रित सर्किट बोर्डवर घन एकत्र केले जाते, ज्यामुळे अधिक तारा टाळल्या जातात. एकूण, प्रकल्पाची किंमत $ 100 आहे.

आधीच खात्री करा की तुमचे डीकोडर एका पिनला उच्च सिग्नल पातळी देतात आणि इतर सर्व - कमी, कारण असे मायक्रोसर्कीट आहेत जे एका पिनला कमी सिग्नल पातळी देतात आणि इतर सर्वांसाठी उच्च. खालील चित्रात, आपण सर्किटचे प्राथमिक स्केचेस आणि टेबल पाहू शकता:

घन एकत्र करणे:

पहिली पायरी म्हणजे एलईडी क्यूब बनवणे. मी अगदी लहान लीड्स असलेले स्वस्त एलईडी विकत घेतले आणि त्यासाठी अतिरिक्त वायर वापरावी लागली.

जेव्हा सर्व 5 स्तर तयार असतात, तेव्हा त्यांना कनेक्ट करणे आवश्यक आहे. थरांमधील अंतर 2.5 सेमी असावे जेणेकरून घन सपाट होणार नाही किंवा ताणला जाणार नाही. प्रत्येक लेयरच्या कॅथोडमधून, क्यूबला वायरच्या बाजूने खाली आणा, जे नंतर बोर्डवर सोल्डर केले जाईल. एकूण, अशा क्यूबमध्ये सुमारे 300 सोल्डरिंग पॉइंट्स असतात.

सर्किटचे लेआउट:

मी क्यूब कनेक्ट करण्यासाठी CAT5 केबल वापरली. ते स्वस्त आणि परवडणारे आहे. मी ब्रेडबोर्डवर सर्किट एकत्र केले. क्यूबचा कोपरा निवडा जो अहवालाचा प्रारंभ बिंदू मानला जाईल आणि डीकोडरचा पिन 0 त्याच्या एनोडशी कनेक्ट करा. पुढील एनोड हा X अक्षावरील सर्वात जवळचा एनोड आहे आणि जेव्हा ते संपतात तेव्हा Y अक्षावरील एनोड वापरा. ​​मी डीकोडर आणि स्तंभ यांच्यामध्ये 150 ओम प्रतिरोधक वापरले.

कॅथोड्स जोडण्यासाठी एनपीएन ट्रान्झिस्टर वापरला जातो. ट्रान्झिस्टरचा पाया आणि अर्डुइनो दरम्यान एक रेझिस्टर वापरा. ट्रान्झिस्टरचा 1 पिन GND ला, 2 Arduino ला, 3 कॅथोडला जोडा.

Arduino कार्यक्रम:

क्यूब स्कीमॅटिक प्रोटोटाइपशी जोडल्यानंतर, आपल्याला प्रोग्राम लिहिण्याची आवश्यकता आहे.

कोड 4 मुख्य भागांमध्ये विभागलेला आहे:

• LEDs.h: यामध्ये सर्व पिन आणि अॅरेची संख्या असते.
• DisplayBasics.pde: मॉडेलमध्ये वापरण्यासाठी क्यूबमध्ये अनेक मूलभूत "आकार" असतात.
• Patterns.pde: यात नमुना प्रदर्शन कार्यक्रम आहेत जे लेखाच्या सुरुवातीला व्हिडिओमध्ये पाहिले जाऊ शकतात.
• LEDcubePCB.pde: ही माझ्या कोडची अंतिम आवृत्ती आहे.

एक्झिक्युटेबल प्रोग्राम नंबर पोटेंशियोमीटरच्या स्थितीनुसार बदलतो.

कार्यक्षमतेचा विस्तार:

एलईडी क्यूब आणखी चांगले होण्यासाठी, मायक्रोकंट्रोलर रिफ्लॅश न करता डिस्प्ले प्रोग्राम बदलणे आवश्यक आहे. प्रोग्राम्स स्विच करण्यासाठी, मी जंपर्स वापरण्याचे ठरवले आणि प्रोग्रामचा कालावधी बदलण्यासाठी, पोटेंशियोमीटर. पण मी विसरलो की जंपर्स वापरताना पुल-अप व्होल्टेज आवश्यक आहे. पुल-अप प्रतिरोधकांचा वापर करून ते मिळवता येते.

छापील सर्कीट बोर्ड:

मी ईगलमध्ये हे सर्किट आणि पीसीबी डिझाइन केले. लेख ईगल स्वरूपात स्त्रोत कोडसह आहे, जो संपादित केला जाऊ शकतो. पीसीबीची रचना करताना, छिद्रांच्या आकाराकडे लक्ष द्या, तारांवर विशेष लक्ष द्या.

संपादकीय टीप: लक्ष द्या! आकृतीवर गरुडाचे ७४१३८ आहे! 74238 वापरणे आवश्यक आहे.

फॅक्टरीमध्ये बोर्ड सानुकूलित करण्यात आला होता. तुम्ही फॅक्टरीमध्ये बोर्ड बनवू शकत नसल्यास, तुम्ही ते LUT किंवा फोटोरेसिस्ट वापरून बनवू शकता.

पीसीबी उत्पादन आणि असेंब्ली

उत्पादनासाठी प्रकल्प पाठविण्यासाठी, आपल्याला ड्रिल फाइल आणि जरबर फाइल्सची आवश्यकता आहे. मला ते कसे बनवायचे हे माहित नाही, परंतु इंटरनेटवरील सूचनांचे पालन केल्याने मी ते देखील बनवू शकलो. या फाईल्स लेखाशी संलग्न आहेत. लक्षात घ्या की जंपर्स आता GND शी जोडलेले आहेत आणि ते Arduino च्या अंतर्गत पुल-अप रेझिस्टरद्वारे समर्थित आहेत.

रेझिस्टर्स आणि सॉकेट्सपासून सुरुवात करा आणि क्यूबला शेवटपर्यंत सोल्डर करा. सर्व घटक पारंपारिक लीड-आउट पॅकेजमध्ये वापरले जातात, म्हणून वायरिंग पुरेसे पोस्ट आहे. बोर्डला स्वच्छ टिपाने सोल्डर करा, तापमान नियमांचे निरीक्षण करा आणि घटक जास्त गरम करू नका. मी सर्व IC साठी कनेक्टर वापरले.
तयार!

बोर्ड एकत्र केल्यानंतर, प्रोग्राम Arduino वर अपलोड करा आणि त्याची चाचणी घ्या. सर्किट योग्यरित्या कार्य करत नसल्यास, घन वायर्ड आहे आणि योग्यरित्या एकत्र केले आहे हे दोनदा तपासा.

संग्रहणात ईगल, जर्बर आणि सॉफ्टवेअर स्त्रोत फाइल्स समाविष्ट आहेत.