4x4x4 LED Würfel (Arduino Uno)
In diesem Tutorial zeige ich Ihnen, wie Sie einen 4x4x4 LED-Würfel für etwa 15, 00 USD herstellen. Der Würfel verfügt über 64 grüne LEDs, die aus 4 Schichten (positiv) und 16 Spalten (negativ) bestehen. Diese sind alle mit einem Arduino Uno verbunden. Ein Arduino ist ein Einplatinen-Mikrocontroller, mit dem die Anwendung interaktiver Objekte oder Umgebungen leichter zugänglich gemacht werden soll. Die Hardware besteht aus einer Open-Source-Hardwarekarte, die auf einem 8-Bit-Atmel-AVR-Mikrocontroller oder einem 32-Bit-Atmel-ARM basiert. Ich habe Code (Skizzen) für den Arduino Uno programmiert, um die einzelnen LEDs so zu steuern, dass Muster für diese faszinierende Desktop-Lichtshow angezeigt werden.
Schau das Video:
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Neben dem Spaß, diese Anleitung zu erstellen und zu veröffentlichen, ist dieses Projekt ein Eintrag für die Wettbewerbe Tech, Teach It und Epilog Challenge VI. Ich würde mich sehr über Ihre Stimme freuen!
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Schritt 1: Was Sie brauchen:
Teile / Materialien:
- 64 diffuse LEDs $ 2.00
- 4 100 OHM-Widerstände 1, 00 USD
- Pin Header $ 0.50
- Schiebeschalter $ 1.00
- Draht $ 0, 75
- Craft Wire $ 0.25
- Perf Board $ 2, 00
- Projektbox $ 6.00
- 9V Netzteil $ 1.00
Gesamtkosten: 14, 50 USD
Werkzeuge / Klebstoffe:
- Arduino Uno
- Bohren
- 1/16 "Bohrer
- 5/16 "Bohrer
- Messer
- Gerade Kante
- Spitzzange
- Lötkolben
- Löten
- Heißklebepistole
Schritt 2: Herstellen der LED-Schablone
Drucken Sie zunächst meine 4x4x4 LED-Würfelvorlage aus und fügen Sie sie in einen Karton ein. Stellen Sie sicher, dass die Druckeinstellungen auf die tatsächliche Größe und Querformatausrichtung eingestellt sind . Als nächstes stanzen Sie alle 16 LED-Löcher (grau gestrichelte Kreise) mit einem Bleistift aus. Setzen Sie eine LED in die einzelnen Löcher ein, um die Passform zu testen.
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Schritt 3: Erstellen des LED-Würfels
Nehmen Sie die 64 LEDs und testen Sie sie, um sicherzustellen, dass sie alle mit einer Knopfzellenbatterie funktionieren. Das mag langweilig klingen, aber am Ende schützt dies Ihr Projekt! Führen Sie anschließend 16 LEDs in die Löcher ein und biegen Sie die Kabel mit einer Spitzzange in Pfeilrichtung. Die roten Pfeile repräsentieren die positiven (Anoden) ebenso wie die blauen Pfeile die negativen (Kathoden). Löten Sie alle positiven Leitungen zusammen und schneiden Sie den Zugang der Leitungen ab. Jetzt haben Sie vielleicht bemerkt, dass es zwei Lücken in der Schicht der positiven Ableitungen gibt. Dies kann gelöst werden, indem Sie ein Stück Basteldraht begradigen, indem Sie an beiden Enden des Drahtes mit einer Zange ziehen und zwei 1-Zoll-Abschnitte abschneiden, die dann an Ort und Stelle verlötet werden. Nachdem die positive Lochschicht zusammengelötet ist, drehen Sie die Box um und beginnen Sie mit dem Schieben Spitzen der LEDs aus den Löchern in der Schablone. Stellen Sie sicher, dass dies gleichmäßig erfolgt, um ein Verbiegen oder Beschädigen der Schichtstruktur zu vermeiden. Jetzt ist Ihre erste LED-Schicht fertig! Befolgen Sie diesen Schritt noch dreimal, um vier Schichten zu erhalten. Nehmen Sie die vier LED-Schichten und löten Sie die negativen Leitungen zusammen, indem Sie die einzelnen Schichten übereinander stapeln. Beginnen Sie mit dem Löten der Leitungen in der Mitte und arbeiten Sie dann bis zu den Leitungen am Rand. Der 4x4x4-LED-Würfel beginnt zu nehmen Form! Straghten Sie ein weiteres Stück Basteldraht und schneiden und biegen Sie vier Abschnitte, die später die vier Schichten mit der Perf-Platine verbinden. Löten Sie sie schließlich an Ort und Stelle.
Schritt 4: Installieren des LED-Würfels
Markieren Sie zunächst einen Umriss eines Quadrats mit einem Sharpie, der etwas kleiner als die Innenseiten der Projektbox auf der Perf-Tafel ist. Verwenden Sie eine gerade Kante und ein Messer, um den Umriss entlang der Linien zu ritzen, und brechen Sie dann das Zugangsmaterial ab, indem Sie das Perf-Brett in einen Schraubstock oder auf die Tischkante legen. Drücken Sie dann, bis die geritzten Seiten abbrechen. Bohren Sie anschließend 20 Löcher mit einem 1/16 "-Bohrer für die Kabel oben auf der Projektbox. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, die Löcher zu markieren, in denen die Kabel aus der Perf-Platine herausragen, und dann die Platte anzukleben Markieren Sie anschließend die 20 Löcher oben auf der Box mit einem angespitzten Stift durch die Platte. Nehmen Sie die Perf-Platte ab und bohren Sie dort, wo sich die Markierungen auf der Projekt-Box befinden. Kleben Sie dann die Perf-Tafel in die Box mit etwas Heißkleber. Stellen Sie sicher, dass alle 20 Löcher mit den Löchern auf der Perf-Platine übereinstimmen. Installieren Sie anschließend den LED-Würfel, indem Sie jedes Kabel vorsichtig durch die Löcher in der Projektbox stecken. Löten Sie schließlich die Kabel an Ort und Stelle und schneiden Sie sie ab vom Zugangskabel.
Schritt 5: Verdrahtung der Schaltung
Rasten Sie zuerst den Stiftkopf in 3 Teile ein, die für die digitalen und analogen Plug-Ins von Arduino Unos geeignet sind. Entfernen Sie die Lötdrähte und beginnen Sie mit dem Löten der Drähte an die 16 digitalen Leitungen (Säulen) auf der Perf-Platine. Löten Sie für die 4 analogen Leitungen (Schichten) 100 OHM-Widerstände an die Leitungen und löten Sie dann die Drähte an jede Widerstandsleitung. Anschließend die gegenüberliegenden Enden der Drähte abisolieren und an die 3-poligen Header anlöten. Die Verkabelung ist so eingerichtet, dass sie einem Diagramm mit einer 3. Dimension ähnelt. Für die Spalten gibt es zwei Achsen X und Y. Zusätzlich dienen die Ebenen als Z-Achse. Wenn Sie direkt von der Oberseite des LED-Würfels nach unten schauen, sieht es wie der 1. Quadrant in einem Diagramm aus, außer dass der Ursprung (1, 1) auf dem Würfel liegt. Ebenso kann jede LED mit der grundlegenden Grafiktechnik benannt werden. Versuchen wir ein Beispiel. Schauen Sie sich das Demonstrationsbild an und finden Sie A (1, 4). "A" bedeutet, dass es sich auf der ersten Schicht befindet und "(1, 4)" ist X = 1, Y = 4 in der Grafik.
Verbindungsaufbau:
Säulen
[(x, y) -Pin]
- (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
Schichten
[Layer-Pin]
- a-A0
- b-A1
- c-A2
- d-A3
Schritt 6: Installieren des Arduino / Netzteils
Nehmen Sie den Schiebeschalter und schneiden Sie die Befestigungslaschen mit den Drahtscheren an der Spitzzange ab. Schneiden Sie anschließend die positiven Drähte des Netzteils ab und entfernen Sie den Schalter an die positiven Leitungen. Bohren Sie mit einem 5/16-Zoll-Bohrer ein Loch an der Seite des Projektkastens. Stellen Sie sicher, dass Sie in Schritten von Bitgrößen bis zum 5/16-Zoll-Loch arbeiten. Schnitzen Sie die Plastikrippen im Inneren der Schachtel in der Nähe des Lochs mit einem Messer weg und kleben Sie den Schalter heiß. Stecken Sie als nächstes die Pin-Header und das 9-V-Netzteil in das Arduino Uno. Zuletzt laden Sie den Code (Skizze) auf das Arduino hoch und ziehen den unteren Deckel der Projektbox fest. Jetzt ist der 4x4x4 LED Würfel endlich fertig!
Genießen!
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Danke, KyleTheCreator
Der Code!
Ich habe diese Skizze online gefunden und sie dann für meinen LED-Würfel bearbeitet. Bald werde ich meine eigene Skizze haben, die genau hier veröffentlicht wird. Wenn Sie jedoch Verbesserungen oder Ergänzungen zu dieser aktuellen Skizze haben, lassen Sie es mich wissen, damit ich sie auf dem neuesten Stand halten kann :)
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Schritt 7: Ich habe es geschafft! Galerie
Dies ist eine Galerie der 4x4x4 LED-Würfel, die Mitglieder der Community erstellt haben, indem sie diese Anleitung befolgt haben. Wenn Sie möchten, dass Ihr LED-Würfel vorgestellt wird, klicken Sie auf "I Made It!" Klicken Sie auf die Schaltfläche, um es in den Kommentaren zu veröffentlichen, und ich werde es hier im "I Made It!" Galerie.
