4x4x4 एलईडी क्यूब: 13 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

इस एलईडी क्यूब का निर्माण क्यों करें?

* जब आप समाप्त कर लें तो आप सुंदर और जटिल पैटर्न प्रदर्शित कर सकते हैं।

* यह आपको सोचने और समस्या का समाधान करने के लिए प्रेरित करता है।

* यह देखना मजेदार और संतोषजनक है कि यह सब एक साथ कितनी अच्छी तरह आता है।

* यह सोल्डरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स सीखने के लिए नए लोगों के लिए एक छोटी और प्रबंधनीय परियोजना है, और चमकदार और प्रभावशाली पैटर्न प्रदर्शित करने के लिए अभी भी काफी बड़ी है।

* Arduino कोड को प्रबंधित करना काफी आसान है।

* एक उच्च मनोरंजन के लिए अपेक्षाकृत कम लागत और बड़ी राशि जो आप सीखेंगे यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नए हैं।

सबसे पहले मैं आपको दिखाऊंगा कि यह त्वरित 4x4x4 एलईडी क्यूब कैसे बनाया जाता है जिसे स्थापित करने के लिए केवल कुछ घंटों के काम की आवश्यकता होती है (एक बार जब आप जिग्स बनाते हैं) लेकिन यह एक मजबूत डिजाइन भी है। मैं समझाने की पूरी कोशिश करूंगा ताकि हर कोई मेरे डिजाइन विकल्पों को समझ सके। अंत में मैं समझाऊंगा कि नए पैटर्न को 2 अलग-अलग तरीकों से कैसे प्रोग्राम किया जाए।

आपूर्ति

भाग:

1. 10cm * 15cm प्रोटोटाइप बोर्ड - 1x $2 ea
2. sn74hc595n - 2x $0.57 ea
3. १२० ओम रेसिस्टर्स - १६x $०.०४ ईए (मूल्य आपके एलईडी पर निर्भर है चरण ७ देखें)
4. 10k ओम रेसिस्टर्स - 4x $ 0.10 ea
5. Fqp20n06l N चैनल MOSFETS - 4x $0.95 ea
6. Arduino नैनो v3 - 1x $22 ea
7. 5.5 मिमी डीसी जैक - 1x वैकल्पिक $0.35 ईए
8. टिन किए गए तांबे के तार 20 AWG - 15ft $0.12/ft
9. रिबन केबल 40 कंडक्टर या अन्य छोटे गेज (AWG) तार - 1ft से कम $2.3/ft
10. 5 मिमी प्लाईवुड 6", 12" - 1 x $2 ईए
11. मिलाप.8mm - 1x $10.89 ea
12. 1" x 6" x 4' बोर्ड - 6" $8.39 ई
13. 5 मिमी विसरित एल ई डी - 64 $15 किट
14. 100nf सिरेमिक कैप - 2x $0.25 ea

प्रति घन अनुमानित लागत: $40 (यदि भागों को थोक में खरीदा जाता है तो प्रति लागत काफी कम हो जाएगी)

उपकरण:

1. सुई नाक सरौता x2
2. फ्लश कटर या साइड कटर
3. सोल्डरिंग आयरन
4. वायर स्ट्रिपर्स
5. आरा
6. ड्रिल (ड्रिल प्रेस अनुशंसित)
7. हक्सॉ या बैंड आरा
8. प्रोग्रामिंग के लिए कंप्यूटर

चरण 1: पहला जिग**

पहले जिग में 2) 0.8 मिमी ड्रिल बिट्स, प्रोटोटाइप बोर्ड और एलईडी के लिए 5 मिमी का छेद होता है। अपने प्रोटोटाइप बोर्ड (कम से कम 2 सेमी चौड़ा और 2.54 मिमी (0.1 ") के बीच की दूरी को छेद के केंद्र में ले जाकर शुरू करें) बोर्ड के किनारों में से एक पर पहले बिंदु को चिह्नित करें। फिर एक सीधी रेखा में आगे बढ़ने के बाद एक और निशान बनाएं 3 और छेद ऊपर करें। फिर उस बिंदु को चिह्नित करें जो 2 छेद आगे है (चित्र # 1 देखें)। केंद्र में चिह्नित छेद में अगला 5 मिमी छेद ड्रिल करें मैंने 13/64 इंच बिट का उपयोग किया और यह ठीक काम किया। यह सबसे अच्छा है यदि आप छोटे बिट्स का उपयोग करें और 13/64 इंच तक अपने तरीके से काम करें, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह पूरी तरह से छेद में केंद्रित है यदि यह नहीं है तो पूरा क्यूब बंद हो जाएगा। फिर बाहरी अंकन पर 0.8 मिमी बिट्स का उपयोग थोड़ा चौड़ा करने के लिए करें छेद। सुनिश्चित करें कि सभी छेद प्रोटोटाइप बोर्ड के लंबवत हैं यदि उपलब्ध हो तो एक ड्रिल प्रेस का उपयोग करें लेकिन एक हाथ ड्रिल काम करेगा। कट 3) 1 "वर्ग बैंड आरा का उपयोग करना सबसे आसान है लेकिन एक हाथ देखा भी काम करेगा। एल्मर के गोंद के साथ एक दूसरे के साथ अस्तर के सभी किनारों के साथ एक छोटा लकड़ी का ढेर बनाएं। अंत में इसे प्रोटोटाइप बोर्ड पर गोंद दें और इसे एक साथ जकड़ें और प्रतीक्षा करें। एक बार जब सब कुछ सूख जाता है तो सब कुछ फिर से ड्रिल करें ताकि प्रोटोटाइप बोर्ड में छेद लकड़ी के बैकिंग के माध्यम से सभी तरह से चला जाए। किनारे पर बने छेद में 0.8 मिमी बिट्स रखें। अगर सब कुछ सही ढंग से किया गया तो यह चित्र #2 जैसा दिखना चाहिए।

**चित्रित जिग्स को 8*8*8 एलईडी क्यूब बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि वे थोड़े बड़े हों। आपका जिग छोटा होगा। ये जिग्स स्टीव मैनली के उनके 8*8*8 RGB LED क्यूब के डिजाइनों पर आधारित हैं। यह दिखता है और बहुत अच्छा काम करता है। मैं उनके वीडियो देखने की सलाह दूंगा।

उनका यू-ट्यूब चैनल

चरण 2: दूसरा जिग**

दूसरा जिग 5 मिमी प्लाईवुड से बना है। 3 टुकड़ों को चिह्नित करके और काटकर शुरू करें जो कि 4 "2 से 2" हैं, इसके लिए मैंने एक बैंड आरा का उपयोग किया था लेकिन एक हाथ देखा भी काम करेगा। टुकड़ों में से एक पर दोनों सिरों पर 1 "2" की तरफ चिह्नित करें और दोनों के बीच एक रेखा खींचें। पहले से बनी लाइन पर 4 "साइड गो इन 1/2" पर अगला निशान 1 "होना चाहिए जब तक कि आप बोर्ड के अंत तक नहीं पहुंच जाते। अन्य दो टुकड़ों को एल्मर के गोंद के साथ संरेखित और सरेस से जोड़ा हुआ होना चाहिए। एक बार गोंद के सूख जाने के बाद, चिह्नित अनुभाग दोनों को लें और चिपके हुए अनुभाग को संरेखित करें, उन्हें एक साथ जकड़ें। बोर्ड पर लाइनों को पार करते हुए 5 मिमी (13/64) छेदों को ड्रिल करें। अंतिम चरण एक साथ चिपके हुए टुकड़े के छेद बनाना है बड़ा मैं 1/4" के साथ गया।

चरण 3: तीसरा जिग**

तीसरा जिग 1 "x 6" के टुकड़े से बनाया गया है। पहले बोर्ड को लगभग 5" लंबे अधिक प्रबंधनीय खंड में काट लें। एक बार यह हो जाने के बाद आप इसे एक टेबल पर ले जा सकते हैं, जिसमें ग्रोवों को लगभग 1/4 इंच गहराई से काटने के लिए कोई भी अभिविन्यास काम करेगा। उनके पास एक अंतर होना चाहिए खांचे के केंद्र से 1 इंच केंद्र। केर्फ (आरी ब्लेड द्वारा बनाया गया स्लॉट) 0.1 "चौड़ा होना चाहिए। बोर्ड के किनारे से पहला स्लॉट इंच काटकर शुरू करें। फिर आरी को बंद कर दें और बाड़ को 1 से ऊपर ले जाएं "इस प्रक्रिया को तब तक दोहराएं जब तक कि आपके बोर्ड में 4 स्लॉट न कट जाएं। जिग उपरोक्त चित्र की तरह दिखना चाहिए।

चरण 4: पहले जिग का उपयोग करना

यह एलईडी के सभी लीडों को झुकाने वाले निर्माण का सबसे नीरस हिस्सा है। जिस कारण से आप इस जिग का उपयोग करना चाहते हैं वह एक मजबूत निर्माण प्राप्त करना है जो बहुत अच्छा लगता है। अपने पहले जिग को कैथोड (शॉर्ट लीड देखें चित्र 2) को करीब (0.2 ) ड्रिल बिट तक ले जाएं, फिर इसे बिट के चारों ओर लपेटें और ढीला करें। एनोड लें और इसे दूसरे बिट के चारों ओर मोड़ें और ढीला करें। अतिरिक्त काट लें फ्लश कटर / साइड कटर के साथ लीड करें और एलईडी को हटा दें। एनोड और कैथोड दोनों को समतल करें। कैथोड को 90 डिग्री घुमाएं ताकि यह नीचे की ओर हो (चित्र 3 देखें) प्रक्रिया को 63 बार और जारी रखें।

नोट: ड्रिल बिट्स के चारों ओर लीड को मोड़ने के लिए एक छोटी सुई नाक सरौता रखना अक्सर सहायक होता है।

चरण 5: दूसरे जिग का उपयोग करना

इस जिग का उपयोग करने से पहले हमें अपने 20 गेज (awg) टिन वाले तांबे के तार को सीधा और काटना होगा। पहले तार के कम से कम ३६ ४" खंडों को काट लें, यह सबसे अच्छा है यदि आप ४ और खंड बनाते हैं क्योंकि यह घन को सममित बनाता है (नोट: तार के बड़े वर्गों को लंबाई में काटने से पहले इसे सीधा करना मददगार होता है लेकिन कोई भी तरीका काम करेगा तार को सीधा करने के लिए बस दो सरौता लें और प्रत्येक छोर से तार को थोड़ा सा खींचते हुए खींचें। यह विधि कठिन है इसलिए यदि आपके पास एक वाइस है तो आप तार को वाइस में दबा सकते हैं और वहां से खींच सकते हैं और आप बहुत बेहतर हो जाएंगे परिणाम आसान। एक बार जब आपके पास सभी तार तैयार हो जाते हैं तो 4 एलईडी को जिग # 2 (छवि # 2 देखें) में कैथोड आपसे दूर होना चाहिए। कैथोड लूप सोल्डर के माध्यम से तार के 4 "खंडों में से एक को सभी 4 जोड़ों में रखें। (यह अनुशंसा की जाती है कि आप मिलाप करने से पहले सभी एल ई डी का परीक्षण करें)। एक बार जब आप सभी एल ई डी को मिलाप कर लेते हैं तो शीर्ष खंड को ऊपर उठाते हैं और जिग को दबाते हैं ताकि एल ई डी के गोल सिरे समतल सतह पर हों। एल ई डी की पंक्ति पॉप आउट होनी चाहिए। अब इस प्रक्रिया को 16 बार और करें।

चरण 6: तीसरे जिग का उपयोग करना

अब जब आपके पास एल ई डी की सभी 16 पंक्तियाँ हैं, तो यह अंतिम जिग का उपयोग करने का समय है। एल ई डी के 4 स्ट्रिप्स लें और धातु के लिंक तारों को एक स्लॉट में नीचे रखें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि विभिन्न वर्गों के सभी छेद ऊपर की ओर हैं। तार के अपने एक हिस्से को नीचे से ऊपर तक उस कॉलम के बचे हुए छेदों में डालें। सुनिश्चित करें कि यह चौकोर है फिर सभी 16 कनेक्शनों को मिलाप करें और 3 और करने के लिए आगे बढ़ें।

चरण 7: इलेक्ट्रॉनिक्स

पहली चीज जो आपको करने की ज़रूरत है वह है क्यूब को संचालित करने के लिए आवश्यक 16 प्रतिरोधों की गणना करें। यह इस कैलकुलेटर या इस सूत्र के माध्यम से किया जा सकता है प्रतिरोध = (वोल्टेज स्रोत - एलईडी वोल्टेज) / एलईडी करंट। एकमात्र समस्या यह है कि कई बार विक्रेता आवश्यक मूल्य नहीं देता है। यदि आप मुझे मिली एलईडी किट के लिए दिए गए लिंक का उपयोग कर रहे हैं, तो पीले एलईडी को 120 ओम की आवश्यकता है क्योंकि वे 2v हैं और नीले रंग के लिए 75 ओम 3v हैं। यदि आप इस बारे में चिंता नहीं करना चाहते हैं तो आप किट में दिए गए 220 ओम का उपयोग कर सकते हैं, उन्हें ठीक काम करना चाहिए लेकिन आपका क्यूब थोड़ा मंद होगा कई बार पीला थोड़ा मंद हो सकता है (सबसे चमकीला रंग जो मुझे मिला है) इस किट से नीला है, सफेद को छोड़कर जो विसरित नहीं हैं)।

चरण 8: इलेक्ट्रॉनिक्स

तो अब आपके पास 2 विकल्प हैं जो आप नीचे दिए गए योजनाबद्ध से बाहर जा सकते हैं / एक अच्छे लेआउट में सहायता के लिए चित्रों का उपयोग करके अपना खुद का लेआउट बना सकते हैं, नीचे पाई गई Gerber फ़ाइल का उपयोग करके एक कस्टम पीसीबी ऑर्डर करें (यदि आप कई बना रहे हैं तो बढ़िया)।

पीसीबी और योजनाबद्ध-- https://easyeda.com/editor#id=63a136d6b20f4aebaede857853e31526|e43c643b328347348d007d8a95e4a44a

चरण 9: क्यूब को प्रोटोटाइपिंग बोर्ड में मिलाना

अब जब आपके पास इलेक्ट्रॉनिक्स एक साथ जुड़े हुए हैं, तो आपको पहले बनाए गए 4 लंबवत अनुभागों को लेने की आवश्यकता है। अनुभागों में से एक को रखें जैसा कि पहली तस्वीर में दिखाया गया है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह प्रोटोटाइप बोर्ड के साथ चौकोर है। अंतिम 2 को इसी तरह से जोड़कर बीच में 9 छेदों के साथ एक और जोड़ें।

चरण 10: परतों को जोड़ना

आगे आपको सामान्य कैथोड परतों को जोड़ने की आवश्यकता है, तार का एक टुकड़ा लें जिसे सीधा किया गया है और इसे सामान्य कैथोड तार के टुकड़े पर बिछाएं जो बाहर चिपके हुए हैं, प्रत्येक चौराहे पर एक मिलाप जोड़ बनाते हैं। आपको कम से कम 4 करने की आवश्यकता है लेकिन आप देख सकते हैं कि मैंने घन को सममित बनाने के लिए दोनों तरफ ऐसा किया है। आपके द्वारा सभी लेयर कनेक्शन करने के बाद आपको प्रोटोटाइप बोर्ड से क्यूब की परतों में तार जोड़ने की आवश्यकता है। यह तार का एक सीधा खंड लेकर किया जा सकता है, जिस पर 90 डिग्री का मोड़ होता है, जो लगभग 1/2 चिपक जाता है। तार के लंबे सिरे को पास में चिपका दें, क्या आप इसे पहली परत मिलाप से जोड़ना चाहते हैं परत। एक छेद को बाहर निकालते हुए और अगली परत पर जाते हुए दोहराएं। जब आप सभी 4 परत कनेक्शन प्राप्त कर लें तो अगले चरण पर जाएं।

चरण 11: तारों के अंतिम बिट्स

अगला भाग MOSFETs के ड्रेन को परतों से जोड़ना है, पहली तस्वीर देखें। एक बार ऐसा करने के बाद शिफ्ट रजिस्टर के आउटपुट को क्यूब के कॉलम से कनेक्ट करें। अधिक विवरण के लिए योजनाबद्ध देखें।

चरण 12: अपने घन की प्रोग्रामिंग

क्यूब को कोड करने के लिए आपके पास 3 विकल्प हैं, दिए गए कोड का उपयोग करें, arduino का उपयोग करें, या एक आसान कोडिंग अनुभव प्राप्त करने के लिए arduino के साथ arduino का उपयोग करें। केवल एक जिसे मैं समझाने जा रहा हूं, वह है अजगर के साथ arduino, इसका उपयोग करने में सबसे आसान होने के कारण लेकिन आपको arduino/भाषा संरचना के साथ बस थोड़े से अनुभव की आवश्यकता होगी। Arduino सॉफ़्टवेयर से शुरू होने और पायथन के लिए टिंकर लाइब्रेरी के साथ समाप्त होने के क्रम में सभी लिंक डाउनलोड करके प्रारंभ करें। जिस तरह से अजगर संपादक काम करता है वह ज्यादातर आत्म व्याख्यात्मक है, बस नीचे दिए गए पायथन कोड को चलाएं। जब आप सेव बटन दबाते हैं तो पाइथन शेल बाइनरी बाइट्स को थूक देगा जिसे आपको स्लाइड्स कहने वाले आर्डिनो एरे में पेस्ट करना होगा। फिर आपको arduino सरणी में देरी जोड़ने की आवश्यकता होगी जो कहती है देरी_अरे आपके पास जितनी स्लाइड्स हैं, वह आपके लिए आवश्यक देरी की संख्या है। स्लाइड्स की अधिकतम संख्या जिनका आप उपयोग कर सकते हैं, वह 150 है, जो कि आर्डिनो नैनो की मेमोरी के कारण बहुत कुछ लगता है, लेकिन जब आप ग्राफिकल अनुवाद करना शुरू करते हैं तो यह जल्दी से उस संख्या को खा जाता है।

कोड 3 के समूह में हैं क्योंकि मैं उन्हें अजगर फ़ाइल को छोड़कर एक फ़ाइल के रूप में डाउनलोड करने के लिए नहीं मिला।

फ़ाइल समूहीकरण (समूह की सभी फ़ाइलों को ठीक से काम करने के लिए एक ही फ़ोल्डर में रखा जाना चाहिए)

हार्ड कोडित आर्डिनो (clear_all, led_cube_4x4x4, show_pattern)

Arduino बाइट कोडित फ़ाइलें (स्पष्ट, easy_programing_v2, show_pattern)

अजगर गुई (4x4x4 कोड जनरेटर V2)

www.arduino.cc/hi/main/software

www.python.org/downloads/

docs.python.org/3/library/tkinter.html#mod…

चरण 13: यह हो गया

इस बिंदु पर आप अपने घन पर कम से कम कुछ पैटर्न प्रदर्शित करने में सक्षम होना चाहिए और उम्मीद है कि सब कुछ सुचारू रूप से चला गया।

अगर आपका कोई सवाल है तो नीचे कमेंट में पूछें।