Arduino मेगा 8x8x8 आरजीबी एलईडी क्यूब: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

तो, आप एक 8x8x8 RGB LED क्यूब बनाना चाहते हैं

मैं कुछ समय से इलेक्ट्रॉनिक्स और अरुडिनो के साथ खेल रहा हूं, जिसमें मेरी कार के लिए एक उच्च amp स्विच नियंत्रक और हमारे स्काउट्स समूह के लिए छह लेन पाइनवुड डर्बी जज का निर्माण शामिल है।

इसलिए जब मैं केविन दाराह की महान साइट को उनके विस्तृत स्पष्टीकरण और वीडियो के निर्माण के साथ पाया, तो मैं अंतर्ग्रही हो गया और फिर चौंक गया।

हालाँकि उनके निर्माण के कुछ क्षेत्र थे जिन्हें मैंने सोचा था कि मैं सुधार कर सकता हूँ।

मजबूत स्थिति में:

• इस जटिल कार्यक्रम के लिए आवश्यक Arduino कोड के केविन के विस्तृत स्पष्टीकरण ने बिल्ड के कोडिंग पक्ष को सरल बना दिया।
• मैं 192 कैथोड में से प्रत्येक को चलाने के लिए केविन के व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर के उपयोग का समर्थन करता हूं। जबकि इसके लिए एक घटक समृद्ध हार्डवेयर डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, यह आपको 8 (या अधिक) एलईडी को प्रबंधित करने वाले एकल ड्राइवर चिप को ओवरलोड किए बिना प्रत्येक एलईडी को हार्ड ड्राइव करने की अनुमति देता है।

जिन क्षेत्रों में मैं सुधार करना चाहता था:

• क्यूब के निर्माण का एक बेहतर तरीका होना चाहिए और साथ ही 8x8x8 आरजीबी क्यूब में 2000 से अधिक सोल्डर जोड़ हैं और यदि कोई बीच में विफल / टूट जाता है तो इसे एक्सेस करना और ठीक करना असंभव होगा
• वह सब वायरिंग !!!! मुझे अतीत में पीसीबी को डिजाइन करने का कुछ अनुभव है, इसलिए एक ही पीसीबी बनाने का लक्ष्य है, जो आवश्यक घटकों की महत्वपूर्ण संख्या और क्यूब को ही होस्ट करता है।

आगे की खोज ने और घन डिजाइनों का खुलासा किया जिनसे मैंने प्रेरणा के अन्य क्षेत्रों को लिया है।

निक शुल्ज़ ने सरल एसटीपी16 हार्डवेयर दृष्टिकोण और 32 बिट चिपकिट यूएनओ के साथ नोट का एक अद्भुत उदाहरण बनाया है। मैंने केविन के बजाय उसके क्यूब डिज़ाइन का लाभ उठाया।

सुपरटेक-आईटी ने एकल पीसीबी दृष्टिकोण के साथ हार्डवेयर पक्ष को सरल बनाने पर ध्यान केंद्रित किया है और सभी तारों को खत्म करने पर ध्यान देने के साथ केविन और निक दोनों के प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण को एकीकृत और विस्तारित किया है।

तो एक योजना निर्धारित की गई थी। केविन की योजनाबद्ध, निक की क्यूब संरचना का उपयोग करते हुए, एक एकल पीसीबी डिजाइन करें और निर्माण को सरल बनाने और क्यूब को मजबूत करने के लिए एक समाधान विकसित करें।

चरण 1: वे सभी एलईडी

8x8x8 = 512 आरजीबी एलईडी। ईबे यहां आपका मित्र है और मैंने एक चीनी आपूर्तिकर्ता से 1000 खरीदे।

मैंने जो डिज़ाइन चुना है वह 5 मिमी कॉमन एनोड आरजीबी एलईडी का उपयोग करता है - इसलिए प्रत्येक एलईडी में तीन प्राथमिक रंगों (लाल/हरा/नीला) में से प्रत्येक के लिए कैथोड (नकारात्मक) तार होता है और एक एकल एनोड (सकारात्मक) तार होता है जो प्रत्येक के लिए सामान्य होता है रंग की।

एलईडी का परीक्षण

सस्ते होते हुए भी मैं गुणवत्ता को लेकर थोड़ा चिंतित था। आखिरी चीज जिसे आप अपने क्यूब के बीच में एक एलईडी एलईडी ढूंढना चाहते हैं, इसलिए मैंने 512 एलईडी में से प्रत्येक का उपयोग करने के परीक्षण के बारे में निर्धारित किया है।

दृष्टिकोण को सरल बनाने के लिए मैंने एक छोटा ब्रेडबोर्ड और एक साधारण Arduino प्रोग्राम डिज़ाइन किया, जो एक बटन के प्रेस पर दो एलईडी के लाल> हरे> नीले रंग को व्यक्तिगत रूप से और फिर सभी को सफेद के लिए चलाएगा।

एक एलईडी अन्य सभी के लिए एक सामान्य संदर्भ के रूप में कार्य करेगी ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सभी एलईडी एक समान चमक के थे।

एक बार जब आप एक एलईडी को ब्रेडबोर्ड में धकेलने, बटन दबाने, रंगों के माध्यम से एलईडी फ्लैश को देखने के हैंग में पड़ जाते हैं, तो सभी 512 की समीक्षा करने में बहुत समय नहीं लगता है। एक तरफ के रूप में मुझे एक भी दोष नहीं मिला और था एलईडी की गुणवत्ता से बेहद खुश हैं।

वर्तमान सीमित अवरोधक मान चुनना

जबकि ब्रेडबोर्ड बाहर है, एलईडी वर्तमान सीमित प्रतिरोधों का परीक्षण और सत्यापन करने के लिए यह एक अच्छा समय है जिसका आपको उपयोग करने की आवश्यकता होगी। वहाँ कई कैलकुलेटर हैं जो आपको सही मूल्य चुनने में मदद करते हैं और यह सभी रंगों के लिए समान नहीं होगा (लाल लगभग निश्चित रूप से हरे और नीले रंग से अलग आवश्यकता होगी)।

देखने के लिए एक प्रमुख क्षेत्र समग्र सफेद रंग है, जब सभी आरजीबी रंग चालू होते हैं तो एलईडी उत्सर्जित होता है। आप एलईडी की वर्तमान सीमा के भीतर एक साफ सफेद रंग का उत्पादन करने के लिए प्रतिरोधों के मूल्य को संतुलित कर सकते हैं।

चरण 2: क्यूब बिल्ड को सरल बनाना

प्रत्येक 8x8 स्लाइस बनाने के लिए एक जिग

इस जटिलता के घन के निर्माण को हल्के में नहीं लिया जाना चाहिए। इसके लिए आपके समय के एक महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता होगी।

जिस दृष्टिकोण को मैंने डिज़ाइन किया था, उसने एक ही घटना में क्यूब के प्रत्येक 8x8 ऊर्ध्वाधर "स्लाइस" के सोल्डरिंग को सरल बनाया, जैसा कि बदले में 8 एल ई डी की लाइनों के निर्माण और फिर इनमें से 8 को एक अलग ऑपरेशन में एक साथ मिलाप करने का विरोध किया।

इस दृष्टिकोण के लिए आपको एक जिग की आवश्यकता होगी और यहां निवेश किया गया थोडा समय बाद में भारी लाभ प्राप्त करता है।

ऊपर दी गई तस्वीर इस डिजाइन की सादगी को दर्शाती है।

• मैंने स्थानीय हार्डवेयर स्टोर से प्राप्त कुछ 18 मिमी x 12 मिमी सॉफ्टवुड का उपयोग किया।
• 18 मिमी पक्ष के बीच में 8 x 5 मिमी छेद ड्रिल किया गया, प्रत्येक छोर पर अतिरिक्त 50 मिमी लंबाई की अनुमति देने के लिए 8 लंबाई के अलावा 30 मिमी।
• प्रत्येक तरफ लकड़ी की दो लंबाई का उपयोग करें और इन 8 ड्रिल किए गए वर्गों को ठीक करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे एक दूसरे के समानांतर हैं और ठीक 30 मिमी अलग हैं।
• मैं इन्हें एक साथ ठीक करते समय एक कील/पेंच के अलावा कुछ लकड़ी के गोंद का उपयोग करने की सलाह दूंगा। आप नहीं चाहते कि यह जिग फ्लेक्स करे।
• जिग के ऊपर और नीचे के छोर पर मैंने एक और लंबाई निर्धारित की और एलईडी के लिए छेद के प्रत्येक कॉलम के साथ फाइल में तीन छोटे नाखून / पैनल पिन लगाए। केंद्र एक बिल्कुल लाइन में है और अन्य दो 5 मिमी प्रत्येक तरफ अलग हैं। हम इन कीलों का उपयोग घन बनाने के लिए उपयोग किए गए तार की सीधी लंबाई को सुरक्षित करने के लिए करेंगे - और बाद में।
• आप लकड़ी की एक और लंबाई के ऊपर की तस्वीरों पर दूसरों से थोड़े कोण पर ध्यान देंगे। यह बाद में महत्वपूर्ण होगा क्योंकि हम अपने संरचनात्मक तारों को इस कोण के अनुरूप काटेंगे जो बाद की तारीख में इन लंबवत स्लाइसों में से प्रत्येक को पीसीबी में स्थिति को सरल बना देगा।

इस जिग को बनाने में अपना समय लें। आप यहां जितने सटीक होंगे, आपका अंतिम क्यूब उतना ही सटीक होगा।

चरण 3: एलईडी तैयार करना

एलईडी लीड कनेक्शन

पिछले उदाहरणों में से एक चिंता जो मैंने पढ़ी है, वह थी साधारण बट जोड़ों का उपयोग जब एलईडी को फ्रेमिंग वायर में मिलाप किया जाता था। इससे दो प्रमुख मुद्दे सामने आएंगे

• फ़्रेमिंग तार के बगल में स्थिति में एक एलईडी लीड रखने के लिए यह बहुत मुश्किल और समय लेने वाला है, बिना यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपको एक अच्छा सोल्डर संयुक्त मिल सके।
• बट के जोड़ आसानी से टूट सकते हैं - ऐसा कुछ जिससे मैं बचना चाहता था।

इसलिए मैंने एक समाधान तैयार किया जिससे प्रत्येक एलईडी को प्रत्येक लीड के अंत में एक लूप के साथ तैयार किया जाता है, जिसके माध्यम से फ्रेमिंग तार गुजरता है जो दोनों सोल्डरिंग के दौरान तारों को स्थिति में रखता है और बढ़ी हुई ताकत के लिए सोल्डर के अलावा एक यांत्रिक कनेक्शन भी प्रदान करता है।

इसका नकारात्मक पक्ष यह था कि ५१२ एल ई डी में से प्रत्येक की तैयारी में अधिक समय लगा - मैंने इसे ६४ के बैचों में किया, एक बार में एक टुकड़ा, और इसे लगभग ३ घंटे प्रति टुकड़ा कर दिया।

प्लस साइड पर पिछले जिग का उपयोग करके स्लाइस की वास्तविक टांका लगाने में सिर्फ एक घंटे से अधिक का समय लगा।

एलईडी झुकने जिगो

मैंने एलईडी की तैयारी का समर्थन करने के लिए एक जिग डिजाइन किया - मुख्य आयामों के साथ ऊपर की तस्वीर।

• मैंने पहले इस्तेमाल किए गए 18x12 मिमी रेल में से एक लिया, 18 मिमी की तरफ के केंद्र के माध्यम से 5 मिमी छेद ड्रिल किया और फिर इस रेल को एमडीएफ के एक छोटे से पैनल पर रख दिया (आप लकड़ी के किसी भी स्क्रैप टुकड़े का उपयोग कर सकते हैं, यह वही था जो मुझे करना था हाथ) और एमडीएफ के केंद्र के माध्यम से रेल में 5 मिमी छेद पर ले जाया गया।
• ड्रिल बिट का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए कि रेल में छेद और एमडीएफ दोनों संरेखित हैं, एक पेंसिल लें और एमडीएफ के साथ रेल के दोनों किनारों पर एक रेखा खींचें।
• ड्रिल और रेल को हटा दें और आपके पास MDF में एक 5MM छेद और इसके दोनों ओर दो समानांतर रेखाएँ हैं जो रेल आयामों (18 मिमी अलग) से मेल खाती हैं।
• रेल लाइनों के लंबवत 5 मिमी छेद के केंद्र के माध्यम से एक और रेखा खींचें।
• मैंने 22swg टिन वाले तांबे के तार का इस्तेमाल किया (एक 500g रोल पर्याप्त था) जिसकी चौड़ाई 0.711mm है। मैंने कुछ 0.8 मिमी ड्रिल बिट्स ऑनलाइन (बचाव के लिए ईबे) पाया और इनका उपयोग उन फॉर्मर्स के रूप में किया, जिनके चारों ओर मैं एक लूप बनाने के लिए एलईडी लीड को मोड़ता हूं।
• तीन 0.8 मिमी ड्रिल बिट्स, 5 मिमी एलईडी छेद की केंद्र रेखा पर मध्य एक, अन्य 5 मिमी अलग और महत्वपूर्ण रूप से एमडीएफ बोर्ड पर एलईडी छेद से दूर रेल लाइन के बाहर- लाइन पर नहीं बल्कि एक तरफ से ड्रिल करें ड्रिल का सिर्फ रेल लाइन को छूना।
• एक चौथा 0.8 मिमी ड्रिल बिट फिर दूसरी रेल लाइन पर 5 मिमी एलईडी छेद की केंद्र रेखा पर और इस बार रेल लाइन के अंदर फिर से ड्रिल किया जाता है। ऊपर दी गई तस्वीर से इस विवरण को थोड़ा स्पष्ट करना चाहिए।
• लकड़ी में ड्रिल को एमडीएफ से लगभग 1-15 मिमी ड्रिल शैंक के साथ छोड़ दें।

अब आपको एक उपकरण की आवश्यकता है - एक अच्छी परियोजना हमेशा वह होती है जहाँ आपको एक विशेष उपकरण खरीदने की आवश्यकता होती है:-)। आपको फ्लैट नाक सरौता की एक छोटी जोड़ी की आवश्यकता होगी (ईबे फिर से £2 - £3 के लिए)। इनकी एक सीधी समानांतर लंबी नाक और सपाट सिरे होते हैं - चित्र देखें।

एलईडी तैयारी

अब प्रत्येक 512 LED को तैयार करने का लंबा कार्य आता है। मेरा सुझाव है कि आप उन्हें बैचों में करें। ऊपर की तस्वीरों में अधिक विवरण

• सरौता में एलईडी को अपनी ओर इशारा करते हुए चार लीड के साथ पकड़ें।
• महत्वपूर्ण - इस चरण में लीड का क्रम और अभिविन्यास महत्वपूर्ण है। एनोड चार लीड में से दूसरा सबसे लंबा लीड होगा। सुनिश्चित करें कि यह दाईं ओर से दूसरा है। इसे गलत समझें और आपकी एलईडी सही ढंग से प्रकाश करने में विफल हो जाएगी क्योंकि हम बाद में उनका परीक्षण करते हैं - मुझे पता है कि मैंने 512 में से 2 त्रुटियां की हैं।
• सरौता में एलईडी को पकड़े हुए एलईडी बल्ब को एमडीएफ बोर्ड में 5 मिमी के छेद में डालें जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है। एमडीएफ पर सरौता समतल होना सुनिश्चित करने के लिए आपको शीर्ष पर 5 मिमी छेद को थोड़ा साफ करने की आवश्यकता हो सकती है।
• एक लूप बनाने के लिए एलईडी को ड्रिल बिट्स के चारों ओर मोड़ें। मैंने पाया कि यदि आप एक शेड को मोड़ते हैं जब पूरा हो जाता है तो यह लूप को एक शेड खोल देता है और जिग से एलईडी निकालते समय ड्रिल बिट्स से छोरों को हटाने में मदद करता है।
• छोटे तार कटर की एक जोड़ी के साथ लूप के करीब चार लीड से अतिरिक्त काट लें।
• एनोड लूप को अपने आप 90 डिग्री पर मोड़ें ताकि लूप एलईडी बल्ब की ओर सीधा हो
• तैयार एलईडी को एक सपाट सतह पर नीचे रखें और सुनिश्चित करें कि सभी लीड सतह के साथ सपाट हैं, एलईडी पर थोड़ा दबाव उन सभी को आसानी से संरेखित करेगा

इतना ही…। अब 511 बार दोहराएं:-)

चरण 4: स्लाइस का निर्माण

फ्रेमन तार को सीधा करना

तो अब हमारे पास हमारे 8x8 स्लाइस बनाने के लिए एक जिग है और परीक्षण और तैयार एलईडी का एक बंडल है।

अब आपको बस कुछ फ्रेमिंग वायर चाहिए। सभी एलईडी को एक साथ रखने के लिए। मैंने 22swg टिन वाले तांबे के तार के 500g रोल का इस्तेमाल किया (फिर से eBay से)

अब निश्चित रूप से आप तार को रोल से बाहर आते ही सीधा करना चाहेंगे। एक आसान अगर अभी तक एक और मैनुअल काम। तार के एक हिस्से को लंबाई में काटें और दोनों सिरों को दो जोड़ी सरौता में पकड़ें और धीरे से तार को खींचे और फैलाएं। यदि आपका भला हो तो आप तार को खिंचाव महसूस करेंगे और फिर आप रुक सकते हैं, यदि आपका भारी हाथ तार पर्याप्त खिंचने पर सरौता पर टूट जाएगा। दोनों तरीके ठीक हैं और आप न केवल तार को सीधा करेंगे बल्कि इसे थोड़ा सख्त भी करेंगे ताकि यह अपना रूप धारण कर सके।

प्रत्येक 8x8 फ्रेम के लिए आपको सोल्डरिंग के दौरान पैनल पिन के चारों ओर लपेटने के लिए सिरों पर कुछ अतिरिक्त के साथ अपने जिग की पूरी लंबाई चलाने के लिए पर्याप्त 24 लंबाई की आवश्यकता होगी। इसके अलावा आपको लंबवत एनोड तारों के लिए 8 लंबाई की आवश्यकता होगी जो जिग की चौड़ाई से थोड़ी अधिक चौड़ी हो।

8x8 स्लाइस बनाना

अब तार सीधे हो गए हम मज़ेदार हिस्से में पहुँच गए।

• जिग के साथ इसके दो लंबवत रेल और आपके सामने 8 ड्रिल किए गए क्रॉस रेल एक बार में 8 एल ई डी को एक कॉलम में धक्का देते हैं, जिसमें एल ई डी के तीन पैर आपकी तरफ इशारा करते हैं।
• अब सभी 8 एल ई डी के मध्य एलईडी लीड लूप के माध्यम से एक सीधा फ्रेमिंग तार थ्रेड करें और पैनल पिन के चारों ओर लपेटकर प्रत्येक छोर को बांधें।
• दो बाहरी फ़्रेमिंग तारों के लिए इसे दोहराएं।
• फिर अन्य 7 कॉलम के लिए उपरोक्त चरणों को दोहराएं।

अब आपके पास 24 लंबवत फ़्रेमिंग तारों के साथ 64 एलईडी थ्रेडेड होंगे। सुनिश्चित करें कि सभी एल ई डी लकड़ी की रेल के खिलाफ फ्लश बैठे हैं और किसी भी असंगतता को दूर करने के लिए किसी भी एलईडी पैर को सीधा करें।

अब अपने टांका लगाने वाले लोहे को तोड़ दें और एलईडी छोरों और फ्रेमिंग तारों के बीच के सभी 192 कनेक्शनों को ठीक कर दें। मैं यह नहीं समझाने जा रहा हूं कि यहां मिलाप कैसे किया जाता है, बहुत सारे उत्कृष्ट ट्यूटोरियल पाए जाते हैं जो इसे मुझसे बेहतर तरीके से समझाते हैं।

ख़त्म होना? जिग को पलटें, अपने काम की प्रशंसा करने के लिए कुछ समय निकालें। हमें अभी भी एनोड फ्रेमिंग तारों को जोड़ने की जरूरत है।

अब आप देख सकते हैं कि हम एनोड लेड लूप्स को 90 डिग्री क्यों मोड़ते हैं।

• अपने 8 सीधे एनोड फ्रेमिंग तारों को लें और प्रत्येक पंक्ति में प्रत्येक 8 एल ई डी के माध्यम से फिर से थ्रेड करें।
• मैंने तार को जिग की चौड़ाई तक काटा, लेकिन इन्हें पैनल पिन से नीचे ठीक करने का प्रयास नहीं किया।
• एक बार समाप्त होने के बाद किसी भी एल ई डी को सीधा करने के लिए एक पल लें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि आपके पास सीधे लगातार रन हैं और एक बार फिर सभी 64 कनेक्शन बिंदुओं को मिलाप करें।

8x8 स्लाइस का परीक्षण

एक टुकड़ा नीचे लेकिन इससे पहले कि आप इसे जिग से काट लें, पहले इसका परीक्षण करें। इसके लिए आपको 5v स्रोत (आपके Arduino या आपके LED टेस्टर ब्रेडबोर्ड से) और सिंगल रेसिस्टर (लगभग 100 ओम कुछ भी) की आवश्यकता होगी।

• एक तार को ग्राउंड से कनेक्ट करें, इसका उपयोग सभी 24 कैथोड फ्रेमिंग तारों में किया जाएगा।
• दूसरे तार को रोकनेवाला के माध्यम से 5v से कनेक्ट करें।
• 5 वी तार को 8 एनोड स्तरों पर किसी एक फ्रेमिंग तार से पकड़ें
• 24 कैथोड फ्रेमिंग तारों में से प्रत्येक में ग्राउंड वायर चलाएं।
• एक ही एनोड वायर से जुड़े 8 एलईडी में से प्रत्येक के लिए प्रत्येक एलईडी लाइट्स को लाल, हरे और नीले रंग में जांचें।
• अब 5v तार को अगले स्तर पर ले जाएँ और जाँच को फिर से चलाएँ जब तक कि आप प्रत्येक स्तर, प्रत्येक LED और प्रत्येक रंग का परीक्षण नहीं कर लेते।

यदि आप पाते हैं कि एक एलईडी काम नहीं करती है, तो आप एलईडी लीड को मोड़ते समय शायद एलईडी पर एनोड लीड मिलाते हैं। यदि आप पाते हैं कि कोई काम नहीं कर रहा है, तो मेरा सुझाव है कि आप एलईडी को हटा दें, एक अतिरिक्त तैयार एलईडी लें, एलईडी लीड पर लूप खोलें, इस नई एलईडी को जिग में धकेलें और फ्रेमिंग तारों के चारों ओर के छोरों को सबसे अच्छे से मोड़ें आप ऐसा कर सकते हैं।

एक बार सभी परीक्षण के बाद अब आप स्लाइड को जिग से काट सकते हैं। ऐसा करने के लिए एलईडी लीड लूप के करीब शीर्ष पंक्ति पर फ़्रेमिंग तार को काट लें और नीचे के फ़्रेमिंग तारों को थोड़ा कोण वाले जिग फ्रेम के साथ काट लें।

फ्रेमिंग वायर के सभी लंबे सिरों को अभी के लिए छोड़ दें, जब हम क्यूब बनाएंगे तो हम उन्हें बाद में साफ कर देंगे।

एक नीचे, 7 और जाने के लिए।

मुझे विश्वास है कि मैंने अपना पहला उद्देश्य पूरा कर लिया है और क्यूब स्लाइस के निर्माण को आसान बनाने के लिए एक समाधान विकसित किया है।

चरण 5: इलेक्ट्रॉनिक्स पर

पीसीबी डिजाइनिंग

मेरा दूसरा उद्देश्य सभी तारों को हटाना था लेकिन फिर भी कुछ लचीलेपन के लिए जगह छोड़ना था।

इसके लिए मैंने फैसला किया कि मैं:

• एक कनेक्टर के माध्यम से बोर्ड से 6 प्रोसेसर नियंत्रण तारों को लाएं। मैंने देखा है कि अधिकांश क्यूब ड्राइवर डेटा ट्रांसफर के लिए एक एसपीआई व्युत्पन्न का उपयोग करते हैं जिसके लिए 4 इनपुट की आवश्यकता होती है - डेटा, क्लॉक, आउटपुट इनेबल और लैच - साथ ही मैंने 5v और ग्राउंड को जोड़ा ताकि हम उसी केबल से प्रोसेसर को पावर दे सकें।

• 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर चिप्स के बीच सीरियल इन और सीरियल आउट कनेक्शन को खुला छोड़ दें ताकि आप चिप्स के बीच अलग-अलग लूप को परिभाषित कर सकें।

  • केविन्स योजनाबद्ध पहले एनोड ड्राइवर के लिए है, फिर सभी 8 चिप्स अगले एक रंग को चला रहे हैं और फिर अगले दो रंग क्रमिक रूप से कुल 25 शिफ्ट रजिस्टरों के लिए हैं।
  • निक्स योजनाबद्ध में प्रत्येक रंग के लिए प्रोसेसर के लिए एक अलग लूप है।
• एनोड परतों को अपने स्वयं के शिफ्ट रजिस्टर द्वारा या सीधे 8 अलग-अलग कनेक्शनों के साथ प्रोसेसर से संचालित करने की अनुमति दें।

इसके अलावा मैं चाहता था

• छेद घटकों के माध्यम से उपयोग करें (जैसा कि मुझे इसका उपयोग किया जाता है)।
• अपने आप को एक दो परत पीसीबी बोर्ड तक सीमित करें (फिर से मेरे अनुभव के अनुसार)।
• पीसीबी के एक तरफ (अंडरसाइड) सभी घटकों को रखें और एलईडी स्लाइस को सीधे पीसीबी के ऊपर की तरफ टांका लगाने की अनुमति दें।

तो यह एलईडी के बीच 30 मिमी अंतर के साथ घन का समर्थन करने के लिए एक बड़ा बोर्ड (270 मिमी x 270 मिमी) होने जा रहा था - फिर भी यह सभी घटकों और निशानों में फिट होने के लिए अभी भी एक निचोड़ था।

मैंने अतीत में सफलता के साथ कुछ अलग पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग किया है।

उपयोग में आसानी के लिए Pad2Pad बहुत अच्छा है लेकिन आप उनकी महंगी निर्माण लागतों में बंद हैं क्योंकि आप Gerber फ़ाइलों को निर्यात नहीं कर सकते हैं। इस निर्माण के लिए मैंने DesignSpark का उपयोग किया (Pad2Pad के रूप में उपयोग करने में उतना आसान नहीं है, लेकिन gerber फ़ाइलों को निर्यात कर सकता है) और तब से ईगल (एक बहुत ही सक्षम उपकरण लेकिन मैं अभी भी सीखने की अवस्था में ऊपर जा रहा हूं) के साथ प्रयोग कर रहा हूं।

मैंने पीसीबी के सॉफ्टवेयर डिजाइन पर खर्च किए गए घंटों को जोड़ने की हिम्मत नहीं की, इसे सही करने के लिए कई प्रयास किए लेकिन मैं परिणाम से बहुत खुश हूं। मेरे पहले संस्करण में कुछ लापता निशान हैं लेकिन उन्हें बदलना आसान है। पीसीबी के एक छोटे बैच के निर्माण के लिए मैंने इस्तेमाल किया और SeeedStudio की सिफारिश करूंगा। सवालों के लिए अच्छी प्रतिक्रिया, प्रतिस्पर्धी मूल्य निर्धारण और तेज सेवा।

मैं तब से एक एसएमडी संस्करण डिजाइन करने पर विचार कर रहा हूं, जिसे मैं पहले से रखे और सोल्डर किए गए सभी घटकों के साथ बना सकता था।

बहुत सारे घटक

घटकों के लिए मैंने निम्नलिखित का उपयोग किया (केविन के योजनाबद्ध के साथ संरेखित)

• 200 NPN 2N3904 ट्रांजिस्टर
• 25 100nF कैपेसिटर
• 8 100uF कैपेसिटर
• 8 IRF9Z34N MOSFETS
• 25 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर
• 128 82 ओम 1/8W रेसिस्टर्स (रेड एलईडी करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स)
• 64 130 ओम 1/8W रेसिस्टर्स (हरा और नीला एलईडी करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स)
• 250 1k ओम 1/8W प्रतिरोधक (कुछ अतिरिक्त के साथ)
• 250 10k ओम 1/8W प्रतिरोधक (कुछ अतिरिक्त के साथ)
• 1 5v 20A बिजली की आपूर्ति (पर्याप्त से अधिक)
• 1 Arduino मेगा (या अपनी पसंद का प्रोसेसर)
• Arduino से कनेक्ट करने के लिए कुछ सिंगल रो हेडर पिन
• शिफ्ट रजिस्टरों के बीच सीरियल इन/आउट लूप बनाने के लिए कुछ जम्पर केबल
• बोर्ड कनेक्टर के लिए एक 6 पिन हैडर केबल
• एक 240v बिजली आपूर्ति केबल और प्लग

मैंने यूके में इन्हें ऑर्डर करने के लिए फार्नेल कंपोनेंट्स का इस्तेमाल किया और सिफारिश की, विशेष रूप से उनकी अगली दिन की सेवा और प्रतिस्पर्धी मूल्य निर्धारण।

सोल्डरिंग… बहुत सारे सोल्डरिंग

तब बोर्ड पर सभी घटकों को टांका लगाने में कई घंटे लगे। मैं यहां विवरण के माध्यम से नहीं जाऊंगा, लेकिन मैंने जो कुछ सबक सीखा, वे थे:

• एक सोल्डर पंप और सोल्डर विक को हाथ में रखें - आपको इसकी आवश्यकता होगी।
• एक फ्लक्स पेन वास्तव में काम करता है, हालांकि बाद में इसे साफ करना गड़बड़ है
• एक छोटे व्यास के सोल्डर का उपयोग करें - मुझे 0.5 मिमी 60/40 टिन/लीड 2.5% फ्लक्स सोल्डर होना सबसे अच्छा लगा।
• किसी भी सोल्डर ब्रिज को स्पॉट करने के लिए एक मैग्नीफाइंग ग्लास काम में आता है।
• अपना समय लें, एक बार में एक बैच करें और अगले क्षेत्र में जाने से पहले सभी जोड़ों का निरीक्षण करें।
• हमेशा की तरह अपने सोल्डरिंग आयरन टिप को साफ रखें।

एलईडी के लाल रंग को देखते हुए शायद हरे और नीले रंग के लिए एक अलग प्रतिरोधी मूल्य की आवश्यकता होगी I पीसीबी ए, बी और सी पर वर्तमान सीमित प्रतिरोधकों को चिह्नित किया गया है। अब तुलना में स्लाइस के अंतिम अभिविन्यास को परिभाषित करने का समय है पीसीबी को यह परिभाषित करने के लिए कि एलईडी का कौन सा लीड किस वर्तमान सीमित अवरोधक स्थान से संबंधित है।

एक बार पूरा होने के बाद मैंने बोर्ड को पीसीबी क्लीनर से साफ किया, इसे साबुन और पानी से धोया और अच्छी तरह से सुखाया।

अपने तैयार पीसीबी का परीक्षण

इससे पहले कि हम इसे एक तरफ रखें, हमें यह जांचना होगा कि यह सब काम करता है।

मैंने केविन के Arduino कोड को लोड किया (मेगा के लिए आपको कुछ मामूली बदलाव करने की आवश्यकता होगी) और एक साधारण परीक्षण कार्यक्रम विकसित किया जो सभी एल ई डी को लगातार चालू और बंद कर देगा।

परीक्षा करना:

• मैंने एक एकल रंग की एलईडी लेकर, एक लीड में 100 ओम रोकनेवाला पकड़कर और फिर प्रत्येक खुले सिरों में एक लंबा तार जोड़कर एक एलईडी परीक्षण तार बनाया।खुले के चारों ओर बिजली का थोड़ा सा टेप किसी भी शॉर्ट्स को रोकता है और एलईडी से सकारात्मक (एनोड) तार को चिह्नित करता है।
• अपने प्रोसेसर (मेरे मामले में एक Arduino मेगा) को 6 कनेक्टर के साथ बोर्ड से कनेक्ट करें
• बिजली की आपूर्ति से बोर्ड को बिजली कनेक्ट करें
• एनोड टेस्ट लीड को बोर्ड पर 5v स्रोत से कनेक्ट करें
• फिर एलईडी परीक्षण तार से कैथोड तार को प्रत्येक पीसीबी क्यूब कैथोड कनेक्टर पर बारी-बारी से लगाएं।
• सभी अच्छी तरह से परीक्षण लीड पर एलईडी चालू और बंद होनी चाहिए, यदि ऐसा है तो अगले एक पर आगे बढ़ें।
• अगर यह फ्लैश नहीं करता है तो आप गलती खोजने में हैं। मैं पहले किसी भी सूखे जोड़ों के लिए आपके सोल्डर जोड़ों की जांच करता हूं, इसके बाहर मेरा सुझाव है कि आप एक समय में एक घटक की जांच करने वाले शिफ्ट रजिस्टरों से दूर काम करें।

सभी 192 कैथोड का परीक्षण करें, फिर एनोड लेयर ड्राइवरों का परीक्षण करने के लिए अपने कोड को संशोधित करें, अपने एलईडी टेस्ट लीड पर स्वैप करें और इसे जमीन से कनेक्ट करें और 8 लेयर ड्राइवरों में से प्रत्येक का परीक्षण करें।

एक बार जब आप पीसीबी को पूरा और परीक्षण कर लेते हैं तो मजा वास्तव में शुरू होता है - अब क्यूब बनाने के लिए।

चरण 6: घन का निर्माण

आपके एनोड स्तर के कनेक्टर तैयार करना - एक और जिगो

इससे पहले कि हम आपके 8x8 स्लाइस को PCB पर मिलाना शुरू करें, हमारे पास बनाने के लिए एक और आइटम है।

जैसा कि हम स्लाइस जोड़ते हैं, हमें क्षैतिज स्लाइस को एक साथ जोड़ने वाले प्रत्येक स्लाइस के बाहर ब्रेसिज़ जोड़ने की आवश्यकता होगी।

यह देखते हुए कि हमने सभी एलईडी को लूप के साथ फ्रेमिंग तारों से जोड़ा है, अब रुकने नहीं देता।

एनोड क्रॉस ब्रेसिज़ बनाने के लिए:

• रेल के लिए आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली लकड़ी की एक और लंबाई लें और रेल के केंद्र के नीचे एक रेखा खींचें।
• इस रेखा के साथ 30 मिमी अलग 8 अंक बनाएं।
• 0.8 मिमी ड्रिल बिट्स में से 8 लें और उन्हें लकड़ी में ड्रिल करें, लकड़ी में ड्रिल बिट को सतह से लगभग 10 मिमी तक फैला हुआ छोड़ दें।
• फ्रेमिंग तार की लंबाई काट लें और इसे पहले की तरह सीधा करें।
• पहले ड्रिल बिट के चारों ओर तार के एक छोर को एक लूप बनाने के लिए लपेटें और फिर प्रत्येक बाद की ड्रिल बिट के चारों ओर तार को लूप करें जिससे इसकी लंबाई के साथ 8 लूप के साथ एक सीधा तार बन जाए।

यह कुछ अभ्यास लेता है लेकिन तार को यथासंभव सीधा करने के लिए सभी छोरों को बनाने के बाद तार में हेरफेर करने का प्रयास करें। ड्रिल बिट्स से तार को धीरे से हटा दें और फिर इसे पूरी तरह से सीधा करने का प्रयास करें।

अंतिम क्यूब के लिए आपको 8 छोरों के साथ प्रत्येक में 16 लंबाई के तार की आवश्यकता होगी, लेकिन निर्माण प्रक्रिया के दौरान अपने पड़ोसी के साथ प्रत्येक नए स्लाइस का समर्थन करने के लिए दो और तीन लूप लंबाई की संख्या रखना आसान है।

अंत में हम घन का निर्माण कर सकते हैं

पीसीबी पर प्रत्येक स्लाइस को संरेखित करने और कम करने के लिए हमें पीसीबी को सतह से ऊपर उठाना होगा। मैंने पीसीबी के दोनों ओर एक जोड़े से छोटे प्लास्टिक के बक्से का इस्तेमाल किया।

वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के स्थान को परिभाषित करते समय पहले चुने गए स्लाइस के अपने उन्मुखीकरण को याद करते हुए अब आप पहले स्लाइस को एक छोर पर पीसीबी में छेद में कम कर सकते हैं। मेरा सुझाव है कि आप अपने से दूर छेदों के सेट से शुरुआत करें और अपनी ओर काम करें।

यहीं पर हम कैथोड फ्रेमिंग तारों को एक कोण पर काटने का लाभ देखते हैं। यह आपको अलग-अलग 24 कैथोड तारों में से प्रत्येक का पता लगाने की अनुमति देगा।

स्लाइस का समर्थन करने और इसके ऊर्ध्वाधर स्थान को परिभाषित करने के लिए मैंने एनोड कनेक्टर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली लकड़ी की रेल का उपयोग किया और इसे एलईडी के पहले सेट के तहत पीसीबी के साथ रखा। एक इंजीनियर वर्ग के साथ यह सुनिश्चित करने के लिए उपयोग किया जाता है कि टुकड़ा पीसीबी के लंबवत है और अंत से अंत तक आप अब कैथोड फ्रेमिंग तारों को पीसीबी में मिला सकते हैं।

अब आप इस स्लाइस का परीक्षण कर सकते हैं लेकिन मैंने पहले दो स्लाइस को पीसीबी पर रखना और इन पहले दो स्लाइस को और अधिक स्थिर बनाने के लिए प्रारंभिक परीक्षण से पहले दो स्लाइस के साथ दो स्थानों पर छोटे 2 लूप एनोड कनेक्टर का उपयोग करना सबसे अच्छा पाया। इन पहले दो के बाद अगले को जोड़ने से पहले बारी-बारी से प्रत्येक स्लाइस का परीक्षण करें।

स्लाइस का परीक्षण।

एनोड ड्राइवर पीसीबी के किनारों में से एक के साथ होते हैं और पीसीबी में छेद होते हैं जहां हम अंततः प्रत्येक परत को उसके ड्राइवर से जोड़ देंगे। अभी के लिए हम इनका उपयोग कुछ लॉग तारों और 8 मिनी मगरमच्छ क्लिप के साथ प्रत्येक परत में बारी-बारी से प्रत्येक परत से जोड़ने के लिए करेंगे।

पीसीबी पर कैथोड के साथ और तारों और क्लिप के साथ ड्राइवरों से जुड़े एनोड के साथ हम उस कोड को संशोधित करके स्लाइस का परीक्षण कर सकते हैं जिसका उपयोग हम एक नए एनीमेशन के साथ पीसीबी का परीक्षण करने के लिए करते थे।

• एक बार में प्रत्येक रंग में अपने स्लाइस में सभी एल ई डी को रोशन करने के लिए एक सरल एनीमेशन लिखें (सभी लाल, फिर हरा फिर लाल फिर सभी सफेद के लिए)। आप स्लाइस संख्या को एक चर के रूप में परिभाषित कर सकते हैं ताकि आप प्रत्येक स्लाइस का बारी-बारी से परीक्षण करते समय इसमें संशोधन कर सकें।
• प्रोसेसर और पावर को पीसीबी से कनेक्ट करें और चालू करें।
• सभी रंगों में सभी एल ई डी की रोशनी की जाँच करें।

केवल एक दोष जो मैंने यहां देखा है, वह एक ऊर्ध्वाधर कैथोड फ्रेमिंग तारों में से एक पर सूखे जोड़ के कारण था।

मिलाप और बारी-बारी से प्रत्येक स्लाइस का परीक्षण करें।

हम बस पहुँच गए। दो और तत्व हैं जिन्हें हमें क्यूब में जोड़ने की आवश्यकता है अब हमने सभी 8 स्लाइस को मिलाप और परीक्षण किया है।

एनोड परत कनेक्टर

अब हम आपके द्वारा पहले तैयार किए गए 8 लूपों के साथ एनोड कनेक्टर्स को तोड़ सकते हैं।

दोनों स्लाइडों पर प्रत्येक स्लाइस में एक ही परत में शामिल होने वाले स्लाइस में इन्हें थ्रेड करें। मैं तब तक चला गया जब तक कि वे निकटतम एलईडी कैथोड तार से लगभग 5 मिमी दूर नहीं हो गए। सुनिश्चित करें कि वे सभी छोरों को टांका लगाने से पहले सीधे और समतल दिखते हैं और 8 एनोड परतों में से प्रत्येक को एक साथ मिलाते हैं।

एनोड ड्राइवर कनेक्टर

पीसीबी में एनोड ड्राइवर छेद से स्लाइस का परीक्षण करने के लिए पहले इस्तेमाल किए गए सभी तारों को हटा दें और सुनिश्चित करें कि छेद सोल्डर से साफ हैं - सोल्डर विक यहां आपका मित्र है।

पीसीबी पर 8 एनोड ड्राइवरों में से प्रत्येक को पीसीबी पर एक व्यक्तिगत परत से जुड़ा होना चाहिए। पीसीबी पर बिजली कनेक्शन के निकटतम एनोड ड्राइवर को निम्नतम स्तर से जोड़ा जाना चाहिए, फिर पीसीबी के पीछे और 8 वीं परत की ओर बढ़ते हुए काम करना चाहिए।

सीधे फ्रेमिंग तार के एक टुकड़े में एक छोटा सा समकोण मोड़ें और पीसीबी पर एनोड ड्राइवर होल में क्यूब के माध्यम से तार के लंबे हिस्से को नीचे करें। सुनिश्चित करें कि तार सीधा और समतल है, क्यूब में किसी अन्य तार को नहीं छू रहा है और फिर इसे क्यूब की एनोड परत और पीसीबी पर मिलाप करें

सभी 8 एनोड ड्राइवरों के लिए पूर्ण।

चरण 7: यह पूरा हो गया है

निर्माण पूरा हो गया है, आपका काम हो गया।

पूरी तैयारी, निर्माण, परीक्षण के साथ आपने यह काम अब सरल कर दिया है।

• बिजली की आपूर्ति को पीसीबी से कनेक्ट करें
• प्रोसेसर को पीसीबी से कनेक्ट करें।
• पावर ऑन।
• अपने सॉफ़्टवेयर में एनिमेशन लोड या सक्षम करें, प्रोसेसर पर अपलोड करें और इसे अपना काम करने दें

मामला बनाना

आप इन सभी घंटों को लगाने के बाद अपने निवेश को सुरक्षित रखना चाहेंगे।

हमने कुछ ओक बोर्डों और प्लाई की एक छोटी शीट से एक केस बनाया और पीछे की तरफ एक ड्रॉ बनाया जहां हम बिजली की आपूर्ति और Arduino के साथ-साथ एक यूएसबी प्लग को केस के पीछे फिट कर सकते हैं ताकि रीप्रोग्रामिंग के लिए आसान पहुंच की अनुमति मिल सके।.

फिर हमने इसे एक्रिलिक डिस्प्लेकेसेस.को.यूके से एक ऐक्रेलिक केस के साथ समाप्त कर दिया। बहुत अच्छी तरह से अनुशंसित।

आप के लिए खत्म है

अब दो चीजें हैं जिन पर आप अपना मन बदल सकते हैं:

• पीसीबी को सपोर्ट करने के लिए आप किस तरह के सपोर्ट/बॉक्स का डिजाइन और निर्माण करना चाहते हैं और बिजली की आपूर्ति और प्रोसेसर को घर में रखना चाहते हैं - मैं इसे आपकी कल्पना पर छोड़ दूंगा।
• कोड में प्रवेश करें और अपने स्वयं के एनिमेशन डिजाइन और लिखना शुरू करें। केविन, निक और सुपरटेक-आईटी ने आपको अपने रास्ते पर शुरू करने के लिए यहां कुछ बेहतरीन काम किया है।

चरण 8: कार्रवाई में अंतिम उत्पाद की क्लिप

एनिमेशन के लिए केविन और सुपरटेक-आईटी को मेरा धन्यवाद और मेरे द्वारा अब तक बनाए गए कुछ एनिमेशन

चरण 9: एनिमेशन - सांप

केविन दाराह के कोड का उपयोग करके साझा करने के लिए मेरे अपने एनिमेशन में से एक

निम्नलिखित को शून्य लूप में कॉल करें

सांप (200); // पुनरावृत्तियों

चरण 10: एक बार आपका नाली में

मेरे भाई और मैंने अब एक-एक का निर्माण किया है और हम तीसरे:-) पर काम कर रहे हैं।

अद्यतन - तीसरा घन अब पूरा हो गया है और हम इसे ईबे पर दो अतिरिक्त पीसीबी बोर्ड (और निर्देश) के साथ बिक्री के लिए रखने जा रहे हैं।

हम अपने अगले प्रोजेक्ट - 16x16x16 RGB LED क्यूब के विकास का समर्थन करने के लिए मुख्य रूप से PCB में कुछ संशोधन करेंगे।

चरण 11: माई अरुडिनो मेगा कोड का नवीनतम संस्करण

संलग्न आपको यहां मेरे कोड का नवीनतम संस्करण मिलेगा।

यह मुख्य रूप से केविन दाराह द्वारा विकसित समाधान से लिया गया है, लेकिन मैंने इसे अरुडिनो मेगा में पोर्ट किया है और एनिमेशन में या तो अन्य स्रोतों से जोड़ा है या खुद को विकसित किया है।

Arduino मेगा पर पिन हैं:

• कुंडी - पिन 44
• खाली - पिन 45
• डेटा - पिन 51
• घड़ी - पिन 52