3x3x3 एलईडी क्यूब Arduino Lib के साथ: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

एलईडी क्यूब्स के निर्माण के बारे में अन्य निर्देश हैं, यह कई कारणों से अलग है: 1. यह कम संख्या में ऑफ-द-शेल्फ घटकों के साथ बनाया गया है और सीधे Arduino से जुड़ा हुआ है। 2. बहुत सारी तस्वीरों के साथ एक स्पष्ट, आसान पुनरुत्पादन सर्किट आरेख प्रदान किया गया है। 3. सॉफ्टवेयर के लिए एक अद्वितीय दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है जो क्यूब प्रोग्रामिंग को आसान और अधिक अभिव्यंजक बनाता है। आवश्यक पुर्जे: - 1 परफ़बोर्ड - 3 एनपीएन ट्रांजिस्टर (2N2222, 2N3904, BC547, आदि) - 12 प्रतिरोध (~ 220 ओम और ~ 10k ओम) - 13 हेडर (पुरुष या महिला) - 27 एलईडी - तार

चरण 1: एल ई डी तैयार करें

यह चरण काफी हद तक एलईडी क्यूब 4x4x4 का अनुसरण करता है लेकिन हम इसके बजाय 3x3x3 क्यूब का निर्माण करेंगे। इस आकार का एक घन लगभग उतना ही बड़ा है जितना कि अतिरिक्त सर्किटरी और जटिलता को पेश किए बिना मिलता है। हमें कुल 27 एलईडी की आवश्यकता होगी जिन्हें नौ के तीन सेटों में बांटा जाएगा। नौ एलईडी का प्रत्येक सेट उनके कैथोड (नकारात्मक लीड) के बीच एक सामान्य कनेक्शन साझा करेगा। मैं इनमें से प्रत्येक सेट को "स्तर" के रूप में संदर्भित करूंगा। एक स्तर पर नौ एल ई डी में से प्रत्येक अन्य दो स्तरों पर संबंधित एलईडी से उनके एनोड (सकारात्मक लीड) के माध्यम से जुड़ा हुआ है। इन्हें "कॉलम" के रूप में संदर्भित किया जाएगा। अगर इसका कोई मतलब नहीं है, तो जैसे ही हम घन बनाते हैं, यह स्वतः स्पष्ट हो जाएगा। शुरू करने के लिए हम स्क्रैप लकड़ी के एक छोटे टुकड़े से जिग बनाने के लिए एक ड्रिल का उपयोग करेंगे। जब हम उन्हें मिलाते हैं तो जिग एलईडी को जगह देगा। मैंने छेदों को लगभग 5/8 इंच (~ 15 मिमी) के अलावा अलग करने का फैसला किया, लेकिन सटीक दूरी महत्वपूर्ण नहीं है। छेद एलईडी के चारों ओर एक तंग फिट होना चाहिए क्योंकि हम नहीं चाहते कि वे सोल्डरिंग के दौरान घूमें। एक बार जिग हो जाने के बाद हम प्रत्येक एलईडी के कैथोड को 90 डिग्री के कोण में मोड़ने जा रहे हैं। कैथोड तीन तरीकों से पहचाना जा सकता है: 1) यह छोटा पैर है, 2) यह एक गोल एलईडी के सपाट तरफ है, 3) यह एलईडी के अंदर बड़े टुकड़े से जुड़ा है। सुनिश्चित करें कि आप सभी एल ई डी के लिए कैथोड को एक ही दिशा में मोड़ते हैं। अब हम सोल्डरिंग शुरू करने के लिए तैयार हैं।

चरण 2: एल ई डी मिलाप

अपने नवनिर्मित जिग में पहले नौ एल ई डी रखें। उन्हें स्थिति दें ताकि पैर एक ही वामावर्त दिशा में इंगित करें। तस्वीरें कैथोड को एनोड के बाहर की ओर इशारा करते हुए दिखाती हैं, लेकिन अगर मैं एलईडी के दृश्य को बाधित करने से पैर को रखने के लिए इसे फिर से करता हूं तो मैं एल ई डी को घुमा दूंगा। पक्षों को एक साथ मिलाएं, प्रत्येक तरफ एक जोड़ी। सोल्डर लगाते समय पैरों को आपस में जोड़े रखने के लिए छोटी क्लिप का उपयोग करें। एक बार चारों पक्षों में से प्रत्येक को मिलाप करने के बाद, कोनों को एक साथ पकड़ने के लिए क्लिप को स्थानांतरित करें और प्रत्येक पर मिलाप लागू करें। अंत में, मध्य एलईडी के कैथोड को एक तरफ मिलाप करें और अतिरिक्त को ट्रिम कर दें। तीन बार दोहराएं। अब आपके पास नौ एलईडी के तीन सेट होने चाहिए। दो सेटों को एक के ऊपर एक रखें। एल ई डी के बीच पहले से स्थापित रिक्ति के बराबर दूरी रखें। एक बार जब आप रिक्ति के साथ सहज हो जाते हैं, तो आप सोल्डरिंग के दौरान पैरों को मजबूती से रखने के लिए, प्रत्येक दिशा में एक, दो क्लिप का उपयोग करके पैरों के प्रत्येक सेट को जकड़ सकते हैं। एक अच्छा कनेक्शन पाने के लिए आपको एक एलईडी के चारों ओर झुकना पड़ सकता है। नौ जोड़ियों में से प्रत्येक को मिलाप करें, एक बार में एक। इसे एक बार और करें और आप क्यूब के साथ कर चुके हैं। क्यूब को परफ़ॉर्मर के एक तरफ रखें। सुनिश्चित करें कि नौ पैरों को समान रूप से अलग रखा गया है जब आप प्रत्येक को एक छेद के माध्यम से मार्गदर्शन करते हैं। मेरे बोर्ड में पैरों के प्रत्येक सेट के बीच पाँच छेद हैं। आप विभिन्न घटकों को फिट करने के लिए परफ़ॉर्म के दूसरे छोर पर जितना संभव हो उतना कमरा छोड़ना चाहते हैं। एक बार जब आप स्थिति से खुश हों तो पैरों को पकड़ने के लिए कुछ क्लिप जोड़ें। नीचे से बहुत सारे लेग पोकिंग छोड़ दें क्योंकि इससे बाद में प्रतिरोधों को मिलाप करना आसान हो जाएगा। बोर्ड को पलट दें और प्रत्येक पैर को जगह पर रखने के लिए मिलाप करें। एक बार सभी पैरों को मिलाने के बाद क्यूब को वापस पलटें। अंत में हमें बोर्ड के नीचे से नीचे के प्रत्येक स्तर से एक लीड मिलाप करने की आवश्यकता है। ठोस तार का एक टुकड़ा पट्टी करें और एक छोर पर एक छोटा हुक मोड़ें। केंद्र एलईडी पैरों में से एक पर हुक लटकाएं और इसे परफ़ॉर्मर पर एक छेद के माध्यम से निर्देशित करें। तार को जगह पर रखने के लिए हुक के सिरे को मिलाएं। अन्य दो स्तरों के लिए फिर से दोहराएं। अगला कदम बाकी सर्किट का निर्माण करना है।

चरण 3: सर्किट बनाएँ

सर्किट काफी सरल है। नौ स्तंभों में से प्रत्येक एक वर्तमान सीमित अवरोधक के माध्यम से Arduino पर एक पिन से जुड़ जाएगा। तीन स्तरों में से प्रत्येक एक Arduino पिन द्वारा सक्रिय होने पर NPN ट्रांजिस्टर के माध्यम से जमीन से जुड़ता है। हम Arduino पर कुल 12 आउटपुट पिन का उपयोग करेंगे, लेकिन बिजली के लिए 18 LED हैं। चाल यह है कि एक समय में केवल एक ही स्तर को जलाया जा सकता है। जब एक स्तर जमीन से जुड़ा होता है, तो उस स्तर पर प्रत्येक एल ई डी को नौ अन्य Arduino पिनों में से एक के माध्यम से व्यक्तिगत रूप से संचालित किया जा सकता है। यदि हम स्तरों को पर्याप्त तेजी से रोशन करते हैं तो ऐसा प्रतीत होगा जैसे तीनों स्तर एक ही समय में प्रकाशित हो रहे हैं। चलो सर्किट बनाते हैं। पहला कदम नौ वर्तमान सीमित प्रतिरोधों को तैयार करना है। मैं 220 ओम प्रति पिन का उपयोग कर रहा हूं जो लगभग 22mA खींचेगा। उपयोग किए जा रहे एल ई डी के आधार पर मूल्य भिन्न हो सकता है लेकिन लगभग 135 और 470 ओम के बीच रहता है। प्रत्येक पिन 40mA तक की सोर्सिंग करने में सक्षम है। कमरे को बचाने के लिए हम प्रतिरोधों को एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में मिलाप करना चाहते हैं। एक लीड को नीचे झुकाएं ताकि दोनों लीड एक दूसरे के समानांतर हों। सभी नौ प्रतिरोधों के लिए ऐसा करें। एक बार प्रतिरोधक तैयार हो जाने के बाद हम उन्हें एक-एक करके मिलाप करेंगे। इसे आसान बनाने के लिए हम मिलाप करने जा रहे हैं रोकनेवाला प्रत्येक के लिए एक अलग तार का उपयोग करने के बजाय सीधे अन्य घटकों की ओर जाता है। रोकनेवाला का एक सिरा एक कॉलम से कनेक्ट होगा और दूसरा हेडर से कनेक्ट होगा। एल ई डी की पहली पंक्ति से शुरू करें जो प्रतिरोधों के सबसे करीब है और अपने तरीके से वापस काम करें। एक बार प्रत्येक पंक्ति समाप्त हो जाने के बाद, आप टेप के एक छोटे टुकड़े का उपयोग ओवरलैपिंग लीड को अलग करने के लिए कर सकते हैं ताकि शॉर्ट को रोका जा सके। यह देखने के लिए फ़ोटो और आरेख देखें कि यह समाप्त होने के बाद कैसा दिखेगा। अब जब कॉलम रास्ते से बाहर हो गए हैं, तो अगला कदम उन घटकों को मिलाप करना है जो स्तरों को नियंत्रित करते हैं। एक एनपीएन ट्रांजिस्टर का आधार एक Arduino पिन द्वारा 10k (या उसके आस-पास) के वर्तमान सीमित प्रतिरोधी के माध्यम से सक्रिय किया जाएगा। यह संबंधित स्तर को जमीन से जोड़ेगा जो एलईडी के माध्यम से करंट प्रवाहित करेगा। तस्वीरें और आरेख देखें। एक बार पूरा हो जाने पर एल ई डी को Arduino पर पिन 2-10 से कनेक्ट करना चाहिए और स्तरों को पिन 11-13, नीचे से ऊपर तक कनेक्ट करना चाहिए। यदि आपको किसी भिन्न सेटअप की आवश्यकता है तो पिन भी सॉफ़्टवेयर में कॉन्फ़िगर करने योग्य हैं। सर्किट अब पूरा हो गया है, सॉफ्टवेयर पर आगे बढ़ने का समय!

चरण 4: सॉफ्टवेयर का उपयोग करना

मुझे एक एलईडी क्यूब को नियंत्रित करने के लिए 'नेट' के चारों ओर तैरते हुए कुछ कोड उदाहरण मिले। एल ई डी को नियंत्रित करने के लिए उन सभी को बाइनरी या हेक्स डेटा के बड़े सरणी की आवश्यकता होती है। मुझे लगा कि एक आसान तरीका होना चाहिए इसलिए मैंने अपना खुद का सॉफ्टवेयर लिखना शुरू कर दिया। मेरा पहला निर्णय सॉफ्टवेयर को हार्डवेयर का दर्पण बनाना था। इसका मतलब है कि कच्चे पोर्ट डेटा या पारंपरिक x, y, z का उपयोग करने के बजाय प्रत्येक एलईडी को कॉलम और स्तर से संबोधित करना। दूसरा निर्णय बुनियादी कार्यों से शुरू करना था, जैसे कि एक प्रकाश को चालू या बंद करना, और वहां से निर्माण करना। अंत में मैंने दो विशेषताओं को पेश करने का फैसला किया जो अधिक दिलचस्प प्रभावों के लिए उपयोगी हैं। एक बफर है जो बुनियादी कार्यों को अधिक जटिल पैटर्न बनाने की अनुमति देता है। दूसरा एक अनुक्रम फ़ंक्शन है जो एक समय में या एक बार में सभी एल ई डी की एक सरणी को रोशनी देता है। पुस्तकालय प्रक्रियात्मक कोड और ढीले कार्यों के रूप में शुरू हुआ। वहां से पुन: प्रयोज्य Arduino लाइब्रेरी बनाने के लिए ट्यूटोरियल का पालन करना बहुत आसान था। पुस्तकालय को डाउनलोड करना और उसे स्केचबुक/पुस्तकालयों में खोलना सुनिश्चित करें। यदि सही तरीके से सेट किया गया है तो आपको फ़ाइल> उदाहरण> लेडक्यूब> एलईडीक्यूब के तहत Arduino सॉफ़्टवेयर में एक उदाहरण मिलना चाहिए। कोड जीथब पर gzip/arduino-ledcube पर भी उपलब्ध है। पढ़ने के लिए धन्यवाद!