СДЕЛАЙ САМ

Мастерим самостоятельно светодиодный куб 3х3х3 на Arduino

Авг 31, 2014

Посмотрим, как можно сделать светодиодный куб 3х3х3 под управлением контроллера Arduino.

Особенности куба от все других моделей:

Малое количество компонентов. Подключение к контроллеру без вспомогательных «фишек»
Простая принципиальная схема светодиодного куба
Универсальная библиотека, которая поста для доработки

Необходимые материалы:

макетная плата
3 NPN транзистора (2N2222, 2N3904, BC547 и т.п.)
12 резисторов (~220 Ом и 22 кОм)
13 коннекторов (папа или мама)
27 светодиодов (LED)
соединительные проводаПример работы светодиодного куба на этом микроконтроллере

Этап 1

Наш куб выполнен в 3 уровнях по 9 светодиодов в каждом. Есть еще другой светодиодный куб сделанный на этой же основе. В каждом уровне 9 светодиодов соединены между собой катодами, т.е. подключаются с общим катодом ( минус ). Каждый светодиод соединяется с анодом со светодиодом другого уровня ( верхняя или нижняя колонна ). Т.е. каждая колонна имеет соединения 3 светодиодов анодами, а на другом уровне соединяется 9LEDкатодами.

На рисунке использован шаблон для светодиодного куба 4х4х4. Более сложный, но более "приятный" тут. Расстояние между отверстиями под головку светодиода около 15 мм. После создания формы приступаем к подключению светодиодов. Катоды сгибаем под 90 градусов, направление изгиба нужно делать одинаковым на всех светодиодных чипах.

Этап 2

Размещаем первые 9 светодиодов в нашей предварительно заготовленной форме. Изогнутые ножки позиционируем в одном направлении ( по часовой либо против часовой стрелки ).

Фиксируем ножки зажимами и спаиваем их вместе. В конце припаиваем центральный светодиод. После того, как закончен уровень проверим правильность соединения, используя обычную батарейку. Это обязательно, дабы потом обезопасить себя от двойной работы по распайке и спайке не правильно соединенных светодиодов.

Аналогичным образом заканчиваем все уровни. Устанавливаем и спаиваем уровни между собой. Соблюдаем расстояние. Если расстояние между LEDбыло 15 мм, то и расстояние между уровнями должно быть таким же, в противном случае куб будет неправильной формы.

Собранный куб размещаем на макетной плате.

Этап 3

Схема светодиодного куба очень простая. Каждую из колонн подключаем к выводам Arduinoчерез резисторы. Все три уровня к общему выводу через NPN-транзисторы, в свою очередь подключаемые к тому же Arduino.

В итоге используется только 12 выводов контроллера. В один момент будет работать только один уровень, но так как время переключений будет очень быстрое, то казаться будет, что куб светится весь сразу.

Припаиваем 9 резисторов по 220 Ом. Они ограничивают ток в 22мА. Резисторы применяем в зависимости от используемых светодиодов и могут быть от 135 до 470 Ом. Каждый вывод Arduinoвыдает до 40 мА.

Резисторы паяем вертикально. Монтируем радиоэлементы для управления уровнями. Используем три NPNтранзистора. Базы через резистор 22кОм подсоединяем к выводам Arduino. В итоге контроллер отрывает транзистор и весь уровень соединяется с «общим».