Cube LED Arduino Mega 8x8x8 RGB : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Alors, vous voulez construire un Cube LED RVB 8x8x8

Je joue avec l'électronique et les Arduino depuis un certain temps maintenant, y compris la construction d'un contrôleur de commutateur à intensité élevée pour ma voiture et d'un juge Pinewood Derby à six voies pour notre groupe de scouts.

J'ai donc été intrigué puis accroché quand j'ai trouvé le site génial de Kevin Darrah avec ses explications détaillées et ses vidéos de construction.

Cependant, il y avait quelques domaines de sa construction que je pensais pouvoir améliorer.

Du coté positif:

• Les explications détaillées de Kevin sur le code Arduino requis pour ce programme complexe ont simplifié le côté codage de la construction.
• Je soutiens l'utilisation par Kevin de transistors individuels pour piloter chacune des 192 cathodes. Bien que cela nécessite une conception matérielle riche en composants, cela vous permet de piloter chaque LED sans risquer de surcharger une seule puce de pilote gérant 8 LED (ou plus).

Domaines que je voulais améliorer:

• Il doit y avoir une meilleure façon de construire le cube lui-même et il y a plus de 2000 joints de soudure dans un cube RVB 8x8x8 et si l'un devait tomber en panne/casser au milieu, il serait presque impossible d'y accéder et de le réparer.
• Tout ce câblage!!!! J'ai eu une certaine expérience dans la conception de PCB dans le passé, j'ai donc cherché à construire un seul PCB pour à la fois héberger le nombre important de composants requis et le cube lui-même

Des recherches plus poussées ont révélé d'autres conceptions de cubes dont j'ai pris d'autres domaines d'inspiration.

Nick Schulze a construit un merveilleux exemple de note bien qu'avec une approche matérielle STP16 plus simple et un chipKIT UNO 32 bits. J'ai utilisé son design cubique plutôt que celui de Kevin.

SuperTech-IT s'est concentré sur la simplification du côté matériel avec une approche PCB unique intégrant et étendant l'approche de programmation de Kevin et Nick en mettant l'accent sur l'élimination de tout le câblage.

Un plan a donc été établi. En utilisant le schéma de Kevin, la structure du cube de Nick, concevez un seul PCB et développez une solution pour à la fois simplifier la construction et renforcer le cube lui-même.

Étape 1: Toutes ces LED

8x8x8 = 512 LED RVB. eBay est votre ami ici et j'en ai acheté 1000 auprès d'un fournisseur chinois.

La conception que j'ai choisie utilise des LED RVB à anode commune de 5 mm - chaque LED a donc un fil cathodique (négatif) pour chacune des trois couleurs primaires (rouge/vert/bleu) et un seul fil anode (positif) commun à chacun des couleurs.

Tester les LED

Bien que bon marché, j'étais un peu préoccupé par la qualité. La dernière chose que vous voulez trouver une LED ratée au milieu de votre cube, j'ai donc commencé à tester chacune des 512 LED que j'utiliserais.

Pour simplifier l'approche, j'ai conçu une petite planche à pain et un programme Arduino simple qui piloterait deux LED rouge> vert> bleu individuellement, puis le tout allumé pour le blanc en appuyant sur un bouton.

Une LED servirait de référence commune à toutes les autres pour s'assurer que toutes les LED avaient une luminosité commune.

Une fois que vous avez commencé à pousser une LED dans la planche à pain, en appuyant sur le bouton, en regardant la LED clignoter à travers les couleurs, il ne faut pas trop de temps pour passer en revue les 512. En aparté, je n'ai trouvé aucun défaut et j'ai été très satisfait de la qualité des LED.

Choix des valeurs de résistance de limitation de courant

Pendant que la maquette est sortie, c'est le bon moment pour tester et valider les résistances de limitation de courant LED que vous devrez utiliser. Il existe de nombreuses calculatrices pour vous aider à choisir la bonne valeur et ce ne sera pas la même pour toutes les couleurs (le rouge aura presque certainement une exigence différente du vert et du bleu).

Un domaine clé à surveiller est la couleur blanche globale que la LED émet lorsque toutes les couleurs RVB sont allumées. Vous pouvez équilibrer la valeur des résistances pour produire une couleur blanche propre dans les limites actuelles de la LED.

Étape 2: Simplifier la construction du cube

Un gabarit pour construire chaque tranche 8x8

Construire un cube de cette complexité n'est pas à prendre à la légère. Cela nécessitera un investissement important de votre temps.

L'approche que j'ai conçue a simplifié la soudure de chaque "tranche" verticale 8x8 du cube en un seul événement, par opposition à la construction de lignes de 8 LED à tour de rôle, puis à la soudure de 8 d'entre elles ensemble dans une opération séparée.

Vous aurez besoin d'un gabarit pour cette approche et un peu de temps investi ici rapportera d'énormes avantages plus tard.

L'image ci-dessus montre la simplicité de cette conception.

• J'ai utilisé du bois résineux de 18 mm x 12 mm provenant d'une quincaillerie locale.
• Percé des trous de 8 x 5 mm au milieu du côté de 18 mm, espacés de 30 mm sur 8 longueurs permettant une longueur supplémentaire de 50 mm à chaque extrémité.
• Utilisez deux longueurs de bois de chaque côté et fixez ces 8 sections percées en vous assurant qu'elles sont parallèles les unes aux autres et distantes d'exactement 30 mm.
• Je conseillerais d'utiliser de la colle à bois en plus d'un clou/vis pour les fixer ensemble. Vous ne voulez pas que ce gabarit fléchisse.
• En haut et en bas du gabarit, j'ai mis une autre longueur et mis trois petits clous/goupilles de panneau en file avec chaque colonne de trous pour les LED. Celui du centre étant exactement aligné et les deux autres espacés de 5 mm de chaque côté. Nous utiliserons ces clous pour fixer les longueurs droites de fil utilisées pour former le cube - plus tard.
• Vous remarquerez sur les photos ci-dessus une autre longueur de bois légèrement inclinée par rapport aux autres. Celui-ci sera important plus tard car nous couperons nos fils de structure selon cet angle, ce qui simplifiera considérablement le positionnement de chacune de ces tranches verticales dans le PCB à une date ultérieure.

Prenez votre temps pour construire ce gabarit. Plus vous êtes précis ici, plus votre cube final sera précis.

Étape 3: Préparation des LED

Connexions des câbles LED

L'une des préoccupations que j'avais sur les exemples précédents que j'ai lu était l'utilisation de simples joints bout à bout lors de la soudure des LED au fil d'encadrement. Cela conduirait à deux problèmes clés

• Il est très difficile et prend beaucoup de temps de maintenir un fil LED en place à côté du fil de cadrage sans qu'il se déplace suffisamment longtemps pour vous assurer d'obtenir un bon joint de soudure.
• Les joints bout à bout peuvent se casser facilement - quelque chose que je voulais éviter.

J'ai donc conçu une solution dans laquelle chaque LED est préparée avec une boucle à l'extrémité de chaque fil, à travers laquelle passe le fil d'encadrement qui maintient les fils en position pendant le soudage et fournit également une connexion mécanique en plus de la soudure pour une résistance accrue.

L'inconvénient était que la préparation de chacune des 512 LED prenait plus de temps - je l'ai fait par lots de 64, une tranche à la fois, et je l'ai réduit à environ 3 heures par tranche.

Du côté positif, la soudure réelle de la tranche à l'aide du gabarit précédent a pris un peu plus d'une heure.

Gabarit de pliage à LED

J'ai conçu un gabarit pour soutenir la préparation des LED - image ci-dessus avec les dimensions clés.

• J'ai pris l'un des rails de 18x12 mm précédemment utilisés, j'ai percé un trou de 5 mm au centre du côté de 18 mm, puis j'ai posé ce rail sur un petit panneau de MDF (vous pouvez utiliser n'importe quel morceau de bois, c'était exactement ce que je devais main) et porté sur le trou de 5 mm dans le rail jusqu'au centre du MDF.
• En utilisant le foret pour vous assurer que le trou dans le rail et le MDF sont alignés, prenez un crayon et tracez une ligne le long des deux côtés du rail le long du MDF.
• Retirez la perceuse et le rail et vous vous retrouvez avec un trou de 5 mm dans le MDF et deux lignes parallèles de chaque côté correspondant aux dimensions du rail (à 18 mm d'intervalle).
• Tracez une autre ligne à travers le centre du trou de 5 mm perpendiculaire aux rails.
• J'ai utilisé du fil de cuivre étamé 22swg (un rouleau de 500g était suffisant) qui a une largeur de 0,711 mm. J'ai trouvé en ligne (eBay à nouveau à la rescousse) des forets de 0,8 mm et je les ai utilisés comme gabarits autour desquels je plierais les fils LED pour former une boucle.
• Percez trois forets de 0,8 mm, celui du milieu sur la ligne centrale du trou LED de 5 mm, les autres à 5 mm l'un de l'autre et surtout juste à l'extérieur de la ligne de rail loin du trou LED sur le panneau MDF - pas sur la ligne mais avec un côté de la perceuse touchant juste la voie ferrée.
• Un quatrième foret de 0,8 mm est ensuite percé à nouveau sur la ligne centrale du trou LED de 5 mm sur l'autre ligne de rail et cette fois juste à l'intérieur de la ligne de rail. L'image ci-dessus devrait rendre cette description un peu plus claire.
• Laissez les forets dans le bois avec environ 1 à 15 mm de la tige du foret dépassant du MDF.

Maintenant, vous avez besoin d'un outil - un bon projet est toujours celui où vous devez acheter un outil spécial:-). Vous aurez besoin d'une petite paire de pinces à bec plat (eBay encore pour 2 £ - 3 £). Ceux-ci ont un long nez parallèle droit et une extrémité plate - voir photo.

Préparation LED

Vient maintenant la longue tâche de préparer chacune des 512 LED. Je vous suggère de les faire par lots. Plus de détails dans les images ci-dessus

• Tenez la LED dans la pince avec les quatre fils pointant vers vous.
• IMPORTANT - L'ordre et l'orientation des fils sont essentiels à cette étape. L'anode sera la seconde la plus longue des quatre pistes. ASSUREZ-VOUS QUE C'EST LE DEUXIÈME À PARTIR DE LA DROITE. Si vous vous trompez, votre LED ne s'allumera pas correctement lorsque nous les testerons plus tard - je sais que j'ai fait 2 erreurs sur 512.
• Tout en tenant la LED dans la pince, insérez l'ampoule LED dans le trou de 5 mm de la carte MDF comme indiqué sur l'image ci-dessus. Vous devrez peut-être dégager un peu le trou de 5 mm en haut pour vous assurer que la pince repose à plat sur le MDF.
• Pliez les fils LED autour des forets à tour de rôle pour former une boucle. J'ai trouvé que si vous reculez le virage d'un abat-jour une fois terminé, cela ouvre la boucle d'un abat-jour et aide à retirer les boucles des forets lors de l'extraction de la LED du gabarit
• Coupez l'excédent des quatre fils près de la boucle avec une paire de petits pinces coupantes.
• Pliez la boucle d'anode, la seule, à 90 degrés de sorte que la boucle soit orientée vers le haut vers l'ampoule LED
• Posez la LED finie sur une surface plane et assurez-vous que tous les fils sont à plat le long de la surface, une petite pression sur la LED les alignera tous simplement

C'est ça…. maintenant répéter 511 fois:-)

Étape 4: Construire les tranches

Redresser le fil de charpente

Nous avons donc maintenant un gabarit pour faire nos tranches de 8x8 et un paquet de LED testées et préparées.

Tout ce dont vous avez besoin maintenant, c'est du fil d'encadrement. pour maintenir toutes les LED ensemble. J'ai utilisé un rouleau de 500g de fil de cuivre étamé 22swg (encore une fois sur eBay)

Maintenant, bien sûr, vous voudrez redresser le fil au fur et à mesure qu'il sort du rouleau. Une tâche manuelle facile mais encore une autre. Coupez une section de fil à la longueur et maintenez les deux extrémités dans deux paires de pinces et tirez doucement et étirez le fil. Si vous êtes bien, vous sentirez le fil s'étirer et vous pourrez alors vous arrêter, si vous avez la main lourde, le fil se cassera au niveau de la pince lorsqu'il sera suffisamment étiré. Les deux manières sont bonnes et vous finirez non seulement par redresser le fil, mais aussi par le durcir un peu pour qu'il conserve sa forme.

Pour chaque cadre 8x8, vous aurez besoin de 24 longueurs suffisamment longues pour couvrir toute la longueur de votre gabarit avec des pièces de rechange aux extrémités pour envelopper les broches du panneau et les maintenir pendant le soudage. De plus, vous aurez besoin de 8 longueurs pour les fils d'anode perpendiculaires juste un peu plus larges que la largeur du gabarit.

Construire une tranche 8x8

Maintenant que les fils sont redressés, nous arrivons à la partie amusante.

• Avec le gabarit assis sur ses deux rails verticaux et les 8 rails transversaux percés face à vous, poussez 8 LED dans une colonne à la fois avec les trois pattes des LED pointées vers vous.
• Enfilez maintenant un fil de cadrage redressé dans les boucles de plomb LED du milieu de toutes les 8 LED et attachez chaque extrémité en enroulant autour des broches du panneau.
• Répétez cette opération pour les deux fils de charpente extérieurs.
• Répétez ensuite les étapes ci-dessus pour les 7 autres colonnes.

Vous aurez maintenant 64 LED enfilées avec 24 fils de cadrage verticaux. Assurez-vous que toutes les LED sont bien alignées contre les rails en bois et redressez les pieds LED pour éliminer toute incohérence.

Maintenant, sortez votre fer à souder et fixez toutes les 192 connexions entre les boucles LED et les fils d'encadrement. Je ne vais pas expliquer comment souder ici, il existe de nombreux excellents tutoriels qui expliquent cela beaucoup mieux que moi.

Fini? Prenez un moment pour admirer votre travail manuel et retournez le gabarit. Nous devons encore ajouter les fils d'encadrement de l'anode.

Vous pouvez maintenant voir pourquoi nous avons plié les boucles de plomb de l'anode à 90 degrés.

• Prenez vos 8 fils d'encadrement d'anode redressés et passez à nouveau dans chacune des 8 LED de chaque rangée.
• J'ai coupé le fil à la largeur du gabarit, mais je n'ai pas essayé de les fixer aux broches du panneau.
• Une fois terminé, prenez un moment pour redresser toutes les LED afin de vous assurer d'avoir des pistes droites et cohérentes et une fois de plus, soudez les 64 points de connexion.

Test de la tranche 8x8

Une tranche vers le bas, mais avant de la couper du gabarit, testons-la d'abord. Pour cela, vous aurez besoin d'une source 5v (de votre Arduino ou de votre planche à pain de testeur LED) et d'une seule résistance (tout autour de 100 ohms fera l'affaire).

• Connectez un fil à la terre, il sera utilisé sur l'ensemble des 24 fils d'encadrement de la cathode.
• Connectez l'autre fil à 5v à travers la résistance.
• Tenez le fil 5v à l'un des fils d'encadrement sur les 8 niveaux d'anode
• Faites passer le fil de terre à travers chacun des 24 fils d'encadrement de la cathode.
• Vérifiez que chaque LED s'allume en rouge, vert et bleu pour chacune des 8 LED connectées au même fil d'anode.
• Déplacez maintenant le fil 5v sur le niveau suivant et relancez la vérification jusqu'à ce que vous ayez testé chaque niveau, chaque LED et chaque couleur.

Si vous constatez qu'une LED ne fonctionne pas, vous avez probablement mélangé le fil d'anode sur la LED en pliant les fils de LED. SI vous en trouvez un qui ne fonctionne pas, je vous suggère de découper et de retirer la LED, de prendre une LED de rechange préparée, d'ouvrir les boucles sur les fils de LED, de pousser cette nouvelle LED dans le gabarit et de replier les boucles autour des fils de cadrage au mieux vous pouvez.

Une fois tous les tests effectués, vous pouvez maintenant découper la lame du gabarit. Pour ce faire, coupez le fil d'encadrement sur la rangée supérieure à proximité des boucles de plomb LED et coupez les fils d'encadrement inférieurs le long du cadre du gabarit légèrement incliné.

Laissez toutes les longues extrémités du fil de cadrage pour le moment, nous les rangerons plus tard lorsque nous construirons le cube.

Un en bas, 7 de plus à faire.

Je crois avoir atteint mon premier objectif et développé une solution pour simplifier la construction des tranches de cube.

Étape 5: sur l'électronique

Conception du PCB

Mon deuxième objectif était de supprimer tout le câblage tout en laissant de la place pour une certaine flexibilité.

Pour cela, j'ai décidé de:

• Retirez les 6 fils de commande du processeur de la carte via un connecteur. La plupart des pilotes de cube que j'ai vus utilisent un dérivé SPI pour le transfert de données qui nécessite 4 entrées - données, horloge, sortie activée et verrouillage - plus j'ai ajouté 5v et terre afin que nous puissions alimenter le processeur à partir du même câble.

• Laissez ouvertes les connexions d'entrée et de sortie série entre les puces du registre à décalage 74HC595 afin de pouvoir définir différentes boucles entre les puces.

  • Le schéma de Kevins concerne d'abord le pilote d'anode, puis les 8 puces pilotant une seule couleur, puis les deux couleurs suivantes de manière séquentielle pour un total de 25 registres à décalage.
  • Le schéma de Nicks a une boucle séparée vers le processeur pour chaque couleur.
• Permet aux couches d'anode d'être pilotées par son propre registre à décalage ou directement depuis le processeur avec 8 connexions séparées.

En plus je voulais

• Utilisez des composants de trou traversant (comme c'est ce à quoi je suis habitué).
• Me limiter à une carte PCB à deux couches (encore une fois selon mon expérience).
• Placez tous les composants sur un côté du PCB (le dessous) et permettez aux tranches de LED d'être soudées directement sur la face supérieure du PCB.

Donc, cela allait finir par être une grande carte (270 mm x 270 mm) pour supporter un cube avec un espacement de 30 mm entre les LED - même si c'était toujours une compression pour s'adapter à tous les composants et traces.

J'ai utilisé avec succès quelques logiciels de conception de circuits imprimés différents.

Pour la facilité d'utilisation, Pad2Pad est génial, mais vous êtes enfermé dans leurs coûts de fabrication élevés car vous ne pouvez pas exporter de fichiers Gerber. Pour cette version, j'ai utilisé DesignSpark (pas aussi simple à utiliser que Pad2Pad mais peut exporter des fichiers gerber) et j'ai depuis expérimenté Eagle (un outil très performant mais je suis toujours en train de monter la courbe d'apprentissage).

Je n'ose pas additionner les heures passées sur la conception logicielle du PCB, il a fallu plusieurs tentatives pour y arriver mais je suis très content du résultat. Il y a quelques traces manquantes dans ma première version mais elles sont simples à remplacer. Pour fabriquer un petit lot de PCB, j'ai utilisé et je recommanderais SeeedStudio. Bonne réponse aux questions, prix compétitifs et service rapide.

J'envisage depuis de concevoir une version SMD que j'aurais ensuite pu réaliser avec tous les composants déjà placés et soudés.

Beaucoup de composants

En ce qui concerne les composants, j'ai utilisé les éléments suivants (alignés sur le schéma de Kevin)

• 200 transistors NPN 2N3904
• 25 condensateurs 100nF
• 8 condensateurs 100uF
• 8 MOSFET IRF9Z34N
• 25 registres à décalage 74HC595
• 128 résistances 82 Ohm 1/8W (Résistances de limitation de courant LED rouge)
• 64 résistances 130 Ohm 1/8W (résistances de limitation de courant LED verte et bleue)
• 250 résistances 1k Ohm 1/8W (avec quelques extras)
• 250 résistances 10k Ohm 1/8W (avec quelques extras)
• 1 alimentation 5v 20A (plus que suffisant)
• 1 Arduino Mega (ou processeur de votre choix)
• quelques broches d'en-tête à une rangée pour se connecter à l'Arduino
• un câble de démarrage pour créer les boucles d'entrée/sortie série entre les registres à décalage
• un câble d'en-tête à 6 broches au connecteur de carte
• un câble d'alimentation 240v et une prise

J'ai utilisé et recommanderais Farnell Components pour les commander au Royaume-Uni, en particulier compte tenu de leur service le lendemain et de leurs prix compétitifs.

Souder… beaucoup de soudure

Ensuite, il a fallu plusieurs heures pour souder tous les composants sur la carte. Je ne vais pas entrer dans les détails ici, mais j'ai appris quelques leçons:

• Gardez une pompe à souder et une mèche à souder à portée de main - vous en aurez besoin.
• Un stylo à flux fonctionne vraiment bien qu'il soit compliqué à nettoyer par la suite
• Utilisez une soudure de petit diamètre - j'ai trouvé que la meilleure était une soudure à flux 0,5 mm 60/40 étain/plomb 2,5%.
• Une loupe est pratique pour repérer les ponts de soudure.
• Prenez votre temps, faites un lot à la fois et inspectez tous les joints avant de passer à la zone suivante.
• Comme toujours, gardez votre panne de fer à souder propre.

Étant donné la couleur rouge des LED, il faudra probablement une valeur de résistance différente de celle du vert et du bleu, j'ai marqué les résistances de limitation de courant sur les circuits imprimés A, B et C. Il est maintenant temps de définir l'orientation finale des tranches en comparaison au PCB pour définir quel fil de la LED se rapporte à quel emplacement de résistance de limitation de courant.

Une fois terminé, j'ai nettoyé la carte avec un nettoyant pour PCB, l'ai lavée à l'eau et au savon et l'ai soigneusement séchée.

Tester votre PCB fini

Avant de mettre cela de côté, nous devons vérifier que tout fonctionne.

J'ai chargé le code Arduino de Kevin (pour le méga, vous devrez apporter quelques modifications mineures) et développé un programme de test simple qui ferait clignoter toutes les LED en continu.

Tester:

• J'ai fabriqué un fil de test de LED en prenant une LED d'une seule couleur, en tenant une résistance de 100 ohms sur l'un des fils, puis en ajoutant un long fil à chacune des extrémités ouvertes. Un peu de ruban électrique autour des fils ouverts pour arrêter tout court-circuit et marquer le fil positif (anode) de la LED.
• Connectez votre processeur (dans mon cas un méga Arduino) à la carte avec les 6 connecteurs
• Connectez l'alimentation à la carte à partir de l'alimentation
• Connectez le cordon de test d'anode à une source 5v sur la carte
• Ensuite, placez le fil cathodique du fil de test LED sur chacun des connecteurs de cathode cubique PCB à tour de rôle.
• Tout va bien, la LED sur le cordon de test doit clignoter, si c'est le cas, passez à la suivante.
• S'il ne clignote pas, c'est que vous êtes en recherche de panne. Je vérifierais d'abord vos joints de soudure pour tout joint sec, en dehors de cela, je vous suggérerais de travailler à tour de rôle loin des registres à décalage en vérifiant un composant à la fois.

Testez les 192 cathodes, puis modifiez votre code pour tester les pilotes de la couche d'anode, remplacez votre fil de test LED et connectez-le à la terre et testez chacun des pilotes à 8 couches.

Une fois que vous avez terminé et testé le PCB, le plaisir commence vraiment - maintenant, construisez le cube.

Étape 6: Construire le cube

Préparation de vos connecteurs de niveau d'anode - un autre gabarit

Nous avons encore un élément à fabriquer avant de commencer à souder vos tranches 8x8 sur le PCB.

Au fur et à mesure que nous ajoutons des tranches, nous devrons ajouter des accolades à l'extérieur de chaque tranche reliant les tranches horizontales ensemble.

Étant donné que nous avons connecté toutes les LED avec des boucles aux fils d'encadrement, ne nous arrêtons pas maintenant.

Pour construire les croisillons d'anode:

• Prenez une autre longueur de bois que vous avez utilisé pour les rails et tracez une ligne au centre du rail.
• Faites 8 marques le long de cette ligne à 30 mm d'intervalle.
• Prenez 8 des forets de 0,8 mm et percez-les dans le bois, en laissant le foret dans le bois avec la tige dépassant d'environ 10 mm de la surface.
• Coupez une longueur de fil d'encadrement et redressez-la comme avant.
• Enroulez une extrémité du fil autour du premier foret en formant une boucle, puis enroulez le fil autour de chaque foret suivant en formant un fil droit avec 8 boucles sur toute sa longueur.

Cela demande un peu de pratique, mais essayez de manipuler le fil après avoir formé toutes les boucles pour obtenir le fil aussi droit que possible. Retirez doucement le fil des forets, puis essayez de le redresser complètement.

Pour le cube final, vous aurez besoin de 16 longueurs de fil avec chacune 8 boucles, mais pendant le processus de construction, il est pratique d'avoir un certain nombre de longueurs de deux et trois boucles à portée de main pour soutenir chaque nouvelle tranche avec son voisin.

Enfin, nous pouvons construire le cube

Nous devrons soulever le PCB de la surface afin d'aligner et d'abaisser chaque tranche sur le PCB. J'ai utilisé quelques petites boîtes en plastique de chaque côté du PCB.

En vous souvenant de votre orientation de la tranche choisie auparavant lors de la définition de l'emplacement des résistances de limitation de courant, vous pouvez maintenant abaisser la première tranche dans les trous du PCB à une extrémité. Je vous suggère de commencer par l'ensemble de trous le plus éloigné de vous et de travailler vers vous-même.

C'est là que l'on voit l'avantage de couper les fils d'encadrement de la cathode en biais. Cela vous permettra de localiser individuellement chacun des 24 fils cathodiques.

Pour soutenir la tranche et définir son emplacement vertical, j'ai utilisé le rail en bois que nous avons utilisé pour fabriquer les connecteurs d'anode et l'ai placé le long du PCB sous le premier jeu de LED. Avec un carré d'ingénieur utilisé pour garantir que la tranche est perpendiculaire au PCB et de niveau d'un bout à l'autre, vous pouvez maintenant souder les fils d'encadrement de la cathode dans le PCB.

Vous pouvez tester cette tranche maintenant, mais j'ai trouvé préférable de placer les deux premières tranches sur le PCB et d'utiliser des connecteurs d'anode à 2 boucles courtes à quelques endroits le long des deux tranches avant le test initial pour rendre ces deux premières tranches plus stables. Après ces deux premiers testez chaque tranche à tour de rôle avant d'ajouter la suivante.

Tester les tranches

Les pilotes d'anode se trouvent sur l'un des côtés du PCB et il y a des trous dans le PCB où nous allons éventuellement connecter chaque couche à son pilote. Pour l'instant, nous allons les utiliser avec des fils de bûche et 8 mini pinces crocodiles à attacher à chaque couche dans chaque tranche à tour de rôle.

Avec les cathodes soudées sur le PCB et les anodes connectées aux drivers avec les fils et les clips, nous pouvons ensuite tester la tranche en modifiant le code que nous avons utilisé pour tester le PCB avec une nouvelle animation.

• Écrivez une animation simple pour allumer toutes les LED de votre tranche chaque couleur à la fois (toutes rouges, puis vertes puis rouges puis toutes allumées pour le blanc). Vous pouvez définir le numéro de tranche en tant que variable afin de pouvoir le modifier lorsque vous testez chaque tranche à tour de rôle.
• Connectez le processeur et l'alimentation au PCB et allumez.
• Vérifiez que toutes les LED s'allument dans toutes les couleurs.

Le seul défaut que j'ai observé ici était dû à un joint sec sur l'un des fils verticaux d'encadrement de la cathode.

Soudez et testez chaque tranche à tour de rôle.

Nous y sommes presque. Il y a deux autres éléments que nous devons ajouter au cube maintenant que nous avons soudé et testé les 8 tranches.

Connecteurs de couche d'anode

Nous pouvons maintenant casser les connecteurs d'anode avec les 8 boucles que vous avez préparées plus tôt.

Enfilez-les à travers les tranches joignant la même couche dans chaque tranche sur les deux diapositives. J'ai déplacé les miens jusqu'à ce qu'ils soient à environ 5 mm du fil cathodique LED le plus proche. Assurez-vous qu'ils ont l'air droits et de niveau avant de souder toutes les boucles et de joindre chacune des 8 couches d'anode ensemble.

Connecteurs de pilote d'anode

Retirez tous les fils précédemment utilisés pour tester les tranches des trous du pilote d'anode dans le PCB et assurez-vous que les trous sont exempts de soudure - la mèche de soudure est votre amie ici.

Chacun des 8 pilotes d'anode sur le PCB doit être connecté à une couche individuelle sur le PCB. Le pilote d'anode le plus proche des connexions d'alimentation sur le PCB doit être connecté au niveau le plus bas, puis revenir progressivement vers l'arrière du PCB et la 8ème couche.

Pliez un petit angle droit dans un morceau de fil de charpente redressé et abaissez le côté long du fil à travers le cube dans le trou du pilote d'anode sur le PCB. Assurez-vous que le fil est droit et de niveau, ne touche aucun autre fil dans le cube, puis soudez-le sur la couche d'anode du cube et sur le PCB

Complet pour les 8 pilotes d'anode.

Étape 7: C'est terminé

La construction est terminée, vous avez terminé.

Avec toute la préparation, la construction, les tests que vous avez effectués, ce morceau est maintenant simple.

• Connectez l'alimentation au PCB
• Connectez le processeur au PCB.
• Allumer.
• Chargez ou activez les animations dans votre logiciel, téléchargez-les sur le processeur et laissez-le faire.

Faire un cas

Vous voudrez protéger votre investissement après avoir consacré toutes ces heures.

Nous avons fabriqué un boîtier à partir de planches de chêne et d'une petite feuille de pli et avons construit un tiroir à l'arrière où nous pouvions accéder à l'alimentation et à Arduino, ainsi qu'à installer une prise USB à l'arrière du boîtier pour permettre un accès plus facile pour la reprogrammation.

Ensuite, nous l'avons terminé avec un étui en acrylique de acryliquedisplaycases.co.uk. Très bien recommandé.

A toi

Il y a maintenant deux choses sur lesquelles vous pouvez vous tourner:

• Quel type de support/boîtier vous souhaitez concevoir et construire pour prendre en charge le PCB et abriter l'alimentation et le processeur - je laisse cela à votre imagination.
• Entrez dans le code et commencez à concevoir et à écrire vos propres animations. Kevin, Nick et SuperTech-IT ont fait un excellent travail ici pour vous mettre sur la bonne voie.

Étape 8: Clip du produit final en action

Mes remerciements à Kevin et SuperTech-IT pour les animations ainsi que quelques-unes des miennes que j'ai créées à ce jour

Étape 9: Animation - Serpents

Une de mes propres animations à partager en utilisant le code de Kevin Darrah

Appelez ce qui suit dans la boucle vide

serpents (200); // Itérations

Étape 10: Une fois dans le groove

Mon frère et moi en avons maintenant construit un chacun et nous travaillons sur un troisième:-)

MISE À JOUR - Le troisième cube est maintenant terminé et nous allons mettre celui-ci en vente sur eBay avec deux cartes PCB de rechange (et des instructions).

Nous allons apporter quelques révisions au PCB principalement pour soutenir le développement de notre prochain projet - un cube LED RVB 16x16x16

Étape 11: Dernière version de My Arduino Mega Code

Vous trouverez ci-joint la dernière version de mon code.

Ceci est principalement tiré de la solution développée par Kevin Darrah ici, mais je l'ai porté sur Arduino Mega et ajouté aux animations provenant d'autres sources ou développées moi-même.

Les broches de l'Arduino Mega sont:

• Loquet - goupille 44
• Vide - broche 45
• Données - broche 51
• Horloge - broche 52