LED kockasti ekran: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

U ovom projektu izgradit ćete LED kocku 8x8x8 kao zaslon. Nakon izgradnje kocke i učenja osnova koda, moći ćete pisati vlastite ekranske animacije. Odličan je vizualni prikaz u naučne svrhe i bit će lijep ukrasni dodatak vašoj sobi! Tokom procesa izgradnje kocke, steći ćete čitav niz osnovnih vještina elektronike, što otvara put za složenije projekte u budućnosti.

Ovo je moj individualni projekat za kurs elektronike i trajao je oko pet sedmica. Potrošio sam 12 sati na ovaj projekt sedmično i imao sam pristup dijelovima i alatima koji se obično nalaze u laboratoriji za elektroniku na fakultetu. Također bi moglo biti dobro znati da, iako opterećenje nije samo dio kolača, nije potrebno praktično iskustvo. Umjesto toga, usput ćete steći mnogo iskustva i učiti iz vlastitih grešaka.

Odricanje od odgovornosti: Dizajn i kôd sam posudio od Kevina Darraha (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) koji je izgradio Rx kocku 8x8x8 (čime je rad utrostručen!). Prikaz valnog oblika je moje vlastito djelo. Toplo preporučujem da prije početka projekta pogledate sve njegove LED video zapise! Izuzetno su korisni u razumijevanju kako sve funkcionira, što je ključno za ovaj komplicirani projekt! Dao sam kratka objašnjenja o sklopovima i općoj arhitekturi kada raspravljam o vezama kola i kodu, pa slobodno prijeđite na taj dio kako biste stekli teoretsko razumijevanje:)

Korak 1: Lista dijelova

• jednobojne DIFUZIRANE LED diode x512 sa ~ 30 rezervnih dijelova (Možda ćete primijetiti da sam i sam koristio tri boje. Ovo je prvobitno dizajnirano da odrazi amplitudu valnog oblika (npr. crvena znači veću amplitudu), ali nisam pravilno lemio kriške, pa na kraju sam ih tretirao kao iste. Ako ste i dalje zainteresirani za varijacije boja u vertikalnom smjeru, pročitajte napomene o koraku vertikalnih kriški:))
• PC ploče, srednje x7 i male x2 (Ovo su one koje su dostupne u mojoj laboratoriji, ali slobodno prilagodite veličinu ovisno o tome što vam je lako dostupno! Molimo pročitajte odjeljak o strujnim krugovima za vašu referencu. Otkrio sam da su za početnike PCB -ovi bez ikakvih spojenih traka pogodniji su, uglavnom zato što možete dodavati i presijecati veze po volji. Odlemavanje može biti nezgodno!)
• NPN 2N3904 tranzistori x72
• 1k otpornika x 150
• 100 ohmski otpornici x 72
• P-kanalni MOSFET-ovi IRF9Z34 x8 plus 8 hladnjaka sa kopčanjem
• 100 mikro Farads kondenzatora x8
• 74HC595 registri pomaka x9
• Arduino Uno + štitnik od vijaka (koristio sam komplet proto vijaka R3)
• Žica s izolacijom od 8 boja (toplo preporučujem korištenje različitih boja! Imat ćete mnogo žica jedna do druge, a boje zaista pomažu kad provjerimo krug.)
• Napajanje 5V 2.8A (sve dok je ograničenje struje vašeg napajanja veće od 64*(struja kroz 1 LED), trebalo bi raditi dobro:))
• žičane stezaljke
• Molex zaglavlja sa 8 pinova i 6 pinova.
• Molex kućište sa 8 i 6 pinova (njihova količina će se razlikovati ovisno o veličini vaše PCB-a i dizajnu vašeg kola, pa vas molimo da pročitate cijelu uputu (posebno dio sklopa) prije nego što odlučite o broju koji vam je potreban:)))
• Solder
• Gola bakrena žica (da biste bili na sigurnoj strani, pripremite ovo na 50 m)
• Velika drvena ploča (otprilike 9 inča sa svake strane)
• Drveni ražnjići od 12 inča (opcionalno; ako nađete način da napravite prave žice, ovo vam ne treba)
• selotejp
• dugi nokti x16

Alati

• Lemilica
• rezač žice
• kliješta
• pištolj za ljepilo (opcionalno; ako nađete način da napravite prave žice, ovo vam ne treba)
• crimper
• stezaljke hladnjaka x2 (rade i kopče od aligatora)
• skidač žice

Korak 2: Pravljenje LED redova

Prije svega, testirajte sve LED diode! Spojio sam krug sa LED diodom i 100 Ohm otpornikom. Zatim sam testirao jednu po jednu LED lampicu i dodao to paralelno sa drugom LED. Želimo odbaciti 1) pokvarene LED diode, 2) LED diode s anodom i katodom unatrag (ne želite samo "zapamtiti" koja je okrenula!) 3) LED za prigušivanje.

Zatim smo napravili drveni šablon, koji je ujedno i moj posljednji nosač za kocku. Izbušite rešetku 8x8 s razmakom od 1 inča između središta rupa. Odaberite burgije promjera malo iznad promjera vaših LED dioda, tako da mogu stati u rupe i ostati ravne. Na obod smo pribili dodatne drvene trake koje su držale površinu ploče ravnom (koristili smo šperploču za ploču, tako da je prilično savijena). Osim toga, ovo je podiglo područja s rupama tako da LED diode mogu probiti kroz rupe. Odaberite jednu stranu i stavite dva duga čavla na istu liniju kao i središta rupa. Vezat ćemo žice na ove eksere.

Sada možemo početi stvarati LED redove! Nisam pronašao učinkovit način za pravljenje ravnih žica, pa sam ih samo odmotao drvenim blokom. Postavite žicu preko ruba bloka; držite žicu palcem prema dolje s jedne strane bloka i povucite žicu kroz nju; rub bloka će odvojiti žicu. Preporučujem da stavite rukavice da zaštitite palac:(Postavite 8 LED dioda u ovaj red s dugom "nogom", anodom, okrenutom u jednom smjeru. Lemit ćemo ih na žicu. Imajte na umu da ravnina koju čine anodni krak i katodni krak trebaju biti okomite na liniju žice, a katodni krak treba biti udaljen od žice. Vežite žicu na ekser i povucite je da pređe preko LED dioda dok ne postane ravna i zategnuta. Vežite ga na drugi ekser. Podesite visinu žice (primijetio sam malu ravnu površinu na LED nozi i prilagodio sam žicu tako da dodiruje ovo područje za sve LED diode). Ova visina je proizvoljna, ali budite dosljedni. Imajte na umu: 1) razlika u visini vaše kocke bit će otprilike 1 inč (tako da žice ne mogu biti previsoke); 2) LED diode bi se mogle slomiti pod toplinom lemilice (tako da žice ne mogu biti preniske) (iako ja osobno nisam imao nikakvih problema). Sada bi vaša žica trebala dodirivati dugačku nogu svih LED dioda, tvoreći križ. Lemite žicu i anodne provodnike, a zatim ih obrežite.

U ovom projektu sam eksperimentirao s dvije različite konfiguracije kontakata za lemljenje. Jedan je gore opisani unakrsni kontakt, a drugi savijanje LED noge tako da su kontaktne žice paralelne. Teoretski, paralelni kontaktni spojevi otporniji su na stres, ali s obzirom na to koliko su LED diode lagane, poprečni spojevi vjerojatno nisu toliko štetni. Steći ćete mnogo vježbe lemljenja žice i LED nogu, pa slobodno eksperimentirajte s različitim tehnikama! Koristio sam lemilicu s ravnim vrhom i osobno mislim da nudi bolju kontrolu nad lemilicama i veću površinu dodira s toplinom.

Nakon lemljenja upotrijebite ploču za provjeru LED-a kako biste provjerili veze (važno). Pričvrstite pozitivni provodnik na žicu i negativni provodnik provucite kroz kratke LED nožice. Svi bi trebali zasvijetliti! Nakon što provjerimo da li su svi u redu, lagano gurnite LED diode ispod ploče da ih dislocirate i gurnite žicu prema ekserima. Petljaste krajeve možete odrezati, ali svakako uštedite nešto duljine!

Šta ako mi LED ne svijetli?

Prva stvar koju možete provjeriti je da li ste katodu i anodu okrenuli. Zatim pokušajte pričvrstiti pozitivni vod na LED nogu umjesto na cijelu žicu. Ako vaša LED lampica svijetli na taj način, možete je ponovo lemiti. Ako LED dioda i dalje ne svijetli, zamijenite je drugom.

Moramo napraviti 64 takva LED reda:)

Korak 3: Lemljenje okomitih kriški

Kao pregled, sve su anode u svakom sloju povezane, a sve katode u svakom okomitom stupu su spojene. Sada moramo napraviti okomite kriške. Sjećate li se dva eksera koja smo stavili u ploču za vezivanje žica? Sada ubacite još 14 takvih na sličan način:) (Oprez: dobro turpijte vrhove noktiju! Mnogo ćete pritiskati prste oko tih vrhova.)

Sada postavite 8 LED redova na ploču i provjerite jesu li im noge okrenute u istom smjeru. Imajte na umu da žice trebaju biti paralelne s redovima eksera! Pritisnite LED diode prema dolje tako da sve budu na istoj visini. Ako neki od LED-ova stalno iskače (možda zbog zakrivljenosti vaše žice), zalijepite vrpce niz krajeve do ploče. Sada provucite žice po noktima kao i prije. Mogao sam samo promatrati žice da budu približno na istoj visini, ali to je u redu jer vam je zaista stalo do toga da su LED diode na istoj visini.

Lemite katodne vodiče na žice. Primijetit ćete da sam ovdje upotrijebio konfiguraciju lemljenja s paralelnim kontaktima i otkrio sam da je to čvršće i bolje izgleda od poprečnih spojeva, ali to je oduzimalo više vremena jer morate 1) saviti žice kliještima; 2) pazite da savijeni dio dodiruje glavnu žicu; 3) savijte taj dio tako da bude na pravoj visini, jer će vam lemilica ući pod kutom i potrebno vam je da glačalo dodirne obje žice istovremeno.

Ako želite koristiti različite boje na različitim slojevima…

Uvjerite se da svaka kriška odražava shemu boja. Na primjer, ako želim da gornja tri sloja budu žute LED diode, srednja dva da budu narančaste LED, a donja tri crvena LED dioda, postavit ću tri žute LED kolone, dvije narančaste i tri crvene tim redoslijedom. Pobrinite se da vaš redoslijed boja i LED orijentacija budu dosljedni za svih osam kriški!

Iskoristite postavku matične ploče da biste testirali sve LED diode u svakoj kriški. Ovdje je definitivno lakše ponovno lemiti kada su vaše LED diode učvršćene, a ne usred zraka.

Ako vaše žice nisu same na sebi, nemojte još povlačiti krišku s eksera! Pročitajte sljedeći korak

Ako već imate ravne žice, lagano gurnite LED diode odozdo i gurnite krišku s eksera. Ne orezujte još krajeve:)

Korak 4: Podržavanje okomitih rezova

Ako vaše žice imaju neku zakrivljenost, kao što je to učinila moja, možemo ih popraviti tako da budu na ravnoj ravnini dodavanjem krutih oslonaca po obodu. Odabrao sam drvene ražnjeve od 12 inča jer su lako dostupni na Amazonu. Zalijepila sam ražnjeve po obodu i dodala male komade u uglovima kako bih ojačala okvir. Za detalje pogledajte fotografije. Imajte na umu da su samo dva ražnja potpuno pričvršćena na žice, a druga dva ražnja su iznad cijele rešetke. Preporučujem da prvo testirate okvir bez uglova. Otkrio sam da su ekstra kratki štapići ometali LED diode dok sam slagao kriške prema gore, a spojevi za ljepilo su vjerojatno dovoljno jaki da ionako drže LED mrežu. Ako rešetka još uvijek malo izbija, pritisnite dvije nelijepljene strane i zalijepite žice na ražnjeve na nekoliko mjesta. Ne orezujte još slobodne krajeve! Konkretno, zadržite popriličnu dužinu ražnjića sa strane koja će biti na dnu kocke, tako da LED diode možemo držati dalje od poda.

Korak 5: Sastavljanje kocke

Sada kada imamo kriške, možemo napraviti kocku! Bilo mi je lakše slagati ih umjesto lijepiti okomite kriške, ali ako imate suradnika, slobodno improvizirajte! Da biste izbjegli greške, prvo zalijepite kriške na drugi set ražnja i kasnije dodajte žice za povezivanje. Kao što vidite na fotografiji, zalijepio sam četiri ražnja na uglovima kako bih pomogao poravnati i podupirati slojeve. Imajte na umu da su idealno da su slojevi udaljeni 1 inč. Otkrio sam da su moje LED diode počivale na drvenom okviru iz prethodnog sloja, pa ih ne moram držati dok ih lijepimo, ali ako vaše kriške leže na nižoj visini, suradnik ili neke drvene trake (vidi fotografiju) bi pomoć. Prije lijepljenja kriški provjerite je li njihova orijentacija ispravna! Želite da katoda i anodni krajevi budu usmjereni u dosljednim smjerovima. Takođe proverite orijentaciju LED dioda.

VRLO je važno osigurati da LED diode zasvijetle kada slažete svaki sloj! Bilo bi gotovo nemoguće doći do središta kocke nakon što sve to sastavite.

Možda ćete primijetiti da se moji drveni okviri ne moraju nužno međusobno poravnati, ali ako pogledate LED diode, oni se bolje poravnavaju! Budući da ćemo ovu kocku gledati u mračnom okruženju, pogrešno poravnanje okvira je prihvatljivo.

Zatim upotrijebite dodatne žice za lemljenje anodnih kabela na istoj razini zajedno. Ako vam je teško zadržati žice, pokušajte "provući" žicu kroz vodiče (izmjenjujte način na koji žica prelazi preko žica, odozgo prema dolje). U redu je ako ove žice nisu savršeno ravne, jer je glavna LED struktura već postavljena, a bočne žice nisu jako vidljive kada uključimo LED diode.

Da bismo bili sigurni (radije bismo pogriješili sa oprezne strane, da?), Ponovo testirajte sve LED diode. U ovom trenutku, ako se jedno od svjetla u središtu kocke ne upali, nisam siguran postoji li jednostavan način da se to riješi: (Međutim, ako ste bili pažljivi u provjeri LED dioda prilikom slaganja slojevi, LED diode bi i dalje trebale biti u redu.

Sada možemo ukloniti višak žice na svim osim na donjoj strani. Sada možemo privremeno odložiti kocku! Čestitamo! Sada smo već na pola puta:)

Korak 6: Povezivanje kruga

Molimo vas da pročitate sheme u pdf formatu prije nego rasporedite elemente kola na PC ploče. Ova shema je za RGB kocku Kevina Darraha, a budući da naša kocka ima jednobojne LED diode, naše je opterećenje zapravo samo trećina toga (imamo trećinu katodnih kontrola, konkretno). Toplo preporučujem da sve elemente kola stavite na štampane ploče kako biste prvo testirali razmak. Dajte sebi više prostora za rad, posebno za ploče registarskih tablica i anodne upravljačke ploče. Zatim izbacite komponente kruga i lemite ih samo nekoliko odjednom, jer je manje teško lemiti bez toliko prepreka komponenti kola koje vam smetaju.

anodna i katodna kola

Naš dizajn kola je takav da kada su ulazi u anodno kolo i katodno kolo 5V (ili VISOKO), LED se uključuje. Idemo prvo kroz anodno kolo. Kada je ulaz VISOK, tranzistor brzo postaje zasićen, a napon kolektora pada na blizu 0, što znači da su vrata MOSFET -a povučena na LOW. Budući da je izvor MOSFET -a spojen na 5V, LOW na kapiji znači da je napon odvoda postavljen na HIGH. Kondenzator preko izvora pomaže u održavanju stabilnosti sistema.

Kad je upravljački ulaz katode VISOK, tranzistor je opet zasićen i napon kolektora ide na 0V. Kolektorski priključak povezuje se sa LED diodom kroz otpornik za ograničavanje struje. Ograničavač struje možete odabrati na temelju svojstava LED diode. Budući da koristim crvenu, narančastu i žutu LED diodu, koristio sam 100 ohma. Vidimo da je sada pozitivna strana LED visoko podignuta, a negativna nisko povučena, a LED svijetli.

Budući da imamo 64 katodna vodiča (svaki stupac) i 8 anodnih vodiča (svaki sloj), potrebno nam je 64 seta katodne kontrole i 8 kompleta anodne kontrole. Preporučujem da se kompleti od 8 kontrola nalaze na istoj ploči, budući da se svaki registar pomaka povezuje s 8 kontrola, i čini se organiziranijim ako 8 žica za povezivanje idu na isto mjesto. Pazite da ploče ne budu pretrpane! Provest ćemo mnogo žica pa si osigurajte dovoljno prostora! Lemite sve komponente na ploču. Jedan trik za povećanje stabilnosti vaše radne površine je lemljenje komponenti iste visine (npr. Lemite tranzistore nakon lemljenja svih otpornika kako biste izbjegli ispadanje otpornika). Za svaki set od 8 katodnih upravljačkih krugova, lemite jedno 8-polno zaglavlje koje šalje podatke u LED kocku.

To nije vidljivo iz shema, ali gdje god postoji tranzistor, moramo ga spojiti na GND i 5V

kola promjenjivog registra

Registri pomaka međusobno su povezani putem 6 žica. Paralelno su spojeni za 5V, GND, SAT, ZASUN i BLANK, a serijski za DATA. Kada spajate žice, provjerite jesu li registri katodnog pomaka na kraju niza jer DATA uvijek ide do samog kraja serijske linije. U osnovi, Arduino šalje niz binarnog koda koji teče niz DATA linijsku vezu. Binarni kôd se zatim parcelira u 8 bita po registru smjene. 8 terminala registara pomaka su zatim spojeni na set od 8 katodnih/anodnih kontrola. 5V napaja cijelu kocku, a budući da imamo upaljeno najviše 64 LED diode u isto vrijeme, pazite da ukupna struja ne pređe ograničenje izvora energije. Ostali pinovi u osnovi kontrolišu kada podaci uđu u registre pomaka i kada se podaci prenose u kontrole kruga iz registara pomaka. Uvjerite se da svaki registar pomaka ima svoje 8-pinsko zaglavlje i da svaka ploča registra pomaka (osim posljednjeg) ima 6-pinsko zaglavlje kroz koje žice 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK i DATA mogu doći do sljedeća tabla smjenskih registara.

Arduino kolo

Strujna kola na Arduinu vrlo su jednostavna. U osnovi, imamo 6 žica koje izlaze iz Arduina (5V, GND, CLOCK, SATCH, BLANK i DATA). Uvjerite se da je vaš GND vodič spojen na GND Arduina (U stvari, svi GND u ovom projektu trebaju biti povezani), ali da vaš 5V vodič nije! Imajte na umu da Arduino na Darrahovoj shemi zapravo prikazuje terminale ATMEGA čipa. Pogledajte jednu od priloženih slika za odgovarajuće terminale između čipa i Arduina.

Koristili smo štitnik od vijaka kako bismo izbjegli izravno uvođenje žica u Arduino. Dijelovi koje trebate lemiti na štitnik s vijcima su pinovi zaglavlja za slaganje digitalnih portova, 1 6-pinski zaglavlje i 1 2-portni priključni blok. Možete dodati još jedan red zaglavlja za slaganje naslova s druge strane radi ravnoteže. (Imajte na umu da plavi priključni blokovi prikazani na slikama zapravo ne rade ništa). Lemljenje prema shemama. Važna napomena: samo radi sigurnosti, spojite 5V terminal na 6-pinskom zaglavlju na 5V izvora napajanja (koji je zeleni priključni blok), a ne na 5V Arduina. Na ovaj način vaš Arduino napaja vaše računalo, a svih 5 V u vašem krugu napaja izvor napajanja. Međutim, povežite sve GND -ove zajedno. Na slici možete zaključiti da sam lemio GND pin 6-pinskog zaglavlja i GND pin terminalnog bloka na GND traku na šrafu.

Iako ne znam načine za provjeru krugova registara pomaka, možemo i trebali bismo provjeriti krug upravljanja anodom i katodom pomoću matične ploče. Za detalje pogledajte fotografije. U osnovi, povezujemo ulaze ploče na sve 5V. Tada možemo koristiti multimetar za provjeru izlaznih napona. Utvrdili smo da je izlazni napon anodnih kontrola samo oko 4V, ali to je očekivana posljedica MOSFET -a.

Savjeti za ožičenje:

• Ne štedite na dužini vaših žica za povezivanje između ploča! Imat ćete mnogo ploča i puno žica, a bilo bi jasnije i lakše u rješavanju problema ako su ploče dobro odvojene.
• Koristite različite boje da biste razlikovali koja je žica. Ovo je vrlo važno, posebno s obzirom na to koliko žica vam treba. Zatim smo te žice stavili u kućište žice u fiksnom redoslijedu. Za izradu sigurnih žičanih terminala upotrijebite dobar presavijač.
• Budite dosljedni u korištenju zaglavlja i kućišta žice! U mom projektu, za određenu ploču, svi ulazi dolaze iz žičanih kućišta, a izlazi izlaze kroz zaglavlja.
• Budući da su terminali zaglavlja prilično blizu, budite oprezni da ne lemite žice zajedno, pogotovo ako ste relativno neiskusni u lemljenju poput mene! Trik koji mi je bio od pomoći bio je gurnuti žicu lemilicom kako bi se otopio lem, a zatim pomoću kliješta spojiti niti u žici i gurnuti žicu bliže terminalu zaglavlja. Odmaknite lemilicu i lemni spoj bi se trebao ohladiti i vrlo brzo zadržati oblik.

Korak 7: Montiranje kocke

Umjesto provlačenja krutih katodnih vodiča kroz 64 rupe, što je u praksi prilično teško, možemo prvo lemiti žice na elektrode, a zatim ih provući kroz rupe. Da biste omogućili žicama da izađu ispod montažne platforme, izbušite 9 rupa sa strane nosača (8 za katodu i 1 za anodu).

Prvo izrežite ražnjeve na približno istoj dužini. Izrežite katodne vodiče tako da budu gotovo na istoj visini kao i ražnjići. Sada savijte olovo tako da pomoću kliješta formirate malu kuku. Skinite oko pola centimetra žice i savijte žicu. Zakačite elektrodu i žicu zajedno i zatvorite kuke kliještima. Ovo nudi dobar kontakt između žice i elektrode i oslobađa ruke za lemljenje. Obavezno stavite stezaljku hladnjaka prije najbližeg LED lemnog spoja tako da se taj lemni spoj ne odvoji od nove topline. Ako nemate stezaljke hladnjaka, rade i stezaljke od aligatora.

Dobra je praksa provjeriti spojeve (mjerio sam otpor lemnog spoja) nakon što završite lemljenje svakog sloja, iako sam otkrio da metoda "kuka" daje zaista snažne lemne spojeve.

Sada provucite žice kroz rupe. Lagano povucite žice i gurnite montažnu platformu da dođe u dodir s ražnjem. Provucite svaki set od 8 žica kroz jedan otvor na bočnoj strani montažne platforme i pričvrstite snop komadom električne trake. Budući da su četiri strane kocke ekvivalentne, nije važno uz koju stranu vaše grupe žice. Predlažem da na njima prethodno napravite žičane stezaljke, tako da možete brzo sastaviti kućište žice.

Za anodne veze, lemite jednu žicu na svaki nivo i tu žicu provucite iz jedne od rupa. Trebat će vam dvije stezaljke hladnjaka kako biste spriječili topljenje susjeda.

Nakon što montirate kocku, ponovo testirajte svaku LED lampicu kako biste bili sigurni da su u redu.

Savjeti:

Ne štedite na dužini žice! Mislim da su moje žice lako dugačke 12 inča, ali ipak se pokazuju malo kraće.

Sada ste spremni spojiti sve i pokrenuti kocku!

Korak 8: Kôd i multipleksiranje

Zbog kratkog vremena projekta posudio sam Darrahin kod i samo sam ga malo promijenio. Prilažem verziju koju sam koristio. Napisao je odlične komentare na svoj kôd i preporučujem da ih pročitate kako biste bolje razumjeli kako on zapravo funkcionira. Ovdje ću opisati dvije ključne karakteristike njegovog koda, multipleksiranje i modulaciju bitnog kuta.

Multipleksiranje

Svi projekti LED kocke o kojima sam čitao koriste multipleksiranje, a ovo je tehnika koja nam omogućava kontrolu pojedinačnog svjetla. Sa multipleksiranjem, samo jedan sloj LED dioda svijetli odjednom. Međutim, budući da se slojevi ciklički kreću po ciklusima, slika "ostaje" u našoj viziji neko vrijeme i mislimo da je svjetlost još uvijek tu. U softveru istovremeno povlačimo jedan sloj na VISOK, a sve ostale na NISKO, tako da samo LED diode u ovom sloju mogu zasvijetliti. Da bismo odredili koji od njih svijetli, koristili smo registre pomaka za kontrolu koja od 64 katode je povučena VISOKO. Prije osvjetljavanja sljedećeg sloja, postavili smo anodu ovog sloja na LOW tako da nijedno svjetlo u ovom sloju ne može zasvijetliti. Zatim povlačimo anodu na sljedećem sloju do HIGH.

Modulacija bitnog kuta

BAM tehnika nam omogućava kontrolu svjetline svake LED diode na skali između 0 i 15. Ako vam nije potrebna promjena svjetline, ne morate to implementirati. U osnovi, imamo četverobitnu kontrolu, a ta kontrola odgovara 15 ciklusa prelaska od donjeg sloja do gornjeg sloja (zapamtite da za multipleksiranje osvjetljavamo svaki sloj odjednom?). Ako upišemo 1 u prvi bit, ova LED dioda će se uključiti kada prvi put prođemo kroz slojeve. Ako upisujemo 1 u drugi bit, ova LED dioda će se uključiti u naredna dva ciklusa. Treći bit odgovara sljedeća 4 ciklusa, a četvrti odgovara sljedećih 8 ciklusa (tako da imamo 15 ciklusa u kompletnom setu). Recimo, želimo postaviti LED na 1/3 njegove pune svjetline, što je 5/15. Da bismo to postigli, upisujemo 1 u prvi i treći bit i 0 u druga dva, tako da će se LED uključiti za prvi ciklus, isključiti za sljedeća dva, uključiti za sljedeća četiri i ugasiti za sljedećih 8. Od vozimo kroz ovo tako brzo, naš vid "prosjekuje" svjetlinu i dobivamo 1/3 pune svjetline.

LED kocka kao prikaz valnih funkcija?

Jedna mogućnost o kojoj smo razmišljali na početku ovog projekta bila je korištenje ovog ekrana za prikaz valnih funkcija čestica u kvadratnoj kutiji. Napisao sam metodu u Arduino kodu koja prikazuje osnovno stanje i prvo uzbuđeno stanje, ali pokazalo se da rezolucija nije sasvim adekvatna. Osnovno stanje izgleda dobro, ali prvo uzbuđeno stanje zahtijeva neko tumačenje. Međutim, ako žmirite, možete reći da funkcija izgleda kao jedna izbočina kada je gledate iz jednog smjera, a izgleda i kao potpuni ciklus sinusnih valova ako gledate iz drugog smjera. Ovako bi trebala izgledati amplituda valne funkcije! Budući da čak i prvo uzbuđeno stanje zahtijeva tumačenje unatrag, nisam kodirao druga složenija.

Korak 9: Test radi

Čestitamo na kompletiranju kocke! Sada pokušajte napisati vlastitu funkciju prikaza i podijelite svoj rad s porodicom i prijateljima:)

Nakon što kocka pravilno funkcionira, zalijepite stražnju stranu PCB-a neprovodnom trakom jer su sve veze sada izložene i mogu se međusobno kratiti.