LED Cube Display: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I dette projekt bygger du en 8x8x8 LED -terning som display. Efter at have bygget terningen og lært grundlæggende koder, vil du være i stand til at skrive dine egne displayanimationer. Det er en fantastisk visuel til videnskabelige formål, og det vil være en dejlig dekorativ tilføjelse til dit værelse! Under processen med kubeopbygningen får du en hel masse basale elektroniske færdigheder, som baner vejen for mere komplekse projekter i fremtiden.

Dette er mit individuelle projekt til elektronikforløbet, og det tog cirka fem uger. Jeg brugte 12 timer på dette projekt om ugen, og jeg havde adgang til de dele og værktøjer, der typisk findes i et elektroniklaboratorium på college. Det kan også være godt at vide, at selvom arbejdsbyrden ikke er et stykke kage, kræves der ingen praktisk ekspertise. I stedet får du meget erfaring og lærer af dine egne fejl undervejs.

Ansvarsfraskrivelse: Jeg lånte designet og koden fra Kevin Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99), der byggede en 8x8x8 RGB -terning (dermed tredoblet arbejdet!). Bølgeformdisplayet er mit eget værk. Jeg anbefaler stærkt at se alle hans LED -videoer, før du starter projektet! De er yderst hjælpsomme med at forstå, hvordan alt fungerer, hvilket er afgørende for dette komplicerede projekt! Jeg gav korte forklaringer om kredsløbet og den generelle arkitektur, da jeg diskuterede kredsløbstilslutningerne og koden, så spring først til den del for at få en teoretisk forståelse:)

Trin 1: Deleliste

• ensfarvede DIFFUSED LEDs x512 med ~ 30 reservedele (Du bemærker måske, at jeg selv har brugt tre farver. Dette er oprindeligt designet til at afspejle bølgeformamplituden (f.eks. rød betyder højere amplitude), men jeg lodde ikke skiverne korrekt, så til sidst behandlede jeg dem bare som det samme. Hvis du stadig er interesseret i at foretage farvevariationer i lodret retning, bedes du læse noter om trinene til lodrette skiver:))
• PC boards, medium x7 og small x2 (Det er dem, der er tilgængelige i mit laboratorium, men du er velkommen til at justere størrelsen afhængigt af, hvad der er let tilgængeligt for dig! Læs kredsløbsafsnittet til din reference. Jeg fandt, at for begyndere, PCB'er uden tilsluttede strimler er mere imødekommende, hovedsageligt fordi du kan tilføje og afskære forbindelser efter behag. Aflodning kan være vanskelig!)
• NPN 2N3904 transistorer x72
• 1k modstande x 150
• 100 Ohm modstande x 72
• P-kanal MOSFET'er IRF9Z34 x8 plus 8 clip-on kølelegemer
• 100 mikro Farads kondensatorer x8
• 74HC595 skifteregistre x9
• Arduino Uno + skrueskærm (jeg brugte et proto-screwshield R3 kit)
• Tråd med isolering af 8 farver (jeg anbefaler stærkt at bruge forskellige farver! Du vil have mange ledninger lige ved siden af hinanden, og farverne hjælper virkelig, når vi kontrollerer kredsløbet.)
• 5V 2.8A strømforsyning (så længe din strømforsynings strømgrænse er højere end 64*(strøm gennem 1 LED), burde den fungere fint:))
• ledningsterminaler
• Molex skæreborde med 8 ben og 6 ben.
• Molex wirehus med 8-pins og 6-pins (mængden af disse vil variere afhængigt af din printkortstørrelse og dit kredsløbsdesign, så læs hele instruktionsbogen (især kredsløbsdelen), før du beslutter dig for det antal, du har brug for:))
• Lodde
• Bare kobbertråd (for at være på den sikre side, forbered 50m af dette)
• Stort træbræt (cirka 9 tommer på hver side)
• 12 tommer træspyd (valgfrit; hvis du finder en måde at lave lige ledninger, behøver du ikke dette)
• tape
• lange negle x16

Værktøjer

• Loddekolbe
• trådskærer
• tang
• limpistol (valgfrit; hvis du finder en måde at lave lige ledninger, behøver du ikke dette)
• crimper
• køleplade x2 (krokodilleklemmer fungerer også)
• wire stripper

Trin 2: Lav LED -rækker

Test først og fremmest alle lysdioder! Jeg brødboardede et kredsløb op med en LED og en 100 Ohm modstand. Jeg testede derefter en LED ad gangen og tilføjede det parallelt med den anden LED. Vi vil kassere 1) ødelagte lysdioder, 2) lysdioder med anoden og katoden baglæns (du vil ikke bare "huske", hvilken der har fået den vendt!) 3) dæmpere LED'er.

Dernæst lavede vi træjiggen, som også er min sidste montering til terningen. Bor et 8x8 gitter med 1 tomme mellem midten af hullerne. Vælg bor med en diameter lige over diameteren på dine lysdioder, så de kan passe ind i hullerne og stadig forblive lige. Vi fastgjorde ekstra træstrimler til omkredsen, hvilket holdt pladens overflade flad (vi brugte krydsfiner til brættet, så det har en god smule fleks). Derudover forhøjede dette områderne med hullerne, så LED'erne kan stikke gennem hullerne. Vælg den ene side, og sæt to lange søm på samme linje som hullernes centrum. Vi binder ledningerne på disse søm.

Vi kan nu begynde at lave LED rækker! Jeg fandt ikke en effektiv måde at lave lige ledninger på, så jeg fjernede kun ledningerne ved hjælp af en træklods. Placer ledningen på tværs af kanten af blokken; hold tråden nede med tommelfingeren på den ene side af blokken og træk ledningen igennem; kanten af blokken vil løsne ledningen. Jeg anbefaler at tage en handske på for at beskytte din tommelfinger:(Placer 8 lysdioder i denne række med det lange "ben", anoden, vendt i en retning. Vi skal lodde dem på tråden. Bemærk, at planet dannet af anodebenet og katodebenet skal være vinkelret på trådens linje, og katodebenet skal være væk fra tråden. Bind tråden på et søm og træk i den for at gå over lysdioderne, indtil den er lige og stram. Bind det på den anden søm. Juster ledningshøjden (jeg bemærkede et lille fladt område på LED -benet, og jeg justerede ledningen, så den rører dette område for alle lysdioder). Denne højde er vilkårlig, men vær venlig at være konsekvent. Husk: 1) niveauhøjdeforskellen i din terning vil være cirka 1 tommer (så ledningerne ikke kan være for høje); 2) Lysdioderne kan gå i stykker under varmen i loddejernet (så ledningerne kan ikke være for lave) (selvom jeg ikke personligt har oplevet problemer fra dette). Nu skal din ledning røre ved det lange ben på alle lysdioder og danne et kryds. Lodde ledningen og anodeledningerne og trimme ledningerne bagefter.

I dette projekt eksperimenterede jeg med to forskellige loddemetalforbindelseskonfigurationer. Den ene er krydskontakten beskrevet ovenfor, og den anden bøjer LED -benet således, at kontaktledningerne er parallelle. Teoretisk set er de parallelle kontaktled mere spændingsbestandige, men i betragtning af hvor lette lysdioderne er, er krydsleddene sandsynligvis ikke så skadelige. Du får meget øvelse med at lodde ledningen og LED -benene, så eksperimentér gerne med forskellige teknikker! Jeg brugte et fladspids loddejern, og jeg synes personligt, at det giver bedre kontrol over loddeklatterne og et større varmekontaktoverfladeareal.

Når du har loddet, skal du bruge brødbrættet til LED-kontrollen til at kontrollere forbindelserne (vigtigt). Spænd den positive ledning til ledningen, og fej den negative ledning gennem de korte LED -ben. De skal alle lyse! Når vi har kontrolleret, at de alle er fine, skal du forsigtigt skubbe lysdioderne ned under brættet for at fjerne dem og skubbe tråden op ad neglene. Du kan trimme de loopede ender væk, men helt sikkert spare lidt længde!

Hvad hvis min LED ikke lyser?

De første ting, du kan kontrollere, er, om du fik katoden og anoden vendt. Prøv derefter at klippe den positive ledning til LED -benet i stedet for hele ledningen. Hvis din LED lyser på den måde, kan du gen lodde LED'en. Hvis din LED stadig ikke lyser, skal du udskifte den med en anden.

Vi skal lave 64 sådanne LED rækker:)

Trin 3: Lodning af lodrette skiver

Som et eksempel er alle anoder i hvert lag forbundet, og alle katoder i hver lodret kolonne er forbundet. Nu skal vi lave de lodrette skiver. Kan du huske de to søm, vi satte i brættet for at binde ledninger? Tilføj nu 14 flere af dem på en lignende måde:) (Forsigtig: fil sømspidserne godt! Du kommer til at trykke meget på fingrene omkring disse spidser.)

Placer nu 8 LED -rækker på brættet, og sørg for, at benene vender i samme retning. Bemærk, at ledningerne skal være parallelle med sømrækkerne! Skub lysdioderne ned, så de alle er i samme højde. Hvis nogle af lysdioderne bliver ved med at dukke op (måske på grund af krumningen i din ledning), skal du tape tape ned enderne til brættet. Kør nu ledninger hen over neglene som før. Jeg kunne kun øjeæblede ledningerne til at være omtrent på samme højde, men det er ok, fordi det, du virkelig bekymrer dig om, er, at lysdioderne er i samme højde.

Lodde katodeledningerne på ledningerne. Du vil bemærke, at jeg her brugte parallelkontaktlodningskonfigurationen, og jeg fandt det mere solidt og flottere end krydsledningerne, men det var mere tidskrævende, fordi du skal 1) bøje ledningerne med en tang; 2) Sørg for, at den bøjede sektion berører hovedledningen; 3) bøj den sektion for at være i den rigtige højde, fordi dit loddejern kommer ind i en vinkel, og du har brug for jernet til at røre begge ledninger på samme tid.

Hvis du vil bruge forskellige farver på forskellige lag…

Sørg for, at hver af dine skiver afspejler farveskemaet. For eksempel, hvis jeg ville have de øverste tre lag til at være gule lysdioder, de midterste to til at være orange lysdioder og de nederste tre til at være røde lysdioder, placerer jeg tre gule LED -kolonner, to orange og tre røde i den rækkefølge. Sørg for, at din farveorden og LED -orienteringen er ensartet for alle otte skiver!

Brug breadboard -opsætningen til at teste alle lysdioderne i hver skive. Det er helt sikkert lettere at lodde her igen, når dine lysdioder er sikret frem for midt i luften.

Hvis dine ledninger ikke er lige på sig selv, må du IKKE trække skiven fra neglene endnu! Læs det næste trin

Hvis du allerede har lige ledninger, skal du skubbe lysdioderne forsigtigt nedefra og skive skiven fra neglene. Trim ikke enderne endnu:)

Trin 4: Understøttelse af de lodrette skiver

Hvis dine ledninger har en eller anden krumning til dem, som mine gjorde, kan vi reparere dem til at være på et fladt plan ved at tilføje stiv støtte langs omkredsen. Jeg valgte 12 tommer træspyd, fordi de er let tilgængelige på Amazon. Jeg limede spydene på omkredsen og tilføjede små stykker i hjørnerne for at styrke rammen. Se fotos for detaljer. Bemærk, at kun to spyd er helt fastgjort til ledningerne, og de to andre spyd er over hele gitteret. Jeg anbefaler at teste rammen uden hjørnestykker først. Jeg fandt ud af, at de ekstra korte pinde kom i vejen for lysdioderne, da jeg stablede skiverne op, og limforbindelserne er nok stærke nok til at holde LED -gitteret alligevel. Hvis gitteret stadig buler en lille smule, skal du trykke ned på de to ikke-limede sider og lime ledningerne til spydene på flere punkter. Trim ikke de løse ender væk endnu! Hold især en pæn længde af spyd på den side, der skal være i bunden af terningen, så vi kan holde lysdioderne væk fra gulvet.

Trin 5: Montering af terningen

Nu hvor vi har skiverne, kan vi lave terningen! Jeg fandt det lettere at stable dem frem for at stikke lodrette skiver sammen, men hvis du har en samarbejdspartner, er du velkommen til at improvisere! For at undgå fejl skal du først lime skiverne til et andet sæt spyd og tilføje tilslutningskabler senere. Som du ser på billedet, limede jeg fire spyd i hjørnerne for at hjælpe med at justere og understøtte lagene. Husk, at lagene ideelt set er 1 tommer fra hinanden. Jeg fandt ud af, at mine lysdioder hvilede på trærammen fra det forrige lag, så jeg ikke behøver at holde dem oppe, mens de limes, men hvis dine skiver hviler i en lavere højde, ville en samarbejdspartner eller nogle trælister (se foto) Hjælp. Inden du limer skiverne, skal du sørge for, at deres retning er korrekt! Du vil have katoden og anoden ender til at pege i konsekvente retninger. Kontroller også LED'ernes retning.

Det er MEGET vigtigt at sikre, at LED'erne lyser, når du stabler hvert lag! Det ville være næsten umuligt at komme til midten af terningen, når du har samlet det hele.

Du vil måske bemærke, at mine trærammer ikke nødvendigvis flugter med hinanden, men hvis du ser på lysdioderne, justeres de bedre! Da vi vil se denne terning i et mørkt miljø, er forskydning af rammen acceptabel.

Brug derefter yderligere ledninger til at lodde anodeledningerne på samme niveau sammen. Hvis du synes, det er svært at holde ledningerne der, kan du prøve at "væve" tråden gennem ledningerne (skiftevis måden, ledningen krydser ledningerne på, mellem ovenfra og nedefra). Det er ok, hvis disse ledninger ikke er helt lige, fordi hoved -LED -strukturen allerede er indstillet, og sideledningerne ikke er særlig synlige, når vi tænder lysdioderne.

Bare for at være sikker (vi vil hellere fejle på den forsigtige side, ja?), Test alle lysdioderne igen. På dette tidspunkt, hvis et af lysene i midten af terningen ikke lyser, er jeg ikke sikker på, om der er en enkel måde at løse det på: (Men hvis du var omhyggelig med at kontrollere lysdioderne, når du stabler op lagene, skal lysdioderne stadig være fine.

Nu kan vi trimme det overskydende kabel væk på alle undtagen undersiden. Nu kan vi midlertidigt lægge terningen væk! Tillykke! Nu er vi mere end halvvejs der:)

Trin 6: Kredsløbstilslutninger

Læs pdf -skemaerne, før du placerer kredsløbselementer på pc -kortene. Denne skematiske er for RGB -terningen af Kevin Darrah, og da vores terning har enkeltfarvede lysdioder, er vores arbejdsbyrde faktisk kun en tredjedel af det (vi har en tredjedel af katodestyringerne specifikt). Jeg anbefaler kraftigt at sætte alle kredsløbselementerne på printkortene for først at teste afstanden. Giv dig selv mere plads til at arbejde med, især til skiftregistreringskortene og anodebetjeningskortene. Derefter dumpe kredsløbskomponenterne ud og lodde kun et par ad gangen, da det er mindre svært at lodde uden at så mange kredsløbskomponentben kommer i vejen.

anode- og katodekredsløb

Vores kredsløbsdesign er sådan, at når input til anodekredsløbet og katodekredsløbet begge er 5V (eller HIGH), tændes LED'en. Lad os først gå gennem anode kredsløb. Når indgangen er HØJ, bliver transistoren hurtigt mættet, og kollektorspændingen falder til nær 0, hvilket betyder, at MOSFET -porten trækkes til LAV. Da MOSFET -kilden er tilsluttet 5V, betyder en LOW i porten, at afløbsspændingen er indstillet til HIGH. Kondensatoren på tværs af kilden hjælper med at holde systemet stabilt.

Når katodestyringsindgangen er HØJ, er transistoren igen mættet, og kollektorspændingen går til 0V. Kollektorterminalen tilsluttes LED'en via en strømbegrænsende modstand. Du kan vælge den nuværende begrænsningsmodstand baseret på dine LED -egenskaber. Da jeg bruger røde, orange og gule lysdioder, brugte jeg 100 ohm. Vi ser, at nu er den positive side af LED'en hævet højt og den negative side trukket lavt, og LED'en lyser.

Da vi har 64 katodeledninger (hver kolonne) og 8 anodeledninger (hvert lag), har vi brug for 64 sæt katodestyring og 8 sæt anodestyring. Jeg anbefaler, at komplette sæt med 8 kontroller er på det samme bord, da hvert skiftregister forbinder til 8 kontroller, og det virker mere organiseret, hvis de 8 forbindelsestråde går det samme sted. Pas på ikke at overfylde brædderne! Vi kommer til at køre masser af ledninger, så sørg for at give dig selv nok plads! Lod alle komponenterne til brættet. Et trick til at øge din arbejdsoverflades stabilitet er at lodde på komponenter med samme højde (f.eks. Lodde transistorer efter lodning af alle modstande for at undgå, at modstandene falder ud). For hvert sæt med 8 katodestyringskredsløb skal du sørge for at lodde et 8-benet header, der sender data til LED-terningen.

Det fremgår ikke af skemaerne, men uanset hvor der er en transistor, skal vi slutte den til GND og 5V

skiftregisterkredsløb

Skiftregistrene er forbundet med hinanden via 6 ledninger. De er parallelt forbundet til 5V, GND, CLOCK, LATCH og BLANK, og i serie for DATA. Når du tilslutter ledningerne, skal du sørge for, at katodeskiftregistrene er i slutningen af sekvensen, fordi DATA altid går helt til slutningen af serielinjen. Grundlæggende sender Arduino en streng af binær kode, der strømmer ned ad DATA -linieforbindelsen. Den binære kode bliver derefter pakket i 8 bits pr. Skiftregister. De 8 skiftregisterterminaler forbindes derefter til et sæt med 8 katode/anodestyringer. 5V driver hele terningen, og da vi maksimalt har 64 lysdioder tændt på samme tid, skal du sørge for, at den samlede strøm ikke overstiger din strømkildegrænse. De andre ben styrer dybest set, når dataene kommer ind i skifteregistrene, og hvornår dataene frigives til kredsløbskontrollerne fra skifteregistrene. Sørg for, at hvert skiftregister har sit eget 8-benede header, og hvert skiftregisterkort (undtagen det sidste) har et 6-benet header, hvorigennem 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK og DATA ledningen kan gå til næste skiftregistertavle.

Arduino kredsløb

Kredsløbet på Arduino er meget enkelt. Grundlæggende har vi 6 ledninger, der kommer ud af Arduino (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK og DATA). Sørg for, at din GND -afledning er forbundet til GNU'en for Arduino (Faktisk bør hele GND'en i dette projekt være tilsluttet), men at din 5V -afledning ikke er det! Bemærk, at Arduino i Darrah's skematisk faktisk viser terminalerne på ATMEGA -chippen. Se et af billederne vedhæftet de tilsvarende terminaler mellem chippen og Arduino.

Vi brugte en skrueskærm til at undgå at føre ledninger direkte ind i Arduino. De dele, du skal lodde på skrueskærmen, er stablingshovedstifterne til de digitale porte, 1 6-bens hoved og 1 2-ports terminalblok. Du kan tilføje endnu en række stablingshovedstifter på den anden side for balance. (Bemærk, at de blå terminalblokke vist på billederne faktisk ikke gør noget). Lodning i henhold til skemaer. Vigtig bemærkning: For at være sikker skal du slutte 5V-terminalen på det 6-benede header til 5V på strømkilden (som er den grønne terminalblok), IKKE 5V på Arduino. På denne måde får din Arduino strøm fra din computer, og al 5V i dit kredsløb forsynes af strømkilden. Tilslut dog alle GND'erne sammen. Du kan måske se på billedet, at jeg lodder GND-stiften på det 6-benede hoved og GND-stiften på terminalblokken på GND-strimlen på skrueskærmen.

Selvom jeg ikke kender måder til at kontrollere skiftregisterkredsløbene, kan og bør vi kontrollere anode- og katodestyringskredsløbet ved hjælp af et brødbræt. Se billederne for detaljer. Grundlæggende tilslutter vi kortindgangene til alle 5V. Derefter kan vi bruge et multimeter til at kontrollere udgangsspændinger. Vi fandt ud af, at udgangsspændingen fra anodestyringerne kun er omkring 4V, men det er en forventet konsekvens fra MOSFET.

Tips til ledninger:

• Spar ikke på længden af dine forbindelsestråde mellem kortene! Du vil have mange brædder og masser af ledninger, og det ville være klarere og lettere ved fejlfinding, hvis brædderne er godt adskilte.
• Brug forskellige farver til at differentiere, hvilken ledning der er hvilken. Dette er meget vigtigt, især i betragtning af hvor mange ledninger du skal bruge. Vi satte derefter disse ledninger i trådhuset i en fast sekvens. Brug en god crimper til at lave sikre trådterminaler.
• Vær konsekvent med brugen af headers og wirehuset! I mit projekt, for et bestemt bord, kommer alle input fra trådhuse, og output går ud gennem overskrifterne.
• Fordi headerterminalerne er ret tæt på hinanden, skal du være forsigtig, at du ikke lodder ledningerne sammen, især hvis du er relativt uerfaren i lodning som mig! Et trick, som jeg fandt nyttigt, var at skubbe tråden ned med loddejernet for at smelte loddet, derefter bruge en tang til at klemme trådene i tråden sammen og skubbe tråden tættere på headerterminalen. Flyt loddejernet væk, og loddetappen skal køle af og beholde sin form meget hurtigt.

Trin 7: Montering af terningen

I stedet for at tråde de stive katodeledninger gennem de 64 huller, hvilket er ret svært i praksis, kan vi først lodde ledningerne til ledningerne og derefter trække ledningerne gennem hullerne. For at lade ledningerne komme ud under monteringsplatformen skal du bore 9 huller på siden af holderen (8 for katoden og 1 for anoden).

Trim først spydene til omtrent samme længde. Skær katodeledningerne således, at de er næsten i samme højde som spydene. Bøj nu ledningen for at danne en lille krog ved hjælp af en tang. Fjern en halv tomme af din ledning og bøj også ledningen. Hægt ledningen og ledningen sammen, og luk krogene med en tang. Dette giver god kontakt mellem ledningen og ledningen, og det frigør dine hænder til lodning. Sørg for at sætte en kølelegemeklemme foran den nærmeste LED -loddemetal, således at loddetappen ikke kommer ud af den nye varme. Hvis du ikke har kølelegemer, fungerer alligatorklemmer også.

Det er god praksis at kontrollere forbindelserne (jeg målte loddemetalleddets modstand), når du er færdig med at lodde hvert lag, selvom jeg har fundet ud af, at "krog" -metoden giver virkelig stærke loddefuger.

Træk nu ledningerne gennem hullerne. Træk forsigtigt i ledningerne, og skub monteringsplatformen for at være i kontakt med spydene. Træk hvert sæt med 8 ledninger gennem et hul på siden af monteringsplatformen, og fastgør bundtet med et stykke elektrisk tape. Da terningens fire sider er ækvivalente, er det ligegyldigt langs hvilken side din gruppe ledningerne er. Jeg foreslår, at man på forhånd foretager trådterminalerne på disse, så man hurtigt kan samle trådhuset.

For anodeforbindelserne loddes en ledning på hvert niveau og føres ledningen ud fra et af hullerne. Du skal bruge to kølepladeklemmer for at forhindre, at naboslodemassen smelter.

Når du har monteret terningen, skal du teste hver LED igen for at sikre, at de er ok.

Tips:

Spar ikke på trådlængden! Jeg tror, at mine ledninger let er 12 tommer lange, men de viser sig stadig at være lidt kortere.

Nu er du klar til at forbinde alt og køre terningen!

Trin 8: Koden og multiplexering

På grund af den korte projekttid lånte jeg Darrahs kode og lavede kun mindre ændringer i den. Jeg vedhæfter den version, jeg brugte. Han kom med fremragende kommentarer til sin kode, og jeg anbefaler at læse dem igennem for at få en bedre forståelse af, hvordan det rent faktisk fungerer. Her vil jeg beskrive to nøglefunktioner i hans kode, multiplexering og bitvinkelmodulation.

Multiplexering

Alle de LED -terningprojekter, som jeg læste om, gør brug af multiplexering, og det er den teknik, der giver os mulighed for at styre individuelt lys. Med multiplexing lyser kun et lag af LED'erne ad gangen. Men da lagene cykles igennem med en meget høj frekvens, "forbliver" billedet i vores vision et stykke tid, og vi tror, at lyset stadig er der. I softwaren trækker vi et lag til HIGH ad gangen og alle de andre lag til LOW, så kun lysdioderne i dette lag kan lyse. For at bestemme, hvilke der lyser, brugte vi skifteregistrene til at styre, hvilke af de 64 katoder der trækkes HØJ. Inden vi tænder det næste lag, sætter vi anoden af dette lag til LAV, så ingen lys i dette lag kan lyse. Derefter trækker vi anoden på det næste lag til HIGH.

Bitvinkelmodulation

BAM -teknikken giver os mulighed for at styre lysstyrken på hver LED på en skala mellem 0 og 15. Hvis du ikke har brug for lysstyrkeændringen, behøver du ikke at implementere dette. Grundlæggende har vi en fire bit kontrol, og denne kontrol svarer til 15 cykler med at gå fra det nederste lag til det øverste lag (husk at ved multiplexing tænder vi hvert lag ad gangen?). Hvis vi skriver 1 til den første bit, tændes denne ene LED, når vi cykler gennem lagene for første gang. Hvis vi skriver 1 til den anden bit, tændes denne ene LED i de næste to cyklusser. Den 3. bit svarer til de næste 4 cykler, og den fjerde svarer til de næste 8 cykler (så vi har 15 cykler i et komplet sæt). Sig, vi vil indstille LED'en til 1/3 af dens fulde lysstyrke, hvilket er 5/15. For at opnå dette skriver vi 1 til den første og den tredje bit og 0 til de to andre, så LED'en tændes for 1. cyklus, slukket for de næste to, tændt for de næste fire og slukket for de næste 8. Siden vi cykler igennem dette så hurtigt, vores vision "gennemsnit" lysstyrken, og vi får 1/3 af den fulde lysstyrke.

LED -terning som display for bølgefunktioner?

En mulighed, som vi tænkte på i starten af dette projekt, var at bruge dette display til at vise bølgefunktioner af partikler i en firkantet boks. Jeg skrev en metode i Arduino -koden, der tegner grundtilstanden og den første ophidsede tilstand, men det viser sig, at opløsningen ikke er helt tilstrækkelig. Grundtilstanden virker fin, men den første ophidsede tilstand kræver en vis fortolkning. Men hvis du skeler, kan du fortælle, at funktionen ligner et bump, når du ser på det fra en retning, og det ligner en fuld sinusbølgecyklus, hvis du ser fra den anden retning. Sådan skal bølgefunktionsamplituden se ud! Da selv den første ophidsede tilstand kræver en tilbagebliksfortolkning, kodede jeg ikke til andre mere komplicerede.

Trin 9: Testkørsler

Tillykke med færdiggørelsen af terningen! Prøv nu at skrive din egen displayfunktion, og del dit arbejde med familier og venner:)

Når din terning fungerer korrekt, tape tape på bagsiden af printkortene med ikke-ledende tape, da forbindelserne alle er udsat nu, og de kan kortslutte hinanden.