Display LED Cube: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Neste projeto, você construirá um cubo de LED de 8x8x8 como uma tela. Depois de construir o cubo e aprender os fundamentos do código, você poderá escrever suas próprias animações de exibição. É um ótimo visual para fins científicos e será um ótimo complemento decorativo para o seu quarto! Durante o processo de construção do cubo, você irá adquirir uma série de habilidades básicas em eletrônica, que abrirão o caminho para projetos mais complexos no futuro.

Este é o meu projeto individual para o curso de Eletrônica e demorou cerca de cinco semanas. Passei 12 horas neste projeto por semana e tive acesso às peças e ferramentas normalmente encontradas em um laboratório de eletrônica de faculdade. Também pode ser bom saber que, embora a carga de trabalho não seja fácil, nenhuma experiência prática é necessária. Em vez disso, você ganhará muita experiência e aprenderá com seus próprios erros ao longo do caminho.

Aviso: Eu peguei emprestado o design e o código de Kevin Darrah (https://www.kevindarrah.com/?cat=99) que construiu um cubo RGB 8x8x8 (triplicando assim o trabalho!). A exibição da forma de onda é trabalho meu. Eu recomendo fortemente assistir todos os seus vídeos LED antes de iniciar o projeto! Eles são extremamente úteis para entender como tudo funciona, o que é crucial para este projeto complicado! Dei breves explicações sobre o circuito e a arquitetura geral quando discuto as conexões do circuito e o código, então fique à vontade para pular para essa parte primeiro para obter um entendimento teórico:)

Etapa 1: Lista de Peças

• LEDs DIFUSADOS de uma única cor x512 com ~ 30 sobressalentes (você pode notar que eu mesmo usei três cores. Isso foi originalmente projetado para ajudar a refletir a amplitude da forma de onda (por exemplo, vermelho significa maior amplitude), mas eu não soldei as fatias corretamente, então eventualmente, eu apenas os tratei como iguais. Se você ainda estiver interessado em fazer variações de cores na direção vertical, leia as notas sobre a etapa de fatias verticais:))
• Placas de PC, médio x7 e pequeno x2 (Estes são os disponíveis em meu laboratório, mas sinta-se à vontade para ajustar o tamanho dependendo do que estiver disponível para você! Por favor, leia a seção de circuitos para sua referência. Descobri que, para iniciantes, PCBs sem quaisquer tiras conectadas são mais confortáveis, principalmente porque você pode adicionar e cortar conexões à vontade. A dessoldagem pode ser complicada!)
• Transistores NPN 2N3904 x72
• 1k resistores x 150
• Resistores de 100 Ohms x 72
• MOSFETs de canal P IRF9Z34 x8 mais 8 dissipadores de calor clip-on
• 100 micro capacitores Farads x8
• 74HC595 shift registers x9
• Arduino Uno + blindagem de parafuso (usei um kit R3 proto-parafuso de blindagem)
• Fio com isolamento de 8 cores (recomendo usar cores diferentes! Você vai ter muitos fios um ao lado do outro, e as cores ajudam muito na verificação do circuito).
• Fonte de alimentação 5V 2.8A (contanto que o limite de corrente da fonte de alimentação seja superior a 64 * (corrente através de 1 LED), deve funcionar bem:))
• terminais de fio
• Cabeçalhos Molex com 8 pinos e 6 pinos.
• Invólucro do fio Molex com 8 pinos e 6 pinos (a quantidade deles será diferente dependendo do tamanho do seu PCB e do projeto do circuito, portanto, leia todo o Instructable (particularmente a parte do circuito) antes de decidir sobre o número que você precisa:))
• Solda
• Fio de cobre nu (para estar do lado seguro, prepare 50 m deste)
• Grande placa de madeira (cerca de 9 polegadas de cada lado)
• Espetos de madeira de 12 polegadas (opcional; se você encontrar uma maneira de fazer arames retos, você não precisa disso)
• fita adesiva
• unhas compridas x16

Ferramentas

• Ferro de solda
• cortador de arame
• alicate
• pistola de cola (opcional; se você encontrar uma maneira de fazer fios retos, você não precisa disso)
• franzido
• braçadeiras de dissipador de calor x2 (pinças de crocodilo também funcionam)
• descascador de fios

Etapa 2: Fazendo linhas de LED

Em primeiro lugar, teste todos os LEDs! Eu construí um circuito com um LED e um resistor de 100 Ohm. Em seguida, testei um LED de cada vez e adicionei-o em paralelo com o outro LED. Queremos descartar 1) LEDs quebrados, 2) LEDs com o ânodo e o cátodo ao contrário (você não quer apenas "lembrar" qual deles está invertido!) 3) LEDs dimmer.

Em seguida, fizemos o gabarito de madeira, que também é minha montagem final para o cubo. Faça uma grade 8x8 com 1 polegada entre o centro dos orifícios. Selecione brocas com um diâmetro um pouco acima do diâmetro de seus LEDs, de modo que possam se encaixar nos orifícios e ainda ficar retas. Pregamos tiras extras de madeira no perímetro, o que manteve a superfície da placa plana (usamos madeira compensada para a placa, então ela tem um pouco de flexibilidade). Além disso, isso elevou as áreas com os orifícios de forma que os LEDs possam cutucar os orifícios. Selecione um lado e coloque dois pregos longos na mesma linha dos centros dos orifícios. Vamos amarrar os fios nesses pregos.

Agora podemos começar a fazer linhas de LED! Não encontrei uma maneira eficaz de fazer fios retos, então só desamarrei os fios usando um bloco de madeira. Coloque o fio na borda do bloco; segure o fio com o polegar em um lado do bloco e puxe o fio; a borda do bloco irá desfazer a torção do fio. Eu recomendo colocar uma luva para proteger seu polegar:(Coloque 8 LEDs nesta linha com a "perna" longa, o ânodo, voltado para uma direção. Vamos soldá-los no fio. Observe que o plano formado pela perna do ânodo e a perna do cátodo deve ser perpendicular à linha do fio, e a perna do cátodo deve estar longe do fio. Amarre o fio em um prego e puxe-o para passar pelos LEDs até que esteja reto e esticado. Amarre na outra unha. Ajuste a altura do fio (notei uma pequena área plana na perna do LED e ajustei o fio de forma que ele toque nesta área para todos os LEDs). Esta altura é arbitrária, mas seja consistente. Lembre-se: 1) a diferença de altura de nível em seu cubo será de aproximadamente 1 polegada (portanto, os fios não podem ser muito altos); 2) os LEDs podem quebrar com o calor do ferro de solda (de modo que os fios não podem estar muito baixos) (embora eu pessoalmente não tenha tido nenhum problema com isso). Agora seu fio deve estar tocando a perna longa de todos os LEDs, formando uma cruz. Solde o fio e os terminais do ânodo e apare os terminais depois.

Neste projeto, experimentei duas configurações diferentes de contato de junta de solda. Um é o contato cruzado descrito acima e o outro é dobrar a perna do LED de modo que os fios de contato fiquem paralelos. Teoricamente, as juntas de contato paralelas são mais resistentes ao estresse, mas considerando o quão leves são os LEDs, as juntas cruzadas provavelmente não são tão prejudiciais. Você ganhará muita prática na soldagem de fios e pernas de LED, então sinta-se à vontade para experimentar diferentes técnicas! Usei um ferro de soldar de ponta plana e, pessoalmente, acho que oferece melhor controle sobre as bolhas de solda e uma área de superfície de contato de calor maior.

Depois de fazer a solda, use a placa de ensaio para a verificação de LED para verificar as conexões (importante). Prenda o cabo positivo no fio e passe o cabo negativo pelas pernas curtas do LED. Todos eles devem acender! Depois de verificarmos se estão todos bem, empurre suavemente os LEDs por baixo da placa para deslocá-los e deslize o fio pelas unhas. Você pode cortar as pontas em loop, mas definitivamente economize algum comprimento!

E se meu LED não acender?

A primeira coisa que você deve verificar é se o cátodo e o ânodo foram invertidos. Em seguida, tente prender o fio positivo na perna do LED em vez de no fio inteiro. Se o seu LED acender dessa forma, você pode soldar novamente o LED. Se o seu LED ainda não acender, substitua-o por outro.

Precisamos fazer 64 linhas de LED:)

Etapa 3: soldagem de fatias verticais

Como uma prévia, todos os ânodos em cada camada estão conectados e todos os cátodos em cada coluna vertical estão conectados. Agora precisamos fazer as fatias verticais. Lembra dos dois pregos que colocamos na placa para amarrar os fios? Agora coloque mais 14 dessas de forma semelhante:) (Cuidado: lixe bem as pontas das unhas! Você estará pressionando muito os dedos em torno dessas pontas.)

Agora coloque 8 fileiras de LED no quadro e certifique-se de que suas pernas estejam voltadas para a mesma direção. Observe que os fios devem estar paralelos às fileiras de pregos! Empurre os LEDs para que fiquem todos na mesma altura. Se alguns dos LEDs continuarem saindo (talvez devido à curvatura do fio), coloque uma fita adesiva nas pontas da placa. Agora, passe os fios pelos pregos como antes. Eu só pude ver os fios estarem aproximadamente na mesma altura, mas tudo bem, porque o que realmente importa é que os LEDs estejam na mesma altura.

Solde os terminais do cátodo nos fios. Você notará que aqui eu usei a configuração de soldagem de contato paralelo e achei isso mais sólido e mais bonito do que as juntas cruzadas, mas foi mais demorado, porque você precisa 1) dobrar os fios com um alicate; 2) certifique-se de que a seção dobrada toque o fio principal; 3) dobre essa seção para ficar na altura certa, porque seu ferro de solda virá em um ângulo e você precisa que o ferro toque os dois fios ao mesmo tempo.

Se você quiser usar cores diferentes em camadas diferentes…

Certifique-se de que cada uma das suas fatias reflita o esquema de cores. Por exemplo, se eu quiser que as três camadas superiores sejam LEDs amarelos, as duas do meio sejam LEDs laranja e as três inferiores sejam LEDs vermelhos, colocarei três colunas de LED amarelos, duas laranja e três vermelhas, nessa ordem. Certifique-se de que a ordem das cores e a orientação do LED sejam consistentes para todas as oito fatias!

Use a configuração do breadboard para testar todos os LEDs em cada fatia. É definitivamente mais fácil soldar novamente aqui quando os LEDs estão fixos, em vez de no ar.

Se seus fios não estiverem retos, NÃO puxe a fatia das unhas ainda! Leia a próxima etapa

Se você já tiver fios retos, empurre os LEDs suavemente por baixo e deslize a fatia das unhas. Não apare as pontas ainda:)

Etapa 4: apoiando as fatias verticais

Se os seus fios tiverem alguma curvatura, como o meu, podemos corrigi-los para que fiquem em um plano, adicionando suporte rígido ao longo do perímetro. Eu escolhi espetos de madeira de 12 polegadas porque eles estão prontamente disponíveis na Amazon. Colei os espetos no perímetro e acrescentei pequenos pedaços nos cantos para fortalecer a moldura. Veja as fotos para detalhes. Observe que apenas dois espetos estão completamente presos aos fios e os outros dois espetos estão acima de toda a grade. Eu recomendo testar o quadro sem as peças dos cantos primeiro. Eu descobri que os bastões curtos extras atrapalharam os LEDs quando eu estava empilhando as fatias, e as juntas de cola provavelmente são fortes o suficiente para segurar a grade de LED de qualquer maneira. Se a grade ainda ficar um pouco saliente, pressione os dois lados não colados e cole os fios nos espetos em vários pontos. Não apare as pontas soltas ainda! Em particular, mantenha um pedaço razoável de espetos do lado que vai ficar na parte inferior do cubo, para que possamos manter os LEDs longe do chão.

Etapa 5: montagem do cubo

Agora que temos as fatias, podemos fazer o cubo! Achei mais fácil empilhá-los do que colar fatias verticais juntas, mas se você tiver um colaborador, fique à vontade para improvisar! Para evitar erros, primeiro cole as fatias em outro conjunto de espetos e adicione os fios de conexão depois. Como você pode ver na foto, colei quatro espetos nos cantos para ajudar a alinhar e apoiar as camadas. Lembre-se de que, idealmente, as camadas têm 2,5 cm de distância. Descobri que meus LEDs repousavam na moldura de madeira da camada anterior, então não tenho que segurá-los enquanto os colo, mas se suas fatias descansarem em uma altura mais baixa, um colaborador ou algumas tiras de madeira (veja a foto) o fariam ajuda. Antes de colar as fatias, certifique-se de que sua orientação esteja correta! Você deseja que as extremidades do cátodo e do ânodo apontem em direções consistentes. Verifique também a orientação dos LEDs.

É MUITO importante certificar-se de que os LEDs acendam ao empilhar cada camada! Seria virtualmente impossível chegar ao centro do cubo depois de ter tudo montado.

Você pode notar que minhas molduras de madeira não se alinham necessariamente umas com as outras, mas se você olhar para os LEDs, eles se alinham melhor! Como veremos este cubo em um ambiente escuro, o desalinhamento da moldura é aceitável.

Em seguida, use fios adicionais para soldar os terminais do ânodo no mesmo nível. Se você achar difícil manter os fios lá, tente "tecer" o fio pelos condutores (alterne a forma como o fio cruza os condutores, de cima para baixo). Tudo bem se esses fios não estiverem perfeitamente retos, porque a estrutura principal dos LEDs já está configurada e os fios laterais não ficam muito visíveis quando ligamos os LEDs.

Só por segurança (preferimos errar pelo lado cauteloso, sim?), Teste todos os LEDs novamente. Neste ponto, se uma das luzes no centro do cubo não acender, não tenho certeza se há uma maneira simples de resolver isso: (No entanto, se você fosse meticuloso ao verificar os LEDs ao empilhar as camadas, os LEDs ainda devem estar bem.

Agora podemos cortar o excesso de fio em todos, exceto no lado inferior. Agora podemos guardar temporariamente o cubo! Parabéns! Agora estamos mais da metade do caminho:)

Etapa 6: conexões de circuito

Por favor, leia os esquemas em pdf antes de organizar os elementos de circuito nas placas de PC. Este esquema é para o cubo RGB de Kevin Darrah e, como nosso cubo tem LEDs de uma única cor, nossa carga de trabalho é na verdade apenas um terço disso (temos um terço dos controles catódicos, especificamente). Eu recomendo fortemente colocar todos os elementos do circuito nas placas de circuito impresso para testar o espaçamento primeiro. Dê a si mesmo mais espaço para trabalhar, especialmente para as placas de registro de deslocamento e as placas de controle de ânodo. Em seguida, jogue fora os componentes do circuito e solde apenas alguns de cada vez, já que é menos difícil de soldar sem tantas pernas dos componentes do circuito no caminho.

circuitos de ânodo e cátodo

Nosso projeto de circuito é tal que, quando as entradas para o circuito do ânodo e o circuito do cátodo são de 5 V (ou ALTO), o LED é ligado. Vamos primeiro examinar o circuito do ânodo. Quando a entrada é HIGH, o transistor fica rapidamente saturado e a tensão do coletor cai para perto de 0, o que significa que o Gate do MOSFET é puxado para LOW. Uma vez que a fonte MOSFET está conectada a 5 V, um LOW no Gate significa que a tensão de drenagem está definida como HIGH. O capacitor na fonte ajuda a manter o sistema estável.

Quando a entrada de controle do cátodo é HIGH, o transistor é novamente saturado e a tensão do coletor vai para 0V. O terminal coletor se conecta ao LED por meio de um resistor limitador de corrente. Você pode escolher o resistor limitador de corrente com base nas propriedades do LED. Como estou usando LEDs vermelhos, laranja e amarelos, usei 100 Ohms. Vemos que agora o lado positivo do LED está elevado e o lado negativo puxado para baixo, e o LED acende.

Como temos 64 terminais catódicos (cada coluna) e 8 terminais anódicos (cada camada), precisamos de 64 conjuntos de controle catódico e 8 conjuntos de controle anódico. Eu recomendo que conjuntos completos de 8 controles estejam na mesma placa, já que cada shift register se conecta a 8 controles, e parece mais organizado se os 8 fios de conexão forem para o mesmo lugar. Tenha cuidado para não superlotar as placas! Vamos instalar muitos fios, então certifique-se de ter espaço suficiente! Solde todos os componentes na placa. Um truque para aumentar a estabilidade da superfície de trabalho é soldar componentes com a mesma altura (por exemplo, soldar os transistores depois de soldar todos os resistores para evitar que eles caiam). Para cada conjunto de 8 circuitos de controle de cátodo, certifique-se de soldar um cabeçalho de 8 pinos que envia dados para o cubo de LED.

Não é aparente nos esquemas, mas onde quer que haja um transistor, precisamos conectá-lo ao GND e 5V

circuitos de registro de deslocamento

Os registradores de deslocamento são conectados uns aos outros por meio de 6 fios. Eles são conectados em paralelo para 5 V, GND, CLOCK, LATCH e BLANK, e em série para DATA. Ao conectar os fios, certifique-se de que os registradores de deslocamento do cátodo estejam no final da sequência, porque os DADOS sempre vão até o final da linha serial. Basicamente, o Arduino envia uma string de código binário que flui pela conexão da linha DATA. O código binário é então dividido em 8 bits por registrador de deslocamento. Os 8 terminais de registro de deslocamento são então conectados a um conjunto de 8 controles de cátodo / ânodo. Os 5 V alimentam todo o cubo e, como temos no máximo 64 LEDs acesos ao mesmo tempo, certifique-se de que a corrente total não exceda o limite da fonte de alimentação. Os outros pinos controlam basicamente quando os dados chegam aos registradores de deslocamento e quando os dados são liberados para os controles de circuito dos registradores de deslocamento. Certifique-se de que cada registro de deslocamento tem seu próprio cabeçalho de 8 pinos e cada placa de registro de deslocamento (exceto para o último) tem um cabeçalho de 6 pinos através do qual os fios 5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK e DATA podem ir para o quadro de registro do próximo turno.

Circuito Arduino

O circuito do Arduino é muito simples. Basicamente, temos 6 fios saindo do Arduino (5V, GND, CLOCK, LATCH, BLANK e DATA). Certifique-se de que seu cabo GND está conectado ao GND do Arduino (na verdade, todo o GND neste projeto deve estar conectado), mas que seu cabo de 5 V não está! Observe que o Arduino no esquema de Darrah realmente mostra os terminais do chip ATMEGA. Veja uma das imagens anexadas para os terminais correspondentes entre o chip e o Arduino.

Usamos uma tampa de rosca para evitar a passagem direta de fios para o Arduino. As peças que você precisa para soldar na tampa do parafuso são os pinos do cabeçalho de empilhamento para as portas digitais, 1 cabeçalho de 6 pinos e 1 bloco de terminais de 2 portas. Você pode adicionar outra linha de pinos de cabeçalho de empilhamento no outro lado para equilíbrio. (Observe que os blocos de terminais azuis mostrados nas fotos não fazem nada). Solda de acordo com os esquemas. Observação importante: apenas por segurança, conecte o terminal de 5 V no conector de 6 pinos ao 5 V da fonte de alimentação (que é o bloco de terminal verde), NÃO aos 5 V do Arduino. Desta forma, seu Arduino é alimentado pelo seu computador e todos os 5 V do seu circuito são alimentados pela fonte de alimentação. No entanto, conecte todos os GNDs juntos. Você pode dizer pela imagem que eu soldo o pino GND do cabeçalho de 6 pinos e o pino GND do bloco de terminais na tira GND da tampa do parafuso.

Embora eu não saiba como verificar os circuitos do registrador de deslocamento, podemos e devemos verificar o circuito de controle do ânodo e do cátodo usando uma placa de ensaio. Veja as fotos para mais detalhes. Basicamente, conectamos todas as entradas da placa a 5V. Então, podemos usar um multímetro para verificar as tensões de saída. Descobrimos que a tensão de saída dos controles do ânodo é de apenas cerca de 4 V, mas essa é uma consequência esperada do MOSFET.

Dicas de fiação:

• Não economize no comprimento dos fios de conexão entre as placas! Você terá muitas placas e muitos fios, e seria mais claro e fácil para solucionar problemas se as placas estivessem bem separadas.
• Use cores diferentes para diferenciar qual fio é qual. Isso é muito importante, especialmente considerando a quantidade de fios necessários. Em seguida, colocamos esses fios na caixa de fios em uma sequência fixa. Use um bom crimpador para fazer terminais de fios seguros.
• Seja consistente com o uso de conectores e do invólucro do fio! No meu projeto, para uma determinada placa, todas as entradas vêm de caixas de fios e as saídas saem pelos conectores.
• Como os terminais do conector estão bem próximos, tome cuidado para não soldar os fios, especialmente se você for relativamente inexperiente em soldar como eu! Um truque que achei útil foi empurrar o fio para baixo com o ferro de solda para derreter a solda, depois usar um alicate para prender os fios do fio e empurrar o fio para mais perto do terminal do coletor. Afaste o ferro de soldar e a junta de solda deve esfriar e reter sua forma muito em breve.

Etapa 7: Montagem do cubo

Em vez de passar os cabos catódicos rígidos pelos 64 orifícios, o que é bastante difícil na prática, podemos soldar os fios aos cabos primeiro e depois puxar os fios pelos orifícios. Para permitir que os fios saiam de baixo da plataforma de montagem, faça 9 furos na lateral da montagem (8 para o cátodo e 1 para o ânodo).

Em primeiro lugar, apare os espetos para que tenham aproximadamente o mesmo comprimento. Corte os terminais do cátodo de forma que fiquem quase na mesma altura que os espetos. Agora dobre a guia para formar um pequeno gancho usando um alicate. Retire cerca de meia polegada de seu fio e dobre-o também. Prenda o cabo e o fio juntos e feche os ganchos com um alicate. Isso oferece um bom contato entre o fio e o chumbo e libera suas mãos para a soldagem. Certifique-se de colocar uma braçadeira do dissipador de calor antes da junta de solda de LED mais próxima, de forma que essa junta de solda não saia do novo calor. Se você não tiver pinças do dissipador de calor, as pinças jacaré também funcionam.

É uma boa prática verificar as conexões (medi a resistência da junta de solda) depois de terminar de soldar cada camada, embora eu tenha descoberto que o método do "gancho" fornece juntas de solda realmente fortes.

Agora passe os fios pelos orifícios. Puxe suavemente os fios e empurre a plataforma de montagem para entrar em contato com os espetos. Passe cada conjunto de 8 fios por um orifício na lateral da plataforma de montagem e prenda o pacote com um pedaço de fita isolante. Como os quatro lados do cubo são equivalentes, não importa de que lado estão os fios. Eu sugiro pré-fabricar os terminais do fio nestes, de forma que você possa montar rapidamente a caixa do fio.

Para as conexões do ânodo, solde um fio em cada nível e passe esse fio por um dos orifícios. Você precisará de duas braçadeiras do dissipador de calor para evitar que a junta de solda vizinha derreta.

Depois de montar o cubo, teste cada LED novamente para ter certeza de que estão ok.

Pontas:

Não economize no comprimento do fio! Acho que meus fios têm facilmente 30 centímetros de comprimento, mas ainda assim provam ser um pouco mais curtos.

Agora você está pronto para conectar tudo e executar o cubo!

Etapa 8: O Código e Multiplexação

Devido ao curto tempo do projeto, eu peguei emprestado o código de Darrah e fiz apenas pequenas alterações nele. Estou anexando a versão que usei. Ele fez comentários excelentes sobre seu código e recomendo lê-los para entender melhor como ele realmente funciona. Aqui, descreverei dois recursos-chave de seu código, a multiplexação e a modulação de ângulo de bits.

Multiplexing

Todos os projetos de cubos de LED sobre os quais li fazem uso de multiplexação, e essa é a técnica que nos permite controlar a luz individual. Com a multiplexação, apenas uma camada dos LEDs acende por vez. No entanto, como as camadas são percorridas com uma frequência muito alta, a imagem "permanece" em nossa visão por um tempo, e pensamos que a luz ainda está lá. No software, puxamos uma camada para ALTO de cada vez e todas as outras camadas para BAIXO, de modo que apenas os LEDs nesta camada podem acender. Para determinar apenas quais acendem, usamos os registradores de deslocamento para controlar quais dos 64 catodos são puxados para ALTO. Antes de iluminar a próxima camada, definimos o ânodo desta camada para BAIXO de forma que nenhuma luz nesta camada possa acender. Em seguida, puxamos o ânodo da próxima camada para ALTO.

Modulação do ângulo de bit

A técnica BAM nos permite controlar o brilho de cada LED em uma escala entre 0 e 15. Se você não precisa alterar o brilho, não precisa implementar isso. Basicamente, temos um controle de quatro bits, e esse controle corresponde a 15 ciclos de passagem da camada inferior para a camada superior (lembra que, para a multiplexação, estamos iluminando cada camada por vez?). Se escrevermos 1 no primeiro bit, este LED acende quando percorremos as camadas pela primeira vez. Se escrevermos 1 no segundo bit, este LED acenderá pelos próximos dois ciclos. O terceiro bit corresponde aos próximos 4 ciclos e o quarto corresponde aos próximos 8 ciclos (portanto, temos 15 ciclos em um conjunto completo). Digamos que queremos definir o LED para 1/3 de seu brilho total, que é 5/15. Para fazer isso, escrevemos 1 no primeiro e no terceiro bit e 0 nos outros dois, de modo que o LED acenda no primeiro ciclo, apague nos dois próximos, acenda nos quatro próximos e apague nos oito seguintes. estamos passando por isso tão rápido que nossa visão "calcula a média" do brilho e obtemos 1/3 do brilho total.

Cubo de LED como display para funções de onda?

Uma possibilidade que pensamos no início deste projeto era usar esta tela para mostrar funções de onda de partículas em uma caixa quadrada. Eu escrevi um método no código do Arduino que traça o estado fundamental e o primeiro estado excitado, mas descobri que a resolução não é muito adequada. O estado básico parece bom, mas o primeiro estado excitado requer alguma interpretação. No entanto, se você apertar os olhos, poderá dizer que a função parece uma saliência quando você olha para ela de uma direção, e parece um ciclo de onda sinusoidal completo se você olhar da outra direção. É assim que deve ser a amplitude da função de onda! Visto que mesmo o primeiro estado excitado requer alguma interpretação retrospectiva, não codifiquei para outros mais complicados.

Etapa 9: Execuções de teste

Parabéns por completar o cubo! Agora tente escrever sua própria função de exibição e compartilhar seu trabalho com familiares e amigos:)

Depois que seu cubo estiver funcionando corretamente, prenda a parte traseira dos PCBs com fita não condutora, uma vez que as conexões estão todas expostas agora e podem causar curto-circuito umas nas outras.