Arduino Mega 8x8x8 RGB LED Cube: 11 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

Então, você quer construir um cubo de LED RGB 8x8x8

Já faz um tempo que estou brincando com eletrônicos e Arduino, incluindo a construção de um controlador de switch de alto amplificador para meu carro e um Pinewood Derby Judge de seis pistas para nosso grupo de escoteiros.

Fiquei intrigado e depois fisgado quando descobri o ótimo site de Kevin Darrah com suas explicações detalhadas e vídeos de construção.

No entanto, havia algumas áreas de sua construção que eu achei que poderia melhorar.

Do lado positivo:

• As explicações detalhadas de Kevin sobre o código do Arduino necessário para este programa complexo simplificaram o lado da codificação da construção.
• Eu apóio o uso de transistores individuais para conduzir cada um dos 192 cátodos. Embora isso exija um design de hardware rico em componentes, permite que você controle cada LED sem correr o risco de sobrecarregar um único chip de driver que gerencia 8 (ou mais) LEDs.

Áreas que eu queria melhorar:

• Deve haver uma maneira melhor de construir o próprio cubo, além de haver mais de 2.000 juntas de solda em um cub 8x8x8 RGB e se um falhar / quebrar no meio, seria quase impossível acessar e consertar
• Toda aquela fiação !!!! Eu tive alguma experiência no projeto de PCBs no passado, então tive como objetivo construir uma única PCB para hospedar o número significativo de componentes necessários e o próprio cubo

Pesquisas posteriores revelaram mais designs de cubos, dos quais tirei outras áreas de inspiração.

Nick Schulze construiu um exemplo maravilhoso notável embora com uma abordagem de hardware STP16 mais simples e um chipKIT UNO de 32 bits. Aproveitei seu design de cubo em vez do de Kevin.

A SuperTech-IT se concentrou em simplificar o lado do hardware com uma abordagem de PCB única, integrando e expandindo a abordagem de programação de Kevin e Nick com foco na eliminação de toda a fiação.

Então, um plano foi traçado. Usando o esquema de Kevin e a estrutura do Cubo de Nick, projete um único PCB e desenvolva uma solução para simplificar a construção e fortalecer o próprio cubo.

Etapa 1: Todos aqueles LEDs

8x8x8 = 512 LEDs RGB. O eBay é seu amigo aqui e comprei 1000 de um fornecedor chinês.

O design que escolhi usa LEDs RGB de ânodo comum de 5 mm - de modo que cada LED tem um fio cátodo (negativo) para cada uma das três cores primárias (vermelho / verde / azul) e um único fio ânodo (positivo) que é comum para cada um dos cores.

Testando os LEDs

Embora barato, eu estava um pouco preocupado com a qualidade. A última coisa que você quer encontrar é um LED defeituoso no meio do seu cubo, então comecei a testar cada um dos 512 LEDs que usaria.

Para simplificar a abordagem, projetei uma pequena placa de ensaio e um programa Arduino simples que acionaria dois LEDs Vermelho> Verde> Azul individualmente e, em seguida, todos ligados para Branco com o pressionar de um botão.

Um LED atuaria como uma referência comum para todos os outros para garantir que todos os LEDs tivessem um brilho comum.

Depois que você pega o jeito de empurrar um LED na placa de ensaio, pressionando o botão, observando o LED piscar através das cores, não demora muito para revisar todos os 512. Além disso, não encontrei um único defeito e foi muito satisfeito com a qualidade dos LEDs.

Escolhendo os valores do resistor limitador de corrente

Enquanto a placa de ensaio estiver pronta, é um bom momento para testar e validar os resistores limitadores de corrente de LED que você precisará usar. Existem muitas calculadoras por aí para ajudá-lo a escolher o valor certo e não será o mesmo para todas as cores (o vermelho quase certamente terá um requisito diferente do verde e do azul).

Uma área importante a ser observada é a cor branca geral que o LED emite quando todas as cores RGB estão ativadas. Você pode equilibrar o valor dos resistores para produzir uma cor branca limpa dentro dos limites de corrente do LED.

Etapa 2: Simplificando a construção do cubo

Um gabarito para construir cada fatia 8x8

Construir um cubo dessa complexidade não deve ser considerado levianamente. Isso exigirá um investimento significativo de seu tempo.

A abordagem que projetei simplificou a soldagem de cada "fatia" vertical 8x8 do cubo em um único evento, em vez de construir linhas de 8 LEDs por vez e depois soldar 8 deles juntos em uma operação separada.

Você precisará de um gabarito para essa abordagem e um pouco de tempo investido aqui colherá enormes benefícios posteriormente.

A imagem acima mostra a simplicidade deste design.

• Usei madeira macia de 18 mm x 12 mm comprada em uma loja de ferragens local.
• Furos de 8 x 5 mm no meio do lado de 18 mm, separados por 30 mm em 8 comprimentos, permitindo um comprimento extra de 50 mm em cada extremidade.
• Use dois pedaços de madeira de cada lado e fixe essas 8 seções perfuradas, garantindo que fiquem paralelas entre si e com exatamente 30 mm de distância.
• Aconselharia a usar um pouco de cola de madeira além de um prego / parafuso ao fixá-los juntos. Você não quer que este gabarito se flexione.
• Nas extremidades superior e inferior do gabarito, defino outro comprimento e coloco três pequenos pregos / pinos de painel em arquivo com cada coluna de orifícios para os LEDs. O do centro exatamente em linha e os outros dois com 5 mm de distância de cada lado. Usaremos esses pregos para proteger os pedaços retos de arame usados para formar o cubo - mais tarde.
• Você notará nas fotos acima outro pedaço de madeira ligeiramente inclinado em relação aos outros. Este será importante mais tarde, pois iremos cortar nossos fios estruturais em linha com este ângulo, o que simplificará significativamente o posicionamento de cada uma dessas fatias verticais no PCB em uma data posterior.

Leve o seu tempo construindo este gabarito. Quanto mais preciso você for aqui, mais preciso será o seu cubo final.

Etapa 3: Preparando os LEDs

Conexões de condutores de LED

Uma das preocupações que tive em exemplos anteriores que li sobre o uso de juntas de topo simples ao soldar os LEDs ao arame de estrutura. Isso levaria a dois problemas principais

• É muito difícil e demorado manter um cabo de LED em posição próximo ao fio de estrutura sem que ele se mova o tempo suficiente para garantir que você obtenha uma boa junta de solda.
• As juntas traseiras podem quebrar facilmente - algo que eu queria evitar.

Portanto, projetei uma solução em que cada LED é preparado com um laço no final de cada cabo, através do qual passa o fio de armação que mantém os fios em posição durante a soldagem e também fornece uma conexão mecânica além da solda para aumentar a resistência.

A desvantagem disso foi que a preparação de cada um dos 512 LEDs demorou mais - fiz isso em lotes de 64, uma fatia de cada vez, e reduzi para cerca de 3 horas por fatia.

Do lado positivo, a soldagem real da fatia usando o gabarito anterior levou pouco mais de uma hora.

Gabarito de dobra de LED

Desenhei um gabarito para apoiar a preparação dos LEDs - foto acima com as principais dimensões.

• Peguei um dos trilhos de 18x12 mm usados anteriormente, fiz um furo de 5 mm no centro do lado de 18 mm e coloquei esse trilho em um pequeno painel de MDF (você poderia usar qualquer pedaço de madeira, isso foi tudo o que eu tive que fazer mão) e carregada no orifício de 5 mm no trilho até o centro do MDF.
• Usando a broca para garantir que o orifício no trilho e o MDF estejam alinhados, pegue um lápis e desenhe uma linha ao longo de ambos os lados do trilho ao longo do MDF.
• Remova a broca e o trilho e você terá um orifício de 5 MM no MDF e duas linhas paralelas de cada lado combinando com as dimensões do trilho (18 mm de distância).
• Desenhe outra linha através do centro do orifício de 5 mm perpendicular aos trilhos.
• Usei fio de cobre estanhado 22swg (um rolo de 500g era suficiente) que tem uma largura de 0,711 mm. Encontrei online (o eBay para resgatar novamente) algumas brocas de 0,8 mm e usei-as como formadores em torno dos quais dobraria os condutores do LED para formar um laço.
• Perfure três brocas de 0,8 mm, a do meio na linha central do orifício do LED de 5 mm, as outras 5 mm de distância e, o que é importante, fora da linha ferroviária longe do orifício do LED na placa de MDF - não na linha, mas com um lado da broca apenas tocando a linha férrea.
• Uma quarta broca de 0,8 mm é então perfurada novamente na linha central do orifício de LED de 5 mm na outra linha ferroviária e, desta vez, dentro da linha ferroviária. A imagem acima deve tornar esta descrição um pouco mais clara.
• Deixe as brocas na madeira com cerca de 1-15 mm da haste da broca saindo do MDF.

Agora você precisa de uma ferramenta - um bom projeto é sempre aquele em que você precisa comprar uma ferramenta especial:-). Você precisará de um pequeno par de alicates de ponta chata (eBay novamente por £ 2 - £ 3). Estes têm um nariz longo paralelo reto e uma extremidade plana - veja a imagem.

Preparação de LED

Agora vem a longa tarefa de preparar cada um dos 512 LEDs. Eu sugiro que você os faça em lotes. Mais detalhes nas fotos acima

• Segure o LED no alicate com os quatro fios apontando para você.
• IMPORTANTE - A ordem e a orientação dos cabos são vitais nesta etapa. O ânodo será o segundo condutor mais longo entre os quatro. CERTIFIQUE-SE DE QUE ESTE É O SEGUNDO DA DIREITA. Se errar, seu LED não acenderá corretamente, pois os testamos mais tarde - eu sei que cometi 2 erros em 512.
• Enquanto segura o LED no alicate, coloque a lâmpada LED no orifício de 5 mm na placa de MDF, conforme mostrado na imagem acima. Pode ser necessário liberar um pouco o orifício de 5 mm na parte superior para garantir que o alicate fique plano no MDF.
• Dobre os fios do LED ao redor das brocas para formar um laço. Descobri que, se você recuar a curva em uma cortina ao concluir, abre a curva em uma cortina e ajuda a remover as curvas das brocas ao extrair o LED do gabarito
• Corte o excesso das quatro pontas perto do laço com um pequeno alicate.
• Dobre o anel do ânodo, sozinho, 90 graus para que o anel fique voltado para cima em direção à lâmpada LED
• Coloque o LED acabado em uma superfície plana e certifique-se de que todos os condutores fiquem planos ao longo da superfície, uma pequena pressão no LED irá alinhá-los todos de forma simples

É isso…. agora repita 511 vezes:-)

Etapa 4: Construindo as fatias

Endireitando o arame de enquadramento

Portanto, agora temos um gabarito para fazer nossas fatias 8x8 e um pacote de LEDs testados e preparados.

Tudo o que você precisa agora é de um fio de arame. para manter todos os LEDs juntos. Usei um rolo de 500g de fio de cobre estanhado 22swg (novamente do eBay)

Agora, é claro, você vai querer endireitar o fio assim que ele sair do rolo. Uma tarefa fácil, embora manual. Corte uma seção de fio no comprimento e segure ambas as pontas em dois pares de alicates e puxe e estique cuidadosamente o fio. Se estiver bem, você sentirá o fio esticar e então poderá parar; se estiver com a mão pesada, o fio se quebrará no alicate quando for esticado o suficiente. Ambas as formas são boas e você acabará não apenas endireitando o fio, mas também o endurecendo um pouco para que mantenha sua forma.

Para cada quadro 8x8, você precisará de 24 comprimentos longos o suficiente para percorrer todo o comprimento do gabarito, com alguns sobressalentes nas extremidades para envolver os pinos do painel e mantê-los pressionados durante a soldagem. Além disso, você precisará de 8 comprimentos para os fios perpendiculares do ânodo um pouco mais largos do que a largura do gabarito.

Construindo uma fatia 8x8

Agora os fios esticados chegamos à parte divertida.

• Com o gabarito apoiado em seus dois trilhos verticais e os 8 trilhos transversais perfurados voltados, você empurra 8 LEDs em uma coluna por vez com as três pernas dos LEDs apontando para você.
• Agora, passe um fio de enquadramento endireitado pelos laços de chumbo do LED do meio de todos os 8 LEDs e amarre cada extremidade envolvendo os pinos do painel.
• Repita isso para os dois fios de estrutura externa.
• Em seguida, repita as etapas acima para as outras 7 colunas.

Você agora terá 64 LEDs enfiados em conjunto com 24 fios de enquadramento vertical. Certifique-se de que todos os LEDs estejam alinhados contra os trilhos de madeira e endireite as pernas do LED para remover quaisquer inconsistências.

Agora quebre o ferro de soldar e fixe todas as 192 conexões entre os laços de LED e os fios de armação. Não vou explicar como soldar aqui, existem muitos tutoriais excelentes que explicam isso muito melhor do que eu.

Finalizado? Reserve um momento para admirar seu trabalho manual e virar o gabarito. Ainda precisamos adicionar os fios de enquadramento do ânodo.

Agora você pode ver porque dobramos os laços de chumbo do ânodo em 90 graus.

• Pegue seus 8 fios de armação de ânodo endireitado e passe novamente por cada um dos 8 LEDs em cada fileira.
• Cortei o fio na largura do gabarito, mas não tentei fixá-lo nos pinos do painel.
• Depois de terminar, tire um momento para endireitar todos os LEDs para garantir que você tenha corridas consistentes e mais uma vez soldar todos os 64 pontos de conexão.

Testando a fatia 8x8

Uma fatia para baixo, mas antes de cortá-la do gabarito, vamos testá-la primeiro. Para isso, você precisará de uma fonte de 5 V (do seu Arduino ou da placa de ensaio do testador de LED) e um resistor único (qualquer coisa em torno de 100 ohms servirá).

• Conecte um fio ao aterramento, que será usado em todos os 24 fios de estrutura do cátodo.
• Conecte o outro fio a 5v através do resistor.
• Segure o fio de 5v em um dos fios de enquadramento nos 8 níveis de ânodo
• Passe o fio terra em cada um dos 24 fios de estrutura do cátodo.
• Verifique se cada LED acende em vermelho, verde e azul para cada um dos 8 LEDs conectados ao mesmo fio do ânodo.
• Agora mova o fio de 5 V para o próximo nível e execute a verificação novamente até testar cada nível, cada LED e cada cor.

Se você descobrir que um LED não funciona, provavelmente você confundiu o terminal do ânodo no LED ao dobrar os terminais do LED. SE você encontrar um não funcionando, eu sugiro que você corte e remova o LED, pegue um LED sobressalente preparado, abra as alças nos fios do LED, empurre este novo LED no gabarito e dobre as alças ao redor dos fios de enquadramento da melhor maneira você pode.

Depois de todos os testes, você pode cortar o slide do gabarito. Para fazer isso, corte o fio de enquadramento na linha superior perto dos laços de condutores de LED e corte os fios de enquadramento inferiores ao longo do gabarito ligeiramente inclinado.

Deixe todas as pontas longas do arame de enquadramento por enquanto, vamos arrumá-las mais tarde, quando construirmos o cubo.

Um já foi, faltam mais 7.

Acredito que atingi meu primeiro objetivo e desenvolvi uma solução para simplificar a construção das fatias do cubo.

Etapa 5: para a eletrônica

Projetando o PCB

Meu segundo objetivo era remover toda a fiação, mas ainda assim deixar espaço para alguma flexibilidade.

Para esse fim, decidi que iria:

• Retire os 6 fios de controle do processador da placa por meio de um conector. A maioria dos drivers de cubo que eu vi usam um derivado SPI para transferência de dados que requer 4 entradas - dados, relógio, habilitar saída e trava - mais eu adicionei 5v e aterramento para que possamos alimentar o processador com o mesmo cabo.

• Deixe abertas as conexões de entrada e saída serial entre os chips do registrador de deslocamento 74HC595 para que você possa definir diferentes loops entre os chips.

  • O esquema de Kevins é para o acionador do ânodo primeiro, depois todos os 8 chips acionando uma única cor em seguida e as próximas duas cores sequencialmente para um total de 25 registradores de deslocamento.
  • O esquema de Nicks tem um loop separado de volta ao processador para cada cor.
• Permita que as camadas do ânodo sejam acionadas por seu próprio registrador de deslocamento ou diretamente do processador com 8 conexões separadas.

Além disso, eu queria

• Use componentes de furo passante (como estou acostumado).
• Limitar-me a uma placa de PCB de duas camadas (novamente como na minha experiência).
• Coloque todos os componentes em um lado do PCB (o lado inferior) e permita que as fatias de LED sejam soldadas diretamente na parte superior do PCB.

Então acabaria sendo uma grande placa (270 mm x 270 mm) para suportar um cubo com espaçamento de 30 mm entre os LEDs - mesmo assim ainda era um aperto para encaixar em todos os componentes e traços.

Eu usei alguns softwares de design de PCB diferentes no passado com sucesso.

Para facilidade de uso, o Pad2Pad é ótimo, mas você está preso aos altos custos de fabricação, pois não pode exportar arquivos Gerber. Para esta construção, usei o DesignSpark (não tão simples de usar como o Pad2Pad, mas pode exportar arquivos gerber) e desde então tenho feito experiências com o Eagle (uma ferramenta muito capaz, mas ainda estou subindo na curva de aprendizado).

Não me atrevo a somar as horas gastas no design do software do PCB, foram várias tentativas para acertar, mas estou muito satisfeito com o resultado. Há alguns traços ausentes na minha primeira versão, mas eles são simples de substituir. Para fabricar um pequeno lote de PCBs, usei e recomendaria o SeeedStudio. Boa resposta a perguntas, preços competitivos e serviço rápido.

Desde então, estou pensando em projetar uma versão SMD que eu poderia ter feito com todos os componentes já colocados e soldados.

Muitos componentes

Quanto aos componentes, usei o seguinte (alinhado ao esquema de Kevin)

• 200 transistores NPN 2N3904
• 25 capacitores 100nF
• 8 capacitores 100uF
• 8 MOSFETS IRF9Z34N
• 25 registradores de deslocamento 74HC595
• 128 resistores de 82 Ohm 1 / 8W (resistores limitadores de corrente do LED vermelho)
• 64 resistores de 1 / 8W de 130 Ohm (resistores de limitação de corrente de LED verde e azul)
• 250 resistores 1k Ohm 1 / 8W (com alguns extras)
• 250 resistores de 1 / 8W de 10k Ohm (com alguns extras)
• 1 fonte de alimentação 5v 20A (mais do que suficiente)
• 1 Arduino Mega (ou processador de sua escolha)
• alguns pinos de cabeçalho de linha única para conectar ao Arduino
• algum cabo jumper para criar os loops de entrada / saída serial entre os registradores de deslocamento
• um cabo principal de 6 pinos para o conector da placa
• um cabo de alimentação de 240 V e plugue

Eu usei e recomendaria a Farnell Components para encomendá-los no Reino Unido, especialmente devido ao serviço no dia seguinte e preços competitivos.

Soldando … muita solda

Em seguida, foram várias horas soldando todos os componentes na placa. Não vou entrar em detalhes aqui, mas algumas lições que aprendi foram:

• Mantenha uma bomba de solda e um pavio de solda à mão - você precisará deles.
• Uma caneta flux realmente funciona, embora seja complicado de limpar depois
• Use uma solda de diâmetro pequeno - descobri que o melhor para ser uma solda de fluxo de 0,5 mm 60/40 estanho / chumbo 2,5%.
• Uma lupa é útil para localizar quaisquer pontes de solda.
• Não tenha pressa, faça um lote de cada vez e inspecione todas as juntas antes de prosseguir para a próxima área.
• Como sempre, mantenha a ponta do seu ferro de solda limpa.

Dada a cor vermelha dos LEDs, provavelmente será necessário um valor de resistor diferente do verde e do azul. Eu marquei os resistores limitadores de corrente na placa de circuito impresso A, B e C. Agora é a hora de definir a orientação final das fatias em comparação ao PCB para definir qual fio do LED está relacionado a qual localização do resistor limitador de corrente.

Depois de terminar, limpei a placa com limpador de PCB, lavei com água e sabão e sequei completamente.

Testando seu PCB acabado

Antes de deixarmos isso de lado, precisamos testar se tudo funciona.

Eu carreguei o código do Arduino de Kevin (para o mega, você precisará fazer algumas pequenas alterações) e desenvolvi um programa de teste simples que acendia e apagava continuamente todos os LEDs.

Testar:

• Eu fiz um fio de teste de LED pegando um LED de uma única cor, segurando um resistor de 100 Ohm em um dos fios e adicionando um fio longo em cada uma das pontas abertas. Um pouco de fita isolante ao redor dos condutores abertos para interromper qualquer curto-circuito e marcar o fio positivo (ânodo) do LED.
• Conecte seu processador (no meu caso, um mega Arduino) à placa com os 6 conectores
• Conecte a alimentação à placa a partir da fonte de alimentação
• Conecte o cabo de teste do ânodo a uma fonte de 5 V na placa
• Em seguida, coloque o fio do cátodo do fio de teste do LED em cada um dos conectores de cátodo do cubo do PCB, por sua vez.
• Se estiver tudo bem, o LED do cabo de teste deve acender e apagar, se assim for, passe para o próximo.
• Se não piscar, você está em busca de falhas. Eu primeiro checaria suas juntas de solda para ver se há alguma junta seca, fora isso eu sugiro que você trabalhe longe dos registros de mudança verificando um componente por vez.

Teste todos os 192 cátodos e, em seguida, modifique seu código para testar os drivers da camada anódica, troque o cabo de teste do LED e conecte-o ao aterramento e teste cada um dos drivers de 8 camadas.

Depois de concluir e testar o PCB, a diversão realmente começa - agora, para construir o cubo.

Etapa 6: Construindo o Cubo

Preparando seus conectores de nível de ânodo - outro gabarito

Temos mais um item para fabricar antes de começarmos a soldar suas fatias 8x8 no PCB.

À medida que adicionamos fatias, precisaremos adicionar colchetes na parte externa de cada fatia, juntando as fatias horizontais.

Dado que conectamos todos os LEDs com laços aos fios de enquadramento, não vamos parar agora.

Para construir as chaves cruzadas do ânodo:

• Pegue outro pedaço da madeira que você usou para os trilhos e desenhe uma linha no centro do trilho.
• Faça 8 marcas ao longo desta linha com 30 mm de distância.
• Pegue 8 das brocas de 0,8 mm e fure-as na madeira, deixando a broca na madeira com a haste projetando-se cerca de 10 mm da superfície.
• Corte um pedaço de arame de armação e endireite-o como antes.
• Enrole uma extremidade do fio em torno da primeira broca formando um laço e, em seguida, faça um laço com o fio em torno de cada broca subsequente, formando um fio reto com 8 laços ao longo de seu comprimento.

Isso requer um pouco de prática, mas tente manipular o fio depois de formar todos os laços para deixá-lo o mais reto possível. Retire cuidadosamente o arame das brocas e tente endireitá-lo completamente.

Para o cubo final, você precisará de 16 comprimentos de fio, cada um com 8 laços, mas durante o processo de construção é útil ter um número de dois e três comprimentos de laços à mão para apoiar cada nova fatia com seu vizinho.

Finalmente podemos construir o cubo

Precisamos levantar o PCB da superfície para alinhar e abaixar cada fatia no PCB. Usei um par de pequenas caixas de plástico em cada lado do PCB.

Lembrando-se da orientação da fatia escolhida antes, ao definir a localização dos resistores limitadores de corrente, você pode agora abaixar a primeira fatia nos orifícios do PCB em uma das extremidades. Eu sugiro que você comece com o conjunto de buracos mais distante de você e trabalhe em direção a si mesmo.

É aqui que vemos a vantagem de cortar os fios de enquadramento do cátodo em um ângulo. Isso permitirá que você localize cada um dos 24 fios catódicos individualmente.

Para apoiar a fatia e definir sua localização vertical, usei o trilho de madeira que usamos para fazer os conectores do ânodo e coloquei-o ao longo do PCB sob o primeiro conjunto de LEDs. Com um esquadro de engenheiros usado para garantir que a fatia seja perpendicular ao PCB e nivelado de ponta a ponta, agora você pode soldar os fios de armação do cátodo no PCB.

Você pode testar esta fatia agora, mas achei melhor colocar as duas primeiras fatias no PCB e usar conectores de ânodo de 2 loops curtos em alguns lugares ao longo das duas fatias antes do teste inicial para tornar essas duas primeiras fatias mais estáveis. Após esses dois primeiros, teste cada fatia por vez antes de adicionar a próxima.

Testando as fatias

Os drivers de ânodo estão ao longo de um dos lados do PCB e há orifícios na PCB onde eventualmente conectaremos cada camada ao seu driver. Por enquanto, vamos usá-los com alguns fios de toras e 8 mini clipes de crocodilo para anexar a cada camada em cada fatia, por vez.

Com os cátodos soldados no PCB e os ânodos conectados aos drivers com os fios e clipes, podemos testar a fatia modificando o código que usamos para testar o PCB com uma nova animação.

• Escreva uma animação simples para acender todos os LEDs em sua fatia, cada cor de cada vez (todos vermelhos, verdes, vermelhos e todos acesos para brancos). Você pode definir o número da fatia como uma variável para que possa alterá-lo à medida que testa cada fatia.
• Conecte o processador e a alimentação ao PCB e ligue.
• Verifique se todos os LEDs acendem em todas as cores.

O único defeito que observei aqui foi devido a uma junta seca em um dos fios de armação do cátodo vertical.

Solde e teste cada fatia por vez.

Estamos quase lá. Existem mais dois elementos que precisamos adicionar ao cubo, agora que soldamos e testamos todas as 8 fatias.

Conectores da camada anódica

Agora podemos quebrar os conectores anódicos com os 8 loops que você preparou anteriormente.

Passe-os pelas fatias unindo a mesma camada em cada fatia em ambos os slides. Mudei os meus até que estivessem a cerca de 5 mm do fio catódico de LED mais próximo. Certifique-se de que eles pareçam retos e nivelados antes de soldar todos os laços e unir cada uma das 8 camadas de ânodo.

Conectores de driver de ânodo

Remova todos os fios usados anteriormente para testar as fatias dos orifícios do acionador do ânodo no PCB e certifique-se de que os orifícios estejam livres de solda - o pavio de solda é seu amigo aqui.

Cada um dos 8 drivers de ânodo no PCB precisa ser conectado a uma camada individual no PCB. O driver de ânodo mais próximo das conexões de energia no PCB deve ser conectado ao nível mais baixo e, em seguida, trabalhar de volta incrementalmente em direção à parte traseira do PCB e à 8ª camada.

Dobre um pequeno ângulo reto em um pedaço de arame de estrutura reta e abaixe o lado comprido do arame através do cubo no orifício do anodo na placa de circuito impresso. Certifique-se de que o fio esteja reto e nivelado, sem tocar em nenhum outro fio do cubo e, em seguida, solde-o na camada anódica do cubo e no PCB

Completo para todos os 8 drivers de ânodo.

Etapa 7: está completo

A construção acabou, você está feito.

Com toda a preparação, construção e teste que você fez, agora é simples.

• Conecte a fonte de alimentação ao PCB
• Conecte o processador ao PCB.
• Ligar.
• Carregue ou habilite as animações em seu software, faça o upload para o processador e deixe-o fazer o que precisa

Fazendo um caso

Você vai querer proteger seu investimento depois de investir todas essas horas.

Fizemos uma caixa com algumas placas de carvalho e uma pequena folha de lona e construímos um compartimento na parte de trás, onde poderíamos acessar a fonte de alimentação e o Arduino, bem como encaixar um plugue USB na parte de trás da caixa para permitir um acesso mais fácil para reprogramação.

Em seguida, terminamos com uma caixa de acrílico de acrílicodisplaycases.co.uk. Muito bem recomendado.

Com você

Existem agora duas coisas para as quais você pode voltar sua mente:

• Que tipo de suporte / caixa você deseja projetar e construir para dar suporte ao PCB e abrigar a fonte de alimentação e o processador - deixarei isso para sua imaginação.
• Entre no código e comece a projetar e escrever suas próprias animações. Kevin, Nick e SuperTech-IT fizeram um ótimo trabalho aqui para iniciá-lo no seu caminho.

Etapa 8: clipe do produto final em ação

Meus agradecimentos a Kevin e SuperTech-IT pelas animações, além de algumas das minhas que criei até agora

Etapa 9: Animação - Cobras

Uma de minhas próprias animações para compartilhar usando o código de Kevin Darrah

Chame o seguinte em void Loop

cobras (200); // Iterações

Etapa 10: Assim que entrar no ritmo

Meu irmão e eu agora construímos um cada e estamos trabalhando em um terceiro:-)

ATUALIZAÇÃO - O terceiro cubo está concluído e vamos colocá-lo à venda no eBay junto com duas placas PCB sobressalentes (e instruções).

Faremos algumas revisões no PCB predominantemente para apoiar o desenvolvimento de nosso próximo projeto - um cubo LED RGB 16x16x16

Etapa 11: versão mais recente do meu Arduino Mega Code

Em anexo você encontrará aqui a última versão do meu código.

Isso é predominantemente retirado da solução desenvolvida por Kevin Darrah aqui, mas eu transferi isso para o Arduino Mega e adicionei às animações de outras fontes ou desenvolvi por conta própria.

Os pinos no Arduino Mega são:

• Trava - pino 44
• Em branco - pino 45
• Dados - pino 51
• Relógio - pino 52