3D LED Charlieplex Cube das luzes da árvore de Natal: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

A época do Natal é uma ótima época para obter um grande número de LEDs por um custo muito baixo. Este instrutível usa 80 LEDs de um fio de luz LED da árvore de natal para fazer o venerável cubo 3D LED. Neste caso, um cubo 5x4x4. Os únicos outros componentes são um regulador de tensão 7805 5V, capacitor de desacoplamento 2x100nF, 16 resistores, um receptor IR e um único microcontrolador PIC 16F88. Muitos outros projetos de cubo de LED usam todos os tipos de chips de registro de deslocamento, etc, para realizar o endereçamento da matriz de LED. Para economizar componente e esforço de fiação, ele usa a técnica de endereçamento charlieplexing descrita anteriormente em instructables: https://www.instructables. com / id / Charlieplexing-LEDs - The-theory / andhttps://www.instructables.com/id/How-to-drive-a-lot-of-LEDs-from-a-few-microcontrol/previous projects using isto é: https://www.instructables.com/id/Microdot---wrist-watch-LED-pattern-timepiece/andhttps://www.instructables.com/id/Minidot-2---The-holoclock / Eu recomendo ler pelo menos os dois primeiros antes de continuar a ler este instrutível.

Etapa 1: retire os LEDS de uma corda

Isso é muito chato, na verdade. Pegue uma série de luzes de Natal. De preferência, aqueles com lentes côncavas, ou seja, parecem que alguém rebaixou a parte superior do LED.

Retire e retire a solda de todos os leds da corda.

Etapa 2: construir o cubo

Agora construa o cubo.

Como estamos usando o charlieplexing, podemos usar alguns atalhos para a fabricação de cubos de LED comuns. Em particular, podemos usar várias seções que têm a mesma conexão. A imagem principal abaixo mostra uma seção. É apenas um fio de cobre estanhado soldado. Cada seção se torna uma linha na matriz charlieplex … você leu os artigos mencionados na introdução, não leu? Soldei meu fio em uma grade 5x4 e deixei algumas marcas na parte inferior. Eles são usados para caber em algum stripboard (também conhecido como veroboard) e fornecem alguma estabilidade mecânica e permitem um fácil espaçamento uniforme da grade. Observe que, se eu fizesse isso de novo, usaria uma malha de gaiola para animais de estimação pré-fabricada, digamos, para coelhos ou outros animais pequenos, em vez de soldar um monte de fios juntos. As outras imagens nesta seção mostram os LEDs individuais soldados em cada seção. Uma perna do LED é soldada na seção mecânica e a outra é dobrada em 90 graus para soldar as peças transversais.

Etapa 3: fazendo tudo como o Charlieplex

Novo vem a fiação em uma matriz charliplex.

A primeira imagem abaixo mostra uma seção (linhas grossas) com LEDs acoplados. Cada linha possui LEDs presos à malha com a mesma polaridade. A próxima linha é anexada com a polaridade oposta. Cada linha alternativa é conectada entre si. Isso forma outra linha charlieplex. Então, para o esquema abaixo, se eu quisesse acender o LED do canto superior direito, colocaria um sinal + ve na linha C1 e um sinal -ve na linha C11. O LED superior na próxima malha teria um sinal + ve novamente na linha C1 e um sinal -ve na linha C12 e assim por diante. Como tenho 5 linhas em cada malha, conectei a linha inferior alternadamente, conforme mostrado. Uma malha 6x4 ou outra malha de numeração par simplesmente repetiria o esquema de conexão superior. A segunda imagem é um esquema 3D aproximado….que espero mostrar as conexões com um pouco mais de clareza. A imagem final mostra uma grade parcialmente concluída.

Etapa 4: o vídeo e as últimas palavras

Agora temos 80 LEDs conectados em um cubo 5x4x4. Consistindo em 14 linhas charlieplex. Aqueles de vocês que realmente leram os artigos referenciados na introdução notarão que esta é uma matriz charlieplex esparsa. Com 14 linhas, eu poderia teoricamente conectar 13x14 = 182 LEDs … mas a fiação teria sido mais complexa. A parte restante do circuito era simplesmente os resistores limitadores de corrente da linha charlieplex, um PSU muito simples (regulador 7805) e um PIC com um receptor IR conectado. Quando a temporada boba acabar, espero lançar o programa PIC, mas ele basicamente envia sinais PWM aleatórios ao longo das linhas, um remoto IR pode controlar a velocidade e distribuição dos padrões PWM. Observe que não se trata de uma condução estritamente charlieplex, Não estou abordando cada LED individual um por um, alternando as linhas de três estados conforme necessário. No entanto, sinais PWM aleatórios parecem funcionar muito bem com grades charlieplex … se você gosta de LEDs que pulsam aleatoriamente. Muito perto do Natal para terminar essa parte da configuração. Uma coisa a se notar se você não tristate corretamente as linhas ao dirigir uma grade charlieplex, é que um LED acenderá intensamente e vários outros acenderão fracamente. É um pouco imprevisível, no entanto, para padrões aleatórios, isso não é problema porque um elemento de aleatoriedade é o que você deseja. O próximo artigo será um esquema de condução charlieplex adequado, onde LEDs individuais podem ser acesos e alguns padrões mais interessantes feitos. Eu espero fazer uma espécie de jogo 3D da unidade de vida, e talvez refazer a grade com seções mais bonitas, maiores e mais organizadas feitas de malha de gaiola para animais de estimação. Fiquei apenas um pouco surpreso com o resultado da solda manual da grade. Por enquanto, aqui está um vídeo bonito (aviso 9Mb) … desculpe, não tive tempo para colocá-lo no YouTube. Espero que este breve artigo tenha mostrado como fazer o uso do método charlieplexing para acionar LEDs e fará um bom uso dessas velhas luzes LED de natal.