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如何使用Arduino构建一个8x8x8的LED立方体

在这个项目中,我们将看到如何构建一个8x8x8的LED立方体。有许多基于8x8x8 LED Cube的项目,其中一些非常受欢迎,成为许多爱好者必须做的项目。

即使我们计划建造一个8x8x8的LED立方体很长一段时间,现在我们终于完成了一个,我们对最终结果非常满意。

本教程的主要目的是给你一个简单的想法,如何从头开始一步一步地构建一个8x8x8 LED Cube。

请注意来自Instructables的“chr”作品启发我们建造自己的8x8x8 LED Cube。

概述

一个8x8x8的LED立方体是一个具有3D效果和模式的视觉盛宴。它的原理是视觉持续性的概念,这是人眼的一个特征,如果一个物体在一秒钟内出现大约60次,它会欺骗我们的大脑,让我们认为它永远存在于一个地方。

因为一个8x8x8的LED Cube由,嗯,8x8x8 = 512个LED组成,我们不能同时控制所有这些LED。我们能做的就是以极快的速度一次控制64个发光二极管,然后欺骗我们的大脑,就好像我们在控制所有的512个发光二极管一样。

样例输出视频

下面的视频展示了8x8x8 LED Cube的输出示例或演示。

8x8x8 LED立方体所需的组件,工具和部件

  • Arduino纳米
  • led (5mm) - 512
  • 100Ω电阻(1/4瓦)- 64
  • 1KΩ电阻(1/4瓦)- 16
  • 10KΩ电阻(1/4瓦)- 8
  • 2N2222 NPN晶体管- 16
  • Octal D触发器- 8
  • 3-to-8多路复用器- 1
  • 20pin IC插座- 8
  • 16脚IC插座- 1
  • 0.1µF电容(104)- 9µF电容
  • 1000µF电容- 1
  • 100µF电容- 1
  • 10µF电容
  • 开机LED - 1
  • 100Ω电源上的电阻LED - 1
  • 5 v电源
  • 公头
  • 女头
  • 螺丝终端
  • 连接器与头
  • 带状电缆
  • 压铆螺母柱
  • 螺丝
  • 连接电线
  • Sunboard
  • 汽提塔
  • 焊料铅(大量)
  • 烙铁

如何构建一个8x8x8的LED立方体?

现在让我们看看如何从头到尾构建8x8x8 LED Cube。我已经尝试在不让您感到厌烦的情况下包含尽可能多的步骤。让我们从led开始。

测试led

正如我之前提到的,我们需要512个led。第一步是测试所有512个led。你可以使用3V锂电池来测试单个LED。这一步是非常重要的,因为一旦你开始焊接led,将很难去除它们。

8 × 8 × 8 LED立方体图像

层建筑

下一步是创建图层。每一层由8×8 LED Matrix组成,该Matrix由64个LED组成。为了建立层,拿一个Sunboard,并在2.5厘米的距离上打洞。放置led并开始焊接所有的阴极。

8 × 8 × 8 LED立方体图像

为了提高该层的强度,在led之间焊锡较少的连接线。除了充当支撑棒外,这些导线还将缩短该特定层的所有阴极。

现在,再次测试LED,因为更换一个有故障的LED在这个阶段会比较容易。一旦所有的事情都完成了,把已经完成的图层放在一边,继续制作其他7个图层。

8 × 8 × 8 LED Cube

垂直叠加

完成8层后,我们将继续垂直堆叠这些层。拿一块太阳板,标记64个孔,以便插入64个阳极端子。开始一层一层的焊接,使用任何物体,如一把尺,甚至一块Sunboard(宽度大约2.5厘米)分开的层。

8 × 8 × 8 LED Cube

完成后的结构堆叠所有八层,将看起来像这样。

8 × 8 × 8 LED立方体图像

64阳极极必须在阳光板底部突出,以便焊锡线连接。焊接完所有8层阳极极后,将焊丝焊接到阳极极上。这就完成了8x8x8 LED Cube的立方体部分。

8 × 8 × 8 LED立方体图像

接下来,我们将继续设计容纳所有ic、晶体管和Arduino Nano板的主电路板。

设计印刷电路板

我们为这个项目设计了两个pcb:一个用于连接到LED立方体阳极排的所有8个74HC574 IC,另一个用于Arduino纳米、晶体管和电源组件。

8 × 8 × 8 LED Cube

使用支架固定电路板,并在适当的位置用带状电缆将LED立方体连接到pcb上。

8 × 8 × 8 LED Cube

pcb和电源的外壳

使用Sunboard,为pcb和电源做一个外壳。这一件也作为LED立方体的基础。将pcb插入外壳,并通过开关连接电源。

8 × 8 × 8 LED Cube

最终的构建

8x8x8 LED Cube的最终构建如下图所示。结构非常坚固,包括电源在内的所有电子设备都隐藏在基地内部。

8 × 8 × 8 LED Cube

线路图

下图是使用Arduino Nano的8x8x8 LED Cube的完整电路图。

8 × 8 × 8 LED立方体图像

请注意:由于过度压缩,上面的图像可能不是很清晰。如果你想要更清晰的电路图,你可以从这里下载链接

代码

代码是基于Instructables中的“chr”的工作开发的。在互联网上有很多你可以使用的代码。

最后一句

正如我在文章开头所说的,构建一个8x8x8的LED Cube是每个电子爱好者的梦想,我们也不例外。所以,在LED Cube项目推迟了很长一段时间后,我们终于完成了。

花了近24个工作小时建造8 x8x8立方体(测试LED、弯曲和削减LED,使领导8层每个组成的64个发光二极管,矫直线添加抗拉强度、垂直叠加的层,设计PCB、蚀刻印刷电路板、电路板焊接组件,连接了PCB多维数据集,转储代码并测试输出)。

如果你做过类似的项目(即使是像4x4x4 LED Cube这样较小的项目),恭喜你。它显示了你在建立一个项目时的奉献、努力和耐心。

23日回复

  1. 不错,但太难了。我有一个Arduino Uno,我想建立类似上面的东西,但少得多的二极管,例如16个二极管。进一步,我想自己编程。有什么建议吗?

  2. 谢谢你的分享。
    很高兴看到另一个关于如何构建这个多维数据集的描述。
    红色的版本太可爱了。

    PS:链接到你的来源/灵感总是好的。

    1. 电路中有9个ic(8个是74HC574八进制D触发器ic, 1个是74HC138 3- 8解复用器)。所有这些ic都有相应的VCC和GND引脚。您应该连接0.1µF电容器跨越这些终端的个别ic。因此,总共需要9个0.1 μ F电容器。

  3. 先生,

    这是一个非常漂亮的设计。
    谢谢你。
    很抱歉我的英语,我74岁了,在比利时说佛兰德语,从来没有学过英语。
    这个冬天我一定会做的。
    能给我密码吗?
    不幸的是,我自己不能制作这样的代码。这样的东西我应该学习真正的代码。我的电子邮件:p.vanovermeire@gmail.com

    1. 谢谢你的回复。

      正如我在文章中提到的,Instructables中的“chr”激发了我们实现这个项目。我使用了相同的代码从这里-https://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/

      您可以从指导表中的“步骤70”下载代码。

      (出于显而易见的原因,我不在这篇文章中提供代码。希望你理解)。

  4. 对不起拉,

    你用我不知道的东西写了代码:avrdude-c usbtiny。
    在安装xxx时也是如此。进气阀打开。这就是我想说的,
    其他的已经列出了,我已经找到了,如:arduinocube。ledcube_8x8x8。cube_pc-v pde - 0.1。tar-hex-ledcube_8x8x8_eeprom。eep-ledcube_8x8x8-v 0.1.2。沥青-测试。十六进制
    另一种意思是EAGLE文件
    但没有xxx.ino
    写这些,对我来说有点过分了。可以使用Arduino Uno Board上传在Atmega 32上,否则??

    1. 在前面提到的instructable的“Step 70”中,有一个名为“arduinocube”的文件。可下载的Pde。下载该文件并将扩展名更改为.ino。

  5. 亲爱的Ravi先生,

    首先,恭喜这个项目。你做的很整齐,很干净。这有一个专业的方面。

    我有一个问题:你能卖pcb吗?还是把工程文件卖给我在我的国家生产?请让我知道。我先谢谢你,

    良好祝愿

    保罗阿鲁达

  6. 非常感谢你和我们分享这个美丽的项目,我很快就会完成。只是想知道你用DE to do和OE引脚做了什么,第二,请分享你的高分辨率PCB设计,以便我在这个项目中获得更多的力量。

  7. 你好,拉维,
    最后一个问题。
    0.1 μ f连接在什么地方或到什么地方?
    是74HC136和74H574的VVC和GND吗?

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