Ez a cikk leírja a LED-ekkel készült kocka készítésének folyamatát, amely kiváló vizuális kiegészítő, különösen gyenge fényviszonyok mellett. A kocka minden éle 5 LED-et tartalmaz, és az egész kocka 125 LED-ből áll (1. ábra). A kocka csatlakoztatható a számítógép USB portjához, amellyel egyedi fénysorozatok konfigurálhatók. PC-hez csatlakozva a kocka különféle ingerekre képes reagálni, pl. az éppen lejátszott zene szerint világíthat és villoghat.

elektronika
ÁBRA. 1: LED-kocka USB interfésszel.

ahol a VIREF jellemzően 1,24 V. 31 mA áram esetén R3 és R4 értéke 1,6 kΩ.

ÁBRA. 2: Kapcsolási rajz.

Ha saját programot szeretne írni a mikrovezérlőhöz, akkor azt javaslom, hogy ideiglenesen növelje az R3 és R4 ellenállások értékét, hogy a LED-en keresztüli áram ne haladja meg a tipikus értéket. Ez megakadályozza a LED károsodását hosszú ideig tartó folyamatos világítás esetén.

A nyomtatott áramköri lapot az 1. ábra szemlélteti. 3. Ez egyoldalú NYÁK. A 2. ábrán És 4. ábra Az 5. ábra az alkatrészek felszerelését mutatja. Az SMD komponensek használata nem kerülhető el, mivel az FT232RL átalakítót és a TLC5922 integrált áramköröket csak SMD kivitelben gyártják. A csatlakozások oldalához adtam egy pár SMD kondenzátort és ellenállást, hogy megkönnyítsem a kialakítást és helyet takarítsunk meg a táblán. A LED-ek kocka alakú hálózata az előre elkészített JP1-JP25 lyukakba csúszik. Az egyes rétegekben lévő dióda-anódok összekapcsolódnak és vezetékekkel vannak összekötve a JP26-JP30 furatokkal.

ÁBRA. 3: Nyomtatott áramköri kártya (csatlakozási oldal). Méretek 14,8 x 10,7 cm. ÁBRA. 4: Az alkatrészek összeszerelése. Alkatrészoldal. ÁBRA. 5. ábra: Az alkatrészek összeszerelése. Csatlakozási oldal.

A kocka felépítéséhez tiszta zöld, 5 mm átmérőjű LED-eket használtam. A rétegekben lévő LED-ek 2 cm-re vannak egymástól. E távolságok megtartása érdekében 5 mm átmérőjű lyukakat fúrtam a fatáblába. A lyukak 5x5 négyzet alakú hálóban vannak elrendezve, szembősége 2 cm (6. ábra).

ÁBRA. 6. ábra: Diódák behelyezése előre fúrt lyukakba a kölcsönös forrasztáshoz.

Forrasztás előtt az egyes LED-ek kapcsait meghajlítottam, amint az a 2. ábrán látható. 7.

ÁBRA. 7: LED hajlított kapcsokkal.

A módosított LED diódákat a fúrt lyukakba helyeztem, és forrasztottam egymáshoz anódjaikat (8. ábra).

ÁBRA. 8. ábra: A diódák előre fúrt lyukakba helyezésének részlete.

Két huzal csatlakozást adtam hozzá, hogy a réteg megtartsa formáját és ne deformálódjon. Így öt külön réteget hoztam létre. A rétegeket ezután összekapcsolják egymással a LED-ek összes katódjának forrasztásával. A LED-ek összekapcsolásának részleteit az 1. ábra mutatja. 9.

ÁBRA. 9: A LED-kapcsolat részlete.

Ezután a teljes kockát a JP1 – JP25 lyukakba helyezzük. A lyukakat a lyukcsíkból szakítással hozták létre. Ezután egy huzalt forrasztanak minden réteghez, és annak végét fokozatosan illesztik a JP26-ba a felső réteg számára, a JP30-ba pedig az alsó réteget. A LED-kocka létrehozása sok időt vesz igénybe, de ügyelni kell az egyes terminálok hajlítására, majd forrasztására, hogy a keletkező kocka ne deformálódjon.

Először be kell tölteni egy programot a mikrovezérlőbe, amely világítja az egyes LED-eket. A program feltöltése mellett a biztosítékok helyes beállítása is szükséges. Az MCU biztosítékok beállítását a 2. ábra mutatja. 10.

ÁBRA. 10: Biztosítékok beállítása az Atmel Studio környezetben.

A kockának működnie kell, amint külső forrást csatlakoztat. A csatlakoztatott tápfeszültséget a LED3 jelzi. A mikrovezérlő rendelkezik egy rögzített kóddal, amely különféle fényszekvenciákat tartalmaz, amelyeket egy hurokban játszanak le. A fénysorozatokkal ellenőrizze, hogy minden LED-et megfelelően forrasztottak-e. Ha a kocka az első próbálkozáskor nem működik, ellenőrizze a csatlakozásokat, hogy meghibásodott-e vagy megkerülte-e a nyomtatott áramköri lapot, vagy elfelejtette-e behelyezni a drót jumpert. A feszültségstabilizátor azért melegszik fel, mert viszonylag nagy áram folyik rajta (25 LED x 31 mA = 775 mA). Ezért ne érintse meg a stabilizátort az égési sérülések elkerülése érdekében. Jobb hőelvezetés érdekében javasolok hűtőbordát adni a stabilizátorhoz. A kocka a számítógép USB portjával vezérelhető. Erre a célra létrehozták a kockát vezérlő C # programozási nyelven szoftvert.

LED kocka vezérlés USB porton keresztül

A kocka első csatlakoztatásakor a számítógéphez egy virtuális soros port települ. Ha az illesztőprogram nem települ automatikusan, töltse le a www.ftdichip.com webhelyről. A soros vonal 38 400 Baud-ra van állítva, és az adatokat 8 bitesként, egy stop bittel küldik. Abban az esetben, ha saját vezérlő szoftvert szeretne létrehozni, kijelentem, hogy a kocka megvilágításához mindig 32 bitet (4x8 bit) küldünk. Az alsó 25 bit határozza meg, hogy a réteg melyik LED-jének kell világítania, a felső három bit pedig azt kódolja, hogy melyik réteget kell aktiválni. Az első (felső réteg) aktiválásához a legmagasabb bitek a 001b, a második 010b réteg, a harmadik 011b, a negyedik 100b és az alsó 101b bitek.

Mint már említettük, az áramellátás csatlakoztatása után a kocka a mikrovezérlőben rögzített programnak megfelelően világít. A program minden egyes futtatása után ellenőrizzük az RTS vonal állapotát. Ha az RTS-t az egységre állítjuk a PC-ben, a mikrovezérlő programjának programja leáll, és a kocka világítani kezd a virtuális soros porton keresztül küldött adatoknak megfelelően. Annak érdekében, hogy ne kelljen megvárni, amíg az egész program elfogy az MCU-ból, megnyomjuk a RESET gombot a táblán a mikrovezérlőhöz.

A C # programozási nyelven interaktív és intuitív felhasználói felülettel rendelkező szoftvert hoztak létre a kívánt fénysorrendek kényelmes létrehozásához. Ha az indítás után a program nem működik, akkor valószínűleg nincs telepítve a számítógépre a .NET Framework 4.0. Ezt a keretrendszert közvetlenül a Microsoft webhelyéről töltheti le. A grafikus felhasználói felületet a 2. ábra mutatja. 11. Az alkalmazás angol nyelvű, szélesebb körű használatra.

ÁBRA. 11: Grafikus felhasználói felület a LED kocka vezérléséhez.

A megépített LED-kocka kiváló kiegészítője egy sötét és gyenge fényű helyiségnek. A kocka előre beprogramozott fényeffektusokkal rendelkezik, amelyeket a készülék bekapcsolásakor lejátszanak. Miután a kockát USB-kábellel és a létrehozott szoftverrel összekapcsolta a számítógéppel, igény szerint meg lehet teremteni a fényhatásokat. A LED-kocka teljes ára főleg az alkalmazott LED-ektől függ. Lehetőség van átlátszó és matt, különböző színű és méretű LED-ek használatára. Összegzésképpen szeretném megköszönni Barbora Martikáňová-nak, hogy minőségi fényképeket készített a cikkhez használt LED-kockákról.