5×5×5 LED立方体，一个Arduino控制程序原理图电路源文件

sydz · 发表于 2012-9-13 00:21:23

这instructable细节为5×5×5 LED立方体，一个Arduino控制，它驻留在定制印刷电路板的设计和建设过程中。

我的网站上可以找到附加的信息，照片和视频。

成品是在以下的视频所示：

  第1步设计理念和材料 我见过很多LED立方体的设计，他们都有着同样的问题：如何控制这么多的LED有这么几个引脚。许多设计人员选择利用移位寄存器，它采用了串行并行输出的负载。我是不是动心这个想法，主要是因为所需要的时间，将所有位和可能产生的拖尾效果，所以我开始从我自己的绘图板，请参阅附件。

我的设计采用5×3-8线解码器（也被称为多路分解器）转换为5位并行二进制输出到一热的25位并行输出，该驱动器的列的LED。  “一热”是指只有一个的25个输出引脚将“热”在任何给定的时刻。如果五个输出引脚的Arduino是：01010，这是二进制的数字10。该解码器解释这个信号，在关闭电源的输出引脚数10 25列（编号为0-24）。请参阅附设计说明。

正如许多其他的LED立方体做的，我的设计还采用了NPN晶体管切换多维数据集的每架飞机的阴极。

我的设计还包括一个自定义的设计，印刷电路板，消除了许多难看的电线，否则将需要的。

材料：

部分编号说明供应商数量每个总计
  74HC238 3-8译码器易趣5 $ 0.703.50美元
  LED 5MM扩散蓝色LED易趣125 $ 0.0911.25美元
  RES 150欧姆的电阻30 $ 0.05 $ 1.50
的2N4401 NPN型晶体管的RadioShack公司5 $ 0.20 $ 1.00
  POT 10K OHM修剪盆栽的RadioShack公司1 $ 1.491.49美元
  Arduino的Arduino的SparkFun 1 $ 30.00 $ 30.00
印刷电路板PCB +运费AdvancedCircuits 151.42美元51.42美元

总计：100.16美元

  再思考：-HOT解码器，很多人都会有每个输出高，但选择一个输出低电平。这是我们想要的东西的对立面。一定要检查您购买的任何芯片的数据手册的真值表。
第2步立方建设

第一步是构造的LED的多维数据集。我的发光二极管是很便宜，而且极短的引线。这就是为什么我使用额外的线，非常漂亮。

首先，让自己的木举行的指示灯，当你焊接夹具。我间隔矿1“，除了焊接所有的阴极（ - ）一起在飞机上。

一旦你完成所有5架飞机，它的时间去了！使用1面之间的“间隔焊接。确保运行足够多的线垂直所有5架飞机，然后一些额外的。

完成了吗？恭喜！你刚才提出约300个焊点！

再思考：完成后，它会显示该多维数据集倾斜，那是因为它。当安装平面的垂直线，附件I的LED引线每次的同一侧。为了避免这种情况，备用侧的引线连接到垂直线。

第3步原型电路

一旦你有多维数据集的构建，焊接试验到每个阳极和阴极集。我使用CAT5电缆，纯粹是因为它是便宜的和可用的。如果你没有任何多余的线，到您当地的电话系统安装公司，要求购买他们的废料，你也许可以得到它，脚不到30美分。

面包板上组装电路（如描述在pdf）。选择一个角落的多维数据集的起源，从解码器的阳极连接到输出0。接下来的阳极将在所谓的X方向，然后你到下一行（输出5号），您将有中所称的Y方向移动。不要忘了电阻！我用150欧姆的电阻器串联，每个列（的解码器和列之间）

为了连接阴极，使用NPN晶体管和开关接地。您需要使用的Arduino的管脚和输出之间的电阻。如果你从来没有使用过晶体管之前，他们是相当简单的：一个NPN型，两个外引线就像是一个简单的开关的两个端子。中心引线的信号是高电平时，完成了电路。因此，连接接地引脚1，引脚2到Arduino的输出功率，阴极平面的多维数据集和引脚3。

下载：

FJEFMYWGIYWWKVR PCB.zip (40.06 KB, 下载次数: 92, 售价: 5 金钱)

FOS3R3FGIYWWKUX.zip (23.71 KB, 下载次数: 69, 售价: 5 金钱)

FUHGGXZFY7M6DVB.zip (4.24 MB, 下载次数: 818, 售价: 5 金钱)

LEDCubePCB.rar (3.17 KB, 下载次数: 66, 售价: 5 金钱)

sydz · 发表于 2012-9-13 00:22:17

步骤4 与Arduino编程 一旦多维数据集连接到你的原型电路，编写一些测试代码！

一个聪明的开发有效地实现输出到解码器的功能，我下面记录，也发现代码中的连接。这是，一些位黑魔法明显的。

/**
* Displays the anode column with the given number value; [0, 24].
*/
void displayNum(int num){
//constrain the argument to be between 0 and 24 inclusive.
num = constrain(num, 0, 24);

/*
* AND: selects the bit, the bit at weight will be 1 if the pin is to be high
* >>: shifts the selected bit to the end of the word, making the value a 0 or 1
* first result is lsb
* digitalWrite: write the approptiate result (HIGH or LOW)
* to the appropriate decoder pin
*/
for(int weight=1, pin=0; pin < DECODER_BITS; weight*=2, pin++)
digitalWrite(decoderPins[pin] ,(num & weight) >> pin);

//delay, this is the absoloute minimum time the light will be displayed.
//ensures adequate delay for decoders as well.
delayMicroseconds(MICRO);
}

我使用的代码的其余部分是附加在这里。此被分成4个主件。

  LEDs.h：
包含所有引脚定义和阵列上的标签以获得迅速迭代。
  DisplayBasics.pde：
包含了一些基本的“形状”中的多维数据集，用于在模式中。
  Patterns.pde：
包含的多维数据集可以显示的模式。每个文件中的代码，可以看出，在视频中介绍的步骤，这instructable。
  LEDCubePCB.pde：
这是我的代码的最终版本，它的setUp（）和循环（）函数。你会发现，我选择的模式显示在复位的基础上电位器的位置（讨论下一步）。我会鼓励更好的方式来改变模式，在下一步讨论。

步骤5个附加组件

为了使LED的多维数据集作为一个独立的装饰功能更强大，设置需要在飞行中是可调节的，重新上传代码，而不是每次你想改变格局。

附加组件之一我使用是一个电位器，其模拟读数直接有关的动画的延迟时间，如在视频中看到。

再思考：

我有另一个意图是使用跳线来选择显示模式 - 这可以看出，在PCB设计上。不过，我从来没有测试过这个概念，忘记了一针读数没有参考电压是不稳定的。如果你尝试这样做，你可能会需要一个上拉电阻配置。不管你做什么，不要做什么，显示的PCB设计，并做测试。

此外，作为廉价，因为它们是，电位器是通用的，并且可以很容易地被用作模式选择器中的第二个。
步骤6 PCB设计

我设计这个电路和PCB的雄鹰，这是免费PCB设计软件，。我重视的老鹰文件，供您参考或重用，但如前所述，一些重的工作我的理想。

如果你是新的PCB设计，它是方便和乐趣！一个很好的教程，可以在标题为“打开”EAGLE原理图到PCB的instructable 。

再思考：
在设计PCB时需要注意的一件事是钻洞的大小。库中的大部分地区都不错，但一定要检查导线的连接，这样的阳极列。

另外，如果你喜欢的项目，但不专业制造印刷电路板的成本，你也可以很容易地创建这个在perfboard ，甚至是使用的墨粉转移做自己的PCB，同时仍然使用鹰。

编辑：鹰所附文件的跳线问题已得到修复，现在跳转到GND，而不是VCC

第7步 PCB制造和组装

要发送的设计制造出来，你首先需要创建一个钻孔文件和Gerber文件。这个地区是不是我的专长，但instructable “专业印刷电路板几乎比让他们在家里更便宜的”钉子，按照说明T和你不会有任何问题。

编辑：由于一些要求，我已经连接了此页的制造商需要的gerber文件。请注意，在这个版本中已修复的问题的跳线。  （他们现在跳转到GND，将使用Arduino内部上拉电阻。

  查找制造商：
我得到了我的PCB制造先进的电路，和这里的原因：
  1。美国：不要误会我的意思，我为了吨的组件香港直接，邮递员看到中国的加盖软垫信封在我的箱子，但是是有区别的是，当我坐立不安板到我的，我不'T要等3周的运费！

  2。  33元。是啊，33元标准规格板订单。什么收获？最小为3，见下文。

  3。学生优惠！先进的电路，让您订购的学生之一，其33元的特殊！

  4。免费DFM检查，基本上它可以确保你钻和gerber文件是正确的之前，你给他们任何钱。

  5。免费惊喜与每一个订单，其人口信息网好;)

  大会：
开始以最低的配置文件，这意味着高度的元件焊接。开始的电阻器，则IC插座，...  ，并完成与多维数据集本身。

我用我所有通孔元件，所以是非常简单的组装。如果你从来没有焊接在PCB上的，这里的关键是：

  1。使用一个良好的，干净的铁。尖罐头商和一块湿海绵清洁你的小费。
  2。发热部件的*。
  3。适用于焊接的BASE的孔。
  4。允许焊锡渗透到洞前清热解毒。  （约半秒）

  *要谨慎，不要过热包含半导体组件，因为它们很容易损坏热。我用的插座DIP芯片（解码器）

第8步完成！

一旦您的自定义板组装，测试吧！上传你的Arduino代码和按扣。

再思考：
如果指示灯不采取行动，按照你的希望，首先检查解码器引脚放置不当，如在步骤1中的PDF。交换位将搞砸了很大的时间。

和平清风 · 发表于 2012-9-13 12:15:17

漂亮，，非常不错的东西

hyyvipp · 发表于 2012-9-16 23:05:55

做的很好，很经典！！！

淡定的H羊 · 发表于 2012-9-18 17:19:13

果然限制水平的还有一个叫做想象力的因素

人生园 · 发表于 2012-9-20 12:30:00

漂亮，，非常不错的东西

人生园 · 发表于 2012-9-20 12:31:26

漂亮，，非常不错的东西

zhaoyunguo · 发表于 2012-9-22 13:25:54

很好的支持一下

woleicom · 发表于 2012-9-24 19:21:38

看看一直想完全弄明白

inonchan · 发表于 2012-9-28 19:33:58

hwood · 发表于 2012-10-3 12:03:02

新人，认真学习，努力自己做一个

277522260 · 发表于 2012-10-6 13:29:09

漂亮不过好难做的样子

12309 · 发表于 2012-10-6 21:00:31

非常漂亮很美丽的明天马上买一个

为你写诗哦 · 发表于 2012-10-16 22:20:34

好东西谢谢

xiaofeng_1122 · 发表于 2012-10-18 05:30:44

wo xiangzuo yige

murphy71 · 发表于 2012-10-20 08:43:48

很好的支持一下

廖monkey · 发表于 2012-10-24 19:20:42

这个大小很好~~~

Maeda_Jun · 发表于 2012-10-25 22:24:52

不错，支持一个，但是真是弄不懂意思，只能靠猜- -

absorb · 发表于 2012-10-28 10:37:52

漂亮，我很想做一个，希望能提高自己，

谷子 · 发表于 2012-10-29 13:12:35

，，，，，，，，，，，，

我叫小云南 · 发表于 2012-10-30 08:23:44

哥，请问这个灯的造价是多少钱，我也想搞一个，呵呵

淡淡男人味_︶ㄣ · 发表于 2012-11-10 12:07:59

谢..............谢

NONO。。。 · 发表于 2012-11-14 15:02:50

很漂亮啊！！！！！！！！

83256228 · 发表于 2012-11-15 18:18:16

收下啦哈哈

岁月静好 · 发表于 2012-11-19 00:47:44

请问引脚是负的连在一起吗，请发我邮箱，495035324@qq.com，

岁月静好 · 发表于 2012-11-19 00:50:54

请问是负极连在一起吗？谢谢，，495035324@qq.com

waiyu1210 · 发表于 2012-11-19 09:58:36

可惜啊，很多东西都忘记，先下载下来研究一下

豚何 · 发表于 2012-11-21 20:44:21

好看，喜欢的不得了，学习了自己也做一个。

豚何 · 发表于 2012-11-21 20:47:52

好看，喜欢的不得了，学习了自己也做一个。

vincent89 · 发表于 2012-11-23 18:33:50

來學習學習的

飞歌 · 发表于 2012-12-5 18:32:02

你好，不错，学习啦

-__伴侣99 · 发表于 2012-12-16 22:11:34

电路板电路板.......

jajie · 发表于 2012-12-23 20:06:43

好，人爱好了

fjycqyf · 发表于 2013-1-15 20:44:00

我是来学习的

dy99123 · 发表于 2013-1-22 15:24:37

漂亮，，非常不错的东西

7696 · 发表于 2013-2-5 17:06:24

看看會不會用

Ethan · 发表于 2013-2-13 17:06:06

同学，可以发个PCB和元件清单给我吗？junlong700@Gmail.com

Ethan · 发表于 2013-2-14 03:19:21

你的文件打不开，怎么办？

啊！龙！ · 发表于 2013-3-19 15:48:10

不知道和其他的控制方式有什么不同的地方。

难得糊涂 · 发表于 2013-8-15 14:23:58

看着眼馋啦就是没金钱呢！

s5990805 · 发表于 2014-5-21 22:49:48

真的!!! 很想看內容可是就是剛好-1金錢...

jmp757869455 · 发表于 2014-7-4 22:59:01

先回复再下载，之后表示感谢~

89758235 · 发表于 2014-9-22 09:34:16

感谢分享！！！！

雷霸子 · 发表于 2014-10-16 10:40:20

真的挺好的

kernel99 · 发表于 2015-9-19 07:11:38

漂亮，，非常不错的东西

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