Механический 3d куб своими руками

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

92

Друзья, привет!Две недели пролетели как четыре дня!Продолжаем писать инструкцию по сборке 3D-принтера своими руками, часть вторая из намеченных пяти:

1. Вводный. Приобретение всего необходимого.
2. Сборка принтера. Часть первая. Корпус и механика.

3. Сборка принтера. Часть вторая. Электроника. 4. Прошивка и настройка принтера – Marlin. 5. Прошивка и настройка принтера — Repetier-Firmware.

И так мы приобрели все необходимое для сборки принтера и выглядит это примерно вот так:

К сожалению нет возможности разложить все детали для наглядности, боюсь что дети, котором ну очень интересен этот 3D принтер: , а уж маленькие штучки от него тем более, раскатают это все по всей квартире.Сборка 3D-принтера. Часть первая. Корпус и механика.1. Пайка концевых выключателей осей X и Y.Нам потребуется:

— два микровыключателя, один можно с обычной ногой, второй обязательно с длинной.

— провода сечением не менее 0,22 кв.мм. — 4 штуки по 1 метру (я использовал кабель 2*0,22 кв.мм. (в магазинах называется сигнальный или домофонный кабель).

— паяльник (припой, олово)

Припаиваем провода к микровыключателям. Я рекомендую использовать контакты C и NC на микровыключателях! Иначе это называется нормально закрытый контакт, т.е. в состоянии покоя цепь замкнута, в состоянии нажатия цепь размывается. В некоторых случаях контакты подписаны цифрами, тогда это будет 1 и 2. Необходимо это для дополнительной проверки работоспособности принтера, т.е. если с концевыми выключтелями что-то не в порядке, то печатная голова не пойдет в положение HOME.

2. Установка концевых выключателей осей X и Y на корпус.

Нам потребуется:- Концевые выключатели с припаянными проводами — 2 шт.- Панель корпуса левая.- Панель корпуса верхняя.- винт M2.5*16 — 4 шт.

— гайка M2.5 — 4 шт.

ВАЖНО! В случае если вы используете микровыключатели с разной длинной лапок, то по оси X устанавливается микровыключатель с длинной лапкой, на ось Y можно с обычной лапкой.

ВАЖНО! Не затягиваем микровыключатели сильно, они очень хрупкие, как правило хватает затяжки руками.

Устанавливаем микровыключатели как на фото:

Ось X:

Ось Y: 3. Сборка корпуса.Нам потребуется:- Панель корпуса левая, с установленным микровыключателем.- Панель корпуса правая.- Панель корпуса верхняя, с установленным микровыключателем.- Панель корпуса нижняя.- Панель корпуса передняя.- Панель корпуса задняя.- Две маленьких детали для крепления энкодера. — Винты M3*16 — 40 шт.- Гайки M3 — 40 шт.

— Энкодер — 1 шт.

Последовательность сборки:- Заднюю панель кладем на стол ножками к себе, овальным отверстием под двигатель вправо.

— устанавливаем верхнюю панель мировыключателем внутрь корпуса слева.

— устанавливаем нижнюю панель маленьким прямоугольным отверстием вниз и справа. — устанавливаем переднюю панель ножками к себе круглым отверстием справа. — поворачиваем принтер на левый бок.- устанавливаем правую панель ножками к себе, круглым отверстием сверху, которое ближе к краю, влево.- переворачиваем принтер на правый бок.

— устанавливаем левую панель, ножками к себе, микровыключателем внутрь, влево.

— переворачиваем принтер на верхнюю панель.

— Собираем и устанавливаем панели для энкодера, как на фото.

Готовый корпус — Скрепляем всю это конструкцию 40 винтами M3*16 и гайками. Вкручиваем энкодер.

!!!ВАЖНО!!! вкручивать аккуратно, лучше если туго идет рассверлить отверстие, т.к. плата от энкодера отрывается очень легко.

4. Установка выключателя подсветки.Нам потребуется:- Корпус принтера.

— выключатель.

Устанавливаем выключатель в корпус до упора. 5. Установка разъема для подключения кабеля питания с предохранителем и выключателем.Нам потребуется:- Корпус принтера.

— Разъем для подключения кабеля питания с предохранителем и выключателем.

— Винт М3*10 — 2 шт.

— Гайка М3 — 2 шт.

— Устанавливаем разъем для подключения кабеля питания с предохранителем и выключателем в корпус принтера.- Сверлом 2,5-3 мм делаем отверстия в корпусе соответственно напротив отверстий в разъеме для подключения кабеля питания с предохранителем и выключателем.

— Устанавливаем винты М2,5*10и закручиваем гайки.

Небольшое видео как я делал эти 5 шагов:

6. Установка светодиодной подсветки.Нам потребуется:

— 1 метр светодиодной ленты.

— корпус принтера.

Наклеиваем светодиодную ленту внутри принтера, вдоль передней кромки, на правую, левую и верхнюю панель. 7. Установка подшипников в корпус.Нам потребуется:

— подшипники F688 — 8 шт.

— корпус принтера.

Устанавливаем подшипники в отверстия фланцем внутрь, устанавливаются с небольшим усилием. 8. Сборка кареток осей X и Y.Нам потребуется:

— набор деталей состоящих из:

— медные втулки — 4 шт.- ремни GT2 длинные — 4 шт.- пружины — 4 шт.

— детали корпуса кареток — 8 шт

Тут нужно проявить чудеса эквилибристики при сборке этих кареток.

Ремень протягивает как на фото, к пружине гладкой стороной.

Устанавливаем медную втулку в корпус.

Устанавливаем пружину с ремнем в корпус, как на фото.

Закрываем второй деталью корпуса, до 4 щелчков, проверяем что ремень не зажат и амортизирует. 9. Установка кареток на оси X и Y.Нам потребуется:- Каретки осей X и Y — 4 шт.

— Шпули GT2 20 зубьев на вал 8 мм — 8 шт.

— Двойная шпуля GT2 20 зубьев на вал 8 мм. — 1 шт.

• — ремень короткий из набора — 2 шт.
• — Шайба 8,5*10,5*5 – 2 шт.
• — Шайба 8,5*10,5*10 – 4 шт.
• — Шайба 8,5*10,5*25 – 1 шт.

Порядок установки следующий:

— Первой ставим дальний вал, на нем слева направо должно быть между подшипниками:

• двойная шпуля, на шпуле сначала короткий ремень, который пойдет к двигатели, и длинный ремень, кареткой снизу
• каретка втулкой на валу ремнем снизу
• шпуля обычная, винтами справа, на шпулю надеваем ремень длинный, кареткой вниз,
• печатная шайба 10 мм.

— Второй устанавливаем ось спереди, на ней слева направо:- шайба 10 мм,- шпуля винатами влево, на шпуле ремень от той каретки что надели на дальнюю ось,- каретка- шпуля винтами вправо, на шпуле ремень от той каретки что надели на дальнюю ось,- шайба 10 мм.- Третьей ставим ось справа, если повернуть левой стенкой к себе, последовательность слева направо- шпуля винтами вправо, на шпуле короткий ремень- шайба 10 мм.- Шпуля, винтами влево, на шпуле ремень каретки, которая надета на дальнюю ось, — каретка которая надета ремнем на дальнюю и переднюю ось,- шпуля, винтами вправо, на шпуле ремень с каретки надетой на переднюю ось.- шайба 5 мм.- и последней ось слева, поворачиваем принтер правым боком к себе, и последовательность слева направо:- шайба 5 мм- шпуля винтами влево, на шпуле ремень с карентки, надетой на переднюю ось,- каретка, надетая ремнями на переднюю и заднюю ось,- Шпуля винтами вправо, на шпуле ремень с каретки надетой на заднюю ось

— шайба 25 мм.

Раздвигаем шпули с шайбами по сторонам в упор до подшипников, ровняем каретки относительно друг друга, затягиваем винты на шпулях. Вторая часть видео:

10.Двигатели осей X и Y.Нам потребуется:

1. — Двигатели — 2шт.
2. — Кронштейн двигателя — 2 шт.
3. — Шпули 20 зубьев на вал 5 мм — 2 шт.

— винты М3*25 — 8 шт.- Шайба кузовная и широкая — 8 шт. Шпули надеваются винтами практически вплотную к двигателю. Прикручиваем двигатели используя шайбы и кронштейн, маленький ремень надевается на шпулю и натягивается. 11. Установка подшипников в каретки печатной головы:Нам потребуется:

— Крепление E3D 1 часть – 1шт.

— подшипники LM6LUU — 2 шт.

Устанавливаем подшипники в отверстия. 12. Установка каретки печатной головы на оси.Нам потребуется:

— Валы 6 мм — 2 шт.

— Каретка печатной головы с установленными подшипниками.

Вставляем валы в подшипники, короткий (300,5 мм) вдоль, длинный (320мм) — поперек.Вставляем в каретки до щелчка, иногда некоторые каретки держат валы слабовато, капля клея исправляет ситуацию.

В задней части валы не должны выступать за пределы каретки, иначе будет биться об валы оси Z.

13. Сборка стола.Нам потребуется:- основание стола — 1шт.

— LMK12LUU — 2 шт.

— Гайка от трапециидальной пары — 1шт.- Винт М3*12 — 8 шт. — Винт м3*10 — 4 шт.

— Гайки м3 — 12шт.

Собираем как на фото, подшипники не затягиваем, затянуть их необходимо после установки в корпус. 14. Установка стола в корпус:Нам потребуется:- деревянные заглушки — 2 шт.- Винт М3*16 — 4 шт.- Гайка М3 — 4 шт.- Собранный стол — 1 шт.

— Валы 12 мм — 2 шт.

Устанавливаем заглушки снизу корпуса.Сверху корпуса в отверстия вставляем валы, надеваем на их стол, и ставим до упора в заглушки.

Очередное видео:

15. Установка демпфера на двигатель оси Z.Нам потребуется:

• — Двигатель оси Z — 1 шт.
• — Демпфер — 1 шт.
• — Винты м3*5 — 2 шт.

Устанавливаем демпфер и прикручиваем его винтами: 16. Сборка двигателя оси Z.Нам потребуется:- двигатель оси Z с установленным демпфером.

— трапециидальный винт.

— муфта — 1 шт.

Скручиваем все 3 детали, таким образом как на фото. 17. Установка двигателя в корпус принтера.Нам потребуется:- Двигатель с установленным демпфером и трапециидальным винтом.

— Винт М3*8 — 2 шт.

Вкручиваем трапециидальный винт в гайку, установленную на столе и фиксируем винтами двигатель к корпусу: 18. Установка концевого выключателя оси Z.Нам потребуется:- винт М3*40 (можно больше меньше, смотрим по месту).- гайка М3- микровыключатель.- Винт М2,5*20 -2 шт.

— Гайка М2,5 — 2 шт.

Устанавливаем винт в отверстие на столе, и фиксируем его гайкой. опускаем стол максимально вниз и по месту размечаем положение микровыключателя, при котором он будет нажиматься этим винтом, сверлим отверстия, и фиксируем винтами с гайками — микровыключатель.

19. Установка подающей шестерни на двигатель экструдера.

Нам потребуется:- Двигатель экструдера.- Подающая шестерня.

Устанавливаем примерно вот так, как на фото:

Возможно дальше потребуется небольшие еще корректировки.Обязательно крепко фиксируем, у этой шестерни только один крепежный винт и были случае что разбалтывался и я долго искал причину почему нет подачи пластика.

20. Сборка прижима экструдера:

Нам потребуется:

— Экструдер часть 3
— Подшипник 623ZZ
— винт M3*10.

Собираем и получаем: 21. Установка фитинга на экструдер.Нам потребуется:- фитинг

— Экструдер часть 2 – 1 шт.

Вкручиваем и получаем: И последний на сегодня пункт:

22. Сборка экструдера.

Нам потребуется:

1. — Экструдер часть 1 – 1шт.
2. — Экструдер часть 2 – 1 шт. с установленным фитингом
3. — Экструдер часть 3 – 1 шт. с установленным подшипником
4. — Пружинка от жигулевских тормозов.

— Двигатель с установленной подающей шестерней- Винт М3*12 — 1 шт- Винт М3*35 — 3 шт. Вот и последнее на сегодня видео:

По видео можно понять на сборку принтера у меня ушло 4 вечера, 4 видео — 4 вечера, по времени примерно по часу, при этом я много фотографировал и конспектировал, что бы ничего не забыть. Т.е.

для тех кто будет собирать принтера первый раз, наверное это займет примерно столько же времени, для кто уже с этим сталкивался, ну пожалуй потратит в два раза меньше времени. Все действительно достаточно просто.

Все можно сказать механика принтера готова полностью, можно поднимать и опускать стол вверх и вниз, двигать каретку печатной головы вперед назад вправо влево, можно даже побыть для своего принтера Arduino-й и по выписывать кареткой какие-нибудь фигуры.

Через две недели продолжим собирать электронную часть нашего принтера.Друзья, а от вас жду обратной связи, доступно ли преподношу материал. Все вопросы и ответы в х будут добавляться в пост апдейтами!

Часть 3. Сборка электроники.>> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-3/Часть 3.1. Дополнительные фотографии. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-31/Часть 3.2. Подключение электроники. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-32/Часть 4. Установка и настройка прошивки Marlin. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-4/Часть 5. Обновления и дополнения. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/small-update-ultimaker/Просьба поддержать данный проект в соц.сетях.

На всякий случай я в контакте.

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

92

el_mind Загрузка

10.10.2019

4443

24

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

У всех моих принтеров столы с полем более 300мм, и я, как и многие, сталкиваюсь с проблемами всяческой кривизны, провисания, вспучивания и т.д. Для мн…

Источник: https://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-2/

Светодиодный куб 4x4x4

Представляю проект 3D светодиодного куба (LED Cube) с матрицей 4х4х4.

64 светодиода образуют куб со сторонами 4х4х4, который управляется микроконтроллером Atmel Atmega16. Каждый светодиод имеет свой виртуальный адрес и может управляться с микроконтроллера индивидуально, позволяя таким образом добиваться потрясающих эффектов.

Видео работы куба смотрите ниже:

Итак, начнем…

Шаг 1. Что нам понадобится?

• Первое, это терпение спаять все 64 светодиода вместе 😉
• Знания, которые вам понадобятся:
  — основы электроники
  — умение хорошо паять
• — знание программирования микроконтроллеров (если не уверены, то смотрите видеокурс по микроконтроллерам)

Список радиодеталей:
Макетная плата (ну или вытравленная печатная)
Микроконтроллер Atmel AVR Atmega16
Программатор Atmega16
64 светодиода
2 светодиода состояния. Я использовал красный и зеленый. (опционально)
Микросхема Max232 rs-232 или подобная
16х резисторов для светодиодов. (100-400 Ом)
2x резистора по 470 Ом для светодиодов состояния
1x резистор 10кОм
4x резистор 2.2кОм
4x NPN транзистора BC338 (отеч. аналоги КТ645, КТ646, КТ660Б) или другой выдерживающий ток до 250 мА
1x 10мкФ конденсатор
1x 1000мкФ конденсатор
6x 0.1мкФ керамический конденсатор
2x 22пФ керамический конденсатор
1x кварц 14.7456 MHz
2x кнопки
Выключатель питания
Разъем питания 12В

Разъем питания 5В

Шаг 2. Мультиплексирование

Как управлять 64 светодиодами, если нет столько выводов управления? Мультиплексирование!

Если к аноду каждого светодиода присоединить вывод управления, то это будет непрактично, да и выглядеть будет не очень красиво. Один из способов побороть эту проблему — это разделить куб на 4 слоя, в каждом из которых будет 4х4=16 светодиодов.

У светодиодов в вертикальных колонках общий анод (+)
У светодиодов в горизонтальных плоскостях общий катод (-)

Теперь, если нужно засветить светодиод в верхнем левом углу сзади (0,0,3), необходимо подать GND(-) к верхнему слою и Vcc(+) к колонке в левом углу куба.

Если нужно засветить один светодиод или полностью весь слой, то это работает отлично…

Однако, если нужно засветить нижний правый угол спереди (3,3,0), возникают проблемы. Когда я подал GND на нижний слой и Vcc к передней левой колонке, я также засветил верхний правый светодиод спереди (3,3,3) и нижний левый светодиод сзади (0,0,0). Эта проблему казалось бы не побороть, без использования 64 индивидуальных линий управления светодиодами.

Но можно одновременно засвечивать только один слой и делать это очень быстро, чтобы глаз не успел разглядеть время переключения между слоями. Этот эффект называется Persistence Of Vision

Каждый слой — это изображение из 4х4=16 точек (светодиодов) и если мы будем быстро переключать слои, то мы получим 4х4х4 3D куб!

Шаг 3. Конструирование шаблона для куба

Спаять обьемный куб из 64 светодиодов без каких-либо приспособлений будет сложно. Поэтому мы облегчим нашу задачу воспользовавшись инструментом и приспособлениями:

Для начала, изготовим шаблон 4х4 из дерева.

Т.к. я не хотел сильно замарачиваться с решеткой куба, то решил по возможности использовать выводы светодиодов как основу решетки куба. Дистанция линий на сетке шаблона была выбрана исходя из длины ножек светодиодов. У меня получилось 25мм. Т.о. при такой сетке, нет необходимости что-либо наращивать или обрезать.

1. Итак, последовательность действий:
   — найти и вырезать кусок фанеры
   — нарисовать на ней решетку 4х4
   — сделать углубления на всех пересечениях шилом или другим инструментом
   — найти сверло, чтобы светодиод уверенно стоял в отверстии, и в то же время в последствии вы его могли легко вытащить
2. — просверлить 16 отверстий в шаблоне
3. Шаблон для куба готов!

Шаг 4. Конструирование светодиодных слоев

Итак, нам необходимо спаять 4 слоя светодиодов по 16 в каждом, а затем все 4 слоя спаять в один обьемный куб.

• Процесс изготовления одного слоя (4х4) из светодиодов следующий:
  — вставьте светодиоды в отверстия по 2-м дальним сторонам от вас и спаяйте их между собой
  — вставьте светодиоды для следующего ряда, и также их спаяйте
  — заполните так всю матрицу из 16 шт
  — спереди, где нет соединения, добавьте связующие пересечения
• — повторить процедуру 3 раза для оставшихся слоев.

Шаг 5. Конструирование куба

Все четыре слоя готовы, осталось их спаять вместе в один куб.

Положите первый слой на шаблон вниз головой. Это будет верхний слой куба.

Поместите второй слой на первый и очень точно совместите их. Также соблюдите расстояние между слоями 25мм, чтобы у вас получился идеальный куб. Это расстояние между катодами.
После того, как все выставили (воспользуйтесь приспособлением «третья рука»), припаяйте угловой анод первого слоя к угловому аноду второго слоя. И так все 4 угла.

Еще раз проверьте, чтобы все слои были выравнены относительно друг друга во всех измерениях. Если это не так, то подогните или перепаяйте. После этого, спаяйте 12 оставшихся светодиодов.

Повторите процедуру для оставшихся 2-х слоев.

Шаг 6. Подбор токоограничивающих резисторов

Ток микроконтроллера AVR в сумме не может превышать 200 мА. Т.о. 200/16 дает нам 12 мА на один светодиод.

Я использовал резисторы номиналом 220 Ом. Получилось как раз 12 мА на один светодиод.

Шаг 7. Схемотехника

1. Схема контроллера для управления кубом, показана на рисунке выше.
2. RS-232 опционален и может быть опущен (микросхема IC2).

Шаг 8. Присоединение МК к светодиодному кубу

• Обьяснять я думаю не надо, все показано на картинках.

Шаг 9. Программа, компиляция и прошивка МК

Наш куб готов, осталась только программная часть.
Вы можете использовать мою программу, написать сами ее, либо дополнить мою программу дополнительными эффектами.

Если вы захотите использовать ATMega32 вместо ATMega16, то необходимо будет поменять настройки в makefile и перекомпилировать.

Для прошивки МК я использовал avrdude и программатор USBTinyISP.

Я работаю под Ubuntu. Подробнее о прошивки микроконтроллеров под эту ОС вы можете почитать в этих статьях: программирование МК AVR в ОС Ubuntu и программирование МК AVR в ОС Ubuntu. Часть 2 (GUI)

Далее, заливаем прошивку командой: avrdude -c usbtiny -p m16 -U flash:w:main.hex

Наш куб должен будет перезапуститься и стартовать. МК запуститься на очень низкой частоте 1 МГц используя встроенный тактовый генератор. Некоторые LED работать не будут, потому что порты GPIO заняты под JTAG.

1. Чтобы подключить внешний тактовый генератор и выключить JTAG, нужно перезаписать фьюзы:
   введите: avrdude -c usbtiny -p m16 -U lfuse:w:0xef:m
   затем: avrdude -c usbtiny -p m16 -U hfuse:w:0xc9:m
2. Все, после этого, наш светодиодный куб должен запуститься в нормальном режиме!
3. Ниже вы можете скачать прошивку, исходники и печатную плату в формате LAY

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

• 4x4x4_ledcube-0_2.zip (185 Кб)

Источник: https://cxem.net/sound/light/light44.php

Создаем большой LED куб

Светодиодные кубы никогда не потеряют свою популярность и привлекательность. На просторах интернета есть огромное множество проектов кубов 5х5 и меньше. Мы же сегодня построим куб 8х8х8 диодов.

Постройка куба довольно сложна для новичков и энтузиастов. Поэтому мы постарались максимально упростить этот процесс и создать инструкцию, которая будет предельно подробной и полной, так как любая незначительная ошибка может быть критичной, а устранить ее будет достаточно сложно.

Для работы над проектом достаточно обладать основными навыками пайки, иметь базовые знания электроники и быть знакомым с работой плат Arduino.

Расположение светодиодов

Сразу хочется отметить, что не следует выбирать большие светодиоды, так как они будут загораживать друг друга и дальние ряды будут плохо видны. Также не стоит использовать очень яркие диоды. Дабы свет каждого диода был точечным.

Для проекта мы будем использовать не очень яркие 3мм диффузные светодиоды с длинными ножками.

Для лучшего обзора каждого светодиода, мы будем использовать очень тонкие соединительные провода.

Между собой светодиоды будут соединяться при помощи своих ножек. Катоды с катодами, аноды с анодами. Для нашего куба нам понадобится 8 таких матриц.

Электронная схема

Создание восьми слоев из 64 диодов в каждом занимает достаточно много времени, но выполнить его достаточно просто.

Самый сложный момент – это построение схемы для управления светодиодным кубом и поиск неисправностей в цепи, если конечно таковые будут.

Для управления нашим кубом будет использоваться микросхема MAX7219. Изначально она предназначена для управления 7-сегментными светодиодными дисплеями. Используя данную микросхему, мы сведем количество элементов управления каждым слоем к минимуму.

Для управления каждым слоем из 64 диодов понадобится:

• Микросхема MAX7219;
• 10uF 16V электролитический конденсатор;
• 0.1uF керамический конденсатор;
• 12 кОм резистор (1/4W);
• 24 pin DIP IC socket;
• Плата Arduino Nano или Uno.

Для создания куба нам понадобится 8 комплектов вышеуказанных компонентов. Также стоит обратить внимание, что может понадобится другой резистор для конкретных светодиодов, которые вы будете использовать. Его роль в данной схеме – ограничить максимальное напряжение, которое будет выдавать микросхема MAX7219.

Для облегчения сборки куб был разбит на две части. По 4 слоя на каждой из них.

Куб может управляться извне любым микроконтроллером через интерфейс SPI. Для этого проекта мы будем использовать популярную плату Arduino (Nano).

Для управления нашим кубом используя только 3 сигнальных провода (SPI) и 2 провода питания (5 В постоянного тока). Вы можете использовать более распространенную плату Arduino Uno вместо Nano.

Они очень похожи (за исключением размера), так что проблем с подключением возникнуть не должно.

Также стоит обратить внимание на то, что все компоненты следует паять к нижней части печатной платы.

Для соединения плат вместе используются перемычки. Для соединения двух плат нужно 5 перемычек. Для создания одного блока из 4 слоев светодиодов понадобится 15 перемычек.

Большинство кубов цельные, в отличии от нашего. И при выходе из строя какого-либо светодиода в середине куба, добраться до него достаточно сложно. В нашем случае это не составит никакого труда.

База для пайки светодиодов

Подойдет лист фанеры иди ДВП, в котором следует просверлить отверстия диаметром 3 мм на расстоянии 18 мм друг от друга.

Сборка

Часть 1

Основные шаги для создания одного слоя:

1. Подготовить 8 светодиодов с обрезанными катодными ножками до 10 мм;
2. Заполнить все отверстия базы светодиодами;
3. Согнуть и спаять катодные ножки;
4. Согнуть и спаять анодные ножки;
5. Припаять провода к катодным ножкам и закрепить их.

• Данную процедуру необходимо повторить 8 раз.
• Сборку одного слоя куба можно посмотреть на видео:

Часть 2

1. Подготовить 15 перемычек;
2. Припаять перемычки на печатную плату;
3. Припаять электронные компоненты к плате;
4. Припаять 5-контактный угловой коннектор для первого слоя;
5. Обрезать пятый анодный контакт;
6. Вставить и припаять все анодные ножки к отверстиям G, F, E, D, C, B, A и DP;
7. Вставить и припаять катодные провода в отверстия D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 и D7;
8. Обрезать провода и ножки с обратной стороны платы.

Вторая часть сборки на видео:

Лучше проверять куб до полной сборки, каждый слой по отдельности. Так будет проще исправить проблемы, если они конечно же будут.

Для тестирования по очереди подключаем каждый слой к плате Arduino Nano (заранее следует установить тестовую программу). Строки должны загораться поочередно сверху вниз.

Код

Необходимо загрузить код на вашу плату, а затем подключить к готовому кубу.

На этом все. Остается только наслаждаться полученным устройством.

Данная статья является авторским переводом с сайта instructables.com.

Данная статья является собственностью Amperkot.ru. При перепечатке данного материала активная ссылка на первоисточник, не закрытая для индексации поисковыми системами, обязательна.

Источник: https://amperkot.ru/blog/8x8x8_LED_Cube/

Разноцветный LED-куб «Инфинити» своими руками

 Перевел SaorY для mozgochiny.ru

Всем мозгоинженерам мозгопривет! Если вам интересна тема LED-кубов, то из нижеприведенной статьи вы узнаете, как своими руками собрать один из вариантов — разноцветный куб 8х8х8.

Идею я почерпнул из вполне детального мозгоруководства по созданию LED-куба, но для меня этого было мало и я решил улучшить его.

Просчитав модель большого одноцветного куба, я быстро понял, что увеличение массива светодиодов до 16 штук в ряду приведет к 8-ми кратному увеличению числа требуемых светодиодов и взаимосвязей между ними.

Манипуляции с 4096-ю светодиодами это для меня слишком, поэтому умерив свой пыл, я решил сделать куб с массивом 8х8х8, но из цветных светодиодов, а не простых одноцветных.

Для справки, даже такой небольшой куб с 8-ю диодами в ряду требует около 2200 спаек!

Во время ознакомления с информацией о кубах, я наталкивался на «Инфинити»-проекты, те, в которых светодиоды «зажаты» между зеркалом и прозрачным стеклом, создавая эффект бесконечного отражения. Эту задумку я решил внести и в свой мозгопроект, увеличив тем самым реальный LED-массив куба.

Для массива из 512 RGB светодиодов, каждый из которых имеет три сигнальных контакта, требуется большое количество этих самых сигналов чтобы включать/отключать светодиоды. И следовательно, нужен способ для распределения управляющих сигналов между LED (мильтиплексирование). По своей конструкции светодиоды катодо-заземленные с ограничивающим резистором на аноде.

Шаг 1: Мультиплексирование — буферные микросхемы

В этой светодиодной поделке применены два вида мультиплексирования, с помощью которых и происходит независимое управление каждым из 512 светодиодов. Первый тип использует восьмеричные «флип-флоп» буферные микросхемы, это позволяет создать достаточно управляющих сигналов для массива 8х8, то есть для 1/8 части куба.

Этот массив 8х8 содержит 64 светодиода и, соответственно, требуется 192 управляющих сигнала, чтобы задействовать все цветовые вариации.

А чтобы получить такое количество сигналов необходимо собрать цепь из 24-х буферных микросхем в которой выход первого буфера управлял входом второго, выход второго управлял входом третьего буфера и так далее.

Наглядно участок такой цепи, где соединяются два буфера друг с другом и со светодиодами, представлен на рисунке 2.

Тактовый сигнал поступает от контроллера и используется для сдвига выходного сигнала одной буферной микросхемы чтобы передать его на следующую микросхему.

Буферный драйвер я сделал модульным, что позволяет мне менять размеры куба по высоте, в зависимости от нужного количества светодиодов. Для этого я собрал плату с тремя буферными микросхемами, которая управляет одним рядом из восьми цветных светодиодов. Восемь таких плат соединенных вместе управляют всем массивом 8х8.

Используемый здесь 16-ти дрожечный мозгокабель передает между платами 10 управляющих сигналов плюс питание и заземление. А ленточный кабель используется для передачи сигналов к светодиодам через резисторы размещенные на плате. Каждая из плат имеет свои конденсаторы для «набора» тока и подачи его на светодиоды при необходимости.

Шаг 2: Мультиплексирование — NPNтранзисторы

• 
• 
• 
• 
• 
• На рисунке 3 можно увидеть как каждый из светодиодов массива 8х8 управляется посредством цепи буферных микросхем.

Для того, чтобы контролировать остальные семь массивов 8х8 нужно применить еще один вид мультиплексирования. Для этого необходимо все катоды светодиодов массива 8х8 соединить вместе, а затем запитать на «массу» через NPN-транзистор, с помощью которого можно будет включать/отключать весь массив 8Х8 одновременно подав управляющий сигнал на базу транзистора. На рисунке 4 представлена схема этого «общего катода». А на фото рядом показан «брикет» из 8-ми плат драйверов.

Итак, соединив вместе катоды всех светодиодов в каждом из массивов 8х8 с помощью восьми NPN-транзисторов теперь можно управлять включением/отключением каждого массива и следовательно, любым светодиодом в любом массиве самоделки в частности.

Все конечно здорово, но на деле это означает, что в конкретный момент времени светится лишь 1/8 часть куба. И лишь постоянно переключая свечение массивов с частотой не различимой человеческим глазом, можно добиться эффекта свечения всего куба.

RGBx8

Шаг 3: Сборка

Достаточно теории, засучив рукава переходим к практике, то есть погружаемся в мир гибки лапок и пайки. Это как раз два самых трудоемких момента при создании LED-куба — загнуть правильно большое количество лапок и затем спаять их верно.

Каждый шаг требует не дюжего заряда энергии, чтобы процесс шел нормально и качественно, ведь с каждой спаянной лапкой «выпадаешь» из жизни.

На мое мозгосчастье большую часть этого процесса я сделал во время рождественских каникул, настроение которого поддерживало мой интерес в то время как руки были заняты пайкой.

LEDCube

Шаг 4: Загиб лапок

Итак, первым делом берем 512 светодиодов и начинаем правильно отгибать лапки-контакты. Для облегчения процесса я в дощечке высверлил отверстие диаметром 5мм, так, чтобы светодиод плотно и заподлицо входил в него, но при этом и легко из него извлекался. После этого рядом с отверстием начертил вспомогательные линии, упрощающие загиб мозголапок. Нагляднее на рисунке 6.

Одна из начерченных линий проходит вертикально по центру отверстия (А), другая горизонтально по центру (В) и третья, горизонтально по касательной вершине отверстия (С).

Кстати пришлась металлическая линейка, ей удобно отгибать лапки.

На рисунке 7 показан весь процесс загиба:
— вставляем светодиод в отверстие и ориентируем его так, чтобы «сигнальные»лапки находились по линии (В) и катодная лапка была второй справа,
— первый загиб: отгибаем катодную лапку вниз, а анодные лапки вверх, параллельно линии (А). При этом загибаем так, чтоб лапки плотно, в одной плоскости прилегали к дну светодиода,
— второй загиб: с помощью металлической линейки отгибаем лапку катода влево, параллельно линии (В),

— третий загиб: опять с помощью линейки, поставив ее на линию (С), отгибаем анодные лапки вверх. Один светодиод загибается вниз, а 511 влево!

Шаг 5: Сборка массива 8х8

1. 
2. К следующему шагу можно приступать когда у вас имеется не менее 64-х подготовленных светодиода, из которых можно собрать полноценный массив 8х8.

Для крепления светодиодов, я с помощью верного друга, 3D-принтера, сделал приспособление, файлы с ним загружены сюда. Если же у вас нет такого печатающего друга, то вот в этом мозгоруководстве описывается альтернативный способ крепления светодиодов. Перед пайкой светодиоды устанавливаются в распечатанные держатели, затем анодные лапки светодиодов одного столбца припаиваются соответственно друг с другом, а катодные лапки припаиваются к катодам соседних столбцов этой же строки. Подробнее на рисунке 8.

Во время пайки советую не торопиться и пайку сделать качественно и красиво, это потребует больше времени, но оно окупится позже, во время запуска поделки.

После сборки каждого столбца я проверял его на работоспособность, чтобы убедиться в функциональности каждого светодиода, и отсутствии неполадок в сборке. Для этого я присоединил к блоку питания на 5В длинные проводки, а к их концам припаял два резистора с теми же номиналами, что и резисторы на плате драйвера Порта 1, и все это позволило мне «запускать» светодиоды без риска их спалить.

С помощью еще одного верного друга — металлической линейки, я зажимал одновременно все катоды столбца и проверял его полностью, а не отдельно каждый светодиод. Чтобы вынуть светодиоды из держателей, достаточно аккуратно нажать на вершину каждого светодиода и, вращая держатель, снять его.

После спайки всего массива 8х8, откладываем его и переходим к любимому загибу светодиодных лапок для следующего массива.

Шаг 6: Объединение массивов

• После того как все лапки светодиодов были отогнуты, а сами светодиоды спаяны в массивы, пришло время собрать их в единую конструкцию.
• Я положил первый массив на стол и припаял два отрезка одножильного провода к каждому катодному проводу по обе стороны мозгомассива для большей прочности структуры и страховки от возможного плохого контакта между проводами.

Чтобы получить эти отрезки одножильного провода, выпрямлял которые я с помощью двух плоскогубцев, пришлось поэкспериментировать с разными проводами и найти нужный для хорошего свечения светодиодов при выбранном токе, да и красиво выпрямляющийся без особых усилий с моей стороны.

Для выстраивания массивов в куб я прокладывал их небольшими коробками. Затратив немного времени на выравнивание всей конструкции для отличного вида, я снова проверил работоспособность всех светодиодов. Виртуальный вид куба-поделки представлен на рисунке 9.

Шаг 7: Подготовка основы

Собранный куб получился довольно прочным, но все же довольно легким и если установить его неправильно, то вся работа может пойти на смарку.

Я взял кусок МДФ, такой же, что и для приспособления, облегчающего загиб лапок,и высверлил в нем сквозные отверстия диаметром 5мм под анодные лапки нижних светодиодов.

И в окончание я выбрал 6-мм паз для установки стеклянной мозгокрышки и окрасил основание в черный цвет.

Шаг 8: «Мозг»

С помощью нескольких кусков печатной платы я подключил «мозг» поделки — микроконтроллер ECIO40P16 к 5В-му источнику питания, а также собрал цепь общего NPN драйвера. Использование именно 5В-го источника питания позволяет применять в поделке ток довольно большого номинала без выделения большого количества тепла.

Flowcode-компоненты LED-куба «неприхотливые» и будут работать почти с любым микроконтроллером, кроме 8- битных PIC-контроллеров, так как они мне могут иметь массив значений больше, чем 256 байт. Для данного размера куба микроконтроллера ECIO40P16 хватит с лихвой, но если у вас есть только что-то из стандартных AVR на основе Arduino, то и они должны управлять кубом.

Какой бы вариант размещения и защиты электронных компонентов вы не выбрали, не забудьте сделать отверстие для подключения питающего кабеля.

Компоненты SMPSUs иногда бывают в металлических корпусах, их можно так и установить в куб, чтобы обезопасить электронику.

Еще можно оставить USB-кабель, подключенный к микроконтроллеру, что даст возможность перепрограммировать самоделку без необходимости снятия корпуса, и взаимодействовать с кубом через USB соединение с помощью Flowcode.

Шаг 9: Софт

• Для создания визуальной симуляции и кода управления кубом я воспользовался программой Flowcode v6, это все, что понадобилось для создания моего шедевра.

Начал я с создания сферы на панели редактора, сделал ее невидимой, а затем, используя API-симуляцию, клонировал ее несколько раз увеличивая по всем осям до достижения границ куба. Потом написал мозгопроцедуру, позволяющую мне задать и «высветить» цвет каждого светодиода в отдельности. Она позволила мне генерировать процедуры рисования линий и параллелепипедов, а еще немного более сложные макросы вращения и переключения. С помощью опции «предыдущего компонента» я смог написать макрос разрывания текста и, наконец, добавив систему двойного буфера симуляции стороны компонента, получил полный функционал.

Для дополнительных опций я создал 16-битный массив вариантов каждого цвета светодиода в кубе. Затем написал еще функцию, которая может назначать повторно обработку таких вещей как синхронизация с буферными данными и переключение между восемью общими каналами.

И наконец, все что осталось сделать, это добавить код в макрос получения и установки цвета, чтобы массив считывался и записывался, когда не запущен режим симуляции. Последний компонент теперь доступен [3], и может быть просто перетащен на панель Flowcode.

Сам редактор Flowcode показан на рисунке 10.

Полезные файлы с кодом находятся здесь RGBLEDCube.

Шаг 10: Представление

2. Инструменты редактора Flowcode были использованы для разработки комплекта тестовых программ генерирующих эффекты дождя с молниями, шаровой молнии, двух взаимодействующих плазменных шаров, текстового дисплея и векторной анимации.
3. На представленном видео показана визуальная работа данной поделки.

В будущем планируется добавить в схему мозгокуба микрофон для интерактивного взаимодействия с визуальным отображением с помощью таких способов как FFT (алгоритм быстрого вычисления дискретного преобразования Фурье), чтобы разложить аудиосигнал по частотам.
На этом о мозгокубе все, удачи в творчестве!

(A-z Source)

Your browser doesn't support canvas.

Источник: http://mozgochiny.ru/electronics-2/raznotsvetnyiy-led-kub-infiniti-svoimi-rukami/

РадиоКот :: 3D LED cube 5х5х5

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форумеРадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >

Теги статьи:

Добавить тег

3D LED cube 5х5х5.

Часто на ютубе встречал ролики с красивыми LED кубиками, что пробудило желание сделать такой же для себя. Вообще кубик начинал делать еще год назад, но в виду отсутствия нужных знаний и лени закончить не удалось. Накопив достаточно знаний и имея полтора месяца до нового года, решился закончить свой кубик. Сборка кубика происходила следующим образом.

В куске доски сверлил отверстия 5 на 5 под светодиоды всего 25 отверстий, диаметром равным диаметру светодиода (5мм). Затем по мере заполнения отверстий СД, спаивал их аноды. Катоды лишь немного загибал, оставляя их перпендикулярными аноду. Практика показала, что удобнее сначала их позагибать, а лишь после этого вставлять в отверстия.

Выглядело примерно следующим образом:

В результате получил вот такую матрицу 5х5, как я его называю «этаж», всего их у меня 5.

После сборки всех матриц я их спаивал вместе начиная с последнего этажа, перевернув матрицы выводами к верху. Так удобнее, поскольку довольно легко достать паяльником до середины. На фото красным выделил выводы светодиодов, чтоб показать, как я их загибал.

Устройство собранно на 2ух платах, первая двусторонняя на ней установлен МК ATmega16, транзисторы, ОУ, триггеры, а вторая одностороння к ней крепится сам кубик. Чтоб сэкономить на разъемах платы спаивал между собой шлейфами.

Питается устройство 5В которые берет через USB шнур с компа. Программатор подключается в 6 пиновый разъем стандартный для программатора AVRISP MK II (которым я пользуюсь). Для увеличения яркости всего куба вместо дешифраторов использовал триггеры 74HC574. Логика работы устройства такова: 1. Гасим все этажи; 2.

Поочередно на каждый триггер выводим нужную информацию; 3. Засвечиваем первый этаж; 4. Ждем; 5. Гасим первый этаж; 6. Поочередно на каждый триггер выводим нужную информацию; 7. Включаем второй этаж; Ну и т. д. МК работает на частоте 16МГц. Все эффекты хранятся в виде двумерных массивов в его флешь памяти.

Программу писал на ассемблере не по тому что я его знаю, а скорее наоборот, поэтому может многим она и не понравится. Управление МК происходит с помощью одной кнопки которая переключает эффекты, активирует режим случайного выбора эффекта и включает любой из эффектов который будит крутиться постоянно.

Память МК на данном этапе заполнена на 20% так что есть место для фантазий.

Схема устройства:

А это схема подключения ОУ (на первой схеме не хватило места):

Примечание: ОУ так и не смог заставить работать (мозга не хватило). Поэтому его можно не устанавливать, а идея заключалась в оцифровке через АЦП звука с микрофона и дальнейшего вывода эффекта под уровень шума. Возможно, в будущем пересмотрю все и подправлю программу.

Вот так выглядит уже собранный кубик

Файлы: Печатные платы. Прошивка МК с исходником. Видео работы (YouTube, 1.32мин).

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Источник: https://www.radiokot.ru/circuit/light/run/34/

3D преобразования и анимация CSS — Вращающийся куб

Время чтения: 2 мин. Прочитать позже

С каждым уроком примеры, которые мы делаем становятся всё сложнее и сложнее. В первом уроке мы посмотрели как можно создать простую вращающуюся картинку. Во втором мы немного усложнили и добавили несколько вращающихся изображений — получилась карусель из новостей.

На самом деле CSS предоставляет нам огромные возможности при создании анимации. Конечно, не всегда такие примеры можно найти на сайтах. Ведь немногие используют их. Но почему бы вам не выделится и не сделать первым какую-нибудь привлекательную анимацию на своём сайте.

Пусть на одной странице, но это уже выделит вас среди остальных сайтов.

Что могут 3D преобразования?

Два предыдущих урока, в которых рассмотрены более простые примеры работы с анимацией на CSS:

Вращающийся куб — Пример

• Для начала взгляните на пример того, что мы будем создавать шаг за шагом:
• Куб вращается и на каждой он на некоторое останавливается.
• Не видите вращающегося куба? Не беда — смотрите видео как он должен вращаться:

Структура HTML

На каждую из сторон куба нам нужно создать отдельный блок :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6

Вместо цифр вы можете вы можете написать какой-нибудь текст или вставить изображение. Смотря для чего и где захотите применить данный элемент.

А что же в CSS…

Для начала давайте разберемся с ключевыми кадрами. Их всего 6, потому что у нас всего 6 сторон у куба. В CSS чтобы задать столько ключевых кадров необходимо использовать проценты. То есть в какой момент анимации что нужно показать. Давайте посмотрим как это выглядит без префиксов:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

@keyframes spincube { from,to { transform: rotateX(0deg) rotateY(0deg) rotateZ(0deg); } 16% { transform: rotateY(-90deg); } 33% { transform: rotateY(-90deg) rotateZ(90deg); } 50% { transform: rotateY(-180deg) rotateZ(90deg); } 66% { transform: rotateY(-270deg) rotateX(90deg); } 83% { transform: rotateX(90deg); } }

Еще раз хочу заметить что я не использую префиксы, потому что из-за них код получится очень громоздким.

Далее определяем стиль для сцены или контейнера, в котором находится куб:

1 2 3 4 5 6 7 8

.cubespinner { animation-name: spincube; animation-timing-function: ease-in-out; animation-iteration-count: infinite; animation-duration: 12s; transform-style: preserve-3d; transform-origin: 60px 60px 0; }

Опять же весь код без префиксов -webkit-, -moz-, -ms-.

Осталось задать вращение для каждой стороны:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

.cubespinner div { position: absolute; width: 120px; height: 120px; border: 1px solid #8ECBDE; background: rgba(255,255,255,0.6); box-shadow: inset 0 0 20px #8ECBDE; line-height: 120px; text-align: center; font-size: 100px; color:#55BEDE; }   .cubespinner .face1 { transform: translateZ(60px); }   .cubespinner .face2 { transform: rotateY(90deg) translateZ(60px); }   .cubespinner .face3 { transform: rotateY(90deg) rotateX(90deg) translateZ(60px); }   .cubespinner .face4 { transform: rotateY(180deg) rotateZ(90deg) translateZ(60px); }   .cubespinner .face5 { transform: rotateY(-90deg) rotateZ(90deg) translateZ(60px); }   .cubespinner .face6 { transform: rotateX(-90deg) translateZ(60px); }

Вот и весь «страшный» код. Скачать готовый пример вы можете по ссылке ниже:

Вывод

Ну разве это не впечатляет? На мой взгляд очень классный эффект. И всё это без использования Javascript, хоть и придется немного напрячь свой мозг. Но совсем чуть-чуть ???? !

Следующий урок будет еще более интересный, пусть и сложнее. Там мы посмотрим как можно «управлять» мячиком ???? .

Успехов!

Источник: https://sitehere.ru/3d-preobrazovaniya-i-animaciya-css-urok-3-vrashhayushhijsya-kub