اموزش مدار و الکترونیک

پروژه آردوینو مکعب LED سه بعدی بسازید (Arduino)

پروژه آردوینو مکعب LED سه بعدی بسازید (Arduino)

در این ساختنی طرز ساخت یک مکعب LED را یاد می‌گیرید. مکعب‌های LED هم ظاهر زیبایی دارند و ساخت آنها هم میتواند تجربه جالبی باشد. مکعبی که یا این ساختنی می‌سازید ۲٫۵ بعدی است و به همین خاطر نسبت به نمونه قبلی مکعب LED ساختنی کمی‌پیچیده تر است.

برای ساخت این مکعب از یک آردوینو هم استفاده شده که با کدهای آن میتوانید الگوهای تغییر و نمایش رنگ‌ها را تعیین کنید. ساخت مکعب‌های LED بزرگ کمی‌زمانبر و پیچیده است و نیاز به مهارت‌های الکترونیک دارد. علاوه براین باید با کدنویسی برای آردوینو هم آشنا باشید.

مکعب LED بسازید
مکعب LED بسازید

هدف این ساختنی طراحی یک مکعب LED زیبا و جذاب است که ساخت آن نسبت به نمونه‌های مشابه آسانتر باشد. این مکعب LED از پلاستیک‌های شفاف و ماتریکس LED برای روشن کردن یک فضای سه بعدی استفاده میکند. برای رسیدن به عمق میدان (یا همان بعد سوم) روی میزان جذب نور در لبه‌های مکعب کار شده است. برای این منظور باید برخی از لبه‌ها را بیشتر سنباده زد تا رنگ‌ها عمیق تر بنظر برسند.

گام اول : وسایل موردنیاز

  • نئوپیکسل ماتریکس ۸ در ۸
  • ۴ میله‌های مکعبی آکریلیک با ضخامت و عرض ۹ میلیمتر و طول ۱۵ سانتیمتری
  • آردوینو Uno
  • مقاومت ۴۷۰ اهمی
  • خازن ۱۰۰۰ uf
  • منبع تغذیه ۵V 2A
  • آداپتور DC ماده (با جک ۲٫۱ میلیمتری)
  • یک جعبه برای نگه داشتن قطعات (میتوانید از چوب، فوم، مقوا و یا پرینتر سه بعدی برای ساخت جعبه استفاده کنید)

گام دوم : میله‌ها را آماده کنید

قبل از اینکه سراغ میله‌ها برویم باید ابعاد آنها را محاسبه کنیم. همه محاسبات برمبنای ابعاد نئوپیکسل انجام میشود. همراه نئوماتریکسی که میخرید راهنمایی وجود دارد که در آن فاصله بین LED‌ها آمده است. با توجه به این فاصله باید ابعاد میله‌هایی که استفاده می‌کنید را مشخص کنید.

چون مکعبی که می‌سازیم ۸ x 8 x 8 است باید ۸ مکعب روی محور Z قرار بگیرد. اگر ضخامت میله‌های شما هم ۹ میلیمتر باشد، هشت تای آنها کنار هم ۷٫۲ سانتیمتر میشود. اگر فضای اضافی موردنیاز برای اتصالات نهایی را هم درنظر بگیریم باید ۱٫۵ سانتیمتر به این اندازه اضافه کنیم. طول میله‌ها هم اختیاری است اما بهتر عض و ارتفاع مکعب یکی باشد.

بعد از اینکه ابعاد مکعب LED تان را محاسبه کردید باید مراحل زیر را برای رسیدن به آن ابعاد انجام دهید :

۱- میله‌ها را با اره در طول موردنظرتان ببرید. بهتر است میله‌ها را چند سانتیمتر بزرگتر ببرید.
۲- با دستگاه تراش و مته مخصوص لبه‌ها را با تراز کنید و ببرید. در این مرحله لبه‌ها کاملاً صاف نخواهد شد.
۳- بهتر است همه لبه‌ها را سنباده بزنید. البته ممکن است حوصله نداشته باشید ۶۴ بار اینکار را تکرار کنید ومیتوانید این مرحله را رد کنید.
۴- با ماشین پولیش تمام میله‌ها را پولیش کنید.
۵- میله‌ها را کنار هم بگذارید و با چسب نواری آنها را بهم بچسبانید. باید همه قسمت‌های میله‌ها را بپوشانید و فقط قسمتی را باز بگذارید که می‌خواهید نور از آنها رد شود. بهتر است همه میله‌ها را در یک مرحله چسب بزنید.
۶- قسمت‌های باز میله را ساب پاشی با بلاست کنید.
۸- این مراحل را برای بقیه هشت میله دیگر هم تکرار کنید.

اگر تجهیزات لازم را دارید بهتر است از برش لیزری استفاده کنید. در ویدیوی زیر می‌توانید طرز ساخت میله‌های آکریلیک را ببینید:

گام سوم : قطعات را سیم کشی کنید

ویدیوهای آموزشی خوبی برای سیم کشی محصولات نئوپیکسل در اینترنت وجود دارد. می‌توانید از این ویدیوها استفاده کنید اما حواستان باشد یک مقاومت بین آردوینو و ماتریکس بگذارید تا LED‌ها نسوزند. اگر می‌دانید چطور اجزای SMT را جدا کنید، چند تراشه LED را روی نئوپیکسل تان قرار دهید.

اتصالات مکعب LED بسیار آسان است. همه محصولات نئوپیکسل سه پین دارند : +۵v ، GND و Digit In. برای نئوماتریکس به یک منبع تغذیه خارجی نیاز دارید. در تصاویر بالا می‌توانید جزییات را پیدا کنید. در حین ساخت حواستان به خان و مقاومت باشد.

گام چهارم : کدنویسی را شروع کنید

بعد از اینکه همه قطعات را وصل کردید باید کتابخانه Neopixel library را دانلود کنید و کدهای آزمایشی را اجرا کنید. حتماً زیبایی LED‌ها شما را خیره خواهد کرد. در مرحله آزمایشی چهار تا از LED‌ها خاموش خواهند بود چون در کدهای آزمایشی فقط ۶۰ LED تعریف شده اند. بعد از مرحله آزمایشی باید این تعداد را به ۶۴ تغییر دهید.

سپس کتابخانه NeoMatrix Library را دانلود و اجرا کنید. برای کشیدن اشکال داینامیک هم به کتابخانه Adafruit GFX library نیاز دارید. می‌توانید متن را اسکرول کنید و هر کدام از پیکسل‌ها، مستطیل‌ها، دایره‌ها و سایر اشکال را بکشید. با فرمان drawPixel می‌توانید اشکال موردنظرتان را بکشید.

برای کشیدن طرح‌ها می‌توانید ابتدا آنها را در یک شبکه ۸ در ۸ در نرم افزار Adobe Illustrator بکشید (می‌توانید از سایر نرم افزارهای دو بعدی استفاده کنید یا طرح‌هایتان را روی کاغذ بکشید). در این مرحله فقط باید از طرح‌هایتان مطمئن شوید و انتخاب آنها را نهایی کنید. سپس یک آرایه دو بعدی در طرح آردوینو به صورت زیر تعریف کنید :

در آرایه بالا عدد ۱ نشانه پیکسلی است که روشن میشود و ۰ هم به معنای حالت خاموش آن است. برای کشیدن قلب در پرانتز خالی کدهای زیر را بکشید تا شکل قلب در مکعب LED ایجاد شود:

در آرایه‌های دو بعدی می‌توانید از اعداد دیگر برای سایر رنگ‌ها استفاده کنید و چند جمله شرطی دیگر هم اضافه کنید. نوشتن آرایه‌های سه بعدی کمی‌سخت است اما اگر تصاویر خاص با رنگ‌های متفاوت میخواهید باید از آرایه‌های سه بعدی استفاده کنید.

گام پنجم : قطعات را بهم وصل کنید

ما برای ساخت جعبه از پرینتر سه بعدی استفاده کرده ایم اما شما می‌توانید جعبه را با هر متریال دیگری درست کنید. ابعاد جعبه ای که درست می‌کنید باید طوری باشد که میله‌ها کاملاً سفت کنار هم قرار بگیرند و درست بالای نئوماتریکس قرار بگیرند.

اگر می‌خواهید از پرینتر سه بعدی برای ساخت جعبه استفاده کنید می‌توانید از این لینک فایل‌های STL را دانلود کنید.

مکعب LED آماده است

می‌توانید با تغییر آرایش میله‌ها و کدها به طرح‌ها و رنگ‌های موردعلاقه تان برسید. ویدیوها و تصاویر مکعب‌هایی که ساخته اید را در اکانت‌های ساختنی در شبکه‌های اجتماعی با ما و خوانندگان ساختنی به اشتراک بگذارید.

اگر ایده ای برای بهتر شدن این مکعب LED دارید آن را در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

نویسنده
عاطفه اسدزاده
«مطالب پیشنهادی به شما»

درباره نویسنده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.