مکعب ال ای دی سه بعدی دستگاهی بسیار جالب است که به شما امکان می دهد سه بعدی را ببینید، درک عمقی داشته باشید و دارای 512 ال ای دی یا 512 پیکسل است. این مبتنی بر یک Arduino Uno است که یک میکروکنترلر AVR Atmel بر روی یک برد توسعه با برخی از پایه های رابط استاندارد است که به شما امکان می دهد نمونه های اولیه را به سرعت جمع آوری کنید.
مرحله 1: سخت افزار مکعب ال ای دی سه بعدی
بهترین راه برای نگاه کردن به سیستم سخت افزاری، تقسیم آن به زیر سیستم ها است:
- ماتریس LED
- کنترل الکترونیک برای ستون ها
- کنترل الکترونیک برای لایه ها
ماتریس LED
با پرداختن به لایه و ستون مناسب در ماتریس LED، می توان یک LED خاص را روشن یا خاموش کرد یا شدت آن را تغییر داد. برای هر یک از این دسته از کنترل ها، ما یک رابط به مغز داریم که یک Arduino Uno است که یک میکروکنترلر Atmel AVR را اجرا می کند. Arduino Uno از طریق پورت USB از رایانه شخصی برنامه ریزی می شود. مغز آردوینو Uno (یا مغز AVR) دارای پین های رابط استاندارد است که امکان اتصال به دنیای خارج و دستگاه های خارجی را فراهم می کند.
مرحله 2: سخت افزار LED سه بعدی - کنترل الکترونیک برای ستون ها
کنترل الکترونیک برای ستون ها
به پین های واسط روی مغز آردوینو Uno، دو سپر PWM را که در یک زنجیره بلند به هم متصل شده اند وصل می کنیم. هر یک از این شیلدهای PWM تا 32 خروجی مدولهشده پالس را ارائه میدهند، بنابراین اینها کنترلهای روشنایی برای 64 ستون در کل هستند (2 سپر با 32 کنترل LED هر کدام). برای روشن کردن یک LED خاص، آن ستون و آن لایه را همزمان روشن می کنیم تا یک LED مشخص شود. با استفاده از این ایده می توانیم کل یک ستون را روشن کنیم.
محافظ PWM برای همگام سازی جریان طراحی شده است، بنابراین برای روشن کردن یک LED، سپر PWM انتظار می رود به اتصال منفی یا کاتد LED متصل شود. اما به دلیل نحوه سیم کشی این مکعب، این تراشه باید با اتصال مثبت یا آند هر LED ارتباط برقرار کند. برای انجام این کار، باید یک تخته ترانزیستور درونی مونتاژ کنید. با استفاده از ترانزیستورهای PMP و اندازه گیری مقاومت مرجع جریان در هر سپر PWM به طور مناسب برای جبران افزایش ترانزیستور، می توانیم به جای همگام سازی برای هر ستون، یک منبع جریان ارائه کنیم. ستون جریان را از طریق آند مثبت به LED منبع یا تامین می کند و لایه کاتد مشترک با استفاده از ماسفت به زمین فرو می رود.
مرحله 3: سخت افزار LED سه بعدی – کنترل الکترونیک برای لایه ها
کنترل الکترونیک برای لایه ها
برای جابجایی به لایه ها از سخت افزار d-multiplexer استفاده می کنیم. ما سه پین داریم که از Arduino Uno بیرون می آیند که نمایش دهدهی کدگذاری شده باینری از آدرس لایه هستند. هنگامی که اعشاری کد شده باینری را به اعشار تبدیل می کنید، 3 ورودی به مولتی پلکسر d و 8 خروجی در 0 تا 7 دارید. از سخت افزار d-مولتی پلکسر، ما یک بافر دارلینگتون را اجرا می کنیم که جریان را برای شارژ سریع گیت های دستگاه فراهم می کند. دستگاه های ماسفت. هر ماسفت توان (در مجموع 8) یک لایه را کنترل می کند و هر لایه دارای پتانسیل تا 1.6 آمپر جریان است، بنابراین ماسفت ها دستگاه های پرقدرت هستند.
برای جزئیات بیشتر: با استفاده از آردوینو یک مکعب LED سه بعدی بسازید