في الآونة الأخيرة ، ظهرت مقالات حول إنشاء مكعبات LED على البوابة. هذه بعض الألعاب التي يمكن أن تشكل صورة ثلاثية الأبعاد ، ولكن اتخاذ قرار كبير أمر صعب للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً. يقتصر معظم العمل على تنسيق 3x3x3 ، أو على الأكثر 5x5x3. بعد فترة ، عثرت على مكعب "الأرضية" العشر القديم الخاص بي ، وأعدته قليلاً وقررت الكتابة عن تجربتي في إنشاء الجهاز.
لقد قمت بلحام المكعب الأول في مكان ما في عام 2012 ، في الوقت الحاضر ، بدقة 4 × 4 × 4 ، استخدم دوائر جاهزة وبرنامجًا موجودًا على الإنترنت. بعد ذلك ، قررت أن أفعل نفس الشيء لنفسي ، ولكن بزيادة الدقة إلى 5x5x5. لقد صنع الدارة ، بالاعتماد على حل جاهز ، من خلال نسخ منطق تطبيق الجهد بالكامل على أرجل المصابيح.يجب أن أقول أنه في هذه المكعبات ، ذهبت مصابيح LED تمامًا من استنتاجات عضو الكنيست ، لذلك كان علي أن آخذ عضو الكنيست مع الكثير من الأرجل ، لأنها كانت تحتاج بالفعل إلى 25 فقط للأعمدة ، و 5 للصفوف. في الفجوة بين MK و LED لم يكن هناك سوى مقاوم محدد للتيار ، وتدفق الجهد على "الأرضيات" من خلال ترانزستور التأثير الميداني إلى الأرض.
ثم طلبت 1000 دايود مع Ebay ، وقررت تجميع مكعب كبير جدًا ، حسب مقاييسي ، المكعب. بالمناسبة ، أدت تجربتي الصغيرة إلى حقيقة أن أفضل خيار وقع على الثنائيات بنمط إشعاع كبير. إنها ليست ممدودة ، كالمعتاد ، ولكنها تشكل نصف الكرة الأرضية ، ويكون توهجها مرئيًا من جميع الزوايا تقريبًا ، يمكنك العثور عليها عند الطلب. يكلفون أكثر ، لكنهم يلمعون بشكل أكثر إثارة. لحام المكعب هو اختبار آخر. هنا ، كما هو الحال مع الحالة ، ساعدني صديقي العزيز ، لأنني متكيف بشكل كبير مع هذا العمل المضني. لقد فعلوا مثل أي شخص آخر ، حفر ثقوب لأغطية الثنائيات ، وصنع مصفوفة 10x10. ثم نقوم بلحام جميع الطوابق بشكل منفصل ، ووضعها فوق بعضها البعض. استغرقت العملية حوالي 3 أيام تقريبًا بدون مقعد أمام مكواة اللحام.
العلبة مصنوعة من زجاج شبكي عادي ، قمنا بقطعه بقطع الليزر. يتم لصقها مع Cosmofen PMMA ، مثل الغراء الخاص للزجاج الشبكي ، في الواقع ، لا يُعد الغراء الفائق العادي أسوأ ، ولكنه يتطلب المزيد من الدقة ، لأنه إذا قمت بالتطبيق كثيرًا ، فلن يكون هناك إمكانية لغسله.
على المنصة السفلية ، تم تحديد 100 حفرة لمصابيح LED مسبقًا على القطع بالليزر. من السهل حفرها باستخدام مفك البراغي ، اغمر المكعب الملحوم بعناية هناك ، وقم بلحام المحولات من الأسفل.
أيضًا ، لإخفاء الإلكترونيات ، كان علي تعديل ولون الجزء السفلي من المكعب. كانت هذه المهمة بسيطة ، الشيء الرئيسي هو أننا تعلمنا من التجربة السابقة في رسم مكعب صغير - تحتاج إلى الطلاء بزاوية ، ويفضل أن تكون من الأعلى إلى الأسفل ، بحيث لا يخترق الطلاء الفجوات الملصقة للوجوه ، تحت تأثير الجاذبية.
الآن بقي لمعرفة كيفية إصلاح المكعب مع القاعدة في حالة زخرفية. كان من الضروري إصلاح المنصة بفتحات عند التقاطع مع الجزء المطلي. لهذا ، تم قطع مربعات شبكية صغيرة مع مسامير ملولبة. كان لا بد من جعلها صغيرة للغاية بحيث يمكن أن "يزحف" مكعب الثنائيات إلى مكانه الصحيح. المربعات غارقة بشكل مكثف مع superglue ، وتبقى ممتازة. على المنصة نفسها ، تم حفر ثقوب أيضًا ، وتم إصلاح المكعب بالمكسرات.
أوه نعم ، ما زلنا بحاجة إلى التحدث عن كيفية تنظيفها بعد اللحام. قاموا بلحام مكعب باستخدام LTI 120 ، على التوالي ، كانت جميع الثنائيات في لوحة صفراء من الصنوبري. لم يكن هناك مثل هذا الحمام بالموجات فوق الصوتية الكبير ، ولم يتم تنظيف أي شيء يدويًا باستخدام فرشاة. بالمناسبة ، تصبح الثنائيات غائمة قليلاً من الأسيتون ، وهو أمر غير مقبول. تم العثور على الحل بشكل غير متوقع ، من خلال التجربة والخطأ - الأمونيا. قمنا بتحميله في حاوية من منظف زجاج سابق - وانتفخنا على مكعب. ثم خمس دقائق من الانتظار وشطف بالماء. ثم مرة أخرى الأمونيا - حتى حول أربعة نهج ويضيء المكعب بالنقاء.
بعد التجميع النهائي ، اتخذ المكعب الشكل التالي:
لسوء الحظ ، لم يتم الاقتراب من عملية تصميم الإلكترونيات بشكل مدروس للغاية ، ونتيجة لذلك ، قاموا بلحام المصفوفة عن طريق القياس مع المكعبات القديمة ، وكان هناك كاثود مشترك على الأرضيات ، وتم إضاءة الأعمدة بواسطة أنودات من الثنائيات. هذا الحل ليس مربحًا للغاية من وجهة نظر تزويد تيار كبير للعمود ، لأنه إذا كان في مكعب مكون من 5 طوابق لسطوع جيد ، فإنه يكفي لتزويد تيار واحد ، ثم في مكعب مكون من 10 طوابق ، على الأقل مرتين أكثر.لم أفكر كثيرًا في هذه المشكلة وتم إنشاء أول لوحة باستخدام سجلات التحول المعروفة 74hc595 ، حيث كان لدي بالفعل خبرة في العمل معهم. تم تنفيذ مهمة التبديل بواسطة AtMega128 MK ، وتحكمت الترانزستورات ذات التأثير الميداني في التيار على الأرضيات.
بعد أن أغلقت جميع العناصر وباستخدام نفس المقاومات ، كتبت برنامجًا بسيطًا وصدمت من أن المكعب لا يمكن مشاهدته إلا بسرور في الظلام. في فترة ما بعد الظهر ، لم يكن سطوعها مناسبًا ولم يتم حل ذلك من خلال طرق البرمجيات. السؤال ليس معقدًا - فكرت وختمت المقاومات ذات القيمة الاسمية الأقل ، على أمل أن يذهب حوالي 70mA إلى الثنائيات. بعد التشغيل ، ازدادت خيبة الأمل أكثر - لم يظهر المكعب أي شيء تقريبًا ، حيث كان يضيء الثنائيات النادرة ، ولكنه كان ساطعًا. بعد فتح ورقة البيانات عند 74hc595 ، أصبح كل شيء واضحًا - تم تطبيع الجهد عند المخرجات للتيارات التي لا تزيد عن 8 مللي أمبير ، ويجب ألا يتجاوز إجمالي التيار من خلال الأرض وقوى الطاقة 70 مللي أمبير. وهو أمر غير مناسب تمامًا بالنسبة لنا.بدأ في دراسة الدوائر المصغرة التي ستكون مناسبة لهذه المهمة. في عاصمتنا الجنوبية ، لم يكن هناك شيء متاح تقريبًا ، ومن بين جميع أوراق البيانات للدوائر الصغيرة المصممة للتيارات العالية ، بدأت في ملاحظة مشكلة واحدة - تحتوي جميعها على زوج دارلينجتون على الشلال النهائي ، ويربطون اتصال الإخراج بالأرض في المخططات في ورقة البيانات. بالنسبة لتكوين المكعب الخاص بنا ، حيث كان الكاثود على الأرضيات ، لم يكن هذا مناسبًا. بعد النظر في دائرة uln2003 الشهيرة ورؤية نظائرها على برامج تشغيل مصفوفة LED ، أدركت أنه لا يمكن تطبيق هذا الحل بأي شكل من الأشكال:
في رأيي ، بعد دراسة تصميم الرقائق الشائعة لاحقًا ، قررت أنه من الأسهل تطبيق الزائد على الأرضيات من خلال ترانزستور قوي ، وأعمدة مع باستخدام ULN2003 ، ارمي على الأرض ، أي عمل مخطط مكعب مع أنود مشترك.يائسة لإيجاد حل ، تم تأجيل المكعب لفترة غير محددة من الزمن ، عندما كانت هناك حاجة ماسة فجأة لحدث واحد. كان لدينا ثلاثة أيام لتشغيله في السطوع العادي. لقد توصلوا إلى حل بسيط - في كل ناتج 74hc595 نقوم بتعليق مفتاح ترانزستور عادي ، ونعكس القطع في البرنامج. تم تفكيك حزمة من بعض BC846Bs البسيطة التي كانت مستلقية مع EBAY لفترة طويلة ، وتم طلاق اللوحة بسرعة.
اتضح أنه مرهق ، ولكن تم إزالة وحدة التحكم الدقيقة منه. فقط من اللوحة القديمة ، قمنا بتمرير ثلاثة أسلاك تحكم إلى أخرى جديدة ، في حالة التبديل إلى stm32 في المستقبل ، أو حل دائرة آخر. بعد ربط جميع الاستنتاجات ، بدأ المكعب وسعدنا بصورة ممتازة.
لم أجد شفرة المصدر لمثل هذه البرامج في أي مكان ، وكانت مهاراتي في الكتابة بعيدة عن المثالية. ولكن تم تحقيق النتيجة ، لذلك سأصف بإيجاز الخوارزمية.تمت كتابة البرنامج في ذلك الوقت في CodeVision ، وتم تحميل التأثيرات بواسطة ملف فندق في القائمة الرئيسية. في البداية ، تم كتابة روتين فرعي لكسر رقم ثنائي مكون من عشرة أرقام إلى 10 متغيرات منفصلة لكل صف ، وإرسال هذه المتغيرات 100 لتحويل السجلات والتصفير والتأخير في تشكيل الطوابق. كل هذا أدى إلى تنسيق يصف ما نراه على أرضية معينة (الوحدات عبارة عن صمامات ثنائية مضاءة):a=0b1000000001;
b=0b0000000000;
c=0b0000000000;
d=0b0001111000;
e=0b0001111000;
f=0b0001111000;
g=0b0001111000;
h=0b0000000000;
i=0b0000000000;
j=0b1000000001;
addr();output_shift();
level1();
تم تقسيم الرقم ، نوع 0b0001111000 ، بواسطة خوارزمية بسيطة.if (a>0b0111111111) {
out[1]=1;
a=a-0b1000000000;
}
if (a>0b0011111111) {
out[2]=1;
a=a-0b0100000000;
}
الخ.تحقق من البت الأكثر أهمية للصفر أو واحد بالمقارنة. إذا كان الأمر أكثر ، فقم بتعيين متغير التسجيل على واحد وقم بتقليل الرقم بهذا الرقم. ننفذ هذه العملية عشر مرات لتحديد القيم العشرة كلها لصف واحد ، وحفظها في المتغيرات المؤقتة لسجل المناوبات ، ثم نرسلها فورًا إلى الشاشة.ليس هناك جدوى من وصف الإجراء للعمل مع سجل النوبات ؛ فقد تم تفكيكه في العديد من المواقع. ثم ، بعد وصف جميع المستويات العشرة ، يتم دفع كل هذا إلى روتين عرض ديناميكي ، حيث يتم تكرار هذه الدورة بأكملها العدد المطلوب من المرات (يتم ضبط وقت كل إطار لكل إطار) لخداع العين البشرية. بالطبع ، بالنسبة للمكعبات واسعة النطاق ، يمكن أن تتحول كتابة التأثير إلى عذاب ، وتحتاج إلى إنشاء واجهة كمبيوتر. لكن بالنسبة لنا ، جمعت بسرعة العديد من التأثيرات ، وألقيتها في avrmega128 MK ، حيث استحوذت على 20 ٪ تقريبًا من ذاكرة الفلاش.وبالطبع ، يا له من مكعب ثلاثي الأبعاد بدون فيديو نهائي. لسوء الحظ ، لم أتمكن من ضبط الإعدادات على الكاميرا للتعبير عن ألوان المكعب ، ثم دمج الثنائيات مع بعضها البعض ، ثم أصبحت مظلمة للغاية ، وقمت بالتناوب مع كاميرا الحركة للتأثير.آمل أن تكون تجربتنا في إنشاء المكعب والأخطاء المسموح بها مفيدة لشخص ما ، لأننا فعلناها منذ حوالي عامين ، وبعد ذلك كان هناك القليل من المعلومات حول هذا النوع من الأجهزة. لقد عثرت عليه مؤخرًا في الطابق السفلي ، وقمت بتنظيفه ووضعه في متجري ، وكل العملاء يحبونه ، ويسأل الجميع عن مكان شرائه ، وينظرون دائمًا إلى التأثيرات لبضع دقائق.