Светодиодный куб 4х4х4 своими руками⁠⁠

Данный пост делался для людей которые плохо разбираются в электронике и потому я попытался все расписать максимально подробно и понятно.

А теперь начнем.

1) Для начала соберем все необходимые элементы:

а) Нам понадобятся светодиоды, вы можете выбрать любой яркости и любого цвета какой захотите, лично я выбрал светодиоды синие круглые 5 мм, стоимость одного светодиода обошлась для меня в 5 рублей. Всего нам понадобятся 64 светодиода, я взял 70, т.к. бывает, что некоторые светодиоды могут быть бракованными или в процессе эксплуатации или проверки банально сгореть, поэтому запасные будут не лишними.

б) Резисторы на 680 Ом. Всего нам нужно 4 штуки.
в) Если светодиоды — это будет наше тело, то Arduino это наш мозг, а без мозга тело не работает. А именно нам нужен микроконтроллер Arduino Nano 3.0. Платить почти тысячу рублей мне как то не хотелось, поэтому я заказал на AliExpress всего за 150 рублей.
г) Конечно же питание и тумблер. В качестве питания нам понадобится батарейка типа Крон на 12 Вольт. А клемму, которую можно увидеть слева от батарейки на фотографии, я в процессе заменил на отсек для кроны, отсек для кроны стоит 50 рублей.

д) В качестве кнопки вкл/выкл я использовал тумблер, который стоит около 20 рублей, только выбирайте тумблер или обычные кнопки (например, такие какие у вас стоят на сетевом фильтре) так чтобы его рабочее напряжение не превышало напряжение батарейки, то есть 12 Вольт.

е) Ну и конечно же нам понадобятся провода, для куба я приобрел монтажный провод с сечением 0.14 кв.мм, лично мне хватило 3 метра и  даже большой кусок еще остался. Метр такого провода стоит 10 рублей.

ж) Корпус. Корпус необходимо выбирать исходя из размеров куба и проводов которые будут торчать снизу куба. В качестве корпуса я взял пластмассовую баночку, по диаметру она идеально подошла к кубу, а высота баночки 8 см.Необязательно искать готовый корпус, корпус при желании можно сделать и самому.

2) Когда вы собрали всё необходимое, можно приступать к сбору. Начнем собирать куб по слоям.

а) Для того чтобы правильно собрать куб, нам нужно разобраться где у светодиода плюс, а где минус. У светодиода плюсом является анод, это самая длинная ножка, а минусом как вы уже догадались является короткая ножка, она же катод.

б) Чтобы спаять слои одинаковыми, нужно светодиоды закрепить. Можно взять дощечку и сделать в ней 16 отверстий, я же использовал пеноплекс. Расстояние между светодиодами должно быть чуть меньше самой длинной его ножки, чтобы можно было их соединить.

  в) Итак, нам необходимо спаять 4 слоя светодиодов по 16 в каждом, а затем все 4 слоя спаять в один объёмный куб. Ставим первые 16 светодиодов в проделанные отверстия и отгибаем наши плюса так, чтобы все светодиоды соединились, как показано на фото ниже. На всех слоях ваши минуса(ножки торчащие вверх) должны находится на все слоях в одинаковом положении, чтобы их можно было слои соединить между собой.  Важно: по краю в двух местах у вас не получится соединить(на фото эти места около двух черточек), т.к. ножек светодиодов не хватает, поэтому если у вас есть лишние светодиоды, то можете оторвать у них ножки и припаять в эти места.

В результате должны получить вот такую картину. И таких слоев мы должны сделать еще три, всего должно получится 4.

г) Я повторюсь, что очень важно. чтобы ножки торчащие вверх(минуса), на всех слоях находились в одинаковых местах, чтобы можно было легче соединить их в процессе объединения. Если у вас возникает такая проблема что вы не можете соединить минуса слоев, то просто отогните ножки, как показано на рисунке.

Слои могут выходить у вас кривыми, это не страшно, первый блин комом, у меня то вообще жуть какая получилось, но это не критично особенно для первого раза.

д) Когда все 4 слоя будут собраны, мы их должны объединить в один. Все что нам тут нужно это соединить минуса которые мы специально отогнули в пункте 2.г.

3) Примемся за наши мозги. Нам нужно записать алгоритм работы нашего куба в контроллер, с помощью программы Arduino, найти и скачать ее вы можете без проблем в интернете. Если вы программист то думаю вы сможете сами придумать алгоритм работы вашего куба, ну а для тех кто не знает как программировать, для вас я выложу готовый скетч, все что вам понадобится это открыть его и делать все как на скриншотах:

а) Подсоединяете Arduino Nano через микро USB к компьютеру.

б) Открываете скачанный скетч и у вас должна запуститься программа Ардуино. Затем выбираете вкладку инструменты-плата-Arduino Nano.

ссылка на скетч: https://drive.google.com/drive/folders/0B3deno0IopUcWk1yYjk2...

в) Затем там же инструменты-процессор-ATmega 328.

г) И выбираете порт, у меня это был СОМ4, у вас может быть другой, но не 1-ый!

д) И финальный штрих, скетч-загрузка. После завершения загрузки можете смело вынимать Arduino Nano из USB.

4) В качестве корпуса я выбрал круглую пластмассовую баночку, но вы можете взять что угодно, главное проделать отверстия для ножек и сделать небольшое окошко для 4-х проводов, провода будут крепиться с боку с края каждого слоя, 1 провод на один слой.

а) Когда вы выбрали корпус и сделали все необходимые отверстия, можете ставить ваш куб и закреплять его. После того, как вы закрепили его, начинаем припаивать провода, согласно рисунку. Красным крестиком указано место где будут крепиться 4 провода с боку.

б) Теперь нам необходимо соединить плюса, для этого используем 4 резистора. Ранее я говорил что в корпусе необходимо сделать окошко для проводов, вот через это окно у нас будут соединены слои как показано на рисунке.

Если смотреть по оси Y, то слой 4(верхний) должен присоединиться к контакту А0, 3 к А1 , 2 к А2, 1 к А3.

в) Теперь осталось припаять питание. Плюс батарейки нужно припаять к контакту UIN, а минус к GND. Эти контакты должны находиться на той же стороне что и контакты А0-А7.  Тумблер же я припаял между UIN и плюсом батарейки.

г) Установите все в корпус.

5) Запускайте и наслаждайтесь.

Спасибо, что дочитали до конца. Надеюсь, что мой пост окажется полезным для вас.