Кубът

Най-зрелищната цветомузика и може би един от най-трудните модове на нашия сайт, който някой, някога е правил – Кубът!

При създаването на КУБЪТ се използва „инертността“ на зрителното възприятие. Тоест свойството на човешкото око да „запомня“ видяното, подобно на зареждането на кондензатор. За едновременно действие на всички светодиоди би бил необходим голям ток, например 1 ярък светодиод = 20 mA,  едновременната работа на 512 такива би изисквала 10,24 A. Решението е включване само на един слой в даден момент. По този начин консумацията ще бъде за 64 диода х 20 mA = 1,28 A максимално, което е приемливо, от гледна точка на необходимия трансформатор. Това, което ще се постигне е да превключваме различните слоеве със скорост по-голяма от тази на възприятието на човешкото око или иначе казано – докато кондензаторът се разрежда няма да забележим, че е спряно подаването на напрежение към веригата J.

Кубът се разделя на хоризонтални и вертикални слоеве от колони. За всички светодиоди в хоризонтален слой се дава общ  „минус“ (катод), а за вертикалните колони – „плюс“ (анод). Така могат да се управляват 8 слоя катоди и 64 колони аноди. Съчетанието на сигналите по колона и по слой дава възможност да се контролира всеки отделен светодиод.

Контролът се осъществява чрез използване на няколко елемента памет, изграждащи регистри. Всеки тактов импулс означава смяна да входящите битове в елемент памет. Използват се изместващи регистри от тип SIPO. Серийно вкарващи, Паралелно Изкарващи регистри. Данните побитово се зареждат на входа и едновременно се снемат на осем изхода.

Захранването е стабилизирано на 5 VDC с максимален ток 2А.

Да пристъпим към изпълнение. Ще ни трябва поялник, припой, пистолет за топъл силикон, някакъв инструмент за рязане, 512 диода с любимия ви цвят, лентов кабел (IDE), 34-пинов кабел за флопи, шперплат 8 мм. (20х20), и подходящи за запояване проводници (тънки, гъвкави и с добра устойчивост).

Върху шперплата начертайте квадратна мрежа 7х7 с разстояние между възлите 2.5 см. и пробийте дупки за 64 диода. Благодарение на здравата основа ще можем да изградим целия куб без допълнителни подпори. Както вече беше споменато, когато сте прикрепили всички диоди трябва да огънете всички минусови крачета на диодите така, че да могат лесно да се свържат към мрежата.

Тъй като скоро вашата мрежа от диоди ще бъде готова е нужно да подготвите 64 парчета тел дълги по 20 см, за да свържете всички диоди от различните слоеве. Тъй като в бъдеще ще бъде трудно да подменяте неработещите или изгорели диоди е желателно да отделите специално внимание на всеки един поотделно.

Задължително е всички минуси да съвпадат. Прикрепете телта към отрицателните полюси на светодиодите, за да оформите „шините“. Започнете да споявате светодиодите по указания начин, слой по слой.

След като слоевете са свързани, трябва да изведете всички отрицателни крачета към дъното на куба. Ще ви трябват 8 дупки, през които да минават кабелите. Пробийте осем малки дупки на шперплата за отрицателните проводници. Кубът е почти готов. Сега остава само схемата за контрол, която ще подава сигнал към положителните краища на LED-овете.

Няма да се спираме подробно на обясненията защо се използват точно такъв вид регистри. Начинът, по който се полагат елементите върху тестовата платка е показан на снимката. На първо място, трябва да поставите всички компоненти за оценка на мястото, което ще е нужно. Компонентите трябва да бъдат поставени в следната последователност: карета по плъзгащи се регистри, транзистори, съединители, съпротивления от 100 ома до 1,5 kOhm.

Сега идва ред да поставим кабела. Ще използваме 40 и 34 пинов кабел. От едната страна на кабела е препоръчително да оставим по 10 см. ‘висящ’ кабел. Този кабел ще бъде прикрепен към плюсовите и минусовите терминали на кубът. Всеки терминал ще бъде свързан с различни конектори. Така първия регистър ще контролира първия ред, втория регистър – втори ред и така нататък.

При нашите 74 пина (40 + 34) ние ще използваме само 72 (64 колони и 8 слоя) и така два изхода ще останат свободни. Ако не разполагате с кабел за свързване с паралелен порт можете да си го направите сами по следната схема като използвате изходите от D0 до D5:

 

  • D0 -> вход на подвижните регистри на колоните
  • D1 -> нулиране на подвижните регистри на колоните
  • D2 -> брояч на подвижните регистри на колоните
  • D3 -> вход на подвижните регистри на слоевете
  • D4 -> нулиране на подвижните регистри на слоевете
  • D5 -> брояч на подвижните регистри на слоевете

Внимание: при неправилно свързане нищо няма да проработи!

Идва ред на поставката на нашия Куб. Освен, че ще придаде по-завършен вид на целия проект, в поставката ще можем да скрием всички платки, кабели и прочее.

Първо ще ни трябва една дървена плоскост с размери 20х20 см, две плоскости с 20х6.8, две плоскости 21.6х7.6 см. и около 25 пирончета. Ние решихме да прикрепим плоскостите във формата на правоъгълник с помощта на лепило за дърво и чак след това да ги оковем.

Предварително обаче в задната част на поставката изрежете четири отвора: за паралелния порт, за захранването, за индикатора и за бутона за включване и изключване. Оставяме остналата част от работата по поставката да свършите сами (облицоване, боядисване, лакиране и т.н.).

Контролиращата програма е разработена в среда Visual Basic. Трябва да поставите библиотеката inpout32.dll в директорията C:\Windows\System32. Така вече сте готови за работа с паралелния порт. Ако искате да прочетете малко повече за работата на паралелните портове можете да посетите тази страница (на английски е).

Състоянията на куба се съхраняват в матрицата StatoCubo. С помощта на event timer се генерира всяка милисекунда състояние и матрицата изобразява куба. Стойностите в матрицата може да се нагласят по ваше усмотрение. Можете да използвате и вече написания код.

Съдържа Gestion – ръчен контрол на куба; контролиращ mp3-плеър; inpout32.dll библиотеката.

Матрицата StatoCubo съдържа 8 колони и 64 елемента. Всяка колона показва състоянието на отделен слой и всяка стойност – състоянието на отделен светодиод (1 – свети ; 0 – не свети).

  • ScriviCubo – функция таймер за матрицата;
  • ClokkaLivello – изпраща сигнал за внимание до shift-регистъра да се премести на друго ниво;
  • ClearAll – изчиства регистрите – Кубът угасва;
  • Aspetta – пауза („изчакай“ итал.) – отлага актуализацията на състоянията в слой;

Завършения куб изглежда ето по този начин:

 

Нашия колега morpheous87 вече е реализирал два такива проекта, но със скромните 3х3х3 светодиода. Ето и клиповете от работата му, както и схемите, които е ползвал:

Схема за 8х8х8 светодиода:

Схема за 3х3х3 светодиода:

Цената на целия завършен проект излиза приблизително 80-100 лева. При покупка на големи количества диоди производителите правят огромни отстъпки, а другите компоненти не са особенно скъпи.

Оригинална статия.

Въпроси и коментари в нашия форум!

Обичам компютрите още от годините, когато на Правец 82 играехме CrossFire, Aztec и, ако нямаше флопи, сами пишехме "Лапни хапка". С времето компютрите се промениха, но удоволствието да се занимавам с техники - не. Вижте някои полезни теми - "Как да изберем SSD", "Избор на графичен таблет"

ВАШИЯТ КОМЕНТАР

Please enter your comment!
Please enter your name here