7x7x7 светодиодный 3D куб.

     Увлекательной и относительно простой идеей для собственного DIY-проекта может стать светодиодный 3D куб. Собрав его, вы получите кучу опыта в пайке и работе с микроконтроллером (в данном случае Arduino). Готовый девайс выглядит эффектно, он может стать необычным подарком для близкого человека или будет радовать вас на рабочем столе.

     В интернете можно найти множество видеороликов с демонстрацией возможностей 3D кубов , однако не так просто найти подробную инструкцию по сборке, а тем более получить помощь от автора разработки. Пользователь [mhutchie1] интернет-ресурса forum.allaboutcircuits.com описал свой вариант LED куба с размерами 7x7x7 и готов помочь каждому в его сборке.

Для сборки такого же светодиодного 3D куба вам потребуется:

• 343 шт голубых светодиодов

• 49 шт 470 Ом резисторов

• 7 шт 2N2222AG транзисторов

• Примерно 30 м 0,9 мм оцинкованной стальной проволоки

• Arduino Mega 2560

Используемые инструменты:

• Паяльник или паяльная станция

• Радиатор

• Плоскогубцы

• Мультиметр

• Тиски

     По словам [mhutchie1], 3D куб способен воспроизводить 142 кадра в секунду, т. е. 1 кадр каждые 7 мс. Благодаря этому, на заснятых с кубом видео отсутствуют мерцания. Управление производится с помощью Arduino Mega 2560. Для каждого кадра, arduino читает из памяти и сдвигает 49 байт данных закодированной последовательности. Это позволяет найти множество применений данному LED кубу от текстового дисплея до световых эффектов к музыке.

     Эффекты генерируются достаточно сложными сценариями, написанными на языке Processing. Автор реализовал множество анимаций в том числе переключение в любом направлении (видно в эффекте дождя), сдвиг по краю (видно в бегущем по поверхности куба тексте), фейерверки, синусоидальные переключения, бьющееся сердце.

     Несущая конструкция LED куба сделана из 0,9 мм оцинкованной стальной проволоки. 5 мм голубые светодиоды расположены на расстоянии 30 мм друг от друга. Аноды соединены по вертикали, а катоды подключены к горизонтальным слоям (как показано на рисунке ниже). Arduino Mega 2560 R3 расположен в основании платформы. Микроконтроллер контролирует аноды светодиодов цифровыми пинами, а катоды — аналоговыми через NPN транзисторы.

     Так как куб поделен на слои, автор для удобства пайки заранее подготовил деревянный шаблон с 49 отверстиями под светодиоды. Расстояние между отверстиями 30 мм. Пайка заняла 6 часов. Это не так много, если учесть, что пришлось подгибать выводы каждого из 343 светодиодов. Для аккуратного соединения слоев [mhutchie1] использовал прокладку из пенопласта. Слои были соединены с помощью вертикально расположенных прямых кусков проволоки, припаянных к анодам светодиодов.

     49 вертикальных выводов были подключены к цифровым пинам 0-48 arduino mega напрямую. На данном этапе получается 49 пиксельный 2D дисплей. Чтобы добавить третье измерение требуется собрать схему из 7 NPN транзисторов (по одному на каждый слой). Автор использовал 2N2222AG. Эмиттеры транзисторов соединены с выводом GND Arduino mega 2560, каждый из коллекторов подключен к своему слою, а базы транзисторов подключены к аналоговым выводам Arduino mega 2560 A0-A6.

С исходными кодами и полным описанием проекта можно ознакомиться в посте [mhutchie1].