Έχουμε δημιουργήσει μια σειρά από Tutorial Raspberry Pi, στα οποία έχουμε καλύψει το Interfacing του Raspberry Pi με όλα τα βασικά στοιχεία όπως LED, LCD, κουμπί, κινητήρας DC, Servo Motor, Stepper Motor, ADC, shift Register κ.λπ. δημοσίευσε μερικά απλά έργα Raspberry Pi για αρχάριους, μαζί με μερικά καλά έργα IoT. Σήμερα, σε αυτή τη συνεδρία, θα φτιάξουμε ένα LED CUBE 3x3x3 και θα το ελέγξουμε από το Raspberry Pi για να πάρουμε διαφορετικά μοτίβα χρησιμοποιώντας τον Προγραμματισμό Python. Έχουμε κατασκευάσει προηγουμένως τον ίδιο κύβο LED 3x3x3 με το Arduino Uno.
Ένας τυπικός κύβος LED 3 * 3 * 3 που είναι συνδεδεμένος στο Raspberry Pi φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Αυτό το LED CUBE αποτελείται από 27 διόδους εκπομπής φωτός, αυτά τα 27 LED είναι διατεταγμένα σε σειρές και στήλες για να σχηματίσουν έναν κύβο. Εξ ου και το όνομα είναι LED CUBE.
Υπάρχουν πολλοί τύποι κύβων που μπορούν να σχεδιαστούν. Ο απλούστερος από αυτούς είναι 3 * 3 * 3 LED κύβος. Για 4 * 4 * 4 LED CUBE, η εργασία είναι σχεδόν τριπλή φορά, γιατί πρέπει να κάνουμε δουλειά για 64 LED. Με κάθε μεγαλύτερο αριθμό, η εργασία σχεδόν διπλασιάζεται ή τριπλασιάζεται. Αλλά κάθε κύβος λειτουργεί λίγο πολύ με τον ίδιο τρόπο. Για αρχάριους, ο κύβος LED 3 * 3 * 3 είναι ο απλούστερος κύβος LED και επίσης υπάρχουν μερικά πλεονεκτήματα του κύβου LED 3x3x3 σε σχέση με άλλους υψηλότερους κύβους όπως,
- Για αυτόν τον κύβο δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την κατανάλωση ενέργειας ή την εξάλειψη.
- Η ζήτηση τροφοδοσίας είναι μικρότερη.
- Δεν χρειαζόμαστε ηλεκτρονικά εναλλαγής για αυτόν τον κύβο.
- Χρειαζόμαστε λιγότερα τερματικά λογικής, οπότε δεν χρειαζόμαστε καταχωρητές βάρδιας ή κάτι τέτοιο.
- Ιδανικό για ηλεκτρονικά που λειτουργούν με λογική + 3.3v όπως το Raspberry Pi.
Απαιτούμενα στοιχεία:
Εδώ χρησιμοποιούμε το Raspberry Pi 2 Model B με το Raspbian Jessie OS. Όλες οι βασικές απαιτήσεις υλικού και λογισμικού συζητήθηκαν προηγουμένως, μπορείτε να το αναζητήσετε στο Raspberry Pi Εισαγωγή και στο Raspberry PI LED Blinking για να ξεκινήσετε, εκτός από αυτό που χρειαζόμαστε:
- Raspberry Pi 2 B (οποιοδήποτε μοντέλο)
- 220Ω ανθεκτικά (3 τεμάχια)
- 27 LED
- Εργαλεία συγκόλλησης για την κατασκευή LED Cube
Χτίζοντας κύβος LED 3x3x3:
Έχουμε συζητήσει προηγουμένως την κατασκευή 3 * 3 * 3 LED κύβου σε αυτό το άρθρο: 3x3x3 LED Cube with Arduino. Θα πρέπει να ελέγξετε αυτό για να μάθετε πώς να κολλάτε LED για το σχηματισμό LED Cube. Εδώ αναφέρουμε 9 κοινά θετικά τερματικά (στήλες) και 3 κοινά αρνητικά τερματικά (Αρνητικές σειρές ή στρώματα) στο LED Cube. Κάθε στήλη αντιπροσωπεύει ένα θετικό τερματικό και κάθε στρώμα αντιπροσωπεύει ένα αρνητικό τερματικό.
Μπορούμε να δούμε 9 κοινά θετικά τερματικά από την Κάτοψη όπως αριθμούνται στην παρακάτω εικόνα, τα έχουμε αριθμήσει σύμφωνα με τον αριθμό GPIO pin του Raspberry Pi, στον οποίο συνδέονται αυτά τα θετικά τερματικά.
9 Κοινά θετικά τερματικά: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16
Και τα 3 κοινά αρνητικά τερματικά μπορούν να προβληθούν από την μπροστινή όψη όπως αριθμούνται στην παρακάτω εικόνα:
Κοινός αρνητικός πείρος άνω στρώματος: 13 κοινός αρνητικός πείρος
μεσαίου στρώματος: 6
Κοινός αρνητικός πείρος κάτω στρώματος: 5
Μόλις γίνουν όλα θα έχετε έναν κύβο σαν αυτόν. Ελέγξτε επίσης το βίντεο που δίνεται στο τέλος.
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:
Οι συνδέσεις μεταξύ Raspberry Pi και LED Cube φαίνονται στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος:
Όπως φαίνεται στην εικόνα, έχουμε συνολικά 12 καρφίτσες από το Cube, πάνω από τις οποίες NINE είναι κοινές θετικές και ΤΡΕΙΣ είναι κοινές αρνητικές καρφίτσες. Να θυμάστε ότι κάθε στήλη αντιπροσωπεύει ένα θετικό τερματικό και κάθε επίπεδο αντιπροσωπεύει ένα αρνητικό τερματικό.
Τώρα θα συνδέσουμε αυτούς τους 12 ακροδέκτες στο Raspberry Pi ακριβώς όπως δίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος. Μόλις συνδέσουμε τα τερματικά είναι καιρός να γράψουμε το πρόγραμμα PYTHON.
Μπορείτε να ελέγξετε το πρόγραμμα Python παρακάτω για να δημιουργήσετε το μοτίβο που εμφανίζεται στο Demo Video παρακάτω.
Ας πούμε, θέλουμε να ανάψουμε το LED στο μεσαίο στρώμα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (κόκκινο σε κύκλο), τότε πρέπει να τροφοδοτήσουμε τον πείρο GPIO18 και να γειώσουμε τον πείρο GPIO6. Αυτό ισχύει για κάθε LED στον κύβο.
Έχουμε γράψει μερικά προγράμματα βρόχου στο PYTHON για να κάνουμε απλές αναλαμπές. Το πρόγραμμα εξηγείται καλά μέσω των σχολίων. Εάν θέλετε περισσότερα μοτίβα, μπορείτε απλώς να προσθέσετε περισσότερα μοτίβα στο πρόγραμμα.