Vi har skapat en serie Raspberry Pi-handledning, där vi har täckt gränssnitt mellan Raspberry Pi och alla baskomponenter som LED, LCD, knapp, DC-motor, servomotor, stegmotor, ADC, skiftregister etc. Vi har också publicerade några enkla Raspberry Pi-projekt för nybörjare, tillsammans med några bra IoT-projekt. Idag, i den här sessionen, ska vi skapa en 3x3x3 LED CUBE och styra den av Raspberry Pi för att få olika mönster med Python-programmering. Vi har tidigare byggt samma 3x3x3 LED Cube med Arduino Uno.
En typisk 3 * 3 * 3 LED-kub ansluten till Raspberry Pi visas i bilden ovan. Denna LED CUBE är gjord av 27 ljusdioder, dessa 27 lysdioder är ordnade i rader och kolumner för att bilda en kub. Därav namnet är LED CUBE.
Det finns många typer av kuber som kan designas. Den enklaste av dem är 3 * 3 * 3 LED-kub. För 4 * 4 * 4 LED CUBE är arbetet nästan tredubblat eftersom vi behöver göra arbete för 64 LED. För varje högre nummer fördubblas eller tredubblas arbetet nästan. Men varje kub fungerar mer eller mindre på samma sätt. För en nybörjare är 3 * 3 * 3 LED-kub den enklaste LED-kuben och det finns också några fördelar med 3x3x3 LED-kub jämfört med andra högre kuber som,
- För den här kuben behöver du inte oroa dig för energiförbrukning eller avledning.
- Strömförsörjningsefterfrågan är mindre.
- Vi behöver ingen kopplingselektronik för den här kuben.
- Vi behöver mindre logikterminaler så vi behöver inte skiftregister eller något liknande.
- Bäst lämpad för + 3.3v logikstyrd elektronik som Raspberry Pi.
Komponenter som krävs:
Här använder vi Raspberry Pi 2 Model B med Raspbian Jessie OS. Alla grundläggande hårdvaru- och mjukvarukrav har tidigare diskuterats, du kan slå upp det i Raspberry Pi Introduction och Raspberry PI LED Blinking för att komma igång, annat än vad vi behöver:
- Raspberry Pi 2 B (vilken modell som helst)
- 220Ω motstånd (3 delar)
- 27 lysdioder
- Lödverktyg för att bygga LED Cube
Byggnad 3x3x3 LED-kub:
Vi har tidigare diskuterat byggandet av 3 * 3 * 3 LED-kub i detalj i den här artikeln: 3x3x3 LED-kub med Arduino. Du bör kontrollera den här för att lära dig att lödda lysdioder för att bilda LED Cube. Här nämner vi 9 vanliga positiva terminaler (kolumner) och 3 vanliga negativa terminaler (negativa rader eller lager) i LED Cube. Varje kolumn representerar en positiv terminal och varje lager representerar en negativ terminal.
Vi kan se 9 vanliga positiva terminaler från ovanifrån som numrerade i bilden nedan, vi har numrerat dem enligt GPIO-stift nr Raspberry Pi, på vilken dessa positiva terminaler är anslutna.
9 Vanliga positiva terminaler: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16
Och de tre vanliga negativa terminalerna kan ses från frontvy som numrerade i bilden nedan:
Övre lager gemensamma negativa stift: 13
Mellanlager gemensamma negativa stift: 6
Nedersta lager gemensamma negativa stift: 5
När allt är klart kommer du att ha en kub som den här. Kontrollera också videon som ges till slut.
Kretsschema och förklaring:
Anslutningar mellan Raspberry Pi och LED Cube visas i nedanstående kretsschema:
Som framgår av bilden har vi totalt 12 stift från Cube, över vilka NIO är vanliga positiva och TRE är vanliga negativa stift. Kom ihåg att varje kolumn representerar en positiv terminal och varje lager representerar en negativ terminal.
Nu kommer vi att ansluta dessa 12 stift till Raspberry Pi exakt som anges i kretsschemat. När vi har anslutit terminalerna är det dags att skriva PYTHON-programmet.
Du kan kontrollera Python-programmet nedan för att generera mönstret som visas i demovideo nedan.
Säg, vi vill sätta på lysdioderna på mittlagret enligt bilden nedan (röd cirkel), då måste vi driva GPIO18-stiftet och jorda GPIO6-stiftet. Detta gäller för varje LED i kuben.
Vi har skrivit några loopprogram i PYTHON för att göra enkla blinkningar. Programmet förklaras väl genom kommentarerna. Om du vill ha fler mönster kan du enkelt lägga till fler mönster i programmet.