Khối lập phương LED RGB với ứng dụng Bluetooth + AnimationCreator: 14 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là hướng dẫn về cách tạo Khối lập phương LED RGB (Cực dương chung) 6x6x6 được điều khiển bởi Ứng dụng Bluetooth bằng Arduino Nano. Toàn bộ bản dựng có thể dễ dàng thích ứng với một Khối lập phương 4x4x4 hoặc 8x8x8. Dự án này được lấy cảm hứng từ GreatScott. Tôi quyết định xây dựng một bản dựng phức tạp hơn bằng cách sử dụng đèn LED lớn hơn (8mm), với khoảng cách ít hơn + thêm giao tiếp Bluetooth giúp việc thêm các chức năng mới dễ dàng hơn rất nhiều và cũng bổ sung khả năng xây dựng ứng dụng để điều khiển khối lập phương. Điều này cũng cho phép tôi v.d. code Trò chơi rắn (video giới thiệu thứ 3 ở cuối). Trên hết, tôi đã thêm chế độ Trình hiển thị âm thanh cho phép khối lập phương trực quan hóa Đầu vào AUX, ví dụ: Nhạc bằng MSGEQ7 (video giới thiệu ở cuối). Ngoài ra, tôi đã viết một ứng dụng AnimationCreator bằng Java với giao diện người dùng dễ sử dụng để tạo và chỉnh sửa Hoạt ảnh, để mọi người có thể tạo hoạt ảnh tùy chỉnh rất nhanh chóng. Vì vậy, Ứng dụng Sketch + Bluetooth cung cấp một khuôn khổ cho bất kỳ cấu hình LED Cube nào và với Trình tạo hoạt ảnh, bạn không cần phải lo lắng về việc triển khai các hoạt ảnh tùy chỉnh.

Liên kết đến Ứng dụng Arduino Sketch và Bluetooth:

RGBCube_Arduino Sketch (Github) + Animation Creator.jar

Ứng dụng Cubo Bluetooth (Github)

Danh sách các bộ phận của Khối lập phương:

• 216x LED RGB (Cực dương chung) (8mm) (AliExpress / Ebay) -> 6x6x6 = 216
• Cáp ruy-băng (1m 40Pin là đủ) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Tiêu đề Nữ và Nam (mỗi tiêu đề ít nhất 4x40 ghim) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Dây đồng / bạc đóng hộp 0.8mm (~ 25Meter) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Ống thu nhỏ (AliExpress / Ebay / Amazon)

Danh sách các bộ phận cho Ban điều khiển:

• 7 x Trình điều khiển LED TLC5940 (Ebay / AliExpress)
• 6 x IRF 9540 P-Channel MOSFET (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Tụ điện 8 x 10 uF (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Tụ điện 3 x 1000 uF (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Điện trở 14x 2,2kOhm (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Điện trở 1 x 1kOhm (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Ổ cắm IC 7 x 28pin (Amazon / Ebay / AliExpress)
• 1 x Arduino Nano (Amazon / Ebay / AliExpress)
• 1 x 1N4001 Diode (Bất kỳ Diode chung nào) (Amazon / Ebay / AliExpress)
• Tụ điện 8 x 0,1uF (Ebay)
• 1 x DC Jack cắm PCB Mount (Amazon / Ebay / AliExpress)
• 1 x Mô-đun Bluetooth HC-05 (Amazon / Ebay / AliExpress)

Bước 1: Lý thuyết

Nếu bạn không quan tâm đến lý thuyết về ghép kênh, hãy chuyển sang Bước 2 để bắt đầu bản dựng thực tế

Vì phần cứng và phần mềm là những phần quan trọng như nhau của dự án này, chúng ta hãy xem xét lý thuyết trước.

Bộ não của khối lập phương là một Nano Arduino. Nó cung cấp đủ I / O để tương tác với Trình điều khiển LED đã sử dụng cũng như thiết lập kết nối Bluetooth với mô-đun HC-05 và phần cứng điều khiển khác. Nếu bạn đã xem các bản dựng LED Cube khác, bạn sẽ biết rằng hầu hết mọi người sử dụng các thanh ghi Shift đơn giản để lưu trữ các giá trị độ sáng của màu sắc của các đèn LED riêng lẻ. Bản dựng này không sử dụng thanh ghi Shift mà thay vào đó được gọi là Trình điều khiển LED "TLC5940". Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, điều này giúp chúng ta tiết kiệm rất nhiều thời gian cũng như rất nhiều phần cứng bổ sung (ví dụ: điện trở).

Chức năng cơ bản của việc điều khiển khối lập phương sử dụng ghép kênh. Trong trường hợp này, chúng tôi đang ghép 6 lớp của khối lập phương, có nghĩa là tất cả Cực dương (+) của tất cả các đèn LED trong một lớp được kết nối, trong khi các Catốt riêng lẻ của tất cả các đèn LED trong cùng một cột được kết nối về phía dưới. Điều này có nghĩa là nếu bạn muốn đèn LED sáng ở vị trí x = 1, y = 2, z = 3, màu: xanh lá cây bạn cần cung cấp 5V tại Cực dương của Lớp 3 và kết nối GND với Cực âm của Cột tương ứng với Ghim xanh của x = 1, y = 2. Vì vậy, trong thực tế tại một thời điểm, chỉ một lớp của Khối lập phương thực sự được bật, nhưng như bạn sẽ thấy ở phần sau của Mã, chúng tôi đang tắt và bật các Lớp riêng lẻ nhanh đến mức mắt chúng ta nghĩ rằng toàn bộ khối lập phương đang bật.

Để kiểm soát những thứ như độ sáng, hoạt ảnh, v.v., chúng tôi sử dụng mô-đun Bluetooth HC-05 được kết nối với Arduino Nano. Rất đơn giản để sử dụng mô-đun với Arduino vì bạn chỉ cần kết nối 4 Pin và có thể đơn giản giao diện mô-đun thông qua Giao tiếp nối tiếp mặc định của Arduino. Đến cuối phần hướng dẫn này, bạn sẽ thấy việc viết Ứng dụng Bluetooth của riêng mình để điều khiển Khối lập phương dễ dàng như thế nào.

GHI CHÚ

Trong sơ đồ của tôi về Bảng mạch Arduino, bạn cũng có thể thấy một sơ đồ nhỏ để giao tiếp với Ngõ vào âm thanh xử lý chip MSGEQ7, điều này hoàn toàn không cần thiết đối với khối thực tế và chỉ là một chức năng bổ sung mà tôi đã thêm, do đó bạn có thể đơn giản bỏ qua Sơ đồ được đánh dấu với "MSGEQ7"

Bước 2: Phần cứng: LED Cube Build

Vì vậy, chúng ta hãy xem cách xây dựng chính Cube, trước khi nói về mạch điều khiển xung quanh Arduino Nano.

Danh sách các bộ phận cho việc xây dựng khối lập phương:

• 216x LED RGB (Cực dương chung) (AliExpress / Ebay) -> 6x6x6 = 216
• Cáp ruy-băng (1m 40Pin là đủ) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Tiêu đề Nữ và Nam (ít nhất 4x40pin) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Dây đồng / bạc đóng hộp 0.8mm (~ 25Meter) (AliExpress / Ebay / Amazon)
• Ống thu nhỏ (AliExpress / Ebay / Amazon)

Điều đầu tiên cần làm, và bây giờ tôi thấy nó tẻ nhạt nhưng cần thiết, chúng tôi phải kiểm tra các đèn LED. Để làm điều đó, chúng tôi chỉ cần kết nối nguồn điện, ví dụ: khối Pin 9V với clip với bảng mạch. Như bạn thấy trong hình 3, Chân dài nhất của đèn LED là Cực dương (+), vì vậy bạn kết nối chân này với + 9V của pin. Bây giờ trước khi kết nối GND với các màu riêng lẻ Cathode (Red, Green, Blue), hãy thêm một điện trở 220Ohm vào mỗi cathode để hạn chế dòng điện. Bây giờ hãy thử nghiệm thú vị tất cả các màu của tất cả 216 đèn LED.

Trong bước tiếp theo, chúng tôi sẽ chuẩn bị các đèn LED đã được kiểm tra để sau này chúng tôi có thể dễ dàng lắp ráp chúng vào các cột.

Bước 3: Hàng LED

Trước khi chúng ta có thể hàn các đèn LED vào các hàng tương ứng của chúng, chúng ta cần uốn cong và cắt các dây dẫn.

Như bạn có thể thấy trong hình đầu tiên, tôi đã khoan một lỗ 8mm (đối với đèn LED 8mm) vào một miếng gỗ và khoan 3 mũi rất nhỏ ở bên trái của lỗ LED và một mũi khác ở bên phải của lỗ. Những mũi khoan này là điểm đánh dấu để uốn dây dẫn một cách chính xác và phải có khoảng cách khoảng 1cm từ giữa lỗ đối với đèn LED.

Kỹ thuật này được lấy cảm hứng từ Steve Manley, bạn có thể tìm thấy video anh ấy thực hiện động tác này trong một biến thể nhỏ trên YouTube.

Trước khi bạn cắt và uốn cong các dây dẫn xung quanh mũi khoan như trong hình 2 và 3, hãy đảm bảo rằng hướng của các dây dẫn tương ứng với hình 1 (Màu xanh lam ở trên cùng bên trái, sau đó là màu xanh lục, sau đó là cực dương + ở bên phải, và lại trái đỏ). Vòng tròn bạn uốn thành dây dẫn phải có đường kính đủ lớn để vừa với dây đồng đóng hộp (0,8mm). Bước này giúp bạn dễ dàng hàn các đèn LED vào vị trí một cách độc đáo.

Bây giờ tất cả các đèn LED đã được chuẩn bị, chúng tôi muốn lắp ráp chúng thành hàng 6 nơi các Cực dương (+) được kết nối:

1. Dựng một đồ gá nhỏ như hình 6, khoan 6 lỗ (đường kính 0,8mm) với khoảng cách 2,5cm đến lỗ tiếp theo. Điều này cho phép chúng tôi lắp 6 đèn LED cùng một lúc vào đồ gá
2. Để kết nối các cực dương, chúng ta cần một đoạn dây đồng đóng hộp thẳng có chiều dài ~ 16cm (có thêm một số lề). Để dây thẳng và đẹp bạn có thể gắn một đầu dây vào ví dụ như máy khoan điện, cố định mỗi lần khoảng 2m dây trên bàn, sau đó giữ mũi khoan sao cho dây căng và chặt rồi đóng điện vào máy khoan. trong vài giây với việc kéo thẳng dây ra rất nhanh chóng. Sau đó, bạn có thể cắt dây ngay tại nơi bạn đã cố định mảnh. Bạn cũng có thể sử dụng hai chiếc kìm và thắt chặt các đoạn dây nhỏ hơn cùng một lúc, nhưng điều đó sẽ tẻ nhạt hơn nhiều
3. Khi bạn đã có dây dài 16cm, bạn hướng chúng qua các lỗ Anode (+) của đèn LED trong đồ gá và hàn các chân Anode vào dây (Hình 7)

Đối với toàn bộ khối lập phương, chúng ta sẽ cần 6x6 = 36 hàng LED này

Bước 4: Lắp ráp lớp

Như tôi đã đề cập trước đây, chúng ta sẽ ghép các lớp của khối lập phương, nhưng để lắp ráp dễ dàng hơn là xây dựng 6 Tường đèn LED 6x6 và sau đó lắp ráp chúng cạnh nhau và chỉ cần chạy một dây đồng đóng hộp duy nhất nối các cực dương của các hàng trong một lớp với nhau.

Lưu ý rằng bước này cần rất nhiều thời gian và sự kiên nhẫn để làm đúng, tổng cộng bạn sẽ phải hàn khoảng 1000 mối nối hàn cho công trình, vì vậy hãy dành thời gian của bạn!

Để xây dựng một bức tường LED:

1. Đối với đồ gá: Chúng ta cần một miếng gỗ có 6 đường chạm khắc để ghép 6 hàng chồng lên nhau để xây tường. Bạn có thể thấy chính đồ gá trong hình 2 (khoảng cách giữa các hàng: 2,5cm)
2. Bạn lắp 6 hàng đèn LED vào hình chạm khắc, với dây Anode hướng xuống đường chạm khắc, sao cho 3 Cathode (R, G, B) hướng lên trên
3. Để kết nối các Catốt ở vị trí phía trên với nhau (xem hình 2), chúng ta cần thêm một số dây (vì vậy, một lần nữa chúng ta 6 Cột x 3 Catốt x 6 Tường = 108 đoạn dây đóng hộp như mô tả trong bước cuối cùng (2) (cùng chiều dài))
4. Trượt các đoạn dây từ dưới cùng của cột qua các lỗ của Catốt đến hàng trên cùng và hàn dây vào vị trí của mỗi đèn LED

Bạn làm như vậy 6 lần để có được 6 Đèn LED âm tường.

Bây giờ chúng ta thực sự có thể lắp ráp các Bức tường vào chính khối lập phương thực tế. Nhưng để giữ khối lập phương, chúng ta cần xây dựng một số loại mặt phẳng mặt đất. Đối với điều này, tôi chỉ cần sử dụng một số ván ép mỏng và khoan các lỗ nhỏ 0,8mm vào đó, để lắp các dây treo từ Hàng LED thấp nhất (cho tất cả 6 Tường LED). Các phép đo cho các lỗ của một đèn LED đơn được ghi lại trong Bước 3 và khoảng cách giữa mỗi đèn LED là 2,5cm.

Với các lỗ tại chỗ, bây giờ chúng ta lấy bức tường đầu tiên và di chuyển nó vào các lỗ ở bên trái của tấm ván ép. Hàng LED ở phía dưới nên nằm ngay trên gỗ, để cuối cùng tất cả các Tường đều được căn chỉnh giống nhau.

Tiếp tục làm điều tương tự với phần còn lại của Tường LED, nhưng hãy nhớ rằng Cực dương của Tường luôn hướng về cùng một hướng. (trong hình 3, tất cả các Cực dương của Tường đều hướng về bên trái)

Khi toàn bộ Khối lập phương đã ở đúng vị trí, chúng ta cần hàn các Cực dương của mỗi lớp lại với nhau. Để làm điều này, chúng ta lấy một đoạn dây thẳng dài ~ 16cm khác và đặt nó lên trên lớp đầu tiên, sao cho dây tiếp xúc với tất cả các dây Anode của 6 bức tường trong một lớp. Chú ý rằng dây mới không chạm vào bất kỳ Cathode nào. Hàn dây vào vị trí và lặp lại tương tự cho 5 lớp còn lại.

Bước 5: Kết nối khối lập phương

Các bộ phận của Bảng điều khiển LED:

• 7 x TLC5940
• Tụ điện 6/7 x 10 uF
• 2 x 1000 uF tụ điện
• Điện trở 7x 2,2kOhm
• 7 x 28pin IC Sockets
• Tụ điện 7 x 0,1uF
• Dây ruy băng

Chuyển sang mạch điều khiển, trước tiên chúng ta hãy xem bảng LED Driver. Như đã đề cập trước đây, chúng ta cần 7 TLC5940 được kết nối với Arduino Nano. Tất cả các chip TLC5940 đều được xâu chuỗi có nghĩa là tất cả các Ghim điều khiển của các Trình điều khiển đều được kết nối với nhau (ví dụ: chân BLANK của TLC đầu tiên được kết nối với BLANK của TLC thứ hai, thứ ba, thứ tư,…) và tất cả đều được kết nối với Arduinowith các dây giống nhau, ngoại trừ Serial In được kết nối đầu tiên từ Pin kỹ thuật số Arduino đến TLC đầu tiên, sau đó chân Serial Out của TLC đầu tiên này được kết nối với chân SIN của TLC thứ hai, v.v. (xem hình 4)…

Vì vậy, sơ đồ của Bảng TLC khá đơn giản như bạn có thể thấy trong sơ đồ đính kèm.

(NẾU BẠN MUỐN CHUYỂN ĐỔI JUMP CỦA BAN ĐẾN BƯỚC 8)

Tôi cũng đính kèm một ảnh chụp màn hình của giản đồ trong đó bao gồm các nhãn ghim và cũng có tệp GIMP.xcf với các lớp cho mọi kết nối Pin điều khiển được tách biệt.

Bắt đầu bằng cách hàn tất cả các ổ cắm IC tại chỗ, sau đó thêm Tụ điện 100nF vào mỗi TLC, tiếp theo là điện trở 2,2kOhm vào IREFand GND và Đầu 7 chân ở góc trên cùng bên phải.. Sau đó, bạn chỉ cần làm theo tệp.xcf bằng cách bắt đầu với "lớp SIN" trong tệp Gimp giới thiệu cách kết nối các chân Nối tiếp IN / OUT của Trình điều khiển bằng cách sử dụng Cáp ruy-băng, sau đó bật Lớp CLK trong GIMP, v.v. Đảm bảo rằng bạn có kết nối tốt giữa các Chân + và - với chân cắm Tiêu đề ở trên cùng bên phải Phần còn lại của sơ đồ nên tự giải thích nhưng hãy đảm bảo bạn thêm đủ tụ điện 1000uF và 10uF vào bảng. bạn định vị chúng.

Khi bảng này hoàn thành, bạn có thể chuyển sang Bảng Arduino trong bước tiếp theo.

Bước 7: Bảng điều khiển Arduino + Bluetooth

Các bộ phận của Ban kiểm soát:

• 6 x IRF 9540 MOSFET kênh P
• Tụ điện 1 x 10 uF
• Tụ điện 1 x 1000 uF
• Điện trở 7 x 2,2kOhm
• Điện trở 1 x 1kOhm
• 2 x 14 Đầu ghim nữ
• 1 x Arduino Nano
• 1 x 1N4001 Diode
• Tụ điện 1 x 0,1uF
• 1 x Đầu cắm PCB DC Jack
• 1 x Mô-đun Bluetooth HC-05
• 1 x giắc cắm âm thanh 3,5 mm

Bảng điều khiển Arduino chủ yếu xử lý việc ghép kênh cũng như cung cấp bản sao của tiêu đề chân của bảng điều khiển LED.

Hàn trên bảng điều khiển:

1. Đặt hai đầu cắm Pin cái để hoạt động như ổ cắm cho Arduino ở giữa bảng.
2. Đặt 6 MOSFET thành một hàng cạnh nhau ở phía bên phải của Arduino (phía có các Chân tương tự) và thêm một điện trở 2,2kOhm giữa mỗi chân đầu tiên và chân cuối cùng.
3. Bây giờ đặt tiêu đề 6 chân trước MOSFET (giữa hàng) và kết nối 6 chân DRAIN của FET (chân giữa) với tiêu đề và chân GATE (chân trái) của FET với các chân Arduino Analog tương ứng.
4. Tiếp theo, hàn tiêu đề 7pin cho kết nối LEDDriver ở phía bên kia của Arduino, để lại một số không gian cho cáp và hàn tất cả các kết nối từ Arduino đến đầu cắm chân.
5. Thêm một số tụ điện (1-2 1000uF, 1 10uF, 100nF bên cạnh Arduino) để có thể thoát dòng điện.
6. Hàn đầu cắm 4 chân bên cạnh mặt sau của Arduino cho mô-đun HC-05 và tạo 4 kết nối với VCC, RX, TX, GND và đừng quên tạo bộ chia điện áp từ Chân RX của HC-05 và Pin TX của Arduino (xem tại đây)
7. Đặt Jack DC trên bất kỳ cạnh nào của bảng có công tắc bên cạnh và kết nối chân phải của công tắc với + Chân của Jack DC
8. Cuối cùng, thực hiện tất cả các kết nối Nguồn cần thiết từ Chân GND của Jack DC và chân bên phải của công tắc (VCC) đến Arduino, MOSFET, Tụ điện và HC-05 như trong sơ đồ. Hãy nhớ thêm Diode chỉ cấp Nguồn từ chân VCC của công tắc chảy vào chân 5V của Arduinos chứ không phải theo cách khác. (Điều này bảo vệ Arduino khi lập trình nó qua kết nối USB)

Đối với kết nối nguồn, tôi đã sử dụng Jack nguồn DC với một công tắc đơn giản, bạn cũng có thể sử dụng Đầu nối USB nếu muốn. lên Bảng Arduino. Như đã đề cập ở bước đầu tiên, cũng có một mạch kết nối MSGEQ7 trong sơ đồ nhưng chỉ cần bỏ qua nếu bạn không sử dụng MSGEQ7. (Để biết thêm thông tin về chức năng MSGEQ7, hãy nhấp vào đây)

Đừng quên tạo một Cáp ruy-băng 7Pin khác với Đầu cắm chân nam ở mỗi đầu để kết nối bảng Arduino với bảng Trình điều khiển

Bước 8: Tùy chọn: Khắc các bảng mạch

Vì vậy, nếu bạn không thích hàn nhiều cáp, tất nhiên bạn cũng có thể khắc PCB cần thiết nếu bạn thích điều đó.

Trong Khối lập phương của tôi, bảng Arduino và bảng kết nối Nguồn / Âm thanh đều là bảng được khắc bằng cách sử dụng các tệp schematic / EAGLE đính kèm. Lần đầu mình làm sai sơ đồ nên phải làm lại bảng LED Driver như bước trước. Không có lợi thế lớn để khắc bảng thay vì sử dụng bảng, vì vậy hãy thoải mái khắc bảng hoặc hàn nó trên bảng đục lỗ.

Trong tệp.zip đính kèm, bạn có thể tìm thấy cả tệp BOARD cũng như tệp SCHEMATIC.

Lưu ý rằng các dấu vết lớp trên cùng (màu đỏ) được cho là cầu nối dây (vì tôi không thể khắc hai bảng mặt ở nhà). Các dấu vết không được định tuyến cho thấy các kết nối được thực hiện thông qua cáp cho các Đầu ghim cái.

Sơ đồ này bao gồm tính năng MSGEQ7, bạn có thể đơn giản bỏ qua tính năng này bằng cách xóa phần của sơ đồ được đánh dấu "(MSGEQ7)" trong ảnh chụp màn hình của giản đồ.pdf.

Bước 9: Kết nối khối lập phương

Để kết nối tất cả các phần của Khối lập phương, hãy bắt đầu bằng cách cắm Cáp 7pin vào Bảng Arduino và Bảng trình điều khiển (đảm bảo đúng hướng!). Tiếp theo cắm Mô-đun HC05 vào tiêu đề 4 Pin và kết nối Bảng nguồn nếu tách rời.

Để kết nối các Tiêu đề chân 7x16 của Khối lập phương, hãy đảm bảo bắt đầu với TLC đầu tiên (đầu cắm có chân SIN được kết nối trực tiếp với Arduino). Tìm đúng Cáp 16 chân từ Khối lập phương và kết nối nó với đầu cắm chân đầu tiên của TLC (đảm bảo cáp cho Cathode Nr.0 kết nối với Chân TLC OUT0 đầu tiên!). Tiếp tục và kết nối Cáp 16pin khác với các tiêu đề TLC tương ứng theo đúng thứ tự.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, hãy kết nối Cáp 6Pin cho Cực dương từ Khối lập phương với tiêu đề 6Pin trên Bảng điều khiển bên cạnh MOSFET.

Để hoàn thiện Khối lập phương, tôi đã thêm các bức tường vào thùng máy bằng một số ván ép khác có sơn màu đen trên đó và dán chúng vào.

Bây giờ chúng ta đã hoàn thành với tất cả phần cứng cần thiết cho toàn bộ bản dựng!

Bước 10: Phần mềm: Chu kỳ ghép kênh

Về lý thuyết, Arduino đang thực hiện liên tục chu kỳ sau:

1. Nếu LayerDuration đã vượt qua, hãy tải Giá trị cho Lớp tiếp theo vào TLC, tắt Lớp hiện tại, bật Lớp tiếp theo, đặt lại LayerDuration, cam kết Giá trị mới cho TLC
2. Nếu FrameDuration đã trôi qua, hãy tải Frame mới của Animation hiện tại bằng cách lưu trữ các giá trị cho tất cả các đèn LED và Màu sắc vào bộ đệm ValueLed , đặt lại FrameDuration
3. Nếu Dữ liệu Bluetooth khả dụng, hãy phản ứng theo chúng (Thay đổi Hoạt ảnh, Độ sáng,…) (thông tin thêm sau)

Như bạn có thể thấy trọng tâm chính của mã là tốc độ. Điều quan trọng là thời gian để thay đổi Layer là tối thiểu.

Bạn bật / tắt các Lớp càng nhanh thì bạn sẽ nhận được nhiều "Khung" hơn. đối với khối LED RGB 6x6x6 như thế này, tôi đã phát hiện ra rằng Thời lượng lớp là 1700 microSec. đủ tốt để duy trì nhấp nháy ở mức tối thiểu và nên để ở giá trị này. FrameDuration kiểm soát nhiều hơn tốc độ của Hoạt ảnh để nó có thể được thay đổi cho các Hoạt ảnh khác nhau.

Trong bước tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cách chúng ta thực sự có thể viết Animation của riêng mình.

Bước 11: Hoạt ảnh tùy chỉnh

Để triển khai hoạt ảnh, chúng ta phải đặt bộ đệm ValueLed thành Giá trị mà chúng ta muốn cho Frame tiếp theo mỗi khi FrameDuration trôi qua. Chúng tôi thực hiện điều đó bằng cách gọi hàm Macro "SETLED (x, y, z, COLOR, Brightness)"

x, y, z là tọa độ của đèn LED mà chúng ta muốn đặt và MÀU SẮC (ĐỎ, XANH LÁ hoặc XANH LÁ) là màu chúng ta muốn đặt và Độ sáng là Giá trị thực cho màu cụ thể này mà chúng ta đặt.

Vì vậy, để thực hiện một Hoạt ảnh chỉ hiển thị ngẫu nhiên màu Đỏ, Xanh lục và Xanh lam một cách ngẫu nhiên trên toàn bộ hình khối, bạn có thể chỉ cần thực hiện điều này:

void randomLedsFull () {

for (uint8_t j = 0; j <CUBE_SIZE; j ++) {for (uint8_t x = 0; x <CUBE_SIZE; x ++) {for (uint8_t y = 0; y <CUBE_SIZE; y ++) {uint8_t rand = random8 (3); SETLED (x, y, j, rand, maxBright); }}}}

Phương thức này được gọi mỗi khi FrameDuration trôi qua và được chọn từ lệnh switch-case trong vòng lặp (). Nếu bạn viết hoạt ảnh mới, bạn có thể thêm chúng bằng cách thêm chúng vào hộp chuyển đổi.

Bước 12: Bổ sung: AnimationCreator

Tôi đã viết thêm một AnimationCreator bằng cách sử dụng JavaFX và Java3D.

Nó làm cho việc tạo và chỉnh sửa Hoạt ảnh tùy chỉnh trở nên rất dễ dàng bằng cách cung cấp một giao diện người dùng dễ hiểu.

Bạn có thể tạo, chỉnh sửa, đổi tên và định cấu hình lại Hoạt ảnh cho Hình khối LED 4x4x4, 6x6x6 hoặc 8x8x8

Để tạo Hoạt ảnh mới, chỉ cần nhấn Tệp> Mới, trong "Khối lập phương", bạn có thể chọn kích thước Khối lập phương, để đặt Màu của đèn LED, hãy chọn màu bạn muốn bằng bộ chọn Màu ở bên trái và sau đó nhấp chuột trái vào đèn LED bạn muốn. màu đó cho Khung đó. Để thêm một Khung khác, hãy nhấn "Tiếp theo" hoặc "+". Phần còn lại của Điều khiển giao diện người dùng khá tự giải thích, các hộp kiểm bên cạnh Lớp hình khối để kiểm tra Lớp nào sẽ bị ảnh hưởng bởi việc dịch chuyển và "Giữ khung". Chỉ cần kiểm tra nó ra và bạn sẽ tìm ra mọi thứ ngay lập tức.

Ngoài ra để mô phỏng Hoạt ảnh, bạn có thể nhấp vào Nút "Xem 3D", nút này sẽ mở ra một cửa sổ khác với Mô hình Java3D của Khối lập phương. Bạn có thể xoay Máy ảnh trong khi giữ nút chuột trái (Nhấn R để đặt lại Máy ảnh). Để phát / tạm dừng Hoạt ảnh, nhấn phím P, để đặt lại Hoạt ảnh nhấn Q. Trường văn bản bên dưới nút "Xem 3D" biểu thị hiện tại FrameTime, điều chỉnh tốc độ hoạt ảnh của bạn.

Khi bạn hoàn tất Animation, hãy đặt tên cho nó và nhấn File> Save As… và lưu Animation vào cùng thư mục với Cubo_Control.ino Sketch.

Để bao gồm bạn Hoạt ảnh mới trong Sketch, hãy mở Cubo_Control.ino và thêm mã sau vào đầu Sketch:

#include "RGBit.h" // Thay thế

Cuộn xuống BTEvent () và thêm câu lệnh trường hợp vào trường hợp chuyển đổi của các hoạt ảnh

chuyển đổi (curAnim) {

… Trường hợp 10: animation = & ani_cubesmove [0] [0]; FRAME_TIME = ANI_CUBESMOVE_FRAMTIME; maxCount = ANI_CUBESMOVE_FRAMES; nghỉ; case 11: // Hoạt ảnh ĐỘNG VẬT MỚI CỦA BẠN = & ani_rgbit [0] [0]; FRAME_TIME = RGBIT_FRAMETIME; maxCount = ANI_RGBIT_FRAMES; nghỉ; }

Bước 13: Ứng dụng Bluetooth

Để thực sự điều khiển Khối lập phương, nhờ Mô-đun HC-05, khá đơn giản để xây dựng một ứng dụng Bluetooth để kết nối Điện thoại của bạn với Khối lập phương.

Liên kết đến ứng dụng: Github

Ứng dụng là mã nguồn mở, vì vậy hãy tự mình thêm các Hoạt ảnh / tính năng bổ sung.

• Khởi động ứng dụng, nó yêu cầu bạn bật Bluetooth
• Nhấp vào "Tìm kiếm" và danh sách các kết nối Bluetooth khả dụng sẽ xuất hiện. Xác định Mô-đun HC-05 từ Khối lập phương và nhấp vào nó.
• Nếu có lỗi khi cố gắng kết nối với Khối lập phương, hãy thử ghép nối mô-đun HC-05 trong cài đặt Bluetooth theo cách thủ công
• Sau khi kết nối, Ứng dụng sẽ chuyển sang Màn hình điều khiển và kết nối Bluetooth đã được thiết lập

Kiểm soát

• Tốc độ & Độ sáng: Thay đổi giá trị thanh trượt để tăng tốc / làm chậm Hoạt ảnh hoặc thay đổi độ sáng
• Hoạt ảnh: Nhấp vào nút để thay đổi Hoạt ảnh, theo mặc định, Hoạt ảnh sẽ lặp lại (Bắt đầu từ trên cùng bên trái, nút tương ứng với currAnim)
• Cuộn văn bản: Nhấp vào nút "Văn bản" sẽ xuất hiện hộp thoại để nhập một số văn bản sẽ được cuộn qua khối lập phương
• Lệnh: Bạn có thể nhập các lệnh theo cách thủ công bằng Command TextField (xem phương thức BTEvent () của Cubo_Control.ino để biết cú pháp)
• Snake: Trò chơi rắn cổ điển (đỏ: táo, xanh lục: rắn đầu, xanh dương: đuôi rắn) (Điều khiển: 4 nút định hướng, Lên và Xuống được kích hoạt bằng cách xoay Điện thoại về phía trước (Lên) hoặc lùi (Xuống))
• Audio Visualizer: MSGEQ7 được sử dụng để hiển thị 6 dải âm thanh từ Jack AUX (Nút cho Hoạt ảnh 7)

Bước 14: Trưng bày