LEDキューブ4x4x4(Arduino + 74HC595)による苦痛

こんにちは、愛するhabravchane!



最後に、伝えて見せたいことがあります。 この話が私だけでなく興味深いものになることを願っています。



Ardiuno UNOでの経験についてお話しし、最終的には何が起こったかを示します。 まだこれを気にしていないなら、猫へようこそ。



エントリー
私は普通の高校で物理学、コンピューター科学、天文学の教師をしています。 私はシステム管理者であるenikeyschikomとして働くことができ、コンピューターとは少し友だちで、サイトでの作業も少しできました。PHPとMySQLについては少し理解しています。 しかし、プログラミングでは、私はゼロ以上です。 これにより、私が書いたプログラムを読むことによる怒りが少し減ります。これについては、もう少し詳しく説明します。



2014年の春、地域の会議で、彼はLEGO WeDoとLART-M LLC電子デバイスに会いました。 私はこのビジネスがとても好きでしたが、これはすべて私のものではありませんでした。



学年の初めに、LEGO Mindstorms NXTでロボットクラブを運営するよう申し出られました。 これらのセットでの経験の欠如でさえ、子供と若者の地域の家のディレクターを気にしませんでした。 これまでのところ、誰もが私に満足しているようです。



私は関与し、ロボット工学が好きになり始めましたが、レゴの価格はただ殺されていました。 それから私はこの記事に出会いました。 これらのセットを提供している会社に連絡し、1セットの試用購入と、このビジネスを学校に導入する分野でのさらなる協力に同意しました。 このセットを粘り強い手で受け取った後、私は試してみて誓い始めました...興味深い場合は、このセットに関連する問題について個別に説明します。 主なものはこれではありません。



もちろん、最初は、センサー/ボタン/ダイオードを接続しようとしました。 すべてが機能し、輝いていました。 次の地域会議でも記事を1つ作成し、「銀行を破りました」。 そして、2個のフォトレジスタ、2個のLED、1個のスピーカー、1個のボタン、3個のミラー、1個のポテンショメーター(当時はボタンはもうありませんでした)および1個のレーザーポインターがありました。 それは次のことをした小さな家であることが判明しました:

1)外が暗いときに、正面ドアの上のLEDを点灯します。

2)ドアベルボタンを押したときに単純なメロディーを再生します。

3)誰かがドアベルを鳴らすと、「ガードルーム」のLEDをオンにします(突然ガードがヘッドフォンで音楽を聴いています)。

4)ポテンショメータが最大までねじれたとき(幸いなことに今では2番目のボタンを交換する必要があります)、アラームがオンになりました-内部フォトレジスターは、ポインターからのレーザー光線の中断に応答し始め、ミラーシステムを介して「通りから」送信されました。 「監視室」のビームの交差点で、サイレンが鳴り、LEDが点灯しました。

怖い家






このセットに精通した後、私はArduinoについて積極的に読み始め、最終的にArduino UNO(より正確には、野生の名前を持つ中国の対応物)とあらゆる種類の詳細を含むAliexpressのセットを注文しました。 そして、Ostapは(s)を被りました...



では、正月休みに何をしましたか? 休んだよね? 私はほとんどの休日をアルドゥイーノで過ごしました。



まず、27個のLEDの立方体を組み立てました( この指示によると思われます )。 (ビデオのように)作品のオリジナルバージョンのスケッチを投稿しません。なぜなら、 新しい知識を考慮して、完全に書き直さなければなりません。 しかし、最初に、彼はこのように働きました:

LEDキューブ3x3x3


UPD:このキューブは、IRリモートコントロール( スケッチIRremoteライブラリ、 LedCubeライブラリ)によって制御されるようになりました。 すぐにライブラリファイルへのリンクを提供するため、異なるバージョンで問題が発生することはありません。 後ほど接続図を描きます。ごめんなさい。



これは私には十分ではないと思われ、私は自分自身を信じていました。 そのため、64個のLEDから同じキューブを組み立てることにしました。 特に仕事をする必要がない場合、悪いビジネスはトリッキーではありません。 最初に、いくつかの同様の指示( thisthis )を使用してキューブを組み立てました。 次のようになりました( sketch ):

LEDキューブ4x4x4


このようなキューブの管理は非常に簡単でした。 問題は、Arduino UNOの20の出力すべてがLEDで占められていることが判明したことですが、いくつかのセンサーやその他の設備も接続したかったのです。



UPD2:ワイヤーの束を含む写真
最初のバージョン。 Arduinkaでは20個のポートすべてが占有されています。







一定の数の神経が殺され、 善良な人々助けのおかげで、2つのシフトレジスタ74HC595( 命令 )を使用してキューブをArduinoに再接続することができました。 プログラムの執筆中に、私は言語を少しよく理解することができましたが、プログラムのいくつかのことはまだ魔法のように見えます。 キューブをArduinoに接続するスキーム (Fritzing 0.9.1b.64で作成。品質にごめんなさい。このプログラムを初めて使用したとき)。

UPD2:多数のワイヤを含むいくつかの写真
2番目のバージョン。 Arduinkaでは、キューブで占有されるポートは7つだけですが、すべてがブレッドボード上で組み立てられ、約70本のワイヤが使用されました。







最終バージョン。 すべての小さな部品ははんだ付けされ、箱に隠されています。











実際、キューブの管理はもう少し難しくなりましたが、キューブの操作モードの名前とこのモードの番号が表示される2行のディスプレイ(この情報を見るときにプログラムを選択すると便利です)と、キューブの操作モードを切り替えるボタンを接続することができました。



UPD2:ほぼ最終バージョンのキューブのビデオ


はい、言い忘れました。 私の妻は同じ学校でコンピューターサイエンスを行っており、私の苦痛を見て、彼女はArduinoでの作業について9年生(これまではすべてがアイデアとラフドラフトの形式である)の選択科目のアイデアを持っていました。 これから何かが来ることを期待しましょう。



他に何をしたいですか
1)キューブにマイクを接続し、キューブを照明と音楽のインスタレーションにします。 残念ながら、これまでのところあまり成功していません。 キットのマイクは、吹き飛ばされた場合にのみ反応します(アンプが必要ですが、今のところ不要です)。

2)キューブにさまざまな効果を追加します。

3)物理学の授業でarduinkiの利点を示します-オブジェクト(2個のフォトレジスタ+ 2個のレーザーポインター)の速度を測定したいのですが、これまでのところあまりうまくいきません。

4)サーボモーターを適切に制御し、最終的にタイプライターを作成する方法を学びます! これまでのところ、2つのサーボモーターを接続する場合、制御できるのは1つだけで、2つ目は常に一方向に回転しています。

5)Bluetooth経由でarduinoを制御することを学びます。 モジュールはありますが、これまでの作業はあまり接着されていません。

6)Aliexpressのセンサー/スクリーンがさらに届くのを待って、何か他の面白いことをしてください。

7)学生に興味を持たせ、少なくとも少しずつすべてを教える...


UPD:使用するライブラリへのリンクと4xキューブ接続図を含む3xキューブのスケッチを追加しました。

UPD2:写真とビデオを追加しました。 googledisk上の4x4x4キューブの接続スキームを更新しまし



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