Wir haben eine Reihe von Raspberry Pi-Tutorials erstellt, in denen wir die Schnittstelle von Raspberry Pi mit allen grundlegenden Komponenten wie LED, LCD, Taste, Gleichstrommotor, Servomotor, Schrittmotor, ADC, Schieberegister usw. behandelt haben veröffentlichte einige einfache Raspberry Pi-Projekte für Anfänger sowie einige gute IoT-Projekte. Heute, in dieser Sitzung, werden wir einen 3x3x3 LED CUBE herstellen und ihn mit Raspberry Pi steuern, um mithilfe der Python-Programmierung verschiedene Muster zu erhalten. Wir haben zuvor denselben 3x3x3 LED-Würfel mit Arduino Uno gebaut.
Ein typischer 3 * 3 * 3-LED-Würfel, der an Raspberry Pi angeschlossen ist, ist im obigen Bild dargestellt. Dieser LED-WÜRFEL besteht aus 27 Leuchtdioden. Diese 27 LEDs sind in Zeilen und Spalten angeordnet, um einen Würfel zu bilden. Daher heißt der Name LED CUBE.
Es gibt viele Arten von Würfeln, die entworfen werden können. Der einfachste davon ist der 3 * 3 * 3 LED-Würfel. Für 4 * 4 * 4 LED CUBE ist die Arbeit fast dreimal so hoch, da wir für 64 LED arbeiten müssen. Mit jeder höheren Zahl verdoppelt oder verdreifacht sich die Arbeit fast. Aber jeder Würfel funktioniert mehr oder weniger auf die gleiche Weise. Für einen Anfänger ist der 3 * 3 * 3-LED-Würfel der einfachste LED-Würfel, und es gibt auch einige Vorteile des 3x3x3-LED- Würfels gegenüber anderen höheren Würfeln wie:
- Für diesen Würfel müssen Sie sich keine Gedanken über den Stromverbrauch oder die Verlustleistung machen.
- Die Nachfrage nach Stromversorgung ist geringer.
- Für diesen Würfel benötigen wir keine Schaltelektronik.
- Wir brauchen weniger logische Anschlüsse, also brauchen wir keine Schieberegister oder ähnliches.
- Am besten geeignet für + 3,3 V logisch betriebene Elektronik wie Raspberry Pi.
Erforderliche Komponenten:
Hier verwenden wir Raspberry Pi 2 Model B mit Raspbian Jessie OS. Alle grundlegenden Hardware- und Softwareanforderungen wurden bereits erläutert. Sie können sie in der Einführung zu Raspberry Pi und zum Blinken der Raspberry PI-LED nachschlagen, um loszulegen.
- Raspberry Pi 2 B (jedes Modell)
- 220Ω Widerstände (3 Stück)
- 27 LEDs
- Lötwerkzeuge zum Aufbau eines LED-Würfels
Gebäude 3x3x3 LED Cube:
Wir haben zuvor den Bau eines 3 * 3 * 3-LED-Würfels in diesem Artikel ausführlich besprochen: 3x3x3-LED-Würfel mit Arduino. In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie LEDs zum Formen von LED-Würfeln löten. Hier erwähnen wir 9 gemeinsame positive Anschlüsse (Spalten) und 3 gemeinsame negative Anschlüsse (negative Zeilen oder Schichten) im LED-Würfel. Jede Spalte repräsentiert einen positiven Anschluss und jede Schicht repräsentiert einen negativen Anschluss.
Wir können 9 gemeinsame positive Anschlüsse in der Draufsicht sehen, wie im folgenden Bild nummeriert. Wir haben sie gemäß der GPIO-Pin-Nr. Von Raspberry Pi nummeriert, an die diese positiven Anschlüsse angeschlossen sind.
9 gemeinsame positive Anschlüsse: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16
Die 3 gemeinsamen negativen Terminals sind in der Vorderansicht zu sehen, wie im folgenden Bild nummeriert:
Gemeinsamer negativer Pin der oberen Schicht: 13 Gemeinsamer negativer Pin der
mittleren Schicht: 6
Gemeinsamer negativer Pin der unteren Schicht: 5
Sobald alles erledigt ist, haben Sie einen Würfel wie diesen. Überprüfen Sie auch das Video am Ende.
Schaltplan und Erklärung:
Die Verbindungen zwischen Raspberry Pi und LED Cube sind im folgenden Schaltplan dargestellt:
Wie in der Abbildung gezeigt, haben wir insgesamt 12 Pins von Cube, über die NINE Common Positive und THREE Common Negative Pins sind. Denken Sie daran, dass jede Spalte einen positiven Anschluss und jede Schicht einen negativen Anschluss darstellt.
Jetzt verbinden wir diese 12 Pins genau wie im Schaltplan angegeben mit Raspberry Pi. Sobald wir die Terminals angeschlossen haben, ist es Zeit, das PYTHON-Programm zu schreiben.
Sie können das Python-Programm unten überprüfen, um das im Demo-Video unten gezeigte Muster zu generieren.
Angenommen, wir möchten die LED auf der mittleren Ebene einschalten, wie in der folgenden Abbildung gezeigt (rot eingekreist). Dann müssen wir den GPIO18-Pin mit Strom versorgen und den GPIO6-Pin erden. Dies gilt für jede LED im Würfel.
Wir haben einige Schleifenprogramme in PYTHON geschrieben, um einfache Blitze zu erzeugen. Das Programm wird durch die Kommentare gut erklärt. Wenn Sie mehr Muster wünschen, können Sie dem Programm einfach weitere Muster hinzufügen.