Ми створили серію навчальних посібників з Raspberry Pi, в яких ми розглянули взаємодію Raspberry Pi з усіма основними компонентами, такими як світлодіод, РК-дисплей, кнопка, двигун постійного струму, сервомотор, кроковий двигун, АЦП, реєстр змін тощо. опублікував кілька простих проектів Raspberry Pi для початківців, а також кілька хороших проектів IoT. Сьогодні, у цій сесії, ми збираємося створити світлодіодний куб 3x3x3 та керувати ним за допомогою Raspberry Pi, щоб отримувати різні шаблони за допомогою програмування на Python. Раніше ми створили той самий світлодіодний куб 3x3x3 з Arduino Uno.
Типовий світлодіодний куб 3 * 3 * 3, підключений до Raspberry Pi, показаний на зображенні вище. Цей світлодіодний КУБ складається з 27 світлодіодів, ці 27 світлодіодів розташовані в рядки та стовпці, щоб сформувати куб. Звідси і назва - LED CUBE.
Існує багато видів кубиків, які можна розробити. Найпростіший з них - світлодіодний куб 3 * 3 * 3. Для 4 * 4 * 4 LED CUBE робота майже втричі, оскільки нам потрібно виконати роботу для 64 LED. З кожним більшим числом робота майже подвоюється або потроюється. Але кожен куб більш-менш працює однаково. Для початківців світлодіодний куб 3 * 3 * 3 є найпростішим світлодіодним кубом, а також є деякі переваги світлодіодного куба 3x3x3 перед іншими вищими кубами, наприклад,
- Для цього куба вам не потрібно турбуватися про споживання енергії або розсіювання.
- Попит на електроенергію менший.
- Нам не потрібна ніяка комутаційна електроніка для цього куба.
- Нам потрібні менші логічні термінали, тому нам не потрібні регістри зсуву або щось подібне.
- Найкраще підходить для електроніки, що працює на логіці + 3.3v, наприклад Raspberry Pi.
Необхідні компоненти:
Тут ми використовуємо Raspberry Pi 2 Model B з ОС Raspbian Jessie. Усі основні вимоги до обладнання та програмного забезпечення обговорювались раніше, ви можете переглянути їх у Вступі про Raspberry Pi та Світлодіодний індикатор Raspberry PI для початку, крім того, що нам потрібно:
- Raspberry Pi 2 B (будь-яка модель)
- 220 Ом резисти (3 штуки)
- 27 світлодіодів
- Паяльний інструмент для побудови світлодіодного куба
Будівництво 3x3x3 світлодіодного куба:
Раніше ми детально обговорювали побудову світлодіодного куба 3 * 3 * 3 у цій статті: Світлодіодний куб 3x3x3 з Arduino. Вам слід перевірити цей, щоб дізнатися, як паяти світлодіоди для формування світлодіодного куба. Тут ми згадуємо 9 загальних позитивних терміналів (стовпців) та 3 загальних негативних терміналів (негативних рядків або шарів) у LED Cube. Кожен стовпець представляє позитивний термінал, а кожен шар - негативний термінал.
Зверху ми можемо побачити 9 загальних позитивних терміналів, пронумерованих на малюнку нижче, ми пронумерували їх відповідно до штифта GPIO від Raspberry Pi, на якому підключені ці позитивні термінали.
9 загальних позитивних терміналів: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16
І 3 загальні негативні термінали можна побачити з вигляду спереду, як пронумеровано на малюнку нижче:
Загальний негативний штифт верхнього шару: 13 Загальний мінусовий штифт
середнього шару: 6
Загальний мінусовий штифт нижнього шару: 5
Як тільки все буде зроблено, у вас буде такий куб, як цей. Також перевірте відео, подане в кінці.
Електрична схема та пояснення:
Зв'язки між Raspberry Pi та LED Cube показані нижче на схемі:
Як показано на малюнку, у нас є загалом 12 штифтів від Куб, над якими дев’ять є загальними позитивними, а ТРИ загальними негативними штифтами. Запам’ятайте, кожен стовпець представляє позитивний термінал, а кожен шар - негативний.
Тепер ми підключимо ці 12 контактів до Raspberry Pi точно так, як це вказано на схемі. Після того, як ми підключили термінали, настав час написати програму PYTHON.
Ви можете перевірити програму Python нижче, щоб сформувати шаблон, показаний у демонстраційному відео нижче.
Скажімо, ми хочемо увімкнути світлодіод на середньому шарі, як показано на малюнку нижче (червоний обведений), тоді нам потрібно включити штифт GPIO18 і заземлити штифт GPIO6. Це стосується кожного світлодіода в кубі.
Ми написали кілька програм циклу на PYTHON, щоб зробити прості спалахи. Програма добре пояснюється через коментарі. Якщо ви хочете більше шаблонів, ви можете просто додати більше шаблонів до програми.